一、高速公路市场潜力巨大
相关机构资料显示,目前我国高速公路总里程4万公里,位居世界第二。根据国家对高速公路的发展规划,到2020年,中国高速公路总里程将达7万公里。高速公路的建设和发展已成为衡量一个国家和经济经常发展水平的重要指标,而高速公路安防监控不仅要求机电系统中监控、收费业务的计算机网络联网,还要求视频监视系统也能够从原来的各路分管的模式朝联网方向发展。
高速公路的视频监控系统作为安防建设的重头戏呈现多元化的发展趋势,主要涉及到路面、收费站和隧道桥梁三部分监控。高速公路联网监控主要分三级监控,主要的由省级监控中心、地区级监控中心和路段监控中心完成。不过,随着监控联网报警系统的发展,人们发现高速公路的省级联网将产生更为高效的作用,相应的省级联网现象也呈现明显的上升趋势。
在现阶段,虽然高速公路的联网监控系统能够完美实现预期效果的比较少,但其巨大的发展潜力却毋庸置疑。加之在智能交通领域,关于抓拍车辆闯红灯、车辆牌照的识别等系统已经成为了新的应用领地,从而将视频监控提升成为了一个行业化的应用系统。
随着全国公路网建设完善的需要,高速公路每年新增通车里程有望保持在一个较高的水平上,许多新建项目都将逐步提上日程。从安全角度和交通管制方面考虑,高速公路上的监控安防工程必不可少,在这样的一个背景下,监控产品的需求量将是一个十分庞大的数字。高速公路的持续火热建设,安全出行的理念势必对安防业务的需求也激增,而重多新建项目,以及运行数年的高速公路也都面临着改造高峰期,如京珠高速,京沪高速等较早一批高速公路都已达到机电设备改造周期,新的项目建设与旧的设备改造使得高速公路安防市场一路飙升。
二、国家标准政策
高速公路安防业务主要集中在三大机电系统,包括高速公路通信系统、收费系统以及安防监控系统。伴随高速公路的快速发展,安全运营成为高速公路的主要诉求,国家也不断的出台相关政策,切实保证三大系统的运行能更有效稳定。如去年针对智能运输系统(ITS)消息集模板的框架和属性要求制定的《智能运输系统消息集模板》(GB/T28425-2012);
2013年1月1日开始实施的《机动车号牌自动识别系统》(GB/T28649-2012),详细规定了机动车号牌自动识别系统,包括车辆图像捕获率、车辆图像抓拍有效率、号牌识别正确率、号牌颜色识别正确率等。各项指标的要求、试验方法及其数据存储和压缩的内容及要求,如白天车辆图像捕获率,视频方式不小于95%,非视频外部触发(包括线圈、激光、微波)不小于99%;夜间,视频方式不小于85%,非视频外部触发(包括线圈、激光、微波)不小于99%;
年初施行的《DMI可测量实景影像》、《公路地理信息数据采集与质量控制》(GB/T28788-2012),两项国家标准颁布,可量测实景影像数据DMI因其具有丰富的环境、经济和人文等信息,其信息量是传统的4D数据的30多倍,而被称作是一种“智慧”数据,将满足城市管理、交通、公安、应急以及公众位置服务等方面的广泛需要,无疑是数字城市交通管理建设不可获缺的重要组成部分;
针对交通检测系统制定的《视频交通事件检测器》(GB/T28789-2012),详细规定了产品的技术参与,要求、性能等。此外,标准规定交通检测系统必须具备典型的交通事件检测功能、自动录像功能、自诊断和报警功能及时钟同步四项功能。
二、高速公路安防监控的特殊性
高速公路由于路面结构较复杂,隐患较多。如道路幅宽度会由平面段较宽的路宽变得较为狭窄,车辆容意跨线行驶,造成擦撞事故;隧道路段结构弯曲,车速过快,不易即早发现前方路况,也易反应不及造成交通事故;加上隧道路段通风不良,发生火灾时逃生方向判别不易,产生的浓烟影响行车造成事故不易排除等等。
总结来看,高速公路的事故多发区多集中在桥梁、收费广场、隧道或拐弯处等区域,以隧道来看,隧道内外光线差距的问题,进出高速公路隧道段时容易因视觉差异而瞬时失去距离感,容易踩踏煞车造成跟车追撞事故;长距离隧道部分容易因环境景物单调,而产生疲劳感,司机忽视、打盹造成车辆擦伤追撞事故;路人违规在多车道隧道路段变换车道,造成车辆撞车事故等,故这几个位置点的安防设施需更加强。
