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交通運輸部發(fā)布的《交通運輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中提出，“十二五”末，我國國家高速公路網(wǎng)將基本建成，總里程達到10.8萬公里，屆時將覆蓋90%以上的20萬以上城鎮(zhèn)人口城市。高速公路欠發(fā)達的東北三省以及西部各省市是“十二五”規(guī)劃的重點，未來會強化建設力度。高速公路安防建設尤為重要，智能識別傾力而出。
高速公路安防需求一路飆升
隨著國內高速公路的大規(guī)模建設及高速公路網(wǎng)的完善，高速公路重點路段的監(jiān)控、管理已經(jīng)成為高速公路安全管理的一項重要內容，與此同時，安防系統(tǒng)的責任也顯得倍加重要。安防監(jiān)控大聯(lián)網(wǎng)、視頻智能分析、數(shù)字高清等應用逐漸成為該領域的安防目標。
衍伸到安防行業(yè)，高速公路的持續(xù)火熱建設，安全出行的理念勢必對安防業(yè)務的需求也激增，而重多新建項目，以及運行數(shù)年的高速公路也都面臨著改造高峰期，如京珠高速，京滬高速等較早一批高速公路都已達到機電設備改造周期，新的項目建設與舊的設備改造使得高速公路安防市場一路飆升，本文從需求和應用兩大塊分析，探討高速公路安防隱藏的機遇和挑戰(zhàn)。
高速公路安防建設尤為重要
在我國，以國家高速公路網(wǎng)為主骨架的“五縱七橫”公路網(wǎng)絡已經(jīng)基本形成，并還在不斷延伸。高速公路網(wǎng)建設不但為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展提供著交通保障，也使得百姓的出行變得更加便捷。“十二五”時期，我國將繼續(xù)推進國家高速公路網(wǎng)、國家區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略確定的高速公路、特大城市圈、大中城市群、疏港高速公路以及省際連接線高速公路的建設，以加快重要高速公路的擴容和改造。但高速公路每天還在演繹著暢通或擁堵，喜或憂的故事。作為高速公路信息化的重要組成部分，高速公路安防(監(jiān)控)建設就顯得尤為重要。
據(jù)介紹，我國高速公路安防監(jiān)控系統(tǒng)主要分為收費站監(jiān)控、隧道/特大型橋梁監(jiān)控和路面監(jiān)控三個部分：
收費站監(jiān)控系統(tǒng)：主要是對收費站車道、收費站廣場、收費亭的收費情況進行監(jiān)控，并對收費車道通過的車輛類型、收費員的操作過程以及收費過程中的突發(fā)事件和特殊事件進行觀察和記錄，以實施有效的監(jiān)管。目前，收費站監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟，普及率很高，已投入運營的收費站基本上都安裝了監(jiān)控系統(tǒng);
隧道/特大型橋梁監(jiān)控系統(tǒng)：盡管其建設速度滯后于收費站監(jiān)控系統(tǒng)，但現(xiàn)大部分隧道都實現(xiàn)了無肓區(qū)監(jiān)控，特大橋梁等重要交通路段也都安裝完善;
道路路面監(jiān)控：主要對高速公路干線、互通立交、橋梁等高速公路重點路段的監(jiān)視，掌握高速公路交通狀況，及時發(fā)現(xiàn)交通阻塞路段和違章車輛并給予引導，保證高速公路的安全通暢。目前，由于路面監(jiān)控尤其是全路段路面監(jiān)控技術難度和投資成本高等因素，安裝路面監(jiān)控的高速公路所占比重還很小，只有少部分道路路面實現(xiàn)了監(jiān)控，也主要安裝在高速公路出入口、坡度陡峭的事故多發(fā)路段，尚未實現(xiàn)全程監(jiān)控。
