基于物聯(lián)網(wǎng)的高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控體系研究

徐洪武

摘 要：快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)讓高速路、車流量等不斷增加，對高速路監(jiān)控也帶來了較大挑戰(zhàn)。在“大數(shù)據(jù)”背景下，高速公路各功能系統(tǒng)產(chǎn)生快速、大量、多樣的數(shù)據(jù)，如何將“大數(shù)據(jù)”轉(zhuǎn)換成“強(qiáng)應(yīng)用”，是新型高速公路監(jiān)控的發(fā)展重點(diǎn)。視頻監(jiān)控主要應(yīng)用在收費(fèi)系統(tǒng)、道路監(jiān)控系統(tǒng)、隧道監(jiān)控系統(tǒng)以及管理用房的監(jiān)控當(dāng)中，我們需要結(jié)合應(yīng)用車牌識(shí)別技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)，使高速公路運(yùn)營日益智能化、智慧化。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；視頻聯(lián)網(wǎng)；高清

1 高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

近些年我國高速公路建設(shè)突飛猛進(jìn)，高速公路跨入路網(wǎng)化時(shí)代，同時(shí)高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)也變得越來越完善，視頻聯(lián)網(wǎng)趨于網(wǎng)絡(luò)化、智能化，有了長足的發(fā)展。道路越來越多樣化，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控不再是一個(gè)點(diǎn)的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測、現(xiàn)場監(jiān)測相結(jié)合。數(shù)字圖像也逐漸取代模擬廣播、智能數(shù)字圖像存儲(chǔ)，而不是存儲(chǔ)模擬閉路電視系統(tǒng)，可以使用大屏幕，屏幕顯示攝像機(jī)等設(shè)備覆蓋的道路交通各個(gè)重要位置，此外，可以利用一些日志記錄事件，便于今后的分析。

2012年，IP化高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)，顛覆了原有模擬、標(biāo)清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用模式，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅用于日常實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且為高速公路其余監(jiān)控系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使整體高速公路監(jiān)控系統(tǒng)向智能化、智慧化邁進(jìn)了一大步?，F(xiàn)在的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，已經(jīng)逐步成為收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)、車牌及卡號(hào)查詢系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)、報(bào)警管理系統(tǒng)、圖像稽查系統(tǒng)不可或缺的重要基礎(chǔ)。高清視頻數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大，信息來源多種多樣，信息結(jié)構(gòu)豐富（結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化），這些都是“大數(shù)據(jù)”的基本特點(diǎn)。通過高速公路運(yùn)營中心大數(shù)據(jù)的分析處理，可以提高運(yùn)營單位數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用水平，不斷增強(qiáng)數(shù)據(jù)的價(jià)值，為提高高速公路運(yùn)營提供可靠的決策數(shù)據(jù)支持，為“保暢通、促和諧”注入新的活力。

2 高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)功能

2.1 實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程監(jiān)視

各監(jiān)控中心來負(fù)責(zé)控制攝像機(jī)工作和監(jiān)視管理路段視頻圖像；總中心全路監(jiān)控，但不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)，利用監(jiān)視攝像儀顯示監(jiān)視圖像，分中心可以控制攝像機(jī)錄像，總中心和分中心都可以錄像、可以調(diào)取任意路段視頻，采用大容量存儲(chǔ)設(shè)備也可實(shí)現(xiàn)今后隨時(shí)調(diào)取錄像。

2.2 實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程監(jiān)控

監(jiān)視管理路段視頻圖像和攝像機(jī)控制由各路段監(jiān)控中心負(fù)責(zé)；監(jiān)控總中心對全路網(wǎng)作宏觀監(jiān)視。但特殊條件如交通事故及特殊運(yùn)輸?shù)龋O(jiān)控中心也可監(jiān)視管理路段視頻圖像和控制攝像機(jī)。總中心：監(jiān)視全路網(wǎng)任意一個(gè)攝像機(jī)的視頻圖像，特殊情況下，可以控制攝像機(jī)；利用大屏幕以及監(jiān)視器等設(shè)備顯示監(jiān)視圖像；用攝像機(jī)錄像，便于日后調(diào)看取證等。分中心：對覆蓋區(qū)域內(nèi)的攝像機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，并控制攝像機(jī)；利用大屏幕以及監(jiān)視器等設(shè)備顯示監(jiān)視圖像；用攝像機(jī)錄像，便于日后調(diào)看取證等。此模式中，總中心和分中心都可以控制攝像機(jī)，并且總中心的操控權(quán)優(yōu)先于分中心。

