高速公路與一般公路相比，具有線型好、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高、交通流量大、行車速度快等特點(diǎn)，在一些車流量大的高速公路上部署全程的監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)施對(duì)交通流量和交通運(yùn)行的監(jiān)視;同時(shí)也可以對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行氣象檢測(cè)，并在關(guān)鍵路段實(shí)施交通適時(shí)的控制等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種異常情況并采取應(yīng)急措施，從而保證高速公路高速、安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)營(yíng)管理。

　　傳統(tǒng)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)一般分為收費(fèi)監(jiān)控和道路監(jiān)控兩部分。收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)收費(fèi)站的車道、收費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)亭的收費(fèi)情況，對(duì)收費(fèi)車道通過的車輛類型、收費(fèi)員的操作過程以及收費(fèi)過程中的突發(fā)事件和非法事件進(jìn)行觀察和記錄，實(shí)施有效的監(jiān)督。道路監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)高速公路干線、互通立交、隧道等高速公路重點(diǎn)路段進(jìn)行監(jiān)視，把握高速公路交通狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)交通阻塞路段、違章車輛，及時(shí)給予引導(dǎo)，保證高速公路的安全通暢。

　　現(xiàn)代化、智能化的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)除具備以上功能外還應(yīng)具備公路沿線行使車輛測(cè)速抓拍功能、卡口車輛識(shí)別功能、交通事件檢測(cè)和分析功能、以及車輛多路徑識(shí)別功能。

　　智能化交通監(jiān)控管理系統(tǒng)總體構(gòu)成

　　高速公路監(jiān)控智能管理系統(tǒng)是一個(gè)完善的軟件平臺(tái)，集成管理視頻監(jiān)控、高清卡口車牌識(shí)別、雷達(dá)測(cè)速、機(jī)房無人值守、設(shè)備線纜防盜等子系統(tǒng)，具有多種信息發(fā)布手段和大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，為可變情報(bào)板、交通誘導(dǎo)、流量檢測(cè)等系統(tǒng)預(yù)留豐富接口。

　　高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要對(duì)高速公路沿線、大型立交橋、隧道、服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站等場(chǎng)所進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻采集與存儲(chǔ)。該系統(tǒng)的覆蓋范圍自下而上分為：

　　(1)收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)：各站區(qū)所轄的攝像機(jī)信號(hào)全部引入本地視頻監(jiān)控系統(tǒng)，各站所對(duì)本地所有圖像進(jìn)行監(jiān)控管理，道路沿線及外場(chǎng)的圖像直接接入公路路段監(jiān)控分中心/管理所。

　　(2)監(jiān)控分中心：高速公路設(shè)置監(jiān)控分中心，對(duì)整條路段進(jìn)行監(jiān)控和管理。各收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)圖像根據(jù)分中心要求選擇上傳，分中心對(duì)路段中各收費(fèi)站上傳的圖像進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理。若前端與分中心之間的距離過長(zhǎng)，則在管理所建立匯聚傳輸點(diǎn)。

　　(3)省監(jiān)控總中心：省高速公路管理局對(duì)省內(nèi)所有的高速公路進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、管理和調(diào)度。各監(jiān)控分中心將自己所轄區(qū)域內(nèi)的視頻信號(hào)上傳到省中心，由省中心統(tǒng)一監(jiān)控和管理。

　　各省中心、監(jiān)控中心、監(jiān)控分中心之間采用聯(lián)網(wǎng)分級(jí)控制?？刂菩盘?hào)從上到下采用逐級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)的形式，傳遞到需要控制的前端設(shè)備。[nextpage]

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用模擬和數(shù)字混合型方案來建設(shè)，前端模擬視頻信號(hào)經(jīng)非壓縮式光端機(jī)回傳各級(jí)監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心分別進(jìn)入矩陣和視頻編碼設(shè)備，各級(jí)監(jiān)控中心之間采用矩陣和數(shù)字雙重級(jí)聯(lián)。模擬視頻的優(yōu)勢(shì)在于圖像質(zhì)量高、延時(shí)小，可靠性高，不依賴于網(wǎng)絡(luò)，獨(dú)立性好，而數(shù)字視頻的優(yōu)勢(shì)則在于便于存儲(chǔ)和查詢，并可實(shí)施智能事件檢測(cè)。

