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高速公路视频监控方案一、项目概况1.1、XX高速公路基本情况XX高速公路西起X市，途经X、X，横贯X，穿越17个市、县、区，形成了横贯全省东西的综合运输大通道，加速了X立体交通格局的形成，为X多元化经济发展提供了有力的保障。
对X高速实行进行全程监控系统建设，将对全面推进交通现代化管理水平、预防道路交通事故、创建“平安大道”工作发挥重要的作用。
X高速公路全长318公里，路面结构为沥青混凝土，路面设计为双向四车道中间分割，分道行驶，设计时速100公里；路基宽度X以西为26米，X以东为23米，路基高出地面2.8米，每昼夜交通量可达4至5万车次。
道路两侧设有安全防护栏和隔离栅。
全线有特大桥4座、大桥9座、中桥15座、小桥28座、互通式立交桥13座、分离式立交桥32座、通道426道、收费站21处、养护工区和服务区各7个，并设有监控、通讯、自动化收费等设施。
1.2、网络现状目前，高速公路支队的六个大队与总队的联网采用ATM的组网方式，在总队原有的核心路由器上配置一块模块，通过光纤接入电信的ATM主干网络中。
各高速公路大队通过交换机和以太网口路由器，以2M帧中继的方式接入到总队的ATM 中。
1.3、交通事故情况X高速公路自建成至今，共发生交通事故117起，交通事故死亡33 人，伤38人。
二、现状分析X高速公路路宽约26米，设计时速为100公里/每小时。
但因其路况良好，沿途均没有安装测速设备，机动车超速行驶现象比较严重；出入口拥堵情况严重，并线抢道过程中剐蹭事故频发。
根据现场勘察及交通事故成因分析，X公路主要存在以下问题：（1）缺乏道路监控设施，路面交通秩序欠佳X高速公路路面宽阔，机动车长期占用超车道，违法超车，违法停车，强行并线，出入口违法倒车、逆行等驾驶违法行为较为严重。
加强道路监控设施的建设，能有效的遏制上述交通违法行为。
（2）缺乏车辆过往信息采集设备，对交通肇事逃逸打击力度小X高速公路公路自建成通车至今，共发生交通肇事逃逸多起，总体破案率较低。
高速公路智能视频监控系统解决方案目录一、前言.3二、高速公路智能视频监控系统.32.1 系统概述32.2 系统构成42.3 系统功能52.3.1 流量监测.52.3.2 烟、火、雾监测.62.3.3 违章(超速、违章左/右转、变线、逆行、停车等)82.3.4 遗洒物体.92.3.5 行人横穿/进入公路.9三、设备介绍.103.1 前端设备103.2 视频分析设备113.3 终端设备12四、服务承诺.14高速公路智能视频监控系统解决方案一、前言高速公路是国家经济发展的命脉,是人民大众工作生活不可缺少的重要组成部分.如何高效、科学的管理高速公路是摆在高速公路管理部门面前的重要议题.传统的高速公路监控系统主要关注在收费站、服务区、隧道/大桥等.完成车辆收费、车牌记录、重点地段监控等基本功能.但随着高速公路基础建设的不断完善,对整个高速公路的总体服务质量也提出了更高的要求.如何即时发现道路上发生的问题,并即时预警和通知车主,带来更高的客户满意度,是高速公路业主面临一个新的焦点问题.沈阳天目科技有限公司是由归国留学人员创办的高科技企业,立足于把世界上最先进的视频分析技术带到中国.基于计算机视觉、人工智能、数字信号处理的视频分析技术使得摄像机具备人脑分析功能,可以实时的对监控画面分析判断并对紧急情况和事件进行处理(显示、报警等).应用到高速公路监控领域,可以自主分析道路情况,实现流量控制、自动记录各种违章行为、烟、火的自动监测、行人穿道路报警等一系列智能功能.可以说, 视频分析技术将彻底改变传统监控系统被动的录像查询功能,向更智能化、更人性化的方向发展.二、高速公路智能视频监控系统2.1 系统概述传统高速公路监控系统完成的基本功能主要包括进出车辆情况登记和重点路段的情况监测.车辆情况登记可以通过设置在卡口的车牌识别摄像机和视频摄像机完成,重点路况的监测则需要职守人员自主控制调度多处分布在不同地点的摄像机完成.其缺点在于:1. 高速公路里程远远超过所安装的摄像机能覆盖的范围,很多路段情况不能够得到及时有效的处理;2. 