高清視頻監控技術的應用范文

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摘要：

在高速公路管理中，視頻監控系統扮演了無可替代的重要角色。和傳統的模擬視頻監控系統相比，現代化的高清數字視頻監控技術能夠發揮出更加明顯的優勢，值得在實踐應用中推廣。

關鍵詞：

高清；視頻監控技術；高速公路；管理；應用

隨著我國科技水平的不斷發展，對于在高速公路中應用的視頻監控系統來說，已經幾乎沒有人會去爭論“是標清還是高清”這樣的問題，這是因為大量的實踐已經證明，高清已經成為了全新的存在，而且也成為了高速公路管理人員的必答題，成功完成了“看得見”到“看得清”的視力升級，而且筆者相信，隨著未來數字化、網絡化、智能化以及集成化的進一步發展，更會實現從“看得清”到“看得懂”的飛躍。和傳統的模擬視頻監控系統相比，高清數字化視頻監控系統的優勢非常明顯，能夠明顯提升高速公路的管理水平和管理效率。

1高速公路視頻監控系統的相關概述

1.1視頻監控系統的發展概述視頻監控系統的發展主要經過模擬視頻監控系統、數控模擬視頻監控系統以及數字化遠程視頻監控系。在上世紀九十年代之前主要運用的都是模擬視頻監控系統，又稱為閉路電視系統，攝像機、錄像機、視頻矩陣以及監視器是其主要的組成部分，在傳輸時采用的介質主要是同軸視頻光纜，通過鍵盤控制矩陣來達到切換視頻畫面的目的，而磁帶是其主要的錄像載體。可見，其監控范圍有限，而且難以存儲和檢索，在擴展方面也比較有限制。隨后數字技術獲得了快速的發展，基于PC機的多媒體視頻監控系統很快便取代了模擬視頻監控系統。在該種模擬視頻監控體系下，PC機是其主要的處理核心，利用軟件來達到對圖像信息處理、控制顯示目的，系統的靈活性被大大提升，而且還增強了圖像信息存儲檢索、綜合分析與加工的能力，極大地推進了遠程監控的發展。進入本世紀以來，隨著視頻壓縮技術、網絡通訊技術以及多媒體技術的飛速發展，視頻監控系統開始進入了全新的數字化時代。在數字化視頻監控系統下，采用的主要是硬盤錄像技術，使用了網絡遠程控制和傳輸，檢索和存儲變得更加方便。

1.2高速公路高清視頻監控系統的必要性通過高速公路上的視頻監控系統能夠完成對交通管理中交通參數的自動檢測與科學記錄，還能夠識別交通事件并完成自動報警。以往在模擬視頻監控系統下，其所監測到的數據很難很好地反映出交通車輛的綜合行車狀態，也很難對交通事故現場的各個細節進行詳細描述。因此，需要高速管理中使用的視頻監控系統提供具有較高清晰度、完整、形象逼真的圖像，而且具有穩定的工作性能，在一定范圍內能夠可調。同時，視頻監控系統還要能夠適應高速公路野外連續工作的形式，具有較強的抗干擾性能。

2高速公路中高清視頻監控系統的組成

一個完整的高速公路高清視頻監控系統主要由前端的高清圖像采集設備、高清視頻傳輸設備以及高清監視器等三個主要組成部分。

2.1前端高清圖像采集設備通常情況下，攝像機都是視頻監控系統的前端重要圖像采集組成部分，而在高清視頻監控系統中，為了能夠有效地對監控目標進行分析，需要前端采集的圖像具有較高的分辨率、清晰度以及豐富的色彩。目前應用在高速公路中的高清視頻前端高清圖像采集系統主要有高清網絡攝像機以及HD-SDI高清攝像機兩種類型。以筆者所在的項目中，采用的正是HD-SDI高清攝像機。其主要工作原理是利用特定格式將采集到的高清信號封裝起來，再將數據對外傳送，這種高清圖像采集設備的主要特點在于數據非壓縮傳輸，具有很高的傳輸安全性能。和其他攝像機采集到的數據相比，其圖像效果更加細膩和真實。不過，正由于該種攝像機采集到的圖像清晰度與分辨率較高，使得其在傳輸過程中需要占用的帶寬較大，需要使用同軸光纜在百米以下的距離之內傳輸，而還需要投入專用的傳輸設備進行改造。同時這種高清圖像采集設備采集到的圖像還需要通過高清壓縮設備進行相應地壓縮處理后才能最終保存，需要投入較高的成本。