从实际应用情况来看,告诉公路安防监控需要满足以下相关情况。
保护罩必需要防水、防尘,密闭性必须达IP66以上,尤其隧道结构在养护时必需要用高压水喷洗隧道壁面,故摄像机本体必须要有一定的防水防尘等级;
摄像机体积大小必须适当,并且安装时不能超过隧道的行车净空线,因此必须慎重选择摄像机的安装位置,以避免被超大、超高车体撞击损坏;
摄像机必须具有日夜低照度功能,及较高的光学动态适应范围,以适应车灯的逆光照射,还要具备内外亮度平衡的自动宽动态效能;
摄像机的白平衡控制功能需要调校完备,以适应不同型式照明光谱波长所产生的颜色偏差及蓝眉光效应,以确保监控画质。
据诸多高速公路运营管理部门反映,高速公路缺乏有效的夜间监控手段。在沿途监控中,普通摄像机在夜间监控存在盲区(或者说处于瘫痪状态),其监控效果只能看到车辆灯光、车辆行驶的模糊图像等。具体到车辆行驶状态、车牌照等都难以监控。为此,激光夜视系统、红外夜视摄像机等都是高速公路不可或缺的摄像机类型。
三、高速公路智能化应用需求
高速公路公司采用的智能化系统包括机电监控系统、收费运行系统、监控管理系统等。现在车流统计、车牌违章检测等智能化应用已经很普及并不断完善。
1.车牌识别系统
车牌识别系统是智能交通最基本的组成构件之一,目前应用已经非常成熟,是高速公路收费系统和高速公路车辆查询跟踪系统的重要组成部分。识别系统以图像处理理论为基础,利用相机采集包含车辆号牌的视频图像,通过图像处理对车牌进行提取和识别,达到车牌的自动识别。通过自动识别出来的车辆号牌信息,及时传给后端软件,对车辆进行统一管理和控制。
2.事件监控管理系统
在高速公路监控系统中,需要对事故多发路段进行实时监控,随着监控点的增加,人工查看录像监控已经无法满足现有需求,如依赖回放检索,会导致时间处理滞后,给监控及调查人员带来极大的不便。因而,需要通过智能监控,对录像自动进行分析,对特定类型的事件进行提取,要求事件检测分析系统在图像所能监控覆盖范围内能够进行交通事件、事故的自动检测。所需检测的交通事件通常包含如下几项:车辆停驶、车辆减速、车辆超速、车辆低速等。当发生事故时系统能够快速自动报警和录像,为道路的交通安全管理和道路运营提供帮助。在隧道监控中,事件监控管理系统检测到有烟雾报警,系统启动应急预案,指挥通风系统、照明系统和消防系统立刻联动,对监控信息自动采集,通过智能视频分析技术分析、判断并输出结果。
3.交通状态检测系统
当前在一些交通流量很大的高速公路中,出入口匝道经常发生堵车,如何有效疏导交通是一个急需解决的问题。交通状态检测系统是通过对道路沿线的监控摄像机所采集到的图像进行视频分析,通过检测区域内的行车数量和行车速度,自动识别出路段的交通状态是否为拥挤或堵塞。当检测到道路交通发生拥挤或堵塞时,系统通过语音播读、文字信息提醒等方式进行报警,提示交通管理员及时对交通拥堵事件进行交通疏导处理,并可通过对交通拥堵数据的统计分析,为交通管理提供决策依据,把过去的被动式交通管理上升为主动式的交通管理,从而保证道路交通的畅通运行,为提高交通管理水平提供有力的技术支持。
结语
我国的高速公路发展十分迅速,监控产品更新换代也比较迅速,现有高速公路监控系统中模拟系统与数字系统并存,在提升高速公路监控系统技术水平的同时,也需充分考虑现有模拟监控系统的存在。在一些使用模拟监控系统的高速公路升级改造过程中,不可能将模拟系统全部淘汰,这样将造成投资很大浪费。如何将模拟系统有益地兼容进来,并兼顾现在新兴的技术功能应用,将是考验一个监控系统优秀与否的标准。
在现阶段网络数字视频监控技术突飞猛进的时代,要充分考虑高速公路发展的现状,为高速公路监控行业量身定做一套数字视频监控系统。这样的系统不但具有现今许多优秀的监控技术,而且还可以完美兼容模拟矩阵监控系统。同时,当前安防系统应用日趋个性化,如果针对高速公路应用特点,开发专用的、解决特定需求的智能监控分析产品,将是高速公路监控开拓的新方向。
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