　　高速公路高清卡口識(shí)別系統(tǒng)

　　高清卡口監(jiān)控識(shí)別系統(tǒng)專門針對(duì)高速公路卡口進(jìn)行監(jiān)控和車牌識(shí)別。通常以百萬像素以上級(jí)別CCD攝像機(jī)作為視頻源，這種攝像機(jī)清晰度高，噪點(diǎn)低，一次成像可覆蓋2個(gè)以上車道，無需單獨(dú)特寫攝像機(jī)。系統(tǒng)主要分為前端抓拍系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、中心處理(后端)系統(tǒng)三部分。

　　(1)前端抓拍系統(tǒng)：采用視頻觸發(fā)技術(shù)完成所有過往車輛的車牌抓拍，并將抓拍的圖片和相關(guān)信息(時(shí)間、地點(diǎn)、車速、車輛信息等)送回指揮中心的后端服務(wù)器。

　　(2)傳輸系統(tǒng)：由傳輸網(wǎng)絡(luò)組成，負(fù)責(zé)連接前端系統(tǒng)和后端系統(tǒng)，采集數(shù)據(jù)、視頻以及控制命令的傳輸。

　　(3)中心處理控制：后端系統(tǒng)在收到前端系統(tǒng)采集的基本信息之后，自動(dòng)將車輛信息與黑牌照庫進(jìn)行對(duì)比，如果發(fā)現(xiàn)黑車將自動(dòng)報(bào)警;同時(shí)對(duì)前端的視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、錄像，及切換處理等。

　　系統(tǒng)需采用地感線圈觸發(fā)為主，雷達(dá)觸發(fā)作為備份方式，觸發(fā)信息輸出到攝像機(jī);本地存儲(chǔ)大容量的圖片，并能夠通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)鏈路將圖片信息上傳到中心，具備完善的系統(tǒng)查詢和統(tǒng)計(jì)功能，可與中心進(jìn)行布控可查的黑牌照庫進(jìn)行對(duì)比并報(bào)警。系統(tǒng)查詢和統(tǒng)計(jì)功能完善，中心進(jìn)行布控可查黑牌照數(shù)據(jù)庫，比對(duì)后報(bào)警;同時(shí)可與ECT系統(tǒng)配合進(jìn)行抓拍。

　　高速公路雷達(dá)測(cè)速聯(lián)動(dòng)提示系統(tǒng)

　　雷達(dá)測(cè)速聯(lián)動(dòng)提示系統(tǒng)主要用于24小時(shí)不間斷地對(duì)車輛自動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)速和監(jiān)測(cè)抓拍，識(shí)別并記錄顯示車輛號(hào)牌、車速和其它信息的圖片，與電子可變情報(bào)板系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，即時(shí)顯示超速車輛警告信息，同時(shí)具備系統(tǒng)查詢和統(tǒng)計(jì)功能，中心進(jìn)行布控可查黑牌照數(shù)據(jù)庫，比對(duì)后報(bào)警。與高清卡口監(jiān)控識(shí)別系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)主要增加了如下幾個(gè)子系統(tǒng)：

　　(1)可變情報(bào)板提示系統(tǒng)：可變情報(bào)板提示系統(tǒng)包括前端可變情報(bào)板、中心情報(bào)板控制系統(tǒng)。在前端設(shè)備判斷車輛為違法車輛時(shí)，立即將相關(guān)車輛的違章信息顯示在出口LED大屏上，同時(shí)啟動(dòng)閃燈和警號(hào)提示告知當(dāng)事人違法事實(shí)及所應(yīng)接受的相應(yīng)處罰。

　　(2)雷達(dá)測(cè)速子系統(tǒng)：通過系統(tǒng)配置的交通專用雷達(dá)對(duì)過往車輛進(jìn)行車速監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)車輛超速立即對(duì)該超速車輛進(jìn)行抓拍，同時(shí)將抓拍結(jié)果上傳至監(jiān)控中心，經(jīng)情報(bào)板信息管理主機(jī)發(fā)至設(shè)在路上的情報(bào)板。

