公路快运系统车货监控技术研究

公路快运系统车货监控技术研究（精选7篇）

公路快运系统车货监控技术研究 第1篇

公路快运系统车货监控技术研究

公路快速货物运输是现代运输业发展的.必然趋势,开发研究车货监控技术是推进现代公路快速货物运输业发展的关键途径之一.车货监控技术的实现是公路快速货物运输企业实施物流运作的必要条件,它的开发成功与否直接关系到货流的速度与企业运营效益.本文阐明了基于GPS/GIS/GSM的车货监控技术的总体开发框架与思路,归纳总结了开发本系统的实际应用价值.

作 者：张栋 刘文臣 ZHANG Dong LIU Wen-chen 作者单位：张栋,ZHANG Dong(山东省平邑县公路管理局,273300)

刘文臣,LIU Wen-chen(山东电子职业技术学院自动化系,250014)

刊 名：信息技术与信息化英文刊名：INFORMATION TECHNOLOGY & INFORMATIZATION年，卷(期)：“”(2)分类号：U4关键词：公路快运 GPS GIS GSM 监控中心 车载设备

对高速公路监控系统技术研究分析 第2篇

关键词：高速公路,监控,系统,技术

随着交通运输事业的发展, 我国的高等级公路有了较快的发展, 特别是高速公路的车流量大、车速快。监控系统就是为随时掌握不断变化的交通流, 及时发现异常, 迅速采取有效措施, 减少或避免交通阻塞、拥挤和事故, 使之达到高速、安全、舒适的目的, 充分发挥高等级公路社会和经济效益的一种对公路进行监视和控制的现代化管理系统。

1 高速公路交通电子监控系统的目标及作用

1.1 监控系统的目标

高速公路交通状况受车流时空分布、气候、道路线形和地形等的影响, 高速公路监控系统的目标在于减少上述因素的影响, 解决气候异常、事故和车辆故障等造成的交通拥挤和阻塞。具体而言, 高速公路监控的主要目标有5个方面:减少高等级公路周期性拥挤;减少非周期性 (偶然的) 拥挤的影响;获得最大的运行安全;提供必要的情报, 帮助使用者有效地利用高等级公路的各种设施, 并减少他们在脑力和体力方面的紧张程度;给在高等级公路上遇到困难 (事故、故障、疑问等) 的使用者提供援助。

1.2 监控系统的作用

车辆行驶高速、快捷、安全、舒适是高速公路交通的本质特征。然而, 偶发事件如:交通事故、车辆抛锚、货物散落和气候变化却不可避免, 如果得不到及时处理, 势必引起交通堵塞甚至成为安全隐患。高速公路监控系统的主要功能就在于实时检测这些异常信息, 并采取及时有效的控制措施。

2 现有监控系统

2.1 监控体系

通常, 监控系统由信息采集子系统、监控中心和信息发布子系统构成按行政区域设置三级管理模式:监控总中心→监控中心→监控分中心。监控总中心、监控中心、监控分中心各自完成对辖区的全区域监视, 并且都有控制功能, 一般情况是总中心、中心会以监视及协调控制为主, 分中心是完成对本辖区内的局部控制。

监控分中心与本地控制器、外场设备及连接通道构成系统中的基层级监控。本地控制器采集、存储、管理外场设备的检测数据, 监视外场设备的工作状态, 并将各种采集信息处理后传送给监控分中心;监控分中心对辖区内全部采集信息以及相邻分中心传来的有关信息进行综合分析处理后, 向本地控制器发出各种控制命令, 并由本地控制器下达到各外场设备执行。在特定情况下, 本地控制器可根据采集的信息发出对局部地段的控制命令, 例如大雾情况下的限速、隧道阻塞等事故时的关闭车道信号或限速等。也就是说, 一般情况下系统的控制是可以由监控分中心或本地控制器分散完成的, 系统不会因分中心、中心或与分中心、中心连接通道发生故障的情况下失去控制, 使系统的故障风险缩小, 波及范围、影响减小, 提高系统的可用性。

以监控为主有两级, 一级是监控分中心, 一级是监控中心。日常监控以监控分中心为主, 但在特殊情况下或监控中心需要控制时, 监控中心具有收回和返还监控分中心对外场设备的控制权, 即监控中心控制优先权高于监控分中心控制权。管理及协调控制有两级, 一级是监控中心, 一级是监控总中心。系统中各级控制的优先级是以监控总中心、中心、分中心逐级排序降低。

2.2 监控模式

本地声像监视系统的应用, 是对收费系统进行声像监视, 通常监视任务是由收费站的监控室直接负责。由于我国目前的交通工程设计将高速路的收费站+监控室作为标准应用模式。所以传输线缆以视频电缆直接连接, 收费系统的图像监视分为4类:

2.2.1 收费广场

收费广场采用带有云台、镜头控制器的专业摄像机, 要求架设在收费站的进出广场两边, 摄像机的跟随控制速度要求很快, 通常采用美国进口的“智能球”设备。

2.2.2 收费亭

收费亭的摄像机专为监护收费员的工作而设, 要求通过监视器可以很容易识别收费员桌面上的人民币金额。同时, 在收费窗口设置专用的麦克风, 以监督和了解收费员与驾车司机的对话过程。

