高速公路智能全程監控系統及關鍵技術探討

郭軍梅，張江浩，劉玉琦

（1.山西省交通信息通信有限公司，山西 太原 030006；2.華為技術有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

高速公路行車過程會受到天氣、路況、路面功能等多方面的影響，特別是在災害性天氣影響下，不僅能見度較低，還會誘發嚴重的安全隱患。為了全面分析出不同環境對行車的影響，需要技術人員采用智能化的操控技術全程監控行車狀態。依據自動化的成像方式展開監控，能全面提高公路行車服務質量。另外，智能全程監控系統可在信息網絡的支持下展現出事故位置，將路況及現場所發生的問題回傳至系統中，能為后期緊急救援提供技術性支持。

1 高速公路智能全程監控系統的應用價值

智能全程監控系統可在信息網絡（5G）的支持下對車輛的行車狀態及速度、路段概況展開全面的監控，采集出公路等級信息指標，分析出車輛與路面之間的運行狀態，最終促使車輛的位置信息、行車特點能夠全面呈現至軟件系統中。在信息整合、信息處理、信息回傳的過程中對所涉及的行車信息進行的監控、測試及信息反饋，能為管理中心提供可靠的行車數據依據，進而分析出車輛的運行狀態。一旦過程中出現交通事故或其他突發情況，技術人員可及時分析監控所得到的信息，再利用大數據及GPS技術定位出交通事故的發生地點，為救援提供技術支持。通過設定詳實的緊急預案內容，不僅可方便技術人員解決交通事故，還能給予路段必要的分流處理，有利于科學、妥善地處理好交通事故，消除行車事故所造成的其他隱患[1]。另外，該系統還能分析出車輛的違規行駛問題，在關聯性的記錄控制中統計出司機、車輛概況等指標，將違章實況回傳至管理部門，可方便司機及時處理違規現象。

2 高速公路智能全程監控系統及應用特點

2.1 核心監控架構

智能化全程監控過程的主體監控對象是各個車輛的車速指標、階段性流量以及路面狀況等指標的分析與評價，故需要在路段中設計出有效的采集控制點位，同時對數據采集的穩定性進行控制，進而提高所得到數據的可靠性。其中，物聯網（大數據）的構架是智能化系統的控制主體，系統可調出不同地段的數據網絡，并結合有效的控制模式進行智能化監控，進而提升軟件系統的穩定性。首先，監控系統可將所得到的基礎數據傳遞至感知層，待數據處理完畢后對數據進行匯總，給予數據分類和優化，使需求的數據導入至應用層中。其次，不同層次的數據控制模型、網關整合要求也存在一定差異。例如感知層可匯總與高速公路相關的空氣、環境、氣象數據等指標，可結合視頻的形式進行呈現、采集與分析；網絡層主要將子數據分享給總服務端口，采用線上智能監督的形式進行監控，有利于在局域網的信息傳遞、存儲管理中得到關聯性的信息存儲要求；應用層主要以控制數據有效性為目標，即將所得到的終端信息進行高效采集，再將這些基礎信息整合至數據庫中，待指定機組監測評價后可投入至移動化的監控過程中，方便技術人員在PC端、App端了解實時路況[2]。

2.2 智能化機組的應用特點

高速公路智能化監控測試中，服務器可利用視頻成像的形式展現基礎監控圖像，在關聯性調控測試的基礎上對指定信息進行監控，所以機組具有以下服務特征：第一，視頻圖像的分辨率較高，可清晰、準確地進行線上監控，而其中的圖像采集系統均可在關聯性服務系統的支持下進行信息收集，再利用所收集的信息進行測試優化，有利于提升監控機組的服務質量。第二，高速公路兩側需要配置公共服務設施，其中監測系統也可分析出電力供應裝置的運行情況，即可在智能化的監測控制中對全路段的用電裝置的功能進行測試，以確保變壓器、供電裝置、配電裝置的基礎功能。第三，機組運行中，終端控制裝置可及時收集監控訊息，采用全程監控的形式將所得到的監測畫面傳輸至服務器中，要求技術人員分類所得到的路況信息，再給予詳實的評判，方便后期進行調控優化。若這一過程中出現信息遺漏、信息失真抑或消息傳遞錯誤的情況時，技術人員可在服務控制的過程中快速發掘錯誤部分，在攝像拍攝的支持下給予保存優化，完善數據調控、檢索和取證技術，可為后期交通事故的處理提供數據支持。

