近十年來，我國高速公路建設(shè)取得了巨大的成功，絕大多數(shù)省份的高速公路從孤立的單條道路跨入了縱橫交錯(cuò)的路網(wǎng)化時(shí)代，而與之相適應(yīng)的，高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)作為高速公路機(jī)電“三大系統(tǒng)”的核心之一，也取得了巨大的技術(shù)進(jìn)步，目前新建高速公路的視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)幾乎都已采用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并向深入化發(fā)展。本文將對(duì)目前高速公路監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)建設(shè)做簡單的闡述。
高速公路監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀
近年來，伴隨中國高速公路網(wǎng)的快速發(fā)展，路段視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)遍布各條高速路段，各個(gè)路段基本都完成了各自視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)本高速公路路段內(nèi)所有收費(fèi)站、外嘗隧道的視頻監(jiān)控，初步形成了高速公路視頻監(jiān)控的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，近年來很多省份按照高速公路路網(wǎng)管理架構(gòu)的建設(shè)要求，即建設(shè)省監(jiān)控中心、片區(qū)監(jiān)控中心以及路段監(jiān)控中心，展開了構(gòu)建省域范圍內(nèi)的多級(jí)高速視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。目前一些省份如浙江、遼寧、山西、福建、貴州、廣西、青海、河南、廣東、內(nèi)蒙古、安徽、江西等基本完成全省高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，聯(lián)網(wǎng)后使得省內(nèi)各相關(guān)營運(yùn)管理部門能夠共享高速視頻資源，并為高速公路應(yīng)急指揮與救援系統(tǒng)提供良好的業(yè)務(wù)支撐。
然而整體來看，由于每條高速公路路段建設(shè)時(shí)間不一樣，且采用不同設(shè)備廠家的方案，因此很多路段還是相互獨(dú)立、自成系統(tǒng)，彼此間缺少統(tǒng)一的規(guī)劃和技術(shù)協(xié)調(diào)。目前不少省份尚未形成完善的、面向高速公路監(jiān)控業(yè)務(wù)需求的全省高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控的系統(tǒng)集成平臺(tái)，無法適應(yīng)當(dāng)前交通領(lǐng)域數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展趨勢(shì)要求，影響了視頻監(jiān)控技術(shù)在高速公路交通管理體系中作用的發(fā)揮。值得欣慰的是目前各地也都在加快這一建設(shè)的推進(jìn)，當(dāng)前GB/T28181和GB/T28059標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，為全國高速公路監(jiān)控IP大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)打下了基礎(chǔ)，使各地的建設(shè)少走了很多彎路。
二、建設(shè)以協(xié)議聯(lián)網(wǎng)方式為主
當(dāng)前由于各省各區(qū)段高速公路的設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)期跨度大，視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)多樣，例如有光端機(jī)+模擬矩陣的方案、壓縮平臺(tái)方案、非壓縮平臺(tái)方案等，且設(shè)備廠家眾多，各自采用的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。這些都給視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的統(tǒng)一管理帶來困難。