即使安装大量监控摄像机,由于职守人员的精力、注意力有限,不可能同时对所有摄像机情况进行及时处理;以上两条造成了高速公路的监控系统只能作为事后查证的依据,没有起到及时发现及时处理的工具,更没有在危险到来之前主动预警的功能.高速公路智能视频监控系统解决方案沈阳天目科技有限公司 4天目高速公路智能视频监控系统彻底解决了上述问题.它利用嵌入式系统的计算优势将枯燥的事件监测任务交给嵌入式计算机完成,把职守人员从事件查看者解放出来变成事件处理者,极大程度地提高工作效率.嵌入式计算机(位于视频分析盒内)完成所有视频分析任务,并将公路上随时发生的事件及时准确的报告给职守人员处理.不仅如此,它还具备预警功能,在出现安全隐患第一时间上报处理,避免事故发生.2.2 系统构成天目高速公路智能视频监控系统视频分析系统主要由视频采集设备、视频分析设备和存储及查询设备三部分组成,如下图:图1系统构成其中,视频采集设备为普通型视频摄像机,每两路摄像机通过视频线连接至视频分析盒的视频输入口.视频分析盒完成视频分析计算,将结果通过网线上传至服务器或通过开关量控制声光报警.服务器主要负责数据交互和信息存储的功能.客户端程序主要有两个:规则管理器和报警控制台.规则设定过程如图所示绿线,第一步用户通过规则管理器设置规则(流量监测、违章纪录、烟火监测、非法闯入等),第二部规则经服务器存储后发送到视频分析盒执行.报警过程如图所示红线,当视频分析盒判断有违反任何已设定规则的情况发生时,第一步由分析盒发送报警信息到服务器存储,第二步由服务器将报警信息发给客户提示报警.任何通过以太网或者通过Internet接入本网络的高速公路智能视频监控系统解决方案沈阳天目科技有限公司 5PC 机均可作为客户端,进行设置规则和浏览报警信息等操作.例如,在高速公路控制中心可以方便的进行规则设置、报警查看、信息发布等操作.2.3 系统功能2.3.1 流量监测图2交通流量统计天目高速公路智能视频监控系统能够及时、准确地采集高速公路上车辆流量信息,并且将这些信息传输到智能交通系统的控制平台,一方面进行信息发布,另一方面通过控制处理等手段有效地进行疏导车流,减少拥堵.目前,用于道路交通信息采集的最常用的方式有:地埋式感应线圈、微波、超声波、全球卫星定位(GPS)等.基于视频分析的流量监测系统与其他常用的检测方式相比具有以下优点:(1) 可以提供更直观的交通场景;高速公路智能视频监控系统解决方案沈阳天目科技有限公司 6(2) 检测范围大,可提供的交通参数多;(3) 安装、维护方便,对路面地基无损坏.除此之外,天目高速公路智能视频监控系统将各条车道的流量情况形成记录,通过数据挖掘,对将来可能出现拥塞的时间、地点进行准确预测,提前做好应对准备.另外可以根据车型(小车、客车、货车、超长车辆等)不同进行按类别统计,图3交通流量走势2.3.2 烟、火、雾监测高速公路车流量大、行车速度快,车辆在烟火干扰或者气候恶劣的情况下,极易发生交通事故和交通阻塞,天目高速公路智能视频监控系统可以自动监测自然或人为造成的烟、火以及雾、霾等能见度低的天气现象.提前起到预警作用,防范事故发生.高速公路智能视频监控系统解决方案沈阳天目科技有限公司7图4高速公路雾、霾检测传统的烟感设备需要一定量的烟粒子进入到传感器,才能检测到烟存在,只适用于室内场合.对于空旷而且空气流通大的场合像高速公路,传统的烟感发挥不了作用.天目视频分析采用深林防火的烟火探测方法,可通过视频信号对高速公路进行大面积区域火灾监控,对山火、事故或人为造成的烟火进行实时监测,及时报警.高速公路智能视频监控系统解决方案沈阳天目科技有限公司8图5高速公路烟、火检测2.3.3 违章(超速、违章左/右转、变线、逆行、停车等)高速公路违章驾驶不仅给自己,而且给他人的生命带来极大的安全隐患.现行的高速公路管理方案里面除了在少数位置设置雷达测速外对于其它违章现象都没有很好的解决方法.天目高速公路智能视频监控系统提供包括超速在内的其他违章行车监测共五项:(1) 可以对同一行车方向的多条车道进行实时测速;(2) 对于在规定道路上违章左/右转或挑头车辆进行记录;(3) 非法变线行车监测;(4) 车辆逆行监测报警;(5) 行车道非法停车报警.高速公路智能视频监控系统解决方案沈阳天目科技有限公司9图6非法停车报警2.3.4 遗洒物体在高速公路行车时抛洒物体即不文明,也会给他人的行车安全带来不必要的隐患.