摘要：我国经济不断发展，也随之不断增加高速公路建设项目，这也突出了高速公路安全运营的重要性。高速公路的交通流量大，行车速度快，为避免发生交通事故，导致交通拥堵，影响交通通行能力。这就需要利用高速公路路段监控系统的监控设施，实现高速公路的可视化管理。本文研究了高速公路路段监控系统的改造技术，进一步发挥出高速公路路段监控系统的作用。
关键词：高速公路；路段监控；监控系统；改造技术
利用高速公路路段监控系统的监控设施，可以全面的监视道路运行情况，及时发现交通事故，提醒管理人员及时处理交通事故，保障高速公路的安全性和通畅性。针对当前全国高速公路视频联网监测系统，近年来，各地交通运输主管部门积极推进高速公路运行监测体系建设，高速公路可视化管理功能持续完善，服务水平不断提高。但由于各地在视频设施尚未实现视频监测全联网、全覆盖与智能化。为加快推进“可视、可测、可控、可服务”的高速公路运行监测体系建设，不断提升服务能力和监管水平，更好的满足人民群众高品质出行需求，按照交通运输部统一要求和部署，对路段监控视频监测系统进行改造。
1.概述高速公路路段监控系统概况和改造需求
1.1概况
高速公路车流量大，行车速度快，如果遇到出行高峰或者恶劣天气，高速公路很容易出现交通堵塞等问题，因此需要利用高速公路路段监控系统监控设施，保障运行管理质量。利用高速公路路段监控沿线设施，将外场监控设备设置在道路沿线，全面的监测分析高速公路交通通行情况，如果发生交通异常事件，监控分中心管理人员可以通过交通事件检测器报警在第一时间确定事故的位置，分析事故严重程度和影响区域，及时提出解决措施，尽快恢复高速公路的正常运行。
为提高高速公路使用效率和服务水平，针对当前全国高速公路视频联网监测系统，近年来，各地交通运输主管部门积极推进高速公路运行监测体系建设，高速公路可视化管理功能持续完善，服务水平不断提高。但由于各地在视频设施建设时间、联网范围、系统功能等方面差异较大，尚未实现视频监测全联网、全覆盖与智能化，难以满足路网高效运行、及时处置突发事件和提供优质出行服务的需要。根据《交通强国建设纲要》关于“强化交通基础设施养护，加强基础设施运行监测检测”的要求，为全面建设“可视、可测、可控、可服务”的高速公路运行监测体系，更好地满足人民群众出行需求。
1.2改造需求
改造高速公路路段监控系统，需要进一步提高高速公路视频监测全联网、全覆盖与智能化，不断提升服务能力和监管水平，更好的满足人民群众高品质出行需求。其中高速公路枢纽立交、互通立交、服务区、特大桥、长大下坡、连续弯道等路段为重要监控区域，此重点区域也是频繁发生交通事故的路段，因此高速公路交通运输主管部门需要加强对重点路段的监控管理，需要对重点路段加密设置监控设备，通过对重点路段的监控管理达到对全路段的监控。并配合沿线的安全设施设置的静态标志保证道路行驶安全。
结合当前高速公路路段监控系统存在的不足，优化改造现有的高速公路视频联网监控系统、升级视频管理软件、建设视频云平台等，这样才能提升高速公路信息化、智能化水平，提高出行服务保障能力，切实增强人民群众的获得感、幸福感和安全感。
2.高速公路路段监控系统改造技术
2.1计算机系统
计算机系统包括监控服务器、管理计算机、交通事件检测器、三层以太网交换机、视频存储设备和打印机等。高速公路改造项目需对路段监控分中心的视频监测设施进行升级，改造项目利用现有监控分中心监控机房的相关机电设施，对设备容量和性能不能满足的，需要对监控视频接入的管理服务器、管理计算机、视频存储设和交通事件检测器等设备进行升级或扩容。利用先进技术手段，提高视频监测设施的数字化、高清化、智能化水平，有效提升高速公路运行效率和服务效能。
2.2闭路电视监视系统
闭路电视监视系统在高速公路路段监控系统中发挥着重要的作用。在日常工作中，监控大厅充分利用主监视器、大屏幕显示屏进行实时画面显示；当遇到特殊情况时，可将任一监控视频画面切换在大屏幕显示屏上突出画面显示，更好的实现视频监测的作用。日常状况下，用于监控视频实时显示，按单屏对单图像画面控制，对需要重点监控的区域（例如某个收费站、道路事件检测某区域）进行突出显示；紧急工况时，按需要控制多屏幕拼接显示一路视频画面，用于交通调度指挥决策。
高速公路改造项目利用原有传输链路将视频传输至监控分中心。现阶段路段监控分中心现有视频监控系统大部分仍然为模拟视频系统，与改造的高清数字系统无法兼容。改造项目的高清视频监控系统与原模拟视频系统不做对接。故改造项目需升级大屏幕显示系统为高清拼接大屏和视频管理软件平台，改造项目配置了大屏幕显示系统、视频直存设备、高清解码用于存储和解码上大屏幕显示系统，还需要配置视频管理服务器，并在视频管理服务器上装设相关视频管理软件。视频管理软件平台应具有实时显示、异常报警、报警查询、远程设置及用户管理等功能。
路段监控摄像机：为提高视频监控设施的覆盖率，外场监控摄像机按照每2公里设置1对的标准设置，并联网运行，此外需要合理配置监控摄像机的基础、立柱、钢结构、控制箱、防雷、接地及安装辅材等，其中监控摄像机的基础为钢筋混凝土结构、立柱为镀锌钢管。外场监控摄像机采用一杆双机的方式安装，即每个立柱上安装两台摄像机，一台为云台摄像机，负责监测2公里范围内的交通运行情况，另一台为固定摄像机，负责监控固定区域内的交通运行情况。在改造高速公路路段监控系统监控设施设置过程中，需要在特大桥、长大下坡、连续弯道等重要监控路段加密设置监控摄像机摄像机。达到对存在交通安全风险、事故高发区、易拥堵路段等重点监控点位的视频监控设施进行加密，实现视频监控全覆盖。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
