智能視頻監(jiān)控平臺(tái)在高速公路上的應(yīng)用

王京新 陳玲瓏 程濤

浙江省公眾信息產(chǎn)業(yè)有限公司 浙江 杭州 310023

1 高速公路智能視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)需求概述

視頻監(jiān)控是高速公路管理工作中至關(guān)重要的一部分，其業(yè)務(wù)需求具體包括道路通行狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、突發(fā)交通事件智能化檢測(cè)、交通違法行為查糾等，具體如下：

1.1.1 高速公路通行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在高速公路全線布設(shè)一定數(shù)量的交通技術(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備，尤其是重點(diǎn)危險(xiǎn)路段，需要做到監(jiān)控設(shè)備全覆蓋監(jiān)測(cè)，確保高速公路管理人員可以實(shí)時(shí)掌握高速公路全天候的交通運(yùn)行狀況，為高速公路高效、安全運(yùn)行提供有力支持[1]。

1.1.2 交通違法行為及時(shí)查糾。針對(duì)機(jī)動(dòng)車在高速公路上的各類違法行為，如超速行駛、不按規(guī)定車道行駛、違規(guī)停車等，通過(guò)智能視頻監(jiān)控來(lái)實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)上述交通違法行為，并通過(guò)視頻監(jiān)控方式進(jìn)行取證和預(yù)警，從而可以通過(guò)語(yǔ)音方式進(jìn)行提示與處罰，并可以依托監(jiān)控視頻信息，充分發(fā)揮交通安全服務(wù)站、巡邏警車等的作用，對(duì)各類交通違法行為進(jìn)行預(yù)警處理、攔截處置，可以及時(shí)解決交通違法行為，創(chuàng)造一個(gè)安全、高效的高速公路通行環(huán)境，對(duì)提高高速公路通行效率大有裨益[2]。

1.1.3 突發(fā)交通事件智能化檢測(cè)。相關(guān)工作人員通過(guò)視頻圖像監(jiān)測(cè)、后臺(tái)數(shù)據(jù)分析等多樣化手段，可以實(shí)時(shí)智能化監(jiān)測(cè)高速公路路面各類交通事件，不僅可以做到高速公路交通事件智能化檢測(cè)，還可以實(shí)現(xiàn)交通違法行為的自動(dòng)取證，從而有利于突發(fā)交通事件的有效處理，對(duì)高速公路交通高效運(yùn)行大有裨益。

1.1.4 動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)綜合研判預(yù)警。相關(guān)工作人員整合高速公路實(shí)時(shí)交通路況、交通流量、氣象信息、異常車速信息等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交通信息，隨后，整合高速公路基礎(chǔ)信息、維修占道信息、重點(diǎn)車輛等靜態(tài)交通管理信息，對(duì)動(dòng)靜態(tài)信息進(jìn)行深度分析，據(jù)此研判高速公路交通安全隱患，以便及時(shí)做好提前預(yù)警信息，保障高速公路安全、高效運(yùn)行，為民眾安全出行提供安全保障[3]。

2 高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀問(wèn)題及挑戰(zhàn)分析

2.1 現(xiàn)狀問(wèn)題

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是高速公路建設(shè)中至關(guān)重要的一部分內(nèi)容。但是，由于科技發(fā)展因素，導(dǎo)致傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有科技含量較低的問(wèn)題，只能解決高速公路運(yùn)營(yíng)中的“看”、“控”、“存”等問(wèn)題，視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采集的高速公路的視頻信息，上傳到路段管理中心后，對(duì)各個(gè)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行有效控制，并對(duì)監(jiān)控視頻資源進(jìn)行存儲(chǔ)管理。但是，這些視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)并沒(méi)有進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，僅僅是收集之后，就進(jìn)行存儲(chǔ)管理，難以為高速公路運(yùn)營(yíng)管理人員提供全面且有價(jià)值的高速公路運(yùn)行信息，不利于高速公路事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。隨著高速公路建設(shè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，高速公路運(yùn)營(yíng)對(duì)視頻監(jiān)控要求不斷提高，既要解決“看”、“控”、“存”之類的問(wèn)題，還要實(shí)現(xiàn)“管”、“用”等綜合管理目標(biāo)，充分利用視頻監(jiān)控獲得的數(shù)據(jù)細(xì)心，做到智能化管理和深度應(yīng)用，才能為高速公路高效、安全運(yùn)行提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息。因此，在高速公路視頻監(jiān)控中，全面推廣應(yīng)用智能化監(jiān)控平臺(tái)具有一定的必要性和重要性。