天目高速公路智能视频监控系统可以实时的监测人为遗留在公路上的物体.同时对天然造成的公路阻塞例如:落石、断木等及时报警,避免事故发生.图7遗失物品报警2.3.5 行人横穿/进入公路行人无论是横穿还是沿高速公路行走都是非常危险的,公路旁边的护栏往往起不到警示作用.司机在没有思想准备的情况下很难在极短的时间内做出准确的判断,车祸极有可能发生.另外,在护栏不完全的地方出现野生动物的事件也屡见不鲜,如何有效防范这些高速公路智能视频监控系统解决方案沈阳天目科技有限公司10情况的发生是一道难题.天目高速公路智能视频监控系统自动监测闯入高速公路区域物体,通过声光设备发出危险信号一方面警示闯入者危险,另一方面提醒司机减速慢行,提高注意.图8非法闯入报警三、设备介绍3.1 前端设备天目高速公路智能视频监控系统前端视频采集设备为TM-KL-H 型摄像机.TM-KL-H型摄像机采用最新DSP 技术,处理主频达到720MHz,对光线变化、角度变化以及物体遮挡等复杂情况有很强的鲁棒性.可用作公路流量监测、烟火识别、违章记录、遗洒物品和非法闯入等功能,安装简单,可靠性高.图9TM-KL-H 型摄像机TM-KL-H 型的安装方式参见下图.高速公路智能视频监控系统解决方案沈阳天目科技有限公司11图10 TM-KL-H 型安装示意图型号: TM-KL-H001处理器: 德州仪器TMS320DM642TM内存: 32MB SDRAM存储器: 4MB FLASH通讯接口: 以太网接口(RJ-45 接口10/100M 自适应)、RS-485 控制I/O 接口: 拨码开关输入3 位,报警输出2 位电源: 直流12v功率: 最大8.5W成像器: 1/3 SONY Super HAD CCD像素: 542(H)*586(V)水平分辨率: 520 线最低照度: 0.5Lux尺寸: 65(W)x 55(H)x 110(D)mm3.2 视频分析设备TM-FX2-01 型视频分析盒将传统的视频摄像机升级成具有视频分析功能的智能型监控设备.它同时可连接2 路视频信号,实时处理,处理结果通过以太网传回控制中心.解决现高速公路智能视频监控系统解决方案沈阳天目科技有限公司12有高速公路已安装监控设备升级成具备视频分析功能的智能型系统问题.图11 TM-FX2-01 视频分析盒型号: TM-FX2-01外形尺寸: 150mm(深)*220mm(宽)*40mm(高)基本配置: 600MHz DSP,64MB SDRAM,4MB FLASH视频输入接口: BNC(电平:1.0Vp-p,阻抗:75Ω),支持PAL、NTSC 制视频帧率: PAL:1--25 帧/秒,NTSC:1--30 帧/秒视频分辨率: QCIF、CIF、D1(4CIF)视频输入路数: 2 路通讯接口: 以太网接口(RJ-45 接口10/100M 自适应)、RS-485 控制I/O 接口: 报警输入2,报警输出4电源: DC 5V,最大功耗10W工作温度: -10 ℃~+55 ℃设备功能:O 每个视频分析盒可对2 路输入视频实时视频分析处理;O 有独立报警功能,对视频丢失,图像模糊、蓄意遮挡等及时报警;O 视频分析功能包括:公路流量监测、烟火识别、违章记录、遗洒物品和非法闯入等; O 支持外挂LCD 显示屏实时显示车辆流量或报警信息;O 可接声光报警信号起到警示作用.3.3 终端设备高速公路智能视频监控系统解决方案沈阳天目科技有限公司13图12 TM-VCS001 中央服务器型号: TM-VCS002外形尺寸:452mm(深)*482mm(宽)*177mm(高)基本配置:Intel 奔腾 4 2.8G、1G 内存、320G 硬盘、10/100M 网口操作系统:Windows XP、Windows Server 2003(推荐安装)软件系统:.NET Framework 2.0、SQL Server 2005、IIS(推荐安装)适用场合:1,机房要求能够实施网线布线工程;2,提供一根网线接入局域网以便远端用户通过规则管理器设置规则和通过报警控制台接收和查询报警;3,机房需提供放置服务器设备的场所(可与其他设备共用机柜或控制台).