　　(3)夜間輔助照明系統(tǒng)：由于CCD攝像機(jī)的成像原理所限，因此系統(tǒng)在夜間工作需要用輔助泛光燈對(duì)拍攝區(qū)域進(jìn)行照明，這樣不僅可以使攝像機(jī)系統(tǒng)能夠抓拍到清晰的圖像，也使違章違法車輛無處遁形。[nextpage]

　　高速公路交通事件智能分析系統(tǒng)

　　傳統(tǒng)監(jiān)控中心的功能只能通過監(jiān)視器實(shí)時(shí)、直觀地再現(xiàn)很少部分道路和收費(fèi)站廣場(chǎng)的實(shí)況，這種監(jiān)控方式對(duì)突發(fā)性較強(qiáng)的交通異常事件無法預(yù)測(cè)，很容易造成二次事故，如大規(guī)模的追尾等。

　　為了提高高速公路的服務(wù)水平，及時(shí)檢測(cè)出交通異常事件，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，系統(tǒng)引入了交通事件自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)視頻編碼設(shè)備上內(nèi)置基于視頻分析的事件處理算法，通過道路沿線的攝像機(jī)圖像進(jìn)行分析，根據(jù)圖像處理算法產(chǎn)生事件告警。

　　該算法軟件對(duì)圖像對(duì)比度和色彩飽和度的要求不高，可以適用于白天、夜晚、雨、雪、霧等天氣，能對(duì)高速公路上發(fā)生的各種交通事件進(jìn)行檢測(cè)，并且伴有聲光告警信號(hào)提示監(jiān)控值班員。算法采用動(dòng)態(tài)圖像背景自適應(yīng)技術(shù)和車輛圖像跟蹤技術(shù)，徹底消除了光線，雨雪，灰塵對(duì)系統(tǒng)的影響，是真正的基于事件本身的檢測(cè)技術(shù)，可以及時(shí)檢測(cè)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)發(fā)生的交通事件，采集交通數(shù)據(jù)，輔助進(jìn)行交通控制等。除了一般的車速和車流量的統(tǒng)計(jì)之外，交通事件智能視頻分析系統(tǒng)主要包含以下功能：

　　(1)物體移動(dòng)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)用戶定義區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)目標(biāo)，可顯示場(chǎng)景中移動(dòng)物體的移動(dòng)軌跡，對(duì)于移動(dòng)速度異常的目標(biāo)產(chǎn)生報(bào)警。

　　(2)物體滯留監(jiān)測(cè)：跟蹤滯留在固定位置超過用戶設(shè)定時(shí)間的車輛或其他目標(biāo)，用于監(jiān)測(cè)被遺棄的物體、違規(guī)停車等。

　　(3)突然出現(xiàn)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)突然闖入用戶定義區(qū)域的任何目標(biāo)，適用于高速公路重點(diǎn)位置的監(jiān)測(cè)。

　　(4)移動(dòng)路徑監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)從一個(gè)區(qū)域進(jìn)入另一個(gè)區(qū)域的移動(dòng)物體，用于監(jiān)測(cè)車輛違章轉(zhuǎn)向、掉頭或其他違規(guī)越境行為。

　　(5)物體徘徊監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中物體徘徊逗留的時(shí)間，用于監(jiān)測(cè)敏感場(chǎng)所的可疑行跡。

　　高速公路路徑識(shí)別系統(tǒng)

　　隨著各省市高速公路的不斷建設(shè)，基本上建成了大小、規(guī)模不等的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)，在聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)建設(shè)中，都面臨了一個(gè)共同的問題——車輛行駛路徑的識(shí)別。在聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)環(huán)境下，尤其是在投資主體多元化的路網(wǎng)環(huán)境下，路徑識(shí)別不僅僅涉及對(duì)每一通行車輛如何計(jì)算通行費(fèi)，同時(shí)還要考慮將收入的通行費(fèi)拆分給哪個(gè)收費(fèi)單位的問題，通行費(fèi)的拆分直接關(guān)系到各條高速公路的合法利益，是聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的關(guān)鍵。高速公路監(jiān)控智能管理系統(tǒng)具有路徑識(shí)別功能，通過查詢特定車牌，可在電子地圖上進(jìn)行直觀顯示。