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细数国内外高速监控状况

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随着我国高速公路的大量修建,对高速公路监控系统的需求越来越大,要求也逐步提高。总的说来,由于我国在这方面的研究起步较晚,与国外存在着较大的差距,在高速公路上车检器、摄像机、情报板的布设密度偏低。随着高速监控日渐高清化,高速公路监控的重要性越来越深远,本文重点谈论高速公路系统国内外研究现状。

高清化全面提升监控品质

如果说网络化是单就高速公路监控系统的升级,那么高清化无疑是实实在在的画质革新。当前,在大多数高速公路视频监控系统中,图像清晰度只有CIF、D1等画质效果,一旦接入后端存储显示设备,可呈现的清晰度恐怕还有提升的空间。而高清设备则不然,仅就前端采集的效果来看,高清摄像机对路网的过往车辆车牌号码及局部特征均可进行更细致的拍摄。

对于视频监控而言,图像清晰度是最关键也是最基本的需求。视频监控图像越清晰,画面细节越完整,智能分析功能的准确度也越高。众所周知,识别分析的前提是识别画面能满足识别条件的最小像素。当目标像素越大,识别越清晰,分析准确度也更高。

简而言之,智能分析功能的使用都是在图像识别清晰的前提下进行处理过滤。高清前端产品相对于标清而言,在相同焦长及视场距离条件下,其单位面积的有效像素点更多,也就是能为视频分析处理运算提供更清晰的目标信息,从而提高数据准确性。无论是针对智能前置的分析模式还是后端平台分析处理,高清画质都是提高智能分析准确性的重要因素。由此可见,高清画质不仅是单一的视觉效果上的满足,同时,也能为智能分析提供更有用的分析环境。

时下,对于高清监控的真正认可,多是指整体高清的概念,即由高清前端设备、高清存储、高清管理平台、高清解码、高清显示等各环节组成的系列高清。整体高清系统是对现场画面的真实还原,任何一个环节的缺失,均不足以呈现完全意义上的高清。如显示环节,高清显示设备对比标清显示设备,其能更优质的处理前端采集的画面。高清显示设备所具有的动态超解像技术,通过对每个图像帧的数据进行解析、处理,将低解析度图像处理成高清影像后进行显示。

此外,针对高速公路行业高速运动的物体解像,高清显示设备可通过运动补偿技术实现,运动补偿技术是以先前的局部图像来预测、补偿当前的局部图像,从而消除图像出现的锯齿、拖尾现象,使画面更为流畅清晰。因此,整体高清才能做到高清画面从一而终的采集还原。

可以看到的是,市场上现有的高清设备已琳琅满目,高清整体解决方案也较为多元。针对现有的高速公路安防系统,可选择以下几种模式进行系统搭建或改造:一、整体HD-SDI或整体网络高清解决方案;二、HD-SDI及网络高清产品的混合应用与系统组成;三、模拟、HD-SDI、网络高清产品的综合解决方案。HD-SDI系统能较好完成高清图像的采集、无延时传输及无失真高清显示等环节,而网络高清系统则可以更便捷的进行平台的搭建和系统的管理与分配。当项目建设中监控点间的距离小于100米,整套系统则可采取整体HD-SDI系统,通过同轴电缆或光端机直接接入高清矩阵,并输出显示。

此种模式适用于中小型高速公路监控系统项目的高清改造,其在保留原有模拟系统的布线状态下,更新设备即可,满足用户的习惯性需求。若采用HD-SDI与网络高清监控系统结合应用的模式,则可在HD-SDI产品完成采集传输、显示后将前端的SDI非压缩高清视频信号压缩编码之后,打包成IP数据传输共享及并进行存储。其在网络系统的架构下,可进行庞大灵活的系统管理、便捷的远程访问以及大平台的组建,同时通过采用HD-SDI的高清视频监控画面,将整套系统的监控效果推向极致。

