淺析視頻監控技術在高速公路交通工程中的應用

李富國

(山東省聊城市濟聊高速公路管理處)

1 高速公路視頻監控系統的作用分析

在科技不斷發展的條件下，閉路電視系統開發之后的初期，多被使用到公路交通監視，獲得相關交通區域的實時交通狀況，依靠管理者的視力、管理經驗等探測分析交通事件。隨著計算機技術的不斷進步和發展，視頻圖像處理技術有了很大的提高，視頻監控技術和功能在各個領域的使用更加的廣泛。在交通管理中視頻監控能夠完成交通參數的自動檢測并進行科學的記錄，能夠識別的交通事件可以完成自動報警。但是由于監控技術的局限性，監控視頻所測得的數據，還不能夠很好的完全反應出交通車輛的綜合行車狀態，也很難對交通事故現場等各個細節進行描述，只能通過設置在重要管理地段的攝像機拍攝到的交通實時圖像進行分析，從而得到重要管理區域的交通細節，以此得到交通事故的探測和決策的制定依據。

交通管理使用的閉路電視提供的圖像要完整、清晰度要高，形象逼真、工作性能穩定，并具有一定的范圍可調性，由于閉路電視系統是應用于野外的連續工作形式，所以要求其擁有一定的抗干擾能力。高速公路閉路電視監控系統是由多種設備構成的，主要有攝像頭、監測鏡頭、方臺、攝像頭防護罩、視頻解碼器、控制臺切換裝置、監視設備、錄像機等等。

2 高速公路常用視頻監控技術特點的分析

2.1 傳統模擬閉路電視監控的缺陷

前幾些年高速公路使用的傳統的模擬閉路電視監控設備，全部是點對點的形式對交通現場的情況進行監視的，模擬閉路電視監控系統使用的是同軸電纜連接傳輸的圖像，在進行傳導線路的鋪設時，工程量較大，與此同時這種一對一的監控方式對整個監視器系統造成了很大的設備浪費。因為有線模擬信號本身的特性，其傳輸的過程中對傳輸的距離等敏感性較強，如果傳輸的距離大于1 km的時候，傳輸的信號就會產生信號畸變、信號衰減、群延時等現象，而且這種類型的信號非常容易受到外界因素的干擾，使得形成的圖像質量下降很大;有線模擬視頻監控技術無法進行聯網使用，得到視頻信號數據在進行存儲的時候，需要消耗大量的錄像帶等存儲介質，而且進行調用取證的時候也十分繁瑣，不能滿足高速公路現代化發展的要求，限制了視頻監控在高速公路順暢運營中的應用。

2.2 數字化視頻監控技術的特點

隨著計算機技術以及數字圖像處理技術的進步，數字化視頻監控技術適應高速公路監控效果提升的需要，因此在高速公路的運營管理中得到了大量的運用。數字化視頻監控技術的優點是:數字化視頻能夠實現在計算機網絡環境中，進行圖像數據的傳輸，對于距離的影響較小，信號抗干擾能力強，能夠在很大程度上提升監控所得圖像的質量和穩定性;數字視頻監控能夠通過計算機終端設備與互聯網進行連接，網絡寬帶可復用，因此就不需要進行重復的布線等;數字化視頻監控技術的發展使得數字化存儲成為了現實，通過計算機處理和壓縮的視頻數據，能夠有效的存儲到磁盤等存儲介質中，很大程度上方便了數據的使用和查詢。

2.3 數字化視頻監控系統的優點

綜上分析數字化視頻監控系統其優點主要是:首先，監控效果的實時性特點，數字化視頻得到的數據類屬于實時性數據，必須要進行實時的處理，如實時傳輸、實時壓縮等等。其次，廣域分布的特點，指的是監控現場得到的圖像數據等，通過與主機相連，實現多個計算機局域或廣域的終端連接，提高了數據的共享范圍和使用效果。再次，視頻傳輸的同步性，指的是雖然視頻信息的采集具有一定的分布性，但是因為視頻設備的終端顯示時需要同步進行，所以要求其具有視頻傳輸的同步性能。

3 監控視頻數據處理需解決的問題分析

作為高速公路交通數字視頻監控技術的使用，目前需要解決兩大技術問題，首先是視頻監控所得數據的壓縮、解壓縮處理技術。由于視頻監控所得圖像的信息量較大，例如，一幅640×480 pixel中分辨率的彩色圖像，它的占有存儲數據量為0.92 MB，假設圖像以每秒30幀的速度進行播放，那么整個視頻信號處理數碼率將會達到27.6 Mbps。很明顯的，視頻壓縮中的數字化處理技術是整個技術的重點。科學的研究表明，MPEG圖像在800 kbps～2 Mbps的傳輸速率條件之下，視頻圖像的清晰度等，都能獲取優質的圖像效果。管理人員可以按照不同的使用條件和需要，進行壓縮標準的確定。

監控視頻數據的實時傳輸過程中，當前使用的網絡通信協議，作為一個既成事實的行業統一標準，在數字化視頻監控設備中得到了廣泛的使用。作為高速公路視頻監控傳輸的特點，它對時間的特點要求比較高，所以，一定要確保數據傳輸的實時性以及同步性。提高數字監控視頻在高速公路日常管理的效果。

4 高速公路管理中，網絡攝像機在信號數字化上的使用

網絡攝像機其作用和傳統的模擬攝像機大體上相同，但是，網絡攝像機能夠為用戶提供更多的先進功能。從節約設置的費用成本來看，不需要進行模擬監控使用的大量同軸電纜，高速公路的機電設備就已經構建成了一個以太網絡，因此進行線路鋪設的開支就相應的減少，也方便了安裝，與此同時，網絡攝像機能夠實現共用一根以太網的傳輸電纜，這對于高速公路的管理部門來講，能夠在很大程度上減少了投資，增加了監控點的數量，有效的提高了高速公路監控作用。

對于當前已經進行投資安裝的模擬圖像監控設備，高速公路的管理部門，可以通過先進技術的應用，將模擬信號轉換成為先進的數字信號，提高信號在網絡傳輸的性能。這樣的改進既提高了系統的整體功能，同時也節省了大量的電纜等投資。所以在高速公路的監控工程中具有廣泛的應用空間。

［1］付達，周偉.視頻監控技術在高速公路交通監控中的應用［J］.中南公路工程，2003，(2).

［2］湯永成.論高速公路交通監控中視頻監控技術［J］.廣東科技，2007，(3).

［3］于博.鐵路百日蒙煤突運攻堅戰完成過半［J］.鐵道貨運，2010，(12).