2.2.3 收费车道

收费车道摄像机专为识别和录制行车的车型及车牌号, 并以此自动鉴别行车是否军车、公务车等免费车辆, 同时还可以对收费员选定的车型及收费金额进行复核校验, 以确保收费过程的正确性, 杜绝各种形式的透漏票款行为。

2.2.4 收费监控室内

监控室内的摄像机专为上级监控中心或领导了解监控室的实时状况而设。为了便于沟通, 通常还设有业务电话进行交流, 同时也是对位于远端的现场人员及资金进行看护的一种必要手段。高速公路监控系统的声像传输与调用多采用通过电缆直接连接的方式, 即收费车道与收费站的监控室同处一地, 形成所谓的“站点合一”结构。图像与声音的传输采用模拟的方式直接上传, 实时地将外场车道、收费亭、收费广场的图像送入本地监控室并由监控员进行监视和录制。

2.3 现有监控系统的不足

综上所述可以看出, 现有高速公路监控系统的不足:各路段注重于本路段的监控, 监控系统相互独立, 对省域联网监控考虑不够, 存在信息孤岛现象;路况视频采用点对点送往中心站的模拟方式, 多级调用将导致图像质量下降, 同时光纤资源耗费巨大, 扩容困难, 远程控制不便, 联网监控不易实现;模拟视频不易处理, 长时录像带耗费大, 不便调看和数据共享;对场外和室 (亭) 内监控图像不加分类处理, 导致室 (亭) 内监控图像占带宽过大, 难以传送至中心, 故在本站设监控室, 耗费人力、财力;路段接入网通信容量浪费太大, 155M只用不到10%, 主干传输网信道容量155M严重不足;限于经济成本, 对繁忙路段的视频全程监控几乎不能实现;未实现支撑多种业务的通信平台的全省联网, 缺少全省公路信息化建设的基础条件, 难以拓展其他增值业务。

3 下一代高速公路监控系统技术探索

根据计算机技术的发展现状, 我们可以设计将高速公路监控网通过IP网络交换机、光收发器将各收费站和路段中心站组成基于IP千兆以太网, 监控图像数据网、监控收费网、收费计算机网、IP电话网均在千兆以太网上建立相应的虚拟专用网。

其中, 监控图像数据网由W-DMDU、外场监视摄像机、车道监控摄像机、沿路各外场设备, 以及设在路段中心站的图像视频服务器、监控数据服务器、监视计算机等组成, 实施远程清晰图像的监控调用, 以及与外场设备数据的交互, 收集路况信息, 发布相关显示信息。

监控收费网由亭内数字摄像头 (通过USB接口与车道计算机相连) 、车道收费计算机、监控收费计算机等组成, 采用软件编解码方式和H.323多媒体通信协议, 实现监控员与各收费员的可视通话。

收费计算机网保留原有网络方式, 由各车道收费计算机、收费数据库服务器等组成, 通过IP千兆以太网与其他路段收费网相连, 实施联网收费。

电话网由普通话机、各站VOIP网关在以太网上互联, 本路段由设定号码直接拨号, 出外线通过设在中心站带有El用户线的VOIP网关与市话网相连。

结束语

总的来说, 高速公路监控系统的建立是为了保证交通信息及时、快捷、准确地传递, 交通控制得以有效实施。因此, 依据科学技术手段的不断发展而建立更准确更快捷的高速公路监控系统, 是我们从业者的不可推卸的责任和历史使命。

参考文献

[1]毕厚杰.IP宽带通信网络技术[M].北京:北京邮电大学出版社.2004.

[2]孙大跃.高速公路网络工程技术[M].北京:人民交通出版社.2001.

公路快运系统车货监控技术研究 第3篇

【关键词】GIS；高速公路；监控系统；应用

就民生和经济而言，高速公路的四通八达就如同科技的日新月异一般，和人们的生活都息息相关，一般来说，一个国家或者地区的发达程度从很多方面都有所体现，高速公路的建设情况就是其中之一，我国一些早期修建的高速公路，当时实际的车流量远远低于设计的容量，由于经济的发展，车流量持续上升，有些甚至超出了高速公路设计容量，甚至发生了拥堵，早期的高速公路监控系统也存在一些问题，而现在高速公路车流量大，交通事故时有发生，高速公路监控系统的重要性也越来越明显，对高速公路监控系统的研究和应用也是非常有必要的。

许多发达国家随着经济的发展很早就对高速公路监控进行了深入研究，也取得了一定的成果，但是由于每个国家的道路情况和国情不同，外国的一些经验不适合我国。随着空间信息科学的不断发展和创新，GIS为我国高速公路监控系统开辟了一条新路。

1、GIS（地理信息系统）概述及GIS应用情况

GIS（Geographic Information System）翻译成中文叫做地理信息系统，凡是与位置有关的信息GIS都有记录，其功能就是收集、存储、管理、分析、描述和应用地球空间和地理分布的数据。GIS属于空间信息科学范畴，它把软件、硬件、数据和用户有机的结合到一起，GIS起源于国外，有比较久远的历史，在国外发展迅速，并被广泛应用于很多领域，目前我国主要将其应用于规划建设、国民经济管理等方面。由于交通和地理的渊源，GIS在交通领域得到开发和应用，并被广泛应用于高速公路监控系统。