国外高速公路监控系统现状

在高速公路监控系统领域,美、加、欧、日等国家走在世界的前列。美国自20世纪50年代开始大规模修建高速公路,1960年以后把注意力集中在高速公路的运行和管理上,芝加哥、休斯顿、洛杉矶、纽约等一些主要城市的高速公路都设置了不同规模的监视控制系统。芝加哥在1961年制定了区域高速公路监视计划,采用存在型车辆检测器获得的数据来研究高速公路上的一些交通现象。1962年在阿依赞快速公路的两端设置了监视系统,安装了近700只环形线圈车辆检测器,用电话线与中心计算机连接,全线安装了300部紧急电话,配置了25辆巡逻车,并在4处设置了道路信息板。在中心控制室里有图形显示器,显示全线交通情况。1965年又通过车辆检测器、遥测装置和电子计算机自动地控制入口匝道处的交通量和信息标志,从而达到了线路的最佳运行状态。

在欧洲,也有许多国家在高速公路上配置功能完善的监视控制系统。意大利的那不勒斯收费公路上的TANA系统就是一个典型例子。该公路全长20km,双向6车道。TANA系统在公路和匝道上安装了大量的车辆检测器,气象监测器,道路信息板。在控制室里图形显示面积为4.smx2.sm,显示板上共有767只显示灯,形象的表示出交通状态信息。全系统采用了3台计算机,双机备份,因而大大减少了停机时间。其他国家如德国英国等也都在高速公路上设置了类似完善的监控设施。高速公路实时监控的实现给这些国家带来了很高的社会效益和经济效益。

日本高速公路监控系统的研究是从1968年开始的。日本高速公路监控系统采取三级管理体制。全国共有6个管理局,每个局下属若干个管理处,对所管辖外场终端设备进行监视和控制。由于日本的地形和国土面积的限制,高速公路因车辆过多造成的片段堵塞占全部堵塞的3/4,因而日本高速公路交通管制系统的出发点是以正确把握交通状况为先决条件,通过设置各种形式的车辆检测器检测通过的车辆数目,并计算出速度、密度和占有率等交通参数,借助紧急电话、巡逻车和闭路电视等对交通状况进行监视。

将这些参数和状况,经过计算机处理并做出综合判断,选择最佳控制方案,通过道路信息板、无线电台广播等手段,对高速公路的交通情况进行调节和控制。其准则是使高速公路上的交通量保持在最大容许的数值上,行驶速度不低于规定的设计值,不出现堵塞现象,最大限度地减少车辆行驶的延误时间。

国内高速公路监控系统现状

我国高速公路发展起步较晚,在刚开始建设高速公路时,由于受到经费和高速公路上交通量不大等因素的影响,刚开通就有完善监控系统的几乎没有。但是随着高速公路安全问题的日益突出,建设主管部门对监控系统的重要性有了进一步的认识,现在己经在各高速公路上建成了一定规模的监控系统。

广佛高速公路全线长15.97kxn,它的监控系统是国家“七五”攻关项目“高速公路监控系统研究”的依托工程。该系统采用总线传输,双机冷备份,全线布设9组车辆检测器,7块可变限速标志,4块可变情报板,4台摄像机,1块模拟地图屏和紧急电话(1部掀m),是我国第一条有比较完善的监控系统的高速公路。沪宁高速公路地处江南水网和丘陵地貌中,气候条件复杂,特别是大雾和冰冻严重影响了车辆交通安全。因此,沪宁高速公路建设一个具有高性能、多种检测手段、直观数字检测显示、图像监视和完善的紧急电话报警功能,能及时动态发布示、诱导信息的监控系统是十分必要的。该监控系统分为外场检测子系统、监控分中心和监控中心三级监控,基本能满足各种复杂条件的监控需要。

在高速公路上车检器、摄像机、情报板的布设密度偏低。而我国地理条件多变,交通组成复杂,所以在学习国外先进经验的同时必须结合我国国情,研究适合我国国情的监控系统。

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