高速公路收费站高清视频监控系统的应用

熊萧然

摘 要 信息技术的快速发展使得视频监控技术井喷式发展。在视频监控行业，高清视频监控系统已经成为其最先进的发展方向，在诸多的行业中，高清视频监控系统都得到了非常广泛的应用。但是因为高速公路系统自身对于高清的概念认识不足，不了解具体的应用情况，所以近年来才逐渐开始加强对于高清图像在高速公路的管理、收费工作、维护收费秩序等方面所起作用的重视程度。

关键词 高速公路；收费站；高清；视频监控系统

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）193-0039-02

1 高速公路收费站对于高清视频监控系统的需求

当前高速公路收费站在视频监控方面存在着诸多的问题。

1.1 系统组成的模式较为复杂

目前在高速公路收费站的视频监控系统中，同时存在着数字、模拟以及高清等多种监控模式，这些模式的混用导致存在兼容性方面的问题。本着实用性角度，视频监控系统应当具备良好的系统兼容性、稳定性以及扩展性，并且正确选用最佳框架，以实现综合集成管理应用各种模式的

需求。

1.2 视频监控系统分辨率不足

目前的视频监控图像品质存在分辨率低的情况，仅仅能满足看得见的需求，无法满足从视频监控中看得清的需求，对于驾驶人员的面部特征、车辆的车牌以及细节等情况都无法看清楚。

1.3 视频监控系统存在录像效果差以及储存时间短的情况

对于标清视频图像，一般都是采用2CIF或者是CIF格式储存，导致在面临突发事件取证的需求时，无法提供高清晰度的视频图像，甚至因为过了储存期而无法提供视频图像。这一问题一直受到多方面的诟病。

1.4 视频监控系统不够智能化

很多地方的收费站车流量极大，所以出现异常事件的几率也较高，诸如社会人员闯入、车辆拥堵、车辆事故以及其他的异常情况等，一般为了确保收费广场车辆畅通，都是要求监控人员长期观看屏幕，以保证第一时间发现异常情况。但是长期观看监控会导致监控人员用眼疲劳，使得监控人员的劳动强度明显增加。尤其是在夜间，光线不足以及精神状况不佳的时候，很容易出现异常情况被忽略的时候。所以视频监控系统智能化，替代人工监控，使得更易于第一时间发现异常情况，降低堵车的可能性。

2 高速公路收费站高清视频监控系统的组成

前端高清图像采集设备、高清视频传输设备以及高清监视器是高速公路收费站高清视频监控系统的主要组成部分。

2.1 前端高清图像采集设备

摄像机一般是视频监控系统中的前端重要图像采集组成部分，为了能够在高清视频监控系统汇总有效分析监控目标，所以要求前端采集的图像分辨率和清晰度较高，并且确保色彩丰富。当前高清网络摄像机以及HD-SDI高清摄像机这两种类型的摄像机是高速公路收费站普遍采用的前端高清图像采集设备。笔者以HD-SDI高清摄像机为例，HD-SDI高清摄像机的工作原理是把获得的高清信号以特定的格式封装，然后再把封装数据传输出去，HD-SDI高清图像采集设备的最大特点是其数据传输是非压缩的。所以在数据传输方面的安全性较高，其图像显示的效果较其他摄像机采集到的数据而言更加的真实和清晰。

HD-SDI摄像机存在图像清晰和分辨率高的特点，但是其特点决定了其数据传输依赖较大带宽，传输距离一般不得超过百米，并且需要应用同轴光缆，而且还需使用专门的传输设备改造。此外，对于所传输出来的高清图像数据，需要借助高清的压缩设备进行与之匹配的压缩处理，然后才能够保存，所以整体的成本较高。

2.2 中端高清视频传输设备

中端高清视频传输设备负责将前端高清图像采集设备所获得的高清图像传输到视频监控中心，以供分析和存储。目前高清视频传输设备所能够支持的设备并不多，HD-SDI视频传输的高清光端机能够帮助HD-SDI高清摄像机在1G带宽的前提下传输其获得的视频数据，而数据传输所需要的带宽仅为8MB～16MB。