设备功能:O 运行服务器端程序,负责与前端摄像机进行通讯和数据交互;O 存储用户定义规则与前端发回的报警图片和文字等信息;O 支持多用户访问,设置规则与查询报警等操作;O 用户管理、摄像机管理、区域管理、权限管理等系统维护工作.高速公路智能视频监控系统解决方案沈阳天目科技有限公司14四、服务承诺1、我方对所供器材提供一年质保,在质保期内设备若非人为损坏由供货方无条件更换;2、及时向需方提供按合同规定的全部技术资料和图纸.有义务在必要时邀请需方参与供方的技术设计审查;3、按需方要求的时间到现场进行技术服务,指导需方按供方的技术资料和图纸要求进行安装、调试与整套试运及试生产;4、对于需方选购的与合同设备有关的配套设备,供方应主动提供满足设备接口要求的技术条件和资料;5、加强售前、售中、售后服务,把"承诺服务"、"超前服务"、"全过程服务"、"终身服务"贯彻在产品制造、安装、调试、修理的全过程;6、接到需方反映的质量问题信息后,在4小时之内做出答复或派出服务人员,尽快到达现场,做到用户对质量不满意,服务不停止;7、产品在质保期内如需方原因损坏器材酌情收取成本费;质保期外,我方随时满足需方备品备件的要求只收取设备零件的成本费,并负责终身维护;8、对所售产品的运行情况每月进行一次巡检,及时解决产品在运行过程中存在的问题;。
浅析高速公路高清视频监控系统的构建张志山西省运城高速公路有限责任公司随着我国高速公路建设的快速发展,其视频监控系统也经历了模拟、数模混合及全数字等多次技术变迁.来到近两年,高清视频监控需求不断被提出，特别是高速公路领域,对高清视频监控系统的需求更为强烈。
然而，如何构建一个可以满足实际应用需求的高清视频监控系统，也成为了建设方、设计单位及设备厂商需要面临的全新挑战。
为此,本文将主要针对当前常用的几种高清视频监控技术的特点进行分析，为构建高速公路高清视频监控系统提供参考。
一、高清视频的优势高速公路交警以及管理处经常会有这样的抱怨：图像不清楚，无法看清车牌和驾驶室里的情况；在交通事故后去查看录像,却看不清详实具体的事故情况，等等。
这主要是因为当前的高速公路视频监控系统受制于原先的电视制式，图像清晰度最高只能达到D1的标准(720×576），而无法提供更高清晰度的视频.因此,在高速公路应用领域对高清视频监控系统的需求更加迫切。
“高清”的概念与标准最早是由广播电视业提出的，其主要有三种标准:720P、1080i、1080P,其画面宽高比定义为16：9。
720P即是1280×720分辨率，1080i与1080P是1920×1080分辨率,后缀“i”和“p"分别表示隔行扫描与逐行扫描。
其中，1080P是最高等级的高清视频清晰度标准。
表1是高清视频与标清视频在分辨率上的对比：视频标准水平分辨率垂直分辨率D1 720 576720P 1280 7201080P 1920 1080表1 高清视频与标清视频在分辨率上的对比从表格中可以看出,高清视频在水平及垂直两个方向上的分辨率均要大大高于标清视频。
而再通过图1,可直观地反映D1、720P及1080P视频单幅图像的尺寸.图1 D1、720P、1080P视频单幅图像尺寸对比对同一个监控对象而言，采用现有的标清D1标准，单幅图像约为40万个像素点；采用720P标准，单幅图像约为90万个像素点，2倍于D1；而采用1080P的标准则有200万个像素点，4倍于D1。
汇报人：日期:CATALOGUE目录•系统概述•监控功能实现•系统集成与数据分析•系统优势与展望系统概述0102它通过对服务区、公路等区域进行实时监测，提升高速公路的安全性和通行效率，降低交通事故的发生率。
高速服务区公路监控系统是一款集成了视频监控、交通流量检测、应急管理等功能的综合性系统。
安全监控交通疏导应急管理数据分析01020304确保高速公路服务区的安全，减少偷盗、破坏等行为。
通过实时监测交通流量，有效疏导车辆，减少交通拥堵。
在突发事件发生时，能够快速响应，提高应急处理能力。
对监测数据进行统计分析，为高速公路管理提供决策支持。
感知层：包括摄像头、交通流量传感器等设备，用于实时数据采集。
传输层：利用高速网络，将感知层的数据传输至处理层。
处理层：对传输过来的数据进行处理分析，包括图像识别、交通流量统计等。
应用层：将处理后的数据呈现给用户，包括实时监控画面、交通流量报表等。
存储层：用于存储历史数据，以便后续查询和分析。
