隨著我國高速公路的大量修建，對高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的需求越來越大，要求也逐步提高。總的說來，由于我國在這方面的研究起步較晚，與國外存在著較大的差距，在高速公路上車檢器、攝像機、情報板的布設(shè)密度偏低。隨著高速監(jiān)控日漸高清化，高速公路監(jiān)控的重要性越來越深遠，本文重點談?wù)摳咚俟废到y(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。

　　高清化全面提升監(jiān)控品質(zhì)

　　如果說網(wǎng)絡(luò)化是單就高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的升級，那么高清化無疑是實實在在的畫質(zhì)革新。當前，在大多數(shù)高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，圖像清晰度只有CIF、D1等畫質(zhì)效果，一旦接入后端存儲顯示設(shè)備，可呈現(xiàn)的清晰度恐怕還有提升的空間。而高清設(shè)備則不然，僅就前端采集的效果來看，高清攝像機對路網(wǎng)的過往車輛車牌號碼及局部特征均可進行更細致的拍攝。對于視頻監(jiān)控而言，圖像清晰度是最關(guān)鍵也是最基本的需求。視頻監(jiān)控圖像越清晰，畫面細節(jié)越完整，智能分析功能的準確度也越高。眾所周知，識別分析的前提是識別畫面能滿足識別條件的最小像素。當目標像素越大，識別越清晰，分析準確度也更高。

　　簡而言之，智能分析功能的使用都是在圖像識別清晰的前提下進行處理過濾。高清前端產(chǎn)品相對于標清而言，在相同焦長及視場距離條件下，其單位面積的有效像素點更多，也就是能為視頻分析處理運算提供更清晰的目標信息，從而提高數(shù)據(jù)準確性。無論是針對智能前置的分析模式還是后端平臺分析處理，高清畫質(zhì)都是提高智能分析準確性的重要因素。由此可見，高清畫質(zhì)不僅是單一的視覺效果上的滿足，同時，也能為智能分析提供更有用的分析環(huán)境。

　　時下，對于高清監(jiān)控的真正認可，多是指整體高清的概念，即由高清前端設(shè)備、高清存儲、高清管理平臺、高清解碼、高清顯示等各環(huán)節(jié)組成的系列高清。整體高清系統(tǒng)是對現(xiàn)場畫面的真實還原，任何一個環(huán)節(jié)的缺失，均不足以呈現(xiàn)完全意義上的高清。如顯示環(huán)節(jié)，高清顯示設(shè)備對比標清顯示設(shè)備，其能更優(yōu)質(zhì)的處理前端采集的畫面。高清顯示設(shè)備所具有的動態(tài)超解像技術(shù)，通過對每個圖像幀的數(shù)據(jù)進行解析、處理，將低解析度圖像處理成高清影像后進行顯示。此外，針對高速公路行業(yè)高速運動的物體解像，高清顯示設(shè)備可通過運動補償技術(shù)實現(xiàn)，運動補償技術(shù)是以先前的局部圖像來預(yù)測、補償當前的局部圖像，從而消除圖像出現(xiàn)的鋸齒、拖尾現(xiàn)象，使畫面更為流暢清晰。因此，整體高清才能做到高清畫面從一而終的采集還原。

　　可以看到的是，市場上現(xiàn)有的高清設(shè)備已琳瑯滿目，高清整體解決方案也較為多元。針對現(xiàn)有的高速公路安防系統(tǒng)，可選擇以下幾種模式進行系統(tǒng)搭建或改造：一、整體HD-SDI或整體網(wǎng)絡(luò)高清解決方案;二、HD-SDI及網(wǎng)絡(luò)高清產(chǎn)品的混合應(yīng)用與系統(tǒng)組成;三、模擬、HD-SDI、網(wǎng)絡(luò)高清產(chǎn)品的綜合解決方案。HD-SDI系統(tǒng)能較好完成高清圖像的采集、無延時傳輸及無失真高清顯示等環(huán)節(jié)，而網(wǎng)絡(luò)高清系統(tǒng)則可以更便捷的進行平臺的搭建和系統(tǒng)的管理與分配。當項目建設(shè)中監(jiān)控點間的距離小于100米，整套系統(tǒng)則可采取整體HD-SDI系統(tǒng)，通過同軸電纜或光端機直接接入高清矩陣，并輸出顯示。此種模式適用于中小型高速公路監(jiān)控系統(tǒng)項目的高清改造，其在保留原有模擬系統(tǒng)的布線狀態(tài)下，更新設(shè)備即可，滿足用戶的習(xí)慣性需求。若采用HD-SDI與網(wǎng)絡(luò)高清監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用的模式，則可在HD-SDI產(chǎn)品完成采集傳輸、顯示后將前端的SDI非壓縮高清視頻信號壓縮編碼之后，打包成IP數(shù)據(jù)傳輸共享及并進行存儲。其在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的架構(gòu)下，可進行龐大靈活的系統(tǒng)管理、便捷的遠程訪問以及大平臺的組建，同時通過采用HD-SDI的高清視頻監(jiān)控畫面，將整套系統(tǒng)的監(jiān)控效果推向極致。

