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的路網(wǎng)化時代，而與之相適應(yīng)的，高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)作為高速公路機電“三大系統(tǒng)”的核心之一，也取得了巨大的技術(shù)進步，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)，可以實現(xiàn)對本高速公路路段內(nèi)所有收費站、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，無法適應(yīng)當前交通領(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，當前GB/T28181和GB/T28059標準的出臺，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
當前由于各省各區(qū)段高速公路的設(shè)計建設(shè)時期跨度大，視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)多樣，例如有光端機+模擬矩陣的方案、壓縮平臺方案、非壓縮平臺方案等，且設(shè)備廠家眾多，各自采用的標準不統(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)用各個廠家的SDK進行聯(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)用下級平臺或者設(shè)備，但由于高速公路視頻監(jiān)控涉及的廠家眾多，SDK對接就會陷入無止境的接入狀態(tài)，因而并不是一個很好的解決方案?，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)標準和技術(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，結(jié)合本省高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)的需求和實際情況，制定一套全省高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)標準。這個技術(shù)標準全國各個省份不盡相同，例如有采用基于公安部GB/T28181協(xié)議的標準或者是交通部GB/T28059協(xié)議或者是浙江省DB33/T629協(xié)議的標準。技術(shù)標準規(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、測試要求和參考技術(shù)指標。在具體使用中，技術(shù)標準適用于全省高速公路新建、擴建或改建工程中視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實施及管理，適用對象主要是與高速公路聯(lián)網(wǎng)運行視頻監(jiān)控項目相關(guān)的建設(shè)單位、經(jīng)營管理單位、設(shè)計單位、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)各個省交通運輸廳相關(guān)規(guī)劃及文件要求，高速公路視頻監(jiān)控管理平臺由省中心級平臺、區(qū)域中心級平臺、路段分中心機平臺、隧道管理站/收費站級平臺組成。一般聯(lián)網(wǎng)方式是前端攝像機將標清視頻圖像通過光端機或者光平臺方式接入到所屬收費站、隧道管理站、監(jiān)控分中心，在利用編碼器（H.264）編碼后，進行圖像檢測、存儲、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)控及按需存儲等功能，再通過通信系統(tǒng)主干通信專網(wǎng)，實現(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)標準技術(shù)要求包括以下幾個方面：
1.網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)要求
各省高速公路各級平臺間視頻傳輸采用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)控中心平臺為核心節(jié)點，其系統(tǒng)應(yīng)采用支持SIP協(xié)議的管理平臺。隧道管理站、收費站級可采用兼容不同類型節(jié)點的數(shù)據(jù)格式和協(xié)議，以實現(xiàn)全省范圍內(nèi)的視頻類型節(jié)點向核心節(jié)點的視頻匯集，可采用SIP和非SIP兩種方式進行信令和數(shù)據(jù)傳輸。
2.音視頻的編解碼標準
這主要包括音頻編解碼標準（G.711A/G.729等）、標清視頻編解碼器標準、高清編解碼器標準和H.264視頻流封裝標準。
3.音視頻傳輸及存儲要求
傳輸及存儲要求包括音視頻RTP流傳輸標準和SIP信令傳輸標準。
4.前端設(shè)備接入平臺標準
IPC以O(shè)nvif或者GB/T28181標準相關(guān)要求接入，編碼器、DVR、NVR宜提供SDK或私有協(xié)議供第三方平臺集成。
5.管理平臺級聯(lián)功能及要求
這主要包括注冊、目錄查詢與推送、實時圖像獲娶設(shè)備控制、歷史圖像獲娶事件管理、時鐘同步、前端設(shè)備信息查詢、平臺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
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。與標清相比，無論是從分辨率、顯示效果還是流暢度來看，高清都比標清更有優(yōu)勢。目前高速公路上主要采用標準IP高清攝像機方案，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，針對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方案，該產(chǎn)品將高清攝像機技術(shù)與工業(yè)以太網(wǎng)光傳輸技術(shù)進行集成，與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像機相比，該產(chǎn)品對高清視頻及相關(guān)數(shù)據(jù)采用新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，可以采用自愈保護環(huán)網(wǎng)光纖傳輸，省去了遠端傳輸模塊以及遠端傳輸設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)攝像機連接的網(wǎng)線，具有低成本、高帶寬、擴展性強、穩(wěn)定性更高、抗干擾性強、抗雷擊等能力與優(yōu)勢，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、高清化趨勢發(fā)展，系統(tǒng)所帶來的海量信息過濾及存儲需求等都亟需解決，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，針對高速公路視頻監(jiān)控進行的智能分析包括車牌識別、交通事件檢測和分析以及視頻交通狀態(tài)檢測等。比如高速公路交通事件智能視頻分析主要包含：停車檢測報警功能、擁堵檢測報警功能、逆行檢測報警功能、拋灑物檢測報警功能、行人檢測報警功能、隧道煙霧檢測報警功能。系統(tǒng)采用車輛跟蹤算法、背景建模、模式識別算法和人工智能算法等多領(lǐng)域的技術(shù)，實現(xiàn)對畫面中特定區(qū)域的車輛、行人、其他物體等進行識別和分辨，根據(jù)其運動規(guī)律等特征來判斷是否有交通事件發(fā)生。同時，系統(tǒng)對過往車輛數(shù)、排隊長度等進行統(tǒng)計并采用視頻測速技術(shù)對過往車輛的車速進行測量。
未來高速公路視頻監(jiān)控的智能分析遠不止這些，其會隨著交通信息的發(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，該模式需要實時占用一股視頻流進行檢測，如在隧道有大規(guī)模視頻需要做事件檢測時，傳輸系統(tǒng)的帶寬壓力會非常大，不僅影響檢測準確率，同時還影響實時監(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，其攝像機內(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上完成，同時還可以實時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。
