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基于物联网的高速公路视频联网监控体系研究

徐洪武武（作者单位浙江高速信息工程技术有限公司，本文原载《科技创新与应用》2015 年第14 期）

快速发展的经济让高速路、车流量等不断增加，对高速路监控也带来了较大挑战。在“大数据”背景下，高速公路各功能系统产生快速、大量、多样的数据，如何将“大数据”转换成“强应用”，是新型高速公路监控的发展重点。视频监控主要应用在收费系统、道路监控系统、隧道监控系统以及管理用房的监控当中，我们需要结合应用车牌识别技术、物联网技术、存储技术，使高速公路运营日益智能化、智慧化。
关键词：物联网；视频联网；高清

高速公路视频联网监控系统发展现状

近些年我国高速公路建设突飞猛进，高速公路跨入路网化时代，同时高速公路视频联网监控系统也变得越来越完善，视频联网趋于网络化、智能化，有了长足的发展。道路越来越多样化，网络视频监控不再是一个点的监测，实现了远程监测、现场监测相结合。数字图像也逐渐取代模拟广播、智能数字图像存储，而不是存储模拟闭路电视系统，可以使用大屏幕，屏幕显示摄像机等设备覆盖的道路交通各个重要位置，此外，可以利用一些日志记录事件，便于今后的分析。

2012年，IP化高清视频监控系统的出现，颠覆了原有模拟、标清视频监控系统的应用模式，使视频监控系统不仅用于日常实时监控，而且为高速公路其余监控系统提供基础数据，使整体高速公路监控系统向智能化、智慧化迈进了一大步。现在的高清视频监控系统，已经逐步成为收费监控系统、车牌及卡号查询系统、数据分发系统、数据查询系统、报警管理系统、图像稽查系统不可或缺的重要基础。高清视频数据具有数据量大，信息来源多种多样，信息结构丰富（结构化、非结构化），这些都是“大数据”的基本特点。通过高速公路运营中心大数据的分析处理，可以提高运营单位数据综合应用水平，不断增强数据的价值，为提高高速公路运营提供可靠的决策数据支持，为“保畅通、促和谐”注入新的活力。

高速公路视频联网监控系统功能

◆ 实现本地和远程监视
各监控中心来负责控制摄像机工作和监视管理路段视频图像；总中心全路监控，但不能实现远程控制摄像机，利用监视摄像仪显示监视图像，分中心可以控制摄像机录像，总中心和分中心都可以录像、可以调取任意路段视频，采用大容量存储设备也可实现今后随时调取录像。

◆ 实现本地和远程监控
监视管理路段视频图像和摄像机控制由各路段监控中心负责；监控总中心对全路网作宏观监视。但特殊条件如交通事故及特殊运输等，监控中心也可监视管理路段视频图像和控制摄像机。总中心：监视全路网任意一个摄像机的视频图像，特殊情况下，可以控制摄像机；利用大屏幕以及监视器等设备显示监视图像；用摄像机录像，便于日后调看取证等。分中心：对覆盖区域内的摄像机进行监控，并控制摄像机；利用大屏幕以及监视器等设备显示监视图像；用摄像机录像，便于日后调看取证等。此模式中，总中心和分中心都可以控制摄像机，并且总中心的操控权优先于分中心。

◆ 智能视频分析
高速公路监控视频需要调取海量数据，联网中心需要从大量数据中挖掘有用信息实现自动化监控，提高监控效率也是一个重要课题。应该结合行业和路段特点，进行专项分析，以提高在此领域的应用效率。目前业内结合本行业特点有以下三种方式：硬盘录像资料的稽查检索；在实际检验过程无法浏览所有的海量图像数据，只能通过随机的方式，费时费力，效率低，需要一套智能视频分析来提高检索系统的效率，在此方面已经做了有益的尝试；基于视频的路径识别系统：联网收费在很多省市如火如荼的展开的国家，随着收费公路网规模不断扩大，全面准确路径识别、加密，因此应着手解决基于视频的路径识别系统其他互补的路径识别。

结合物联网技术的视频联网监控系统功能

◆ 智能车牌识别系统
高速公路运营中心又具备了分析“大数据”的能力，在此基础上，各种智能化的系统就可应用在高速公路运营管理中。车牌识别系统就是其中核心业务之一。车牌识别系统为收费站堵漏增收，避免开放式收费站闯岗事件发生起到重要作用，系统已在高速公路收费站应用多年。在“大数据”时代，车牌识别系统不单单可应用于收费站车道抓拍，在路网联网收费系统中，可起到“打击逃费”的作用。在联网收费系统中，都面临着多路径识别及结算问题。在联网收费环境下，不可避免的存在有高速公路环路情况，即车辆可以在路网内由一点出发通过不同的路线达到目的地。在投资主体多元化的路网环境下，路径识别不仅仅涉及每一辆同行车辆的通信费如何计算，同时还要考虑收入的通行费拆分给哪个单位。为了解决以上问题，在高速公路路网内的所有收费站入口车道、出口车道车牌识别系统；在多义性路径关键点安装门架式车牌识别系统。

◆ 联网监控系统数据存储体系
存储已经成为高速公路监控体系中不可或缺的一部分。当前端信息量越来越大，区域化管理需求日趋明显，建立高效、稳定、查询快速的存储系统已成为高速公路业务管理者的共识。高速公路存储体系可分为三级，依次为收费站监控数据，路段监控中心数据，省监控中心数据。高速公路考虑到实际应用的简易性、稳定性，应采用收费站分布式存储模式，在收费站部署基于IP-SAN 架构的存储设备。根据高速公路存储数据需要快速、稳定调阅的需求，存储系统应使用iSCSI 直存或iSCSI 块直存技术，并辅助以双机、双控、RAID 等容灾技术。

◆ 物联网技术智能联网监控
高速公路智能化应用远不止于此，例如当今最前沿的物联网技术，在高速公路智能交通系统中也有大量应用。物联网技术应用于高速公路路段，可实时准确获取高速公路交通信息，为交通管理和交通信息服务提供数据支持，获得高速公路行驶车辆的实时信息和高速公路路面实时路况、车道占有率等。物联网技术应用于收费站，可建立不停车收费系统，利用RFID 技术提高收费效率和通行能力。所有路段线圈、收费站RFID传感器都可看做信息节点，通过传输系统传输至运营中心管理平台，应用传感信息建立交通信息发布及服务系统，为出行者提供准确的出行信息，以便出行者确定最佳的出行时间、交通路径及交通方式。并可把服务信息通过运营商网络发布到出行者移动终端上，可向司机提供天气、路面状况、事故易发地等信息，并可推荐行驶路线。