　　國外高速公路監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

　　在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域，美、加、歐、日等國家走在世界的前列。美國自20世紀50年代開始大規(guī)模修建高速公路，1960年以后把注意力集中在高速公路的運行和管理上，芝加哥、休斯頓、洛杉磯、紐約等一些主要城市的高速公路都設(shè)置了不同規(guī)模的監(jiān)視控制系統(tǒng)。芝加哥在1961年制定了區(qū)域高速公路監(jiān)視計劃，采用存在型車輛檢測器獲得的數(shù)據(jù)來研究高速公路上的一些交通現(xiàn)象。1962年在阿依贊快速公路的兩端設(shè)置了監(jiān)視系統(tǒng)，安裝了近700只環(huán)形線圈車輛檢測器，用電話線與中心計算機連接，全線安裝了300部緊急電話，配置了25輛巡邏車，并在4處設(shè)置了道路信息板。在中心控制室里有圖形顯示器，顯示全線交通情況。1965年又通過車輛檢測器、遙測裝置和電子計算機自動地控制入口匝道處的交通量和信息標志，從而達到了線路的最佳運行狀態(tài)。

　　在歐洲，也有許多國家在高速公路上配置功能完善的監(jiān)視控制系統(tǒng)。意大利的那不勒斯收費公路上的TANA系統(tǒng)就是一個典型例子。該公路全長20km，雙向6車道。TANA系統(tǒng)在公路和匝道上安裝了大量的車輛檢測器，氣象監(jiān)測器，道路信息板。在控制室里圖形顯示面積為4.smx2.sm，顯示板上共有767只顯示燈，形象的表示出交通狀態(tài)信息。全系統(tǒng)采用了3臺計算機，雙機備份，因而大大減少了停機時間。其他國家如德國英國等也都在高速公路上設(shè)置了類似完善的監(jiān)控設(shè)施。高速公路實時監(jiān)控的實現(xiàn)給這些國家?guī)砹撕芨叩纳鐣б婧徒?jīng)濟效益。

　　日本高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的研究是從1968年開始的。日本高速公路監(jiān)控系統(tǒng)采取三級管理體制。全國共有6個管理局，每個局下屬若干個管理處，對所管轄外場終端設(shè)備進行監(jiān)視和控制。由于日本的地形和國土面積的限制，高速公路因車輛過多造成的片段堵塞占全部堵塞的3/4，因而日本高速公路交通管制系統(tǒng)的出發(fā)點是以正確把握交通狀況為先決條件，通過設(shè)置各種形式的車輛檢測器檢測通過的車輛數(shù)目，并計算出速度、密度和占有率等交通參數(shù)，借助緊急電話、巡邏車和閉路電視等對交通狀況進行監(jiān)視。

　　將這些參數(shù)和狀況，經(jīng)過計算機處理并做出綜合判斷，選擇最佳控制方案，通過道路信息板、無線電臺廣播等手段，對高速公路的交通情況進行調(diào)節(jié)和控制。其準則是使高速公路上的交通量保持在最大容許的數(shù)值上，行駛速度不低于規(guī)定的設(shè)計值，不出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，最大限度地減少車輛行駛的延誤時間。

　　國內(nèi)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

　　我國高速公路發(fā)展起步較晚，在剛開始建設(shè)高速公路時，由于受到經(jīng)費和高速公路上交通量不大等因素的影響，剛開通就有完善監(jiān)控系統(tǒng)的幾乎沒有。但是隨著高速公路安全問題的日益突出，建設(shè)主管部門對監(jiān)控系統(tǒng)的重要性有了進一步的認識，現(xiàn)在己經(jīng)在各高速公路上建成了一定規(guī)模的監(jiān)控系統(tǒng)。

　　廣佛高速公路全線長15.97kxn，它的監(jiān)控系統(tǒng)是國家“七五”攻關(guān)項目“高速公路監(jiān)控系統(tǒng)研究”的依托工程。該系統(tǒng)采用總線傳輸，雙機冷備份，全線布設(shè)9組車輛檢測器，7塊可變限速標志，4塊可變情報板，4臺攝像機，1塊模擬地圖屏和緊急電話(1部掀m)，是我國第一條有比較完善的監(jiān)控系統(tǒng)的高速公路。滬寧高速公路地處江南水網(wǎng)和丘陵地貌中，氣候條件復(fù)雜，特別是大霧和冰凍嚴重影響了車輛交通安全。因此，滬寧高速公路建設(shè)一個具有高性能、多種檢測手段、直觀數(shù)字檢測顯示、圖像監(jiān)視和完善的緊急電話報警功能，能及時動態(tài)發(fā)布示、誘導(dǎo)信息的監(jiān)控系統(tǒng)是十分必要的。該監(jiān)控系統(tǒng)分為外場檢測子系統(tǒng)、監(jiān)控分中心和監(jiān)控中心三級監(jiān)控，基本能滿足各種復(fù)雜條件的監(jiān)控需要。

　　在高速公路上車檢器、攝像機、情報板的布設(shè)密度偏低。而我國地理條件多變，交通組成復(fù)雜，所以在學(xué)習(xí)國外先進經(jīng)驗的同時必須結(jié)合我國國情，研究適合我國國情的監(jiān)控系統(tǒng)。