2.3 智能視頻分析

高速公路監(jiān)控視頻需要調(diào)取海量數(shù)據(jù)，聯(lián)網(wǎng)中心需要從大量數(shù)據(jù)中挖掘有用信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控，提高監(jiān)控效率也是一個(gè)重要課題。應(yīng)該結(jié)合行業(yè)和路段特點(diǎn)，進(jìn)行專項(xiàng)分析，以提高在此領(lǐng)域的應(yīng)用效率。目前業(yè)內(nèi)結(jié)合本行業(yè)特點(diǎn)有以下三種方式：硬盤錄像資料的稽查檢索；在實(shí)際檢驗(yàn)過程無法瀏覽所有的海量圖像數(shù)據(jù)，只能通過隨機(jī)的方式，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低，需要一套智能視頻分析來提高檢索系統(tǒng)的效率，在此方面已經(jīng)做了有益的嘗試；基于視頻的路徑識(shí)別系統(tǒng)：聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)在很多省市如火如荼的展開的國家，隨著收費(fèi)公路網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，全面準(zhǔn)確路徑識(shí)別、加密，因此應(yīng)著手解決基于視頻的路徑識(shí)別系統(tǒng)其他互補(bǔ)的路徑識(shí)別。

3 結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)功能

3.1 智能車牌識(shí)別系統(tǒng)

高速公路運(yùn)營中心又具備了分析“大數(shù)據(jù)”的能力，在此基礎(chǔ)上，各種智能化的系統(tǒng)就可應(yīng)用在高速公路運(yùn)營管理中。車牌識(shí)別系統(tǒng)就是其中核心業(yè)務(wù)之一。車牌識(shí)別系統(tǒng)為收費(fèi)站堵漏增收，避免開放式收費(fèi)站闖崗事件發(fā)生起到重要作用，系統(tǒng)已在高速公路收費(fèi)站應(yīng)用多年。在“大數(shù)據(jù)”時(shí)代，車牌識(shí)別系統(tǒng)不單單可應(yīng)用于收費(fèi)站車道抓拍，在路網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)中，可起到“打擊逃費(fèi)”的作用。在聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)中，都面臨著多路徑識(shí)別及結(jié)算問題。在聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)環(huán)境下，不可避免的存在有高速公路環(huán)路情況，即車輛可以在路網(wǎng)內(nèi)由一點(diǎn)出發(fā)通過不同的路線達(dá)到目的地。在投資主體多元化的路網(wǎng)環(huán)境下，路徑識(shí)別不僅僅涉及每一輛同行車輛的通信費(fèi)如何計(jì)算，同時(shí)還要考慮收入的通行費(fèi)拆分給哪個(gè)單位。為了解決以上問題，在高速公路路網(wǎng)內(nèi)的所有收費(fèi)站入口車道、出口車道車牌識(shí)別系統(tǒng)；在多義性路徑關(guān)鍵點(diǎn)安裝門架式車牌識(shí)別系統(tǒng)。

3.2 聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系

存儲(chǔ)已經(jīng)成為高速公路監(jiān)控體系中不可或缺的一部分。當(dāng)前端信息量越來越大，區(qū)域化管理需求日趨明顯，建立高效、穩(wěn)定、查詢快速的存儲(chǔ)系統(tǒng)已成為高速公路業(yè)務(wù)管理者的共識(shí)。高速公路存儲(chǔ)體系可分為三級，依次為收費(fèi)站監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，路段監(jiān)控中心數(shù)據(jù)，省監(jiān)控中心數(shù)據(jù)。高速公路考慮到實(shí)際應(yīng)用的簡易性、穩(wěn)定性，應(yīng)采用收費(fèi)站分布式存儲(chǔ)模式，在收費(fèi)站部署基于IP-SAN架構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備。根據(jù)高速公路存儲(chǔ)數(shù)據(jù)需要快速、穩(wěn)定調(diào)閱的需求，存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)使用iSCSI直存或iSCSI塊直存技術(shù)，并輔助以雙機(jī)、雙控、RAID等容災(zāi)技術(shù)。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控

高速公路智能化應(yīng)用遠(yuǎn)不止于此，例如當(dāng)今最前沿的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在高速公路智能交通系統(tǒng)中也有大量應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于高速公路路段，可實(shí)時(shí)準(zhǔn)確獲取高速公路交通信息，為交通管理和交通信息服務(wù)提供數(shù)據(jù)支持，獲得高速公路行駛車輛的實(shí)時(shí)信息和高速公路路面實(shí)時(shí)路況、車道占有率等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于收費(fèi)站，可建立不停車收費(fèi)系統(tǒng)，利用RFID技術(shù)提高收費(fèi)效率和通行能力。所有路段線圈、收費(fèi)站RFID傳感器都可看做信息節(jié)點(diǎn)，通過傳輸系統(tǒng)傳輸至運(yùn)營中心管理平臺(tái)，應(yīng)用傳感信息建立交通信息發(fā)布及服務(wù)系統(tǒng)，為出行者提供準(zhǔn)確的出行信息，以便出行者確定最佳的出行時(shí)間、交通路徑及交通方式。并可把服務(wù)信息通過運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)布到出行者移動(dòng)終端上，可向司機(jī)提供天氣、路面狀況、事故易發(fā)地等信息，并可推薦行駛路線。

4 結(jié)束語

文章從高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控現(xiàn)狀入手，介紹了大數(shù)據(jù)時(shí)代智能車牌識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等等新技術(shù)在高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，并且對于設(shè)備在高速公路中的運(yùn)用模式和功能做了系統(tǒng)的分析。視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控涉及交通、管理、法律、政策等很多領(lǐng)域，所以在高速公路中建設(shè)視頻聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)非常重要。

參考文獻(xiàn)

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