伴隨高速公路的快速發(fā)展，安全運營成為其主要訴求，國家也相繼出臺了相關技術規(guī)范，如《智能運輸系統(tǒng)消息集模板》、《機動車號牌自動識別系統(tǒng)》、《DMI可測量實景影像》、《公路地理信息數(shù)據(jù)采集與質量控制》、《視頻交通事件檢測器》等，這些技術規(guī)范與條例的頒布大大規(guī)范了高速公路的安防建設，切實保證三大高速公路安防監(jiān)控系統(tǒng)能更有效、穩(wěn)定地運行。
智能視頻識別助力道路安防
“智能視頻識別系統(tǒng)一般包含視頻圖像數(shù)據(jù)采集模塊、圖像智能分析處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、后臺處理軟件模塊四部分。智能分析在車輛抓拍和車輛信息提取上的應用已經(jīng)較為成熟，交通事件檢測通常包含車輛停駛、車輛減速、車輛超速、車輛低速或停車、車輛逆行、車輛排隊長度超過閾值、交通擁堵、行人違章、車龍、拋灑遺棄物、煙霧和火災等;并且還可提供相應的流量、速度、占有率、車頭間距、隊列長度、車輛類型等實時檢測的交通數(shù)據(jù)。當發(fā)生交通車輛事故時，系統(tǒng)能夠快速地自動報警和錄像，為道路的交通安全管理和道路運營提供保障。在隧道監(jiān)控中，事件檢測分析系統(tǒng)檢測到有煙霧超過警戒時即發(fā)出報警，系統(tǒng)立即啟動應急預案，指揮通風系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和消防滅火系統(tǒng)立刻聯(lián)動;對于監(jiān)控信息自動采集，其通過智能視頻分析技術分析和判斷并輸出結果。”天津亞安科技股份有限公司研發(fā)中心智能交通組產(chǎn)品經(jīng)理郗勝奎如是介紹。
作為道路監(jiān)控智能化的重要手段，視頻識別技術越來越得到行業(yè)的關注，也被大量地應用到實際項目中來。就目前來說，道路視頻智能識別系統(tǒng)架構主要有三種方式：
智能分析攝像機：這是目前的主要實現(xiàn)方式，即將智能視頻分析算法嵌入到前端專業(yè)設計的攝像機中，當有行駛的車輛觸發(fā)攝像機抓拍后，攝像機即刻通過內嵌算法對視頻信息進行檢索和分析，然后將圖片及分析結果傳送到后臺聯(lián)動處理中心。該種前端識別方式有兩大優(yōu)點：一是處理效率高;二是只輸出分析的結果，其傳輸?shù)男畔⒘髁亢蛶捳加新实?。當然也可根?jù)需求輸出雙碼流。
獨立式視頻分析設備：這是一種專用于道路智能視頻分析的獨立設備，其內嵌智能分析算法，其從前端攝像機提供的視頻流中識別車輛和行車違規(guī)信息，并將分析結果發(fā)送到后臺。此種分析設備一般安裝在與前端攝像機距離較近的位置，其強大的智能視頻分析功能甚至可支持4路1080P高清視頻分析，同時可支持圖片和視頻流輸出。此獨立式設備方式具備兩大優(yōu)勢，一是分析性能強大;二是可與多種類高清攝像機匹配組合。
后臺處理方式：現(xiàn)在很多交通系統(tǒng)平臺一般都開發(fā)有道路信息智能檢測模塊，統(tǒng)一將前端攝像機的視頻流發(fā)送到后臺，再由后端平臺進行分析。該模式的優(yōu)點是集中性很強，而且利用后端平臺硬件的超強的智能視頻分析性能，對識別的應用也較多樣化。當然，也存在一定的風險，如對網(wǎng)絡帶寬的要求非常高。當大量前端攝像機需要同步分析時，即便平臺具備負載均衡功能，但由于前端攝像機傳回的信息量龐大，仍會對系統(tǒng)的處理性能和網(wǎng)絡帶寬造成影響。
上述三種方式各有優(yōu)劣，但都離不開前端的圖像捕捉單元。天津亞安的郗勝奎認為：“對于視頻監(jiān)控而言，圖像清晰度是最關鍵、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。當目標像素越多，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過濾處理的。無論是針對智能前置的分析模式還是后端平臺分析處理，高清畫質都是提高智能分析準確性的重要因素。由此可見，高清畫質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。”
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