3 高速公路智能全程監控系統中關鍵技術的應用措施

3.1 圖像優化及處理技術

對收集的圖像信息進行分析，同時運用AI智能校驗的形式展開統計工作，有利于全面提高視頻圖像處理的有效性。在此過程中，裝置可統計進入高速公路的車輛信息，包括司機、車牌號、行車狀況，并對違規進行拍照，同時可抓拍車輛的運營信息，并給予有效的圖像追蹤，進而實現車輛的全程監控。其中，不同等級高速公路的行車流量是不同的，所以需要技術人員根據車輛實況進行篩選分類，采用額定控制模式抓捕圖像基礎信息。因此，圖像處理可從以下兩方面進行：第一，行駛速度：車輛行駛速度的監測方式是采用歸一化的跟蹤系統對車輛進行全過程的監控評價，在自動對焦系統的支持下測試出車輛的實際位置，使用圖像處理技術處理好車輛的運行信息[3]。圖像處理的信息包括車輛的基礎運行信息，如車型、顏色等指標，在將所得到的信息進行整合分析后，可排除畫面與車輛實況之間的差異。在此過程中，系統可在水平向、垂直向的濾波測試中整合車輛的運行情況，采用加速度模型判斷在不同時間段內車輛的運行速度，可避免車輛超速的負面影響。第二，人車辨識：部分高速公路路段會有行人（綠化工作者、技術人員等）出現，故在全自動監控過程中，可對行人進行標識，明確各工作人員的任務情況，再給予該路段一定警示，可降低行車安全隱患的發生概率。另外，部分車輛出現故障時，系統應給予該車輛故障標識，由AI智能分析校驗出車輛行駛的異常狀況，確定是人為停運或車輛故障，再給予必要的故障分類，以便將準確的故障信息傳達至終端服務器，這一過程均是在殘余光流檢測的支持下進行。若車輛在高速路段發生車禍時，系統也可第一時間將反饋的圖像上傳至指定區域，方便技術人員第一時間進行處理優化[4]。

3.2 信息傳輸及存儲控制

信息傳輸控制過程中，可對所收集的服務器、服務站、二級監視系統進行控制，采用二層結構模型對收集的信息進行一體化處理，再對服務區、控制站、控制端口的編碼進行測試，同時在 EPON接口調控中進行存儲控制，方便整合視頻及圖像的編碼格式，最終得到H.264型號的文件格式。其中，這項技術具有以下技術特征：第一，自動化控制系統可在TCP/IP的分類統計中確定出不同端口的地理位置，能在GPS技術的控制中提高數據的精準性。通過在開放性的MGN構架模塊的測試中得到高速公路的基礎信息，再聯合網絡端口、視頻控制、存儲測試、命令測試的基礎上對控制指令進行交互，能方便技術人員對指定的信息進行管控，從而進行網絡監控、視頻圖像分析、數據存儲管理及信號分享等過程。第二，通過對不同測試數據進行批量處理，在額定的拓撲視圖操控中明確各機組的運行狀態，方便后期進行預警控制。通過對涉及的信息進行編碼、維護、存儲及協調測試，再配合統一化的網端維護優化中升級服務系統，也能給予必要的升級調控，鞏固操作系統的可靠性[5]。第三，全自動監控系統可分享裝置的部署情況，結合大數據進行集數化管理，能夠控制傳統信息統計過程的工作量。其中，系統可在ISC SI的存儲控制中對所涉及的信息進行控制，同時在編碼分享、圖文信息的交互轉換中進行數據加工。當用戶需要進行某一路段實況信息的查閱時，系統可結合媒體的交換形式測試出編碼相關的存儲模式，再結合關聯性的帶寬控制需求對存儲視頻進行二次編碼，得到指定時限的行車狀況，方便后期進行違章處理，也可提升信息的交互效率。

3.3 供電信息的傳輸及控制

為各路段提供充足的電力，可方便技術人員對所涉及的監控信息進行查閱，同時調研、監控出時效性的監控數據，從而維護監控系統的穩定性。因此，該系統需要從以下控制模式進行：第一，供電信息傳輸中，系統可將所涉及的視頻信息進行壓縮，結合必要的回傳處理提高機組的運行穩定性。其中，為方便信息的存儲與控制，需要對圖像及視頻進行壓縮，并給予二次加密技術進行信息傳遞，有利于視頻信息的存儲控制。需要注意的是，技術人員應對所涉及的信息進行分類，快速調取出需求的目標數據，進而提升視頻內容的質量。第二，電力信息監控中，大數據可收集各類用電裝置的標準功能和測試數據指標，在必要的對比分類中進行統計，能夠促使電力在持續控制協調的過程中展開分析測試，經過用電分析、用電測試、用電統計后分析出各個電力裝置的運行環境，進而方便技術人員對高速公路路段進行持續性監測控制。另外，若供電裝置與測試點的位置相對較遠時，則應選擇太陽能發電系統進行持續供電，再結合信號轉錄裝置標識出用電異常問題，有利于消除供電不持續、斷電、線路短路等負面現象。

4 結語

綜上所述，高速公路智能全監控系統的有效應用，能夠在數字視頻、圖像分析、文字整合的過程中進行數據監控，再大數據的支持下進行信號監控，有利于凸顯出智能化控制的有效性。另外，技術人員應及時優化用電裝置，在必要的視頻分析過程中進行智能化監測，進而提升高速公路全程監控系統的應用效率。