2、GIS技术在高速公路监控系统中的应用情况

在高速公路监控系统中，GIS主要被运用到高速公路网络的日常监控调度工作中。目前我国很多地方的高速公路监控系统都应用了GIS技术，以吉林省为例，吉林省高速公路已建立了TGIS和WEB-GIS系统，TGIS和WEB-GIS系统的建立使高速公路工作人员可以对整个公路沿线及各种设施都有全面的了解，可以对其进行属性查询、空间定位及定性、定量统计及分析，显示和输出各类图形和统计分析报表，除了这些，如交通事故抢修、不同路段的天气情况、路面的日常维护等相关信息都能查询的到，非常清晰全面。由此可见，吉林省基本形成了高速公路网络的信息化管理。GIS的应用，使现在的高速公路监控系统将高速公路图形库、外部数据库及属性数据库融为一体，这样的高速公路监控系统更准确，更生动，更灵活，还能时时更新动态，GIS不但提高了高速公路管理工作的效率，也提高了高速公路管理工作的质量。

3、高速公路监控系统中GIS的实际应用

3.1GIS在高速公路管理中的优势

第一，信息采集能力强，信息面广。一般来说，各个子系统都会有共享数据，GIS就是将这些提取的共享数据进行信息重组，重组的信息包括动态信息和静态信息，动态信息指人为的或者自然的这些不可控信息，如交通事故、急恶劣天气、事故道路封闭维修等。静态信息指固定的一些设施，如收费站、隧道、中途服务区等。这种信息的重组可以使系统内信息更清晰明确，不用再在一大堆信息中选择想看的信息，节省了时间，也提高了工作效率。

第二，信息整合和更深层次探析。采集来的信息要符合各个子系统间的功能要求和内在联系，在此基础上对信息进行分类、统计、关联，以便能探究出更深层次的信息，有利于高速公路管理工作。

第三，为子系统提供信息。GIS会时时根据各子系统的要求，按照规定的格式提供子系统所需的信息，不同的查询权限，GIS提供相应权限内所能得到的信息，信息形式包括数据、图像和图片等。

3.2GIS给高速公路监控系统所提供的数据信息

GIS给高速公路监控系统所提供的数据信息包括地理信息、路况信息和配置信息。其中地理信息指高速公路沿线具体的地理地貌信息。路况信息指影响车辆正常通行的情形，如下雨、刮风、浓雾等天气情况、交通事故、道路维修和道路封闭等。配置信息指的是一些基础设施的具体位置及其属性信息，如收费站、隧道、中途服务区等。

3.3GIS在高速公路监控系统中的构成结构

为了使GIS更适合高速公路监控系统，根据信息系统的一般架构可分为三层结构，分别是客户端、数据管理和应用服务，三层结构相互作用，相互影响。

客户端主要服务于用户，一般来说用户主要包括行驶在高速上的司机、高速公路的建设者、交通管理人员、运营人员、安保负责人员和一些受到允许的相关团体等。用户在计算机上有各自专属页面，进行信息查询。

应用服务层是各个子系统将采集的交通信息按照规定的格式传输回CIS这个系统平台，CIS在对采集来的信息进行分类、抽取、发掘和融合，而后将数据存储起来，根据服务请求将所需信息按照规定要求传输给各个子系统。GIS还会提供多种查询接口满足用户需求，用户可以查询到各种关于道路的动态和静态信息。

数据管理层最重要的是存储所需的基础数据，基本上GIS发布的信息都来自于此，地理信息系统与各子系统之间的信息接口也是由数据管理层提供的。

3.4GIS助力高速公路管理的预期效果

GIS的应用对高速公路管理起到很大的助力作用，预计在各个区域建立一个公共的高速公路网络平台，实现数据信息的共享，各个运营单位间网络的互联，即管理网络化；建立高速公路数据库管理系统，要符合交通部的相关要求和标准，系统要规范化、标准化，以便于为各个业务系统服务，即数据信息标准化；为了使资源得到更好的利用，利用率更高，需要建立资源利用数据表，即资源合理化；为用户提供更详细、更清晰的数据信息，更专业、更贴心的服务，即服务信息化；由于高速公路大多地处偏僻地段，工作繁重，工资待遇不高，造成大量人员流失，再加上现在是信息化作用，一些工作人员专业知识缺乏，所以高速公路应该建立健全人才引进和人才培训计划，使工作人员工作积极性更高，工作人员更专业，提高工作效率和质量，即人员专业化。实行地区与地区间的信息传输和协同业务联系，使信息传递更及时、有效，提高工作效率，降低管理成本，即办公自动化。

4、结语

综上所述，高速公路管理是现在道路管理的重要组成部分，GIS在高速公路监控系统中的应用，弥补了高速公路监控系统的不足，提供了一个数据信息平台，数据信息进行了统一的管理，实现了数据共享，数据信息进行了重组和整合，数据信息涵盖面更广、更准确、更详细。

参考文献

[1]吴建，张涛.GIS技术在高速公路监控系统中的实践应用.辽宁出版社社，2013.

[2]张小强，李泽平.基于GIS技术的高速公路监控系统应用研究.北京出版社，2012.