為了實(shí)現(xiàn)全省范圍內(nèi)不同設(shè)備、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)組成的各類視頻監(jiān)控系統(tǒng)間的互聯(lián)、互通和信息共享，綜合利用各類視頻監(jiān)控資源，實(shí)現(xiàn)在全省范圍內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，一般的做法是通過調(diào)用各個(gè)廠家的SDK進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。這種方法上層系統(tǒng)只需簡單的通過SDK就可以調(diào)用下級(jí)平臺(tái)或者設(shè)備，但由于高速公路視頻監(jiān)控涉及的廠家眾多，SDK對(duì)接就會(huì)陷入無止境的接入狀態(tài)，因而并不是一個(gè)很好的解決方案?，F(xiàn)在主流的做法是采用協(xié)議聯(lián)網(wǎng)的方案，常用的做法是在綜合分析國內(nèi)外眾多主流視頻聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，充分考慮視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合本省高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)的需求和實(shí)際情況，制定一套全省高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全國各個(gè)省份不盡相同，例如有采用基于公安部GB/T28181協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)或者是交通部GB/T28059協(xié)議或者是浙江省DB33/T629協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各省高速公路視頻監(jiān)控設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則、視頻格式、視頻編碼、視頻接口、聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)、聯(lián)網(wǎng)協(xié)議等基本功能、測(cè)試要求和參考技術(shù)指標(biāo)。在具體使用中，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)適用于全省高速公路新建、擴(kuò)建或改建工程中視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施及管理，適用對(duì)象主要是與高速公路聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行視頻監(jiān)控項(xiàng)目相關(guān)的建設(shè)單位、經(jīng)營管理單位、設(shè)計(jì)單位、系統(tǒng)集成商和設(shè)備供應(yīng)商等。
三、聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要求
根據(jù)各個(gè)省交通運(yùn)輸廳相關(guān)規(guī)劃及文件要求，高速公路視頻監(jiān)控管理平臺(tái)由省中心級(jí)平臺(tái)、區(qū)域中心級(jí)平臺(tái)、路段分中心機(jī)平臺(tái)、隧道管理站/收費(fèi)站級(jí)平臺(tái)組成。一般聯(lián)網(wǎng)方式是前端攝像機(jī)將標(biāo)清視頻圖像通過光端機(jī)或者光平臺(tái)方式接入到所屬收費(fèi)站、隧道管理站、監(jiān)控分中心，在利用編碼器（H.264）編碼后，進(jìn)行圖像檢測(cè)、存儲(chǔ)、監(jiān)控，再通過通信系統(tǒng)接入網(wǎng)匯聚到區(qū)域監(jiān)控中心，在各區(qū)域監(jiān)控中心視頻監(jiān)控系統(tǒng)完成監(jiān)控及按需存儲(chǔ)等功能，再通過通信系統(tǒng)主干通信專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)向省監(jiān)控總中心匯集視頻資源。一般全省視頻聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求包括以下幾個(gè)方面：
1.網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)要求
各省高速公路各級(jí)平臺(tái)間視頻傳輸采用H.264數(shù)字壓縮技術(shù)傳輸。省監(jiān)控總中心和區(qū)域監(jiān)控中心平臺(tái)為核心節(jié)點(diǎn)，其系統(tǒng)應(yīng)采用支持SIP協(xié)議的管理平臺(tái)。隧道管理站、收費(fèi)站級(jí)可采用兼容不同類型節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)格式和協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)全省范圍內(nèi)的視頻類型節(jié)點(diǎn)向核心節(jié)點(diǎn)的視頻匯集，可采用SIP和非SIP兩種方式進(jìn)行信令和數(shù)據(jù)傳輸。
2.音視頻的編解碼標(biāo)準(zhǔn)
這主要包括音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)（G.711A/G.729等）、標(biāo)清視頻編解碼器標(biāo)準(zhǔn)、高清編解碼器標(biāo)準(zhǔn)和H.264視頻流封裝標(biāo)準(zhǔn)。
3.音視頻傳輸及存儲(chǔ)要求
傳輸及存儲(chǔ)要求包括音視頻RTP流傳輸標(biāo)準(zhǔn)和SIP信令傳輸標(biāo)準(zhǔn)。
4.前端設(shè)備接入平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)
