發展智能高速公路關鍵技術研究

王高爽

（遼寧艾特斯智能交通技術有限公司遼寧沈陽110166）

發展智能高速公路關鍵技術研究

王高爽

（遼寧艾特斯智能交通技術有限公司遼寧沈陽110166）

本文中從高速公路智能監控通信技術的概述、高速公路智能監控中的視頻監視系統技術、智能全監控通信的關鍵技術與高速公路智能監控通信技術的主要系統四方面，進行了分析，以供借鑒。

高速公路；智能監控；通信技術

隨著社會的快速發展，人們生活水平不斷提高，車輛購置也開始增多，導致高速公路車流量顯著增加，為了有效的預防事故發生，可以利用先進的技術，建設高速智能監控系統，為了實現智能化、自動化監控，需要及時對一些關鍵問題采取合適的技術手段加以解決。智能公路系統是建有通信系統、監控系統等基礎設施，并對車輛實施自動安全檢測、發布相關的信息以及實施實時自動操作的運行平臺，它為實現智能公路的運輸提供更為安全、經濟、舒適、快捷的基礎服務，以達到減少交通擠塞和事故的目的。

1 高速公路智能監控系統組成的原理

這種系統所采用的是光纖傳輸和光中繼來實現遠距離通信，采用總分式組網，并且采用單片機嵌入系統。供電電源使用的是太陽能蓄電池，在選擇電池時，要考慮到太陽能電池的蓄電能力，可以采用以下方式：如果有用戶告警或者中心站對分站有通信要求時，才給予供電，其他時候可以通過MCU控制，將電源切斷，讓系統處于睡眠狀態，讓系統大部分處于零耗電狀態。還要考慮到容量以及使用效率各方面，高速公路的監控系統要采用分時工作，保證只有四路分站可以通話，這在滿足系統需求的同時，也降低了系統容量，為整個高速公路的智能監控提供了保障。對于建設的規模而言，可以根據系統的具體容量來定，一般情況下，一個分站可以支持300多個分站點，傳輸的距離可以用功率大、靈敏高的光器件來增加傳輸距離。高速公路智能監控中的中心站和分站通過光纖和光分路進行連通，由單機片完成分站和中心站的通信工作，通過固定的地址碼分區，并且采用分時的工作方式。

2 目前高速公路管理存在的問題分析

目前，高速公路出行信息傳播模式主要為單向傳播，缺乏信息交互的有效手段。信息內容不全面，信息量小，不能個性化定制，按需投送，精準服務。不方便隨時隨地查看，信息發布效率低、覆蓋面小且成本高。用戶被動接受信息，獲取有效信息的效率較低，時間成本高，不利于提升決策效率。高速公路的運行缺少數字化的評價指標體系，對道路的運輸能力、道路監控運行效果、指揮協調聯動效力等無法量化判斷。不能發現運營和管理中進一步挖掘和完善的空間，不利于可持續發展。在日常管理方面，信息分散在不同部門、聯勤單位、不同媒介，與內部信息缺乏有效整合。特別是如何整合、建設及管理企業自有信息資源體系；如何打通單位內部的信息斷層和孤島，建立運營單位內部及外部聯勤單位指揮調度共享平臺，實現內部資源與外面信息有效對接，幫助管理人員科學決策。交警、路政管理、收費站、服務區管理、養護及監控等各項業務之間的協作力度不夠，基本處于各自為政的局面，缺乏有效溝通和聯動，導致肇事逃逸、逃費等事件時有發生。在工作安排上，各部門之間的業務開展在時間和空間上有時會發生沖突，影響工作效率和交通運行。突發事件管理盡管不是常發性業務，但其社會影響較大。

3 高速公路智能系統關鍵技術分析

3.1 高速公路圖像處理

高速公路智能監控系統最核心的部分就是視頻圖像處理問題，將移動車輛及時捕獲，確保對車輛的跟蹤錄制保證完整性、準確性。考慮到高速公路的車輛流量很大，并且路況非常復雜，因此，對于不同的情形，需要采取不同的方法，只有這樣，才可以確保智能監控系統的圖像質量。利用歸一化算法高速公路車輛在行駛時，由于高速公路智能監控系統可以實現360°檢測，并且可以通過自動調焦，檢測到車輛，但是因無法對車輛做準確定位，因此無法檢測出車輛的行駛速度，為了控制好行駛車輛的車速，需要解決車速測量工作，即需要確保視頻檢測角度。具體可以通過歸一化方法，首先將錄制視頻圖形進行分割，然后依據公路的路面顏色等特殊特征，將路面以及路標等無關信息剔除，之后將剩余圖片信息進行水平與垂直濾波，最后做霍夫算法變換，通過計算，確定檢測行駛車輛的當前角度，利用其他算法即可檢測出車輛的車速。

3.2 智能監控系統的電力供應

高速公路工作信息量大、時效性強，這就要求確保智能監控系統工作正常，時時處理高速路況信息，電力供應及時。為了有效解決電力問題，目前采取的兩種較為實用的方法為外接長電纜進行遠途供電、利用太陽能自發生電。對于電力供應，需要結合不同的情況選擇不同的方案，如果高速公路段路面較為寬廣，且治安措施很到位，那采取經典的外接長電纜供電就可以滿足很好的要求；而如果高速公路的路基鋪設電纜不好，并且距離供電站較遠，那采取太陽能供電較好，在確保電力供應正常的情況下，還可以預防電纜被盜等風險。對于不同的情形，選擇不同的措施，有利于解決電力供應的關鍵技術問題。

3.3 網絡數據傳輸與存儲

在信息傳輸過程中，考慮到智能監控系統安置點較為分散，需要同時將不同安置點的數據傳回到中心，那就要考慮網絡傳輸的速率以及可靠性問題，針對這種問題，可以通過采取TCP/IP網絡傳輸技術，以IP為技術構架，采用開放式的NGN新進架構技術，通過IP的視頻服務器與數據處理服務器，可以快速將各個系統視頻數據同時傳回到信息處理中心，及時的將視頻進行分析、處理。智能系統視頻數據在經過處理后，為了能夠將數據保存下來，便于以后檢索、調取，需要將數據保存下來。考慮到視頻數據自身所需存儲空間很大，況且高速公路智能視頻監控需要時時檢測，所需存款空間更大，因此，需要解決空間問題，確保數據信息存儲可以有效的存儲，可以采用物理分布式存儲，利用ISCSI擴展快存技術，將大量的數據在幾秒之內存儲到存儲介質中，并且在調取時，可以實現秒級回放，大大的提高了存儲效率。

4 結束語

本文結合現代信息技術的發展趨勢，在我國高速公路發展現狀基礎上，提出了智能高速公路建設框架與思路，從而為進一步擴大新型技術的推廣應用，為河南省智慧高速公路建設提供思路與方法。

[1]王忠軍．基于GIS的智能高速公路管理關鍵技術研究與實現[J]．企業文化，2014.

[2]韓濤.智能高速公路系統需求分析與研究[J].解放軍信息工程大學學報，2013.

U495

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1004-7344（2016）30-0177-01

2016-9-29