公路快运系统车货监控技术研究 第4篇

随着高速公路纵横交错的延伸, 随之而来是与其相应配套的管理设施的建设, 来满足社会公众日益增长的需求服务和管理。而数字视频技术系统为高速公路的管理提供了直观、方便、信息丰富的内容, 是安全防范系统和高速公路机电系统的重要组成部分, 是将视频技术和现代通信技术相结合的应用, 可有效实现路网管理的信息化、智能化、现代化。高速公路的全程监控和视频传输的数字化, 借助高科技安防通信手段, 在四通八达的高速网穿梭的车辆中, 实时对交通通行情况和流量进行监控, 及时发现安全隐患, 尽量避免和更有效率的制止各种事故的发生。同时, 该系统可实现对高速公路路网的统一运营管理和指挥调度, 是确保高速公路畅通无阻的有力措施。

二、数字视频技术

随着计算机、网络、视频压缩等高新技术的发展, 视频监控进入网络视频技术阶段, 数字视频压缩编码技术广泛应用, 打破了传统模拟监控系统的结构, 改变了高速公路监控系统信息采集、数据处理、数据存储及系统控制等方式, 由此产生基于PC的多媒体监控系统。虽然, 视频采集和视频传输依然以模拟方式进行, 但通过模拟摄像机的图像信号, 传输到达多媒体监控终端后, 将采取数字处理与存储。利用通信网络, 把信息传到监控中心 (一个或多个) , 这样能直接控制切换调用任意一路监控点的非压系统构成图, 基于PC的多媒体监控系统通过增加视频处理卡以增加图像的输入路数, 采用数字化存储及视频解压缩功能, 将实时的视频信号上传至监控中心, 更好地解决了对大规模、长距离、高度分散的各监控点的视频传输。数字非压缩技术处理图像, 使监控区域显示高清晰度的画面, 即使监控区域的图像回放也能达到较高的清晰度, 数字视频网络监控系统由此正式进入数字化阶段。

高速公路的监控系统传输模式采用光纤专线为传输介质, 它将视频及控制信号转换为激光信号在光纤中传输。传输图像的基本系统为一路光纤视频传输系统, 一根光纤上传输一路视频信号。

实现这过程以模拟摄像机+视频光端机等模式, 数字非压缩点对点式视频光端机传输, 能够做到集中监控、集中存储, 特别对重点路段、隧道和桥梁的监控, 对某个监控点的图像, 可以利用内部网络在任何地点随意调用监控画面, 画面连贯清晰。

由于光纤传输具有距离远、容量大、抗干扰能力强等优点。使用光纤传输方式可以用于长距离的图像传输、或多路视频数字复用光纤传输。在多路视频数字复用光纤传输, 实现一根光纤上长距离传输多路视频信号。

三、数字视频技术具有高清的优势

数字视频技术采用高清摄像机监控, 图像分辨率更高, 信息量储存丰富, 图像还原更加清晰, 细节更加细腻, 而且具有智能分析车牌、人脸识别、事件检测等, 还具备激光夜视、透雾、电子防抖、强光抑制等, 特别是对特殊天气如夜间、雾天等实现有效监控, 解决了传统摄像机只能在白天起作用的问题。

同时, 对特殊时段可进行区间测速、高速行驶的运动物体全过程的监控, 具有监控的适应范围多, 覆盖面更广等特点。

高清视频数字编码可分为:

(1) 数字非压缩编码及数字非压缩编码:具有视频图像质量高, 实时监控性能好、延时低。但是视频码流很大, 传输无法以TCP/IP网络, 对光纤的需求非常大, 需要压缩技术存储。

(2) 数字压缩编码高清视频;目前, 采用最多的一种压缩编码方式, 广泛应用在高速公路的高清视频监控。由于经过了压缩处理, 大幅度降低视频码流, 传输可以通过TCP/IP网络, 对于后期的存储及发布, 采用更为方便非压缩方式。一般高清视频H.264的带宽要求一般为8Mbps~16Mbps。前端多种数据接入, 解决视频数据传输以及多业务传输需求, 满足多业务传输需求, 这样使高速公路沿线除了视频监控设备, 还可接入多用途的业务设备 (情报板、气象检测设备、应急电话设备、视频检测设备) 等, 既解决了全程监控的问题, 又具备传输其他业务数据的能力。

多业务数据的技术采用波分复用技术, 可以应用太网数据、串行数据、电话信号传输。实现同时接入各类业务的需求, 而传输视频信号与各类业务都可以同时运行, 也可以单独传输, 前端多种数据接入简化了结构, 不需要种类太多的设备, 为维护设备提供了便利。由于高速公路具有海量的监控信息, 为了确保信息不会丢失, 系统提供了N+M备份, 存储大容量监控数据, 不间断保证24小时存储, 在遇到紧急事件后, 确保有据可查。

由于数字压缩编码高清视频具有可靠性的高需求, 应用IP-SAN存储阵列或RAID技术、N+M备份等技术手段, 对监控信息可以高质量可靠存储。以数字压缩编码高清视频技术为基础, 可统一对重点路段、隧道和桥梁采用全天候实时音视频监控, 并可在监控中心以外的任何地点控制查看监控点, 随意调用监控画面, 画面清晰连贯。

四、数字视频技术监控系统的优势

数字视频综合管理由设备和节点式光端机组成, 光纤链路网络实现数字化的视频图像传输、转换、处理系统, 具备以下优点:

(1) 保证本地管理站具有高清晰度实时图像切换, 提供支持基于压缩处理模式的视频业务与非压缩处理模式视频业务的共同传输、转换、提供给上级监控分中心多种显示与浏览模式。