IPC以O(shè)nvif或者GB/T28181標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求接入，編碼器、DVR、NVR宜提供SDK或私有協(xié)議供第三方平臺(tái)集成。
5.管理平臺(tái)級(jí)聯(lián)功能及要求
這主要包括注冊(cè)、目錄查詢與推送、實(shí)時(shí)圖像獲娶設(shè)備控制、歷史圖像獲娶事件管理、時(shí)鐘同步、前端設(shè)備信息查詢、平臺(tái)接入單元流量查詢等。
四、視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)
1.高清視頻采集傳輸一體化
隨著高清監(jiān)控技術(shù)日趨成熟，“高清化”已經(jīng)成為高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的一種必然趨勢(shì)。與標(biāo)清相比，無論是從分辨率、顯示效果還是流暢度來看，高清都比標(biāo)清更有優(yōu)勢(shì)。目前高速公路上主要采用標(biāo)準(zhǔn)IP高清攝像機(jī)方案，但是由于該方案在使用過程中出現(xiàn)抗雷擊性能差、傳輸不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，針對(duì)這種情況目前有些企業(yè)推出了采用傳輸一體化高清攝像機(jī)方案，該產(chǎn)品將高清攝像機(jī)技術(shù)與工業(yè)以太網(wǎng)光傳輸技術(shù)進(jìn)行集成，與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)相比，該產(chǎn)品對(duì)高清視頻及相關(guān)數(shù)據(jù)采用新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，可以采用自愈保護(hù)環(huán)網(wǎng)光纖傳輸，省去了遠(yuǎn)端傳輸模塊以及遠(yuǎn)端傳輸設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)連接的網(wǎng)線，具有低成本、高帶寬、擴(kuò)展性強(qiáng)、穩(wěn)定性更高、抗干擾性強(qiáng)、抗雷擊等能力與優(yōu)勢(shì)，相信其將是今后高速公路監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要方式之一。
2.高清視頻監(jiān)控智能分析一體化
伴隨著高速公路監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、高清化趨勢(shì)發(fā)展，系統(tǒng)所帶來的海量信息過濾及存儲(chǔ)需求等都亟需解決，如何從海量數(shù)據(jù)中挖掘出有用信息，提高監(jiān)控效率，這需要依靠智能視頻分析功能來完成。
目前，針對(duì)高速公路視頻監(jiān)控進(jìn)行的智能分析包括車牌識(shí)別、交通事件檢測(cè)和分析以及視頻交通狀態(tài)檢測(cè)等。比如高速公路交通事件智能視頻分析主要包含：停車檢測(cè)報(bào)警功能、擁堵檢測(cè)報(bào)警功能、逆行檢測(cè)報(bào)警功能、拋灑物檢測(cè)報(bào)警功能、行人檢測(cè)報(bào)警功能、隧道煙霧檢測(cè)報(bào)警功能。系統(tǒng)采用車輛跟蹤算法、背景建模、模式識(shí)別算法和人工智能算法等多領(lǐng)域的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)畫面中特定區(qū)域的車輛、行人、其他物體等進(jìn)行識(shí)別和分辨，根據(jù)其運(yùn)動(dòng)規(guī)律等特征來判斷是否有交通事件發(fā)生。同時(shí)，系統(tǒng)對(duì)過往車輛數(shù)、排隊(duì)長度等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并采用視頻測(cè)速技術(shù)對(duì)過往車輛的車速進(jìn)行測(cè)量。
未來高速公路視頻監(jiān)控的智能分析遠(yuǎn)不止這些，其會(huì)隨著交通信息的發(fā)展而深入應(yīng)用。
以往視頻智能分析都是采用前端高清視頻采集，后端服務(wù)器智能分析的模式，該模式需要實(shí)時(shí)占用一股視頻流進(jìn)行檢測(cè)，如在隧道有大規(guī)模視頻需要做事件檢測(cè)時(shí)，傳輸系統(tǒng)的帶寬壓力會(huì)非常大，不僅影響檢測(cè)準(zhǔn)確率，同時(shí)還影響實(shí)時(shí)監(jiān)控效果，并且系統(tǒng)穩(wěn)定性也欠缺。目前市面上出現(xiàn)的一種新方案很好地克服了傳統(tǒng)方案的不足，該方案采用高清監(jiān)控智能分析一體機(jī)，其攝像機(jī)內(nèi)嵌了智能分析算法，以往在后端分析的功能都可以在攝像機(jī)上完成，同時(shí)還可以實(shí)時(shí)輸出視頻流以供視頻監(jiān)控使用，真正做到視頻監(jiān)控、智能分析二合一。智能視頻監(jiān)控是以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控為基礎(chǔ)，今后高速公路的聯(lián)網(wǎng)將直接影響智能分析功能的應(yīng)用規(guī)模和應(yīng)用層次。