2.2 挑戰(zhàn)

如前所述，當(dāng)前的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)解決了“看”、“控”、“存”的問(wèn)題，但是并沒(méi)有解決“管”、“用”的問(wèn)題，這要求加快推廣應(yīng)用智能化監(jiān)控系統(tǒng)。但是，高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅要接入視頻信號(hào)，還要接入音頻、告警等大量的業(yè)務(wù)信息。不僅如此，高速公路路面上的氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備、車檢器信號(hào)等，都要將采集到的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息接入管理中心，以便對(duì)各類信息進(jìn)行集中式管理[4]。這些數(shù)據(jù)信息體量龐大，且具有接入點(diǎn)多、業(yè)務(wù)多樣化等特征。但是當(dāng)前的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，并沒(méi)有統(tǒng)一各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，使得各個(gè)子系統(tǒng)收集的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)難以互通，進(jìn)而不便實(shí)現(xiàn)各類監(jiān)控信息共享，使得高速公路統(tǒng)一的綜合管控工作面臨巨大的挑戰(zhàn)。此外，高速公路管理系統(tǒng)需要與政府各個(gè)職能部門管理系統(tǒng)緊密結(jié)合在一起，才能為政府各個(gè)職能部門的決策提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息支持。為此，在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，需要在原有系統(tǒng)體系基礎(chǔ)上，建立數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，并統(tǒng)一各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)建設(shè)模式，才能持續(xù)提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)高速公路運(yùn)營(yíng)智能化決策。

3 智能視頻監(jiān)控平臺(tái)在高速公路中的有效運(yùn)用分析

如前所述，隨著我國(guó)高速公路事業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求不斷增加。但是，傳統(tǒng)的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)只能解決“看”、“控”、“存”問(wèn)題，難以對(duì)高速公路視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息進(jìn)行利用，不利于“管”、“用”問(wèn)題的解決。為此，為推動(dòng)高速公路安全、高效運(yùn)行，應(yīng)加快推廣智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用。在實(shí)踐中，智能視頻監(jiān)控平臺(tái)需要接入各類告警設(shè)備，并接入其他子系統(tǒng)和服務(wù)平臺(tái)，以此獲得各個(gè)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的統(tǒng)一管理。在此基礎(chǔ)上，視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)各個(gè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，進(jìn)行數(shù)據(jù)深度分析，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)監(jiān)控服務(wù)、行為分析、路況分析等智能應(yīng)用，具體如下。

3.1 統(tǒng)一接入和管理

傳統(tǒng)的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要用于視頻數(shù)據(jù)的收集，主要接入攝像機(jī)、編碼器等信息采集設(shè)備。而智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)為滿足多樣化工作需求，往往要接入多種設(shè)備，并同時(shí)處理視頻數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等多項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。以業(yè)務(wù)管理工作為例，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)需具備各個(gè)子系統(tǒng)工作協(xié)調(diào)能力，確保各個(gè)子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)工作有序進(jìn)行。為此，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)業(yè)務(wù)資源的優(yōu)化調(diào)配，確保各類數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中高度共享和快速傳遞。同時(shí)，隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)朝向高清化、信息化發(fā)展，使得視頻業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)量急劇增加，且高清視頻的碼率變化較大，其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)多樣化發(fā)展態(tài)勢(shì)，直接對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高的要求。如何在有限資源中保障系統(tǒng)中各個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的流暢性，為視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)提供數(shù)據(jù)支持，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能化管理及智能應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路中的有效應(yīng)用，是通過(guò)接入設(shè)備，對(duì)各個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，以便監(jiān)控中心更加便捷地獲取各個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。同時(shí)，在智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用過(guò)程中，為集成管理各個(gè)子系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際來(lái)制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)協(xié)議和接口。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)通過(guò)多網(wǎng)口服務(wù)器實(shí)現(xiàn)專有業(yè)務(wù)管理，并可以根據(jù)業(yè)務(wù)類型，提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)了不同業(yè)務(wù)的相互獨(dú)立運(yùn)行，可以最大程度提高各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資源的利用率。以收費(fèi)站的智能管理系統(tǒng)為例，通過(guò)整合監(jiān)控業(yè)務(wù)、收費(fèi)業(yè)務(wù)，即可在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)的隔離管理，這樣不僅節(jié)約了大量的建設(shè)成本，還可以保障數(shù)據(jù)的安全性。