(2) 全网设备统一管理, 由数字管理之间的平台与接点光端机之间, 构成多种结构的网络 (链网、环网、星型、分支、混合型) 等组网, 覆盖到最前端的范围, 设备监控功能可覆盖至外场设备最前端 (外场摄像机或其他设备处) , 具有很强的联网能力。

(3) 由于前端多种数据接入, 可以支持多业务接入、传输功能。因此, 可提供收费站内和外场的多种接口和传输能力, 包括太网、异步数据、音频、对讲、报警等。

(4) 具有技术优势的后台软件功能, 适应的模块化设计。

(5) 扩展性强, 系统外场使用节点式光端机, 光纤链路可以用单根光纤构成, 不同地点的多路视频图像和多种数字码流可以接入并传输。

五、结束语

数字视频技术的高速公路监控系统实现了多级联网监控, 配置该系统的视频监控中心可对所辖区域视频监控的集中管理, 有利于统一的现场调度和管理, 且各监控点具有全天候监控的效果, 对所有监控的视频能够保留长期的视频录像, 能有效提升高速公路路网运行维护水平, 保障国家高速公路和重点干线公路以及重要站点的稳定运行, 为社会公众提供安全、便捷的出行服务。

摘要：高速公路的建设已成为融贯东西南北快速发展的重要枢纽, 随着科技、信息化的发展, 实时监控高速公路通行路况, 优化公路路网管理成为保障行车安全畅通、公众便捷出行的重要环节。基于数字视频技术的高速公路监控系统也因此应运而生, 本文从数字视频监控系统的构成、功能、技术等方面, 研究如何发挥数字视频监控系统的技术优势, 提升高速公路路网管理的信息化、智能化水平。

关键词：高速公路,数字视频技术,监控系统

参考文献

[1]王丽赵艳辉高速公路监控系统视频传输设计与实现[J]交通标准化2014.04. (15) :135-140

[2]周洲周林英高速公路视频监控系统传输方法的选择[J]交通企业管理2014.09. (8) :116-118英

高速公路智能监控通信技术研究 第5篇

关键词：高速公路；智能监控；通信技术；数据收集系统；视频监控系统；交通监控系统；交通地理系统

中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）01-0015-03

和传统的高速公路相比，国家高速公路的交通具有运输流量大、长途车辆多、危险品车辆比例高的特点，所以，这些都对道路通行能力和服务具有极大考验。除了这些，大雾、冰雪以及各种自然灾害也在影响着高速公路的运行。

在不断推动高速公路自动化、智能化的发展趋势下，怎样才能实现高速公路智能的全监控，以此来提升服务质量、降低成本就成为了高速公路运营管理部门最迫在眉睫的问题。

1　智能全监控中的关键技术

1.1　将视频系统数据传输、控制以及存储设备相结合

高速公路智能全监控具有视频监控数量多且位置分散的特点，怎样才能用合理高效的视频传输控制以及存储技术方案，是智能监控系统中的重点。

高速公路上的收费站视频和服务区视频应该在控制室和服务区监控范围内，用视频编码器将其进行编码，实现对本地运行的情况进行实施监控，并把视频讯号用综合视频传输器传到控制中心。高速公路沿线的摄像机通过户外型视频编码器传到就近的收费站内，将其接入到交换机中进行本地存储，最后通过视频传输器传输到监控中心。

1.2　高速公路智能监控

智能交通监控系统中通常会用到闪光灯，闪光灯一般额定功率很小，但是放电时瞬时功率非常大。系统设计时，逆变器的瞬间功率必须大于系统瞬间功率，以保证闪光灯放电瞬间系统正常工作。

2　高速公路智能监控中的视频监视系统技术

高速公路的视频监控是一种有效的、直观的监控手段及方法，现在已经广泛运用在各种监控领域。视频监控可以通过外场摄像机，对目标实施全方位监控，将图像通过通信线路，传回到监控室，而且可以对其进行24小时录像，最重要的图像和事件可以进行人工控制，并进行抓拍，这对图像管理的查找工作带来了极大便利。

高速公路的监视系统是高速公路分布式的一个子系统，这主要用来对高速公路收费站出入车辆进行实时监控，对那些违章车辆和特殊处理的车辆进行抓拍，对高速公路上的立交桥、隧道、特大桥进行实时视频监视，为高速公路提供动态的图像监视功能。

超车道黄牌车自动检测采用视频检测方式，行车道超速、欠速采用雷达检测方式，非法占用应急车道采用视频检测方式，同时，采用大华高清网络球型摄像机做全景录像，前端配置2台大容量存储设备（内置1T硬盘），其中1台做录像存储，2台球机大约可存储12天左右的录像。管理中心部署集中管理软件，实现全景录像和抓拍图片的自动关联。

3　高速公路智能监控的技术方案

3.1　概述

中心站和分站两部分，共同组成了高速公路的监控应急系统。中心站主要设置在市中心或者高速公路管理中心，主要接受各个分站发过来的警报和分站运行情况；分站是设置在高速公路上的点，每个站包括了一个报警电话、一组数据通路和监控端口。当在高速公路上行驶的汽车发生故障或者是车祸时，可以向分站拨通中心求救，中心便可以根据这个对事故进行及时处理。中心同时还可以通过视频，主动查询每个分站的运营情况。