2.3 后端高清视频监视器

后端高清视频监视器的应用才能够将前端高清图像采集设备获得图像展示在监控人员面前，一般使用的监视器都具备SDI以及DVI接口，在应用HD-SDI高清摄像机的时候，需要为HD-SDI高清监视器进行匹配。

3 高速公路收费站对于高清视频监控技术的应用

笔者在本文所议此工程视频监控系统的建设目的是监控高速公路收费站附近交通状况以及事故现场，并且能够确认特殊时间，第一时间为抢险救灾提供最清晰的信息。在高速公路沿线按照每公里设置摄像机两套，分别是固定摄像机和遥控摄像机。在收费站广场处设置四台彩色遥控摄像机，达到监控该区域交通情况的目的。并且在每个收费站口处安装车牌识别设备，对于经过收费站的车辆数量可以做到准确掌握。

3.1 系统构成以及具备的功能

高清视频监控系统是由外场摄像机、闭路电视监控设备、显示设备以及图像存储、传输设备及传输通道等部分组成，而控制设备、传输设备以及传输通道共同组成控制系统，能够具有如下的功能：

1）能够把本地的视频信号传输到省级的监控中心，本工程设计为能够向省级监控中心传输16路图像信号，并且以原始的数据编码形式上传，借助以太网将本地的图像信号传输到省级监控中心，传输到省级监控中心对应设备上后解码图像信号，并显示出来。

2）一般运行状态下，由外场编码设备获得图像信息，传输至监控分中心的视频以太网交换机，本地解码设备与大屏幕拼接屏之间通过视频输出端解码后连接，采取轮播的方式通过视频工作站软件显示主干线上传的图像，可以按照需求调整轮播的切换频率。

3）采取弹窗方式自动提醒突发状况。一般情况下采取轮播方式显示监控视频图像，一旦出现事故报警后，显示器会直接跳出弹窗，强制显示出现事故区域的监控食品图像，将事故场景清晰地展现给监控人员，并且在拼接大屏上显示事故场景。如果短期内连续出现多个事故报警，则需要监控人员逐个处理，若存在未处理的报警视频，则持续报警。

4 展望高速公路收费站高清视频监控系统的未来发展

信息技术的快速发展，可以确定高速公路收费站高清视频监控技术未来将会朝着智能、数字、网络以及集成化的方向发展。目前而言，高清视频监控在这些方面已经取得了较为显著地成果，但是不可否认的是，高清视频监控系统应用在高速公路收费站方面，还存在无法高效辨识动态、实时图像的情况，所以需要确保集成视频监控系统的基础上，还要求其可以与其他系统之间存在着极高的兼容性和可扩展性。尽管报警系统集成以及安全方面的监控系统才是人们所关注的重点，但是不可否认的是，在未来，多应用系统与高清视频监控系统的高速集成才是最终需求，要能够结合远程医疗、会议以及设备诊断等系统。

5 结论

目前高速公路收费站的视频监控系统正在或者已经升级为高清视频监控系统。应用高清视频监控系统，可以使得高速公路收费站的管理效率显著提高，而且在未来高速公路对于高清视频监控系统的应用将会越来越广泛，尽管当前HD-SDI视频监控系统以及其相关的设备价格还处于较高的位置，所以想要在高速公路视频监控系统中实现广泛的应用还存在较大的困难，但是随着各种先进技术的普及应用，HD-SDI高清设备的价格将会显著降低，甚至在未来会很快被其他更具性价比的高清摄像头所替代。不可否认的是，在高速公路收費站的管理方面，高清视频监控系统能够发挥非常重要的作用，并且随着车流量的不断增加以及对相关功能的持续完善，其所发挥的作用将会更加显著。

参考文献

[1]郑代洲.对高速公路监控系统的设计分析[J].低碳世界，2016（16）：181-182.

[2]闫祥林.高速公路监控如何实现自动化和智能化[J].交通世界，2016（3）.

[3]杨博涵.高速公路监控智能化系统平台构建研究[J].信息与电脑（理论版），2016（19）：119-120.