3.2 數(shù)據(jù)共享

當(dāng)前，高速公路建設(shè)具有一定的獨(dú)立性特征，各條高速公路的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)難以實(shí)現(xiàn)互通和共享，且視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其他業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)之間的信息也采取獨(dú)立管理模式，使得高速公路管理系統(tǒng)往往要重復(fù)建設(shè)服務(wù)系統(tǒng)，這樣不僅浪費(fèi)了大量的資源，還不利于高速公路管理服務(wù)水平的提高。例如：高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采集到相關(guān)路段的視頻信息，但是由于這些視頻數(shù)據(jù)信息未能共享，從而出現(xiàn)了信息孤島現(xiàn)象，不能為高速公路其他管理系統(tǒng)提供有價(jià)值的視頻信息支持，進(jìn)而不利于高速公路管理中心進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度，一定程度上影響高速公路高效運(yùn)營(yíng)。在高速公路運(yùn)營(yíng)管理中，往往要針對(duì)突發(fā)交通事件進(jìn)行緊急性的應(yīng)急救援，在此過(guò)程中，要求相關(guān)人員綜合分析相關(guān)信息，并快速做出決策。高速公路智能監(jiān)控視頻平臺(tái)應(yīng)用，通過(guò)信息化建設(shè)，提高了各業(yè)務(wù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的整合程度和傳播速度，使得不同服務(wù)系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，在此基礎(chǔ)上，輔以大數(shù)據(jù)分析算法、智能分析算法等技術(shù)，對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息進(jìn)行深度分析，可以為高速公路運(yùn)營(yíng)管理提供一系列有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息支持，從而有利于大幅度提高高速公路管理調(diào)度與服務(wù)水平。除此之外，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)信息不局限于視頻圖像數(shù)據(jù)，還包含交通流數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、收費(fèi)數(shù)據(jù)等，通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，智能管理服務(wù)平臺(tái)即可在云計(jì)算模式支持下，根據(jù)應(yīng)用服務(wù)需求，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整合存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)共享等功能，為高速公路運(yùn)營(yíng)管理提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息服務(wù)，有效提升高速公路運(yùn)營(yíng)管理水平。

3.3 智能應(yīng)用

在監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上，智能視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)智能分析、路況分析、出行知道等智能應(yīng)用，為高速公路運(yùn)營(yíng)管理及出行人員提供有價(jià)值的信息服務(wù)。以告警應(yīng)用為例，在高速公路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，一旦出現(xiàn)異常狀況，或者是查詢特殊車輛在高速公路中的行駛軌跡時(shí)，系統(tǒng)可以根據(jù)視頻數(shù)據(jù)、交通流數(shù)據(jù)、交通事件信息、氣象數(shù)據(jù)等，進(jìn)行數(shù)據(jù)深度分析，即可快速查詢到有價(jià)值的信息。而用戶可以通過(guò)歷史視頻信息檢索方式，了解事故發(fā)生過(guò)程，系統(tǒng)對(duì)告警源、告警類型等進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì)，形成應(yīng)急救援方案。不僅如此，系統(tǒng)還可以結(jié)合實(shí)時(shí)的氣象信息、路況信息等，對(duì)應(yīng)急救援方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，確保應(yīng)急救援的有效性。高速公路運(yùn)營(yíng)管理人員還可以結(jié)合系統(tǒng)綜合分析的數(shù)據(jù)成果，科學(xué)確定事故多發(fā)區(qū)域，為科學(xué)設(shè)定監(jiān)控等級(jí)提供信息支持。在查找特殊車輛時(shí)，可以根據(jù)車輛的車牌信息、車牌顏色、車速等，檢索特定時(shí)間段內(nèi)的車輛視頻，為高速公路上違法車輛的查糾工作提供視頻信息支持（見(jiàn)圖1）。除此之外，高速公路系統(tǒng)中機(jī)電設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣、設(shè)置分散、類型繁多，使得系統(tǒng)管理與維護(hù)工作面臨巨大的挑戰(zhàn)。而智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路中的應(yīng)用，能夠通過(guò)智能分析技術(shù)應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻質(zhì)量的自動(dòng)診斷，這樣不僅可以大量減少工作人員的工作量，還可以為視頻監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)提供重要信息支持。

圖1 高速公路智能視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在高速公路中推廣應(yīng)用智能視頻監(jiān)控平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)視頻、數(shù)據(jù)和管理的統(tǒng)一，能夠?yàn)楦咚俟愤\(yùn)營(yíng)管理提供多樣化的智能應(yīng)用服務(wù)，有利于整體提升高速公路運(yùn)營(yíng)管理水平，對(duì)高速公路事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展大有裨益。