3.2　高速公路智能监控系统组成的原理

这种系统所采用的是光纤传输和光中继来实现远距离通信，采用总分式组网，并且采用单片机嵌入系统。供电电源使用的是太阳能蓄电池，在选择电池时，要考虑到太阳能电池的蓄电能力，可以采用以下方式：如果有用户告警或者中心站对分站有通信要求时，才给予供电，其他时候可以通过MCU控制，将电源切断，让系统处于睡眠状态，让系统大部分处于零耗电状态。还要考虑到容量以及使用效率各方面，高速公路的监控系统要采用分时工作，保证只有四路分站可以通话，这在满足系统需求的同时，也降低了系统容量，为整个高速公路的智能监控提供了保障。对于建设的规模而言，可以根据系统的具体容量来定，一般情况下，一个分站可以支持300多个分站点，传输的距离可以用功率大、灵敏高的光器件来增加传输距离。高速公路智能监控中的中心站和分站通过光纤和光分路进行连通，由单机片完成分站和中心站的通信工作，通过固定的地址码分区，并且采用分时的工作方式。

4　高速公路智能监控的主要系统

在现在的高速公路智能监控系统中，主要分为数据收集系统、视频监控系统、交通监控系统和交通地理系统等。

4.1　数据收集系统

在高速公路的智能监控中，数据是整个交通管理中的基本元素，也是各个系统的纽带。这种系统主要是根据系统参数来确定信息采集的周期，通过并行监视的模式来读取分中心的车辆检测器、收费站、紧急电话、限速标志设备的实时数据，它为整个交通系统提供了便利，可以为道路电视监控、调度指挥、车流量检测提供通信服务。

4.2　视频监视系统

这种系统会利用当今较为先进的视频技术，将收费亭、收费车道、广场的道路讯息进行收集，在将收集到的这些数字处理之后，通过信息传输系统将其传送到管理中心，对高速公路上的各种情况进行实时观察，可以帮助管理人员做出相应的管理措施。

高速公路的视频监控系统分为两部分，分别是收费监控和道路监控。其中收费系统主要是对收费亭和收费广场的收费情况，对收费车辆的车型和收费人员的操作流程进行监控。道路监控主要针对高速公路上的高架桥、互通立交等重要露点实行监控，掌握高速公路的交通状况，及时发现交通阻塞路段、违章车辆，对其给予及时引导，最大限度地保证了高速公路安全畅通。

4.3　交通监控系统

交通监控系统主要是收集路段上的外场设备数据、事件数据和高速公路的交通信息等，把收集回来的信息通过TGIS在地图上显示，对信息、高速公路养护和管制等叠加在路线网络中，并且对此进行事故处理、协调和诱导等。

为了使这种功能充分发挥，增强调度的自动化程度，还在系统中增添了事件处理功能，这种功能可以将交通事故、天气状况记录下来。

其实，交通监控系统的主要目的就是对交通进行一个诱导。交通诱导好比是一个讯息发送的端口，它通过设置固定的指示牌、可变情报板、信息发布等设备，发送出及时有效的信息，为车主提供最有效的交通讯息，让车辆在道路上可以舒适、畅通地行使。

在高速公路交通诱导方案里，又分为自动和半自动诱导两种。假如是自动诱导，就会根据情况自动在交通拥堵的地方发布诱导信息。假如是半自动诱导，系统就要启动中心的联动系统，经过工作人员分析后，确定好诱导方案，通过外场提示给监控中心的值班员，对交通进行诱导。

5　结语

在高速公路智能监控通信技术的研发方面，我们可以积极地与国际社会进行一个交流和合作，了解和掌握发达国家在这方面取得的成功经验和做法，还要考虑到我国经济发展水平和整个产业结构、资金费用、道路状况、交通的特点等各方面因素，对其进行全面分析，通过这方面的分析，不断完善和加强我国高速公路智能监控通信技术，使其可以得到更为广泛的运用。

参考文献

[1]　许海燕．高速公路智能监控通信技术[D]．山东大学，2007．

[2]　黄天发，王景国，曹伟军．高速公路智能监控应急系统[A].全国第十六届十三省（市）光学学术会议论文集[C]．2007．

[3]　劉轰，王瑞，杨根成．国家高速公路智能全程监控系统及关键技术分析[J]．交通标准化，2011，（8）．

[4]　张涛，王谦，廖芳清．高速公路智能交通监控系统[A]．第三届全国高速公路联网收费技术研讨会论文集[C]．2006．

高速公路全程监控系统改造技术 第6篇

某高速公路是广西省“五纵六横七条线”高速公路主骨架的重要组成部分, 对拉动当地经济增长、提升城市品味、优化发展环境、促进对外开放都产生了积极而深远的影响。一般而言, 全程监控系统由多个部分组成, 具体为:计算机子系统、闭路电视子系统、交通视频事件检测系统、有线广播子系统、软件子系统及外场设备机箱、基础、供电、防雷接地。某高速公路全程监控系统按照每公里一对摄像机配置, 其中一台为全遥控摄像机, 配置全方位云台和长变焦镜头, 在完成固定方向视频监视的同时, 可完成一定区域内交通状况的视频监视;另一台为固定摄像机, 仅配置长变焦镜头, 可对固定方向的交通状况进行监视。全线设置104套遥控摄像机, 104套固定摄像机, 利用监控计算机系统, 通过软件和人工干预结合进行交通异常分析判断, 对偶发性交通拥挤或交通事件实行交通诱导与主线控制, 对重点路段实施匝道控制。