2.2中端高清視頻傳輸設備當前端高清圖像采集設備采集到高清圖像時，需要將其傳輸到視頻監控中心進行分析和存儲，而擔負這一任務的便是中端高清視頻傳輸設備。在當前階段，高清視頻傳輸設備主要支持的設備并不多，比如HD-SDI視頻傳輸的高清光端機等，而通常情況下，HD-SDI高清攝像機所產生的圖像數據在傳輸過程中需要占用的帶寬在1G以上，而數據傳輸占用的帶寬則一般在8～16M左右。

2.3后端高清視頻監視器在高速公路的高清視頻監控系統中，高清監視器是其主要的“眼睛”，現在經常使用的監視器接口有DVI、SDI等型號，在使用高清圖像采集設備為HD-SDI高清攝像機時，應該對HD-SDI高清監視器進行配備。

3高清視頻監控技術在高速公路管理中的應用

3.1工程概況本工程視頻監視系統主要用于監視交通運行情況和事故現場，對特殊事件進行確認，為救災排險提供第一手信息。在沿線約按每1km設置2套攝像機，1套遙控攝像機+1套固定攝像機。服務區處設置4臺彩色遙控攝像機，用于監視這些區域的交通狀況。在進、出服務區的通道路側安裝車牌設備。每處服務區共計安裝4套。服務區車牌識別設備可對進、出服務區的車輛進行車牌、通過時間、圖片記錄，能夠實時掌握服務區內車輛的數量、空余停車位的數量，初步測算服務區的服務人數，對長期占用服務區停車設施的車輛進行記錄、登記和管理；車牌識別信息可上報監控分中心，實現車牌信息匯總和統一管理。

3.2系統構成及功能視頻監視系統主要由外場攝像機、閉路電視控制設備、圖像存儲和顯示設備、傳輸設備以及傳輸通道等組成。而系統則主要由控制設備、傳輸設備、傳輸通道組成。其實現的功能主要包括。

3.2.1將本地視頻信號上傳到省監控中心根據河北省高速公路機電系統聯網要求，路中心向省中心最終上傳8路圖像要求。本工程在省中心的指令下可任選8路圖像信號，以原始的數據編碼形式上傳，通過通信系統的以太網板本地的圖像信號上傳到省中心，在省中心以相應的設備接收圖像信號并解碼后顯示。

3.2.2在路中心圖像信息的流通及顯示正常運行時，來自外場編碼設備的圖像信息進入路監控中心/監控分中心的視頻以太網交換機，本地解碼設備的視頻輸出端（已解碼）分別接入大屏幕拼接屏，在視頻工作站軟件的控制下對主干線上傳的圖像進行輪巡顯示，巡檢周期設為5min（可調）。

3.2.3發生事故事件時的顯示方式通常在交通事件工作站的顯示器上監視各路受檢的圖像。一旦發生事故事件報警，則該顯示器就會彈出一個大的窗口，使事故事件圖像看得很清楚，同時將事故事件的圖像在大屏上顯示，如果同時有兩個或兩個以上視頻發生事故報警，系統則等待操作人員逐個對報警視頻處理后才消除報警，否則未被處理的視頻信號將會一直報警。

4未來高速公路視頻監控系統的發展前景

根據當前高清視頻監控技術在高速公路的發展現狀來看，數字化、網絡化、智能化以及集成化將是其未來主要的發展方向。目前視頻監控系統在數字化、網絡化、智能化以及集成化的發展中，數字化、網絡化已經取得了較大的成果，而在智能化以及集成化方面還有著較大的發展空間。在智能化方面，主要體現在圖像的甄別和辨識方面，其不僅要對系統內的海量信息進行區分和甄別，還需要對實時的圖像進行動態辨識，實現更為尖端和更為有效的應用。而在視頻監控系統的集成化方面，要求其能夠與其他的系統無縫結合，并良好地進行擴展。雖然目前人們更多關注的是安全角度監控系統與報警系統集成等。而在事實上，更大的需求是將各類應用系統與視頻監控系統進行結合，比如遠程醫療、遠程會議以及遠程設備診斷系統等就是一些簡單的特例。筆者相信，未來高清視頻監控技術一定能夠在高速公路管理中獲得更好應用，以不斷提升高速公路的管理水平，為我們高速公路的建設事業作出巨大的貢獻。

5結語

總之，雖然高清視頻監控技術的優勢明顯，能夠明顯彌補傳統標清視頻監控系統的不足，不過其需要更多的成本投入，在全面推廣和應用中還有著一定的距離，因此，在實踐中仍然可以采用“高清+標清”的模式，以最大程度優化資源整合，使其能夠降低投資力度，并且提升高清視頻監控系統的應用效率。

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作者：劉彥娥 單位：河北省高速公路石安管理處