安全、穩(wěn)定、智能的高速公路視頻運維管理技術(shù)

文 | 江西方興科技股份有限公司 陳昭彰

隨著智慧交通工程建設(shè)不斷推進(jìn)，高速公路視頻質(zhì)量分析與設(shè)備運維管理系統(tǒng)已覆蓋整個高速公路。但目前在對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運維過程中，設(shè)備故障主要靠人力巡檢，系統(tǒng)規(guī)模一旦過大，巡檢周期就會拉長，且檢測標(biāo)準(zhǔn)受人為因素影響很大。尤其當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時，經(jīng)常由于人為因素導(dǎo)致無法正常調(diào)取圖像視頻，嚴(yán)重影響相關(guān)人員的突發(fā)事件響應(yīng)速度。其次，目前設(shè)備模式標(biāo)準(zhǔn)多樣，運維服務(wù)商眾多，人員接口復(fù)雜，不便于統(tǒng)一指揮和調(diào)度，不能及時響應(yīng)維保服務(wù)的需求，一旦出現(xiàn)問題，難以適應(yīng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運維要求，問題解決時效低、不徹底。此外，現(xiàn)行的運維服務(wù)主要是解決設(shè)備預(yù)警及故障修復(fù)、處理問題，還不能及時監(jiān)測到設(shè)備的實時運行狀態(tài)。

為滿足加快建設(shè)交通強(qiáng)國戰(zhàn)略下的智慧交通服務(wù)需求，保障高速公路的安全暢通，“基于高速公路視頻質(zhì)量分析與設(shè)備運維關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用”項目從“構(gòu)建設(shè)施運行狀態(tài)感知系統(tǒng)、加強(qiáng)重要通道和樞紐數(shù)字化感知監(jiān)測覆蓋，增強(qiáng)關(guān)鍵路段和重要節(jié)點全天候、全周期運行狀態(tài)監(jiān)測和主動預(yù)警能力”任務(wù)出發(fā)，通過實地調(diào)研、設(shè)備故障分析、試驗與理論相結(jié)合等方法，開展物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)、圖像質(zhì)量的盲檢與評價技術(shù)及邊緣計算技術(shù)等研究，實現(xiàn)感知數(shù)據(jù)處理、信息共享及整合、數(shù)據(jù)管理智能化。

該項目結(jié)構(gòu)上采用模塊化設(shè)計，根據(jù)不同的應(yīng)用場景和客戶需求，可隨意配置功能模塊，功能搭配靈活、結(jié)構(gòu)拓展方便。

在技術(shù)上利用邊緣計算模型，將具有計算能力的硬件單元集成到原有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件平臺上，實現(xiàn)具有邊緣計算能力的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)。通過邊緣計算技術(shù)，項目成果具有檢測效率高、故障檢測反應(yīng)速度快的特點，可實現(xiàn)對設(shè)備視頻質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)、運行狀態(tài)的快速診斷與故障點精準(zhǔn)定位。同時，采用圖像處理技術(shù)，可提高目標(biāo)分割和識別的算法性能，實現(xiàn)視頻圖像質(zhì)量的盲檢測與評價。

除此之外，該項目以“數(shù)據(jù)鏈”為主線，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建“信息感知層+網(wǎng)絡(luò)傳輸層+智能應(yīng)用層”3層架構(gòu)。依托信號傳輸協(xié)議讀取各外接攝像機(jī)電能狀態(tài)、交換機(jī)各網(wǎng)絡(luò)端口狀態(tài)，采集數(shù)據(jù)樣本，運用狀態(tài)分類算法，建立故障診斷模型，實現(xiàn)了全方位掌握外場監(jiān)控狀態(tài)、設(shè)備故障智能化感知，以及自動修復(fù)部分故障的目的。

該項目取得的成果已應(yīng)用在國內(nèi)多條高速公路視頻云聯(lián)網(wǎng)工程中，有效解決了高速公路視頻運維系統(tǒng)的現(xiàn)狀問題，大幅縮短了設(shè)備故障時間、減少了維護(hù)工作量，有效提升了設(shè)備在線率，解決了外場前端設(shè)備現(xiàn)場維護(hù)成本高、維護(hù)響應(yīng)不及時的問題，實現(xiàn)了對前端設(shè)備的精細(xì)化管理和智能化運維。該項目成果具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，滿足高速公路視頻云聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)前端設(shè)備“安全、穩(wěn)定、智能”的運維管理需求，科研成果累計銷售1800余套，取得了顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益。項目產(chǎn)品榮獲“江西省科技廳科學(xué)技術(shù)成果”，被列入南昌市“名優(yōu)創(chuàng)新產(chǎn)品名錄”，經(jīng)專家評價，項目成果評價為“國內(nèi)領(lǐng)先”。

圖1 基于高速公路視頻質(zhì)量分析與設(shè)備運維管理系統(tǒng)構(gòu)成

圖2 基于高速公路視頻質(zhì)量分析與設(shè)備運維管理系統(tǒng)硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖3 基于高速公路視頻質(zhì)量分析與設(shè)備運維管理系統(tǒng)硬件外觀

圖4 基于高速公路視頻質(zhì)量分析與設(shè)備運維管理系統(tǒng)軟件運行平臺