2 直流远供系统的构成和原理

某高速公路此次全程监控系统改造, 拟采用直流远程供电方式为外场摄像机供电。

2.1 系统构成

直流远供系统由配电室设备、传输线缆及远端设备构成。配电室设备包括基础电源系统 (—48V基础电源和220V交流市电) 以及局端设备。传输线缆可以是电缆, 也可以用复合光缆。远端设备包括DC/DC变换器和各种负载设备。

2.2 工作原理

在高速公路各个收费站或通信站配电室, 将直流—48V基础电源升压 (或交流220V市电) 转换为直流280V (±140V) 后, 通过电缆或复合光缆传输至远端, 经DC/DC变换后为各种直流负载 (5V/12V/24V) 供电, 或可以直接为具有整流功能的交流220V交流负载供电 (否则就要配置DC/AC变换器) 。如果远端为—48V负载时, 则可以直接由配电室的—48V基础电源通过电缆或复合光缆供电。

3 全程监控改造方案

3.1 计算机子系统

这个系统需要的组成部分有工作站服务器、打印机等。在此次项目中, 选用的机械为新增计算机设备。那么原有的计算机, 将会被拆除, 当作备件处理。在对全程监控系统进行改造的过程中, 计算机子系统需要新增几个工作站, 比如数据管理工作站、交通监控工作站、事件检测工作站等, 共计八个。同时, 计算机子系统还需增加3台服务器, 这3台服务器为视频管理服务器、数据管理服务器、事件检测服务器。当然, 这个阶段还需增加一些其他设备, 增加1台交换机, 激光打印机以及扫描仪。

3.2 闭路电视子系统

作为全程监控系统的一个重要组成部分, 这个系统包括网络传输、报警自动切换、视频控制与管理等部分, 每个部分发挥着必不可少的作用。

3.2.1 外场摄像机布设

从理论上分析, 一般是在每公里设置一对摄像机。另外, 要注意摄像机的使用方法, 在工作中最好采用水泥立柱。在安装公路外场的摄像机时, 工作人员应在各个立柱安装2台摄像机。一台是全遥控摄像机, 它的主要作用是对某部分区域的交通情况进行监测。另一台摄像机是固定的, 主要是用来监督固定方位的交通运营情况。在全程监控系统的改造过程中, 总共设置了200多套摄像机, 遥控摄像机与固定摄像机的数目接近一致。此过程中需要拆除现场已有的遥控摄像机, 可以保留服务区内的球形摄像机。

3.2.2 摄像机选型

现阶段, 在广西省全程监控中, 较为常见的摄像机有:红外热成像标清摄像机, 激光夜视标清摄像机以及高清摄像机。仅从清晰度方面考虑, 高清摄像机的性能相对较好。因而, 在此次改造方案中, 建议选择高清摄像机。

3.2.3 图像传输道

在外场, 摄像机的图像应选用“工业以太网交换机+光纤”的方式, 组成工业以太网环网, 传输至附近通信站的以太网交换机, 最后利用通信系统传输信息。

3.2.4 图像存储

在视频存储过程中, 一般选择分散存储、集中控制的方法。在各个收费站, 需要使用IPSAN存储阵列, 这样做的主要目的是为了存储收费站周围的监控图像。

3.3 交通视频事件检测系统

在对这个项目进行改造时, 新增了一个项目, 即交通视频事件检测系统。它的主要功能是检查道路干线周围的图像。在对全程监控进行改造时, 需要在路监控中心安装事件检测工作站、事件检测服务器。与此同时, 需要将事件检测分析仪和以太网交换机相连接, 并且利用通信系统中的传输渠道加强和监控中心的交流。在实际的工作过程中, 利用以太网, 可以实现事件检测分析仪检测数据的传输, 最后交由事件检测服务器进行统一的管理。而事件检测工作站, 也需要运用以太网进行控制。在对事件进行管理和检测时, 需要使用到分散检测盒, 这样能够及时进行报警, 以便采取措施管理。

4 结语

某高速公路此次全程监控系统改造拟采用直流远程供电方式为外场摄像机供电。因此, 全程监控系统改造过程中, 必须做好直流远程供电系统的布置, 从而确保图像的正常传输, 确保改造方案的成功。

参考文献

[1]秦夷.高速公路直流远程供电方案分析[J].中国交通信息化, 2012 (11) .

公路快运系统车货监控技术研究 第7篇

关键词：高速公路,路况监控,监控系统,关键技术

1 引言

路况监控图像是高速公路监控对象中最直观、最重要的组成部分。可是绝大部分为正常图像, 白花费了大量的人工, 而一旦出现故障, 又有可能疏忽。如何利用计算机观看, 进行图像预处理, 检测出其中的停车抛锚、拥塞匐行、行人穿越等, 以提示监控员, 防患于未然, 正是本文的立意。文中着重讨论在预警系统中, 关于高速运动视频图像模式识别技术的计算机算法, 包括系统软件流程、监控隐患目标的分析方法以及各个关键算法的原理, 并给出了部分关键算法的图像处理结果。