监控摄像机选型：高速公路全程监控改造过程中的监控摄像机有：模拟摄像机和标清数字摄像机以及高清摄像机等，高清摄像机清晰度高，因此在改造过程中，对于不符合要求的摄像机，不论是模拟摄像机，还是标清数字摄像机，均需改造升级，选用高清摄像机。高速公路监控摄像机改造升级需要更换传输设备，利用原有立柱基础、原供电电缆及原传输系统将视频图像上传至监控分中心。
视频传输道：外场监控视频利用工业以太网交换机通过光缆接入就近的通信站，通信系统提供的100/1000电路上传至监控分中心的三层以太网交换机。位于监控分中心附近的外场设备则直接利用工业以太网交换机通过光缆传至监控分中心的三层以太网交换机，进入交通监控计算机、视频管理计算机和监控服务器等，由监控分中心控制和管理。
视频存储：高速公路路段监控系统在监控分中心采用集中存储的方式，现阶段高清视频存储以1080P图像24小时不间断存储，按4Mbps码流、保存周期45天计算，1路图像所需硬盘容量为：4Mbps÷8×3600×24×45÷1024÷1024=1.85TB。
2.3交通视频事件检测系统
高速公路道路沿线监控云台摄像机用来监控交通路况，后台设置视频事件检测，对监视区域全天候进行事件检测。高速公路路段监控系统改造项目，需要增设交通视频事件检测器，对重点监控的视频接入交通事件检测处理器，实现对在道路上逆行、超速、抛物、人行等异常事件进行检测并报警，管理人员可以在第一时间采取处理措施。
2.4路段软硬件要求
路段应部署专用的视频上云网关设备，该设备应能够对接主流厂商的监控摄像机或平台的视频码流，且优先按GB/T28181或GB/T28059方式对接，具备将摄像机视频以标准的H.264编码成不低于1Mbps（25帧）码流，通过实时消息传输协议推送至部级云平台，并最少达到可同时推送30路不低于1Mbps（25帧）码流视频的能力。按部级云平台统一要求，视频上云网关提供推送和中止摄像机视频流的接口以及云台控制接口。
2.5联网安全要求
路段视频汇聚点应参照网络安全等级保护二级要求进行安全防护，其中安全通信网络、安全计算环境、安全区域边界三项不低于网路安全等级保护二级要求，保全国高速公路视频云联网安全。
具体安全要求如下：
1）视频上云安全要求：在视频上云网关和路段监控网络间部署防火墙，实现系统与外网的访问控制和安全隔离。
2）视频传输安全要求：视频上云网关和部/省级云平台间开通云端VPN隧道，云端VPN隧道由云厂商提供VPN服务，和互联网宽带设备间建立通讯链路，该链路使用隧道、加解密、密钥管理、使用者与设备身份认证四项技术保证安全。视频上云网关和部/省级云平台间控制信令全部通过VPN隧道传输。
3）接口安全要求：对接接口协议采用HTTPS协议，降低交互复杂性、减少通信过程交互环节；支持OAuth2.0认证，保证接口安全调用。
2.6数据可视化
路段监控改造项目需实现数据可视化，数据可视化将系统中的业务数据、状态数据、异常数据、统计分析数据等构成数据图像，同时将数据的各个属性值以多维数据的形式表示，可以从不同的维度观察数据，从而对数据进行更深入的观察和分析。通过柱状图、饼图、折线图、漏斗图、雷达图、地图等可视化工具，对数据进行直观展现、数值比对、占比分析、趋势分析等分析，将多维度数据转化为数据大屏的展现形式，满足各级系统用户的组织管理需要。
结束语：
本文论述了高速公路路段监控系统的改造升级，需要对路段的视频监控系统内全部监控摄像机图像均应进行数字化改造，满足上云汇聚要求。路段上云汇聚点需开通专用的运营商宽带，专用带宽应满足每100路视频不低于50M的标准，且具备一个及以上独立互联公网固定IP地址。实现视频联网监测及视频上云平台，进一步提高高速公路路段监控系统视频监控设施的全覆盖和数字化、高清化、智能化水平，有效提升高速公路运行效率和服务效能。
参考文献：
[1]《全国高速公路视频联网监测工作实施方案》（交办公路函〔2019〕1659号）
[2]《全国高速公路视频云联网技术要求》（交办公路函〔2019〕1659号）
[3]张振东.基于安全闭环的高速公路隧道监控系统的改造研究[J].数字通信世界，2019（09）：148-149.
[4]肖闽敏.罗盘基金鸡山隧道福银高速公路视频监控系统改造[J].中国新通信，2019，21（12）：170.
[5]张玉晖.宁夏高速公路联网监控及通信系统IP地址改造方案设计[J].科技创新导报，2018，15（23）：126-127.
[6]钱旻，曹小峰.江苏省京沪高速公路高清监控系统改造关键技术探析[J].中国交通信息化，2016（10）：111-113.
[7]孟春麟，夏振雪，李中开，杨会超，黄东，胡星阳.江苏汾灌高速公路收费站高清视频监控系统升级改造[J].中国交通信息化，2014（11）：84-86.
论文作者:万梅新
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/13
标签：高速公路论文; 路段论文; 视频论文; 监控系统论文; 摄像机论文; 交通论文; 设施论文; 《基层建设》2019年第30期论文;