2 高速公路监控管理体系

监控系统之所以成为系统, 完全要依靠监控中心发挥核心指挥作用。正是由于监控中心的存在, 分散、孤立的道路、交通、环境事件信息等才能综合成反映道路实际运行状态的完整的图画:也正是由于监控中心的存在, 才能使高速公路发挥总体的路段、路网优势, 使道路使用者有意识地使用最佳行使路线。根据高速公路里程长短、道路状况和监控功能需求的不同, 监控中心有集中式和分布式等形式。一般来说, 对于一条长度在50公里以内的高速公路而言, 一般只有一个监控中心, 对于更长的高速公路而言, 则设一个监控中心, 同时下设若干个监控分中心, 每个分中心管辖各自路段, 监控中心对分中心进行协调管理。对于多条高速公路路网而言, 须增设省监控总中心对各监控中心进一步的协调管理。整个监控系统的体系结构分为两种形式:第一种形式为三级结构, 即监控总中心, 监控中心和外场监控站;第二种形式为四级结构, 即监控总中心、监控中心、监控分中心和外场监控站。

3 关键算法实现

3.1 视角归一法

由于高速公路路况摄像机可以水平垂直转动, 并且它的焦距可变, 这给运动物体实际速度及大小的检测带来了较大的困难。考虑到高速公路路面的颜色、亮度特征, 将图像分割成多个子区域, 对每个子区域进行判断, 剔除部分无关背景;由于路面在各个方向上都具有较好的连续性, 因此对当前图像分别采用水平和垂直Sobel模版进行滤波, 得到当前图像的梯度信息, 然后剔除梯度连续较大的图像区域。在此基础上对图像进行霍夫变换, 提取高速公路车道分割线, 其间区域即为高速公路路面。根据路面在图像中的分布情况, 生成当前图像的像素权重矩阵, 归一化当前摄像机的视角。

3.2 运动检测

运动检测在路况预警系统中有着非常重要的地位, 它是运动物体跟踪和车辆行人检测的前提。针对高速公路预警网络的性能要求, 本文提出了自适应背景减除的方法, 准确、实时提取运动物体。在本算法中, 假定In (x) 为t=n时刻像素x的亮度佳, 采用彼此相邻的三帧图像进行差分运算, 来判断像素x是否是代表运动物体:

其中Tn (x) 为为判决阈值, 当以上两式中均成立时, 可断定x为运动垫, 其背景和判决阈值保持不变:

一旦式 (1) 中有一个不成立, 即说明x代表静止像素, 需更新其背景和判决阈值:

其中Bn (x) 为背景图像, α为一个常量, 代表背景和判决阙值的更新速度。在更新背景图像后, 利用当前帧和背景图像相减即可得到所需的运动物体。

3.3 运动物体跟踪

为了保证运动物体信息在前后帧图像中的连续性, 需要对其进行实时跟踪, 将前后帧图像中的运动物体进行匹配, 确定其中相一致的部分。为了确保匹配的准确性, 须结合像素权重矩阵, 提取多方面的参考信息, 如运动物体的颜色、大小、速度以及运动物体在下一帧图像中的预测位置。参考以上信息, 将前一帧的运动物体与当前帧预测位置附近的运动物体进行匹配。由于匹配运算的复杂度为O (N2M2) (N、M分别为运动物体在X方向和Y方向上像素数目) , 当运动物体较大时, 匹配运算将占用大量系统资源, 因此在匹配前应分别在X和Y方向上对运动物体进行缩小, 最后对匹配成功的运动物体进行标记, 并根据车辆行人检测模块的信息, 从中区分出车辆, 实现针对车辆的运动参数分析。

3.4 车辆行人检测

为了得到车辆的相关信息, 须要区分运动物体中的车辆和行人。同时一旦路面出现行人, 则说明发生了较为严重的事故, 如交通阻塞、车辆抛锚等。车辆和行人运动最根本区别在于车辆行驶是一种刚体运动, 而人的行走是一种非刚体运动。针对以上特征, 可采用运动物体残余光流检测的方法, 准确区分车辆和行人。根据运动物体跟踪的结栗, 计算出运动物体的光流V (x) 及其质心的位置改变D, 从而得到运动物体的残余光流R (x) 及其平均值A。于车辆行驶等刚体运动, 其残余光流的平均值A较小, 并且随时间的改变不大, 而对于行人行走等非刚体运动, 其残余光流平均值A较大, 并且随时间变化有较大的波动。

3.5 静态检测

基于运动检测的方法虽然能实时检测出车辆的运动速度、大小等参数, 但它容易漏检低速或静止的车辆, 因此须要通过静态检测来弥补这一缺陷。静态检测一般可采用图像分割算法或模式匹配算法, 但是图像分割算法容易误检和漏检车辆, 模式匹配算法的运算复杂度太高, 很难保证运算的实对性。为此本系统采用了多级模型识别算法, 将图像的的模式匹配分为几个不同的阶段, 逐步逼近物体, 确保静态检测的实时性和准确性。首先采用canny算子检测路况图像的边缘, 由于所得到的边缘存在边缘点不连续、高细节区存在大量碎片等缺点, 因此需要对边缘进行生长, 使其形成闭合区域。然后检测每个闭合区域的顶点、质心、面积、平均亮度等参数, 再与轮胎、车尾、车顶等模板进行匹配, 检测出图像中车辆的局部信息。然后并将属于同一车辆的局部信息进行融合, 最后与车辆模板进行匹配, 确定图中所包含的车辆。

4 结语