通过以上架构，高速服务区公路监控系统能够实现对高速公路服务区的全方位监测和管理，提升公路运营的安全性和效率。
监控功能实现多角度监控为确保全方位监控，摄像机应部署在多个角度，包括入口、出口、交汇处、停车区等，确保无死角监控。
视频捕捉与传输通过在服务区公路关键位置部署高清摄像机，实时捕捉公路上的视频画面，并通过稳定可靠的网络传输技术，将视频数据实时传输至监控中心。
视频存储与回放对传输至监控中心的视频数据进行存储，以便后续回放和查证。
实时视频监控通过地感线圈、微波检测器等交通流量检测设备，实时收集服务区公路的交通流量数据，并进行实时分析。
数据采集与分析当交通流量超过一定阈值时，系统应自动发出拥堵预警，提醒管理人员及时采取疏导措施。
拥堵预警将收集到的交通流量数据进行可视化展示，直观呈现服务区公路的交通状况。
流量数据可视化交通流量监测报警与通知一旦发现异常事件，系统应立即触发报警机制，通知相关人员进行处理，同时通过可变情报板等设备向公众发布安全提示。
高速公路视频监控解决方案一行业现状当前高速公路广泛存在各路段监控“信息孤岛”和“信息断层”的问题，依据交通运输部 GB/T28059标准要求 , 建设高速公路视频监控综合管理平台，一定兼容不一样路段不一样设施平台的已建监控资源，并与交通运输部视频监控管理平台实现无缝对接，达到资源共享和分级联控，以提升各管理部门的视频监控水平易应急处理能力。
二解决方案海康威视作为安防监控行业的领头羊 , 致力于我国交通行业的监控安防事业。
其开发的高速公路视频监控系统鉴于 TCP/IP 网络架构，实现视频图像的联网互通，能够方便的实现系统的光滑升级和扩容。
系统主要由各前端监控路段和监控中心以及中间的传输部分三部分构成：监控前端经过部署视频服务器实现已建视频的接入，且经过流媒体服务器实现视频图像的共享互通 ;中间的传输系统使用零遁智能视频组网产品实现营运企业( 路段)监控分中心到总部的汇总，达到稳固高效的视频流传输；监控中心部分经过部署视频监控综合管理系统平台经过传输系统接入各路段的视频服务器 ; 经过主控终端、解码终端实现视频图像的上墙显示 ; 部署流媒体服务器实现视频预览和共享 ; 经过 web 服务器供给 B/S 模式的远程接见。
方案优势1)采纳标准化协议系统设施和软件均支持多种标准化协议的接入和互通。
在设施层：支持切合 onvif 标准协议的设施直接接入 ; 同时支持切合 GB/T28181规范的设施直接接入 ;在平台层：支持与切合 GB/T28059与 GB/T28181标准协议的平台互联互通。
当前交通运输部系统内均采纳GB/T28059互联互通。
2)支持多级联网高速公路视频监控综合管理系统平台最高支持四级联网，配合零遁智能视频组网，能够有效的与交通部、交通厅的平级/ 上司单位进行视频联网。
3) 兼容 GB/T28181高速公路视频综合管理平台，除在设施层支持接入onvif设施外，还兼容切合 GB/T28181协议的设施，达到最粗心义上的整合兼容成效。
第一章视频检测方案概述1.1 视频检测产品概述GDW-VD-2002型视频检测器是上海高德威智能交通系统有限公司在多年视频检测技术研发及应用经验的基础上推出的新型视频检测产品。
由于采用了先进的模式识别、图像处理等先进技术，该产品能够对车辆运行过程的动态跟踪，获取全面实时的交通信息。
除具有检测区域广、安装运行无干扰、施工维护方便低耗及可视性等一般视频检测产品的优势外，GDW-VD-2002型视频检测器还加强了车辆跟踪技术、硬件设计、检测数据处理软件等方面的功能，并从解决方案、安装与调试、售后服务等角度进行了设计与反复验证，希望能够针对山西的实际需要，通过视频检测这一先进的智能交通信息采集处理技术，为整个高速公路管理系统的建立与完善提供良好的基础。
1.2 工程范围本次工程包括视频检测系统以下各项设备的生产、运输、安装、调试、试运行及缺陷责任期运行：（1）视频检测摄像机（2）2路视频复用光端机（3）视频检测视频处理器（4）视频处理器机架（5）视频检测站处理机（收费站）（6）视频检测服务器（监控中心）（7）安装摄像机的架杆（8）所需的电力电缆和信号电缆（包括电缆及电缆从路边手孔到设备的敷设与连接）（9）规范中没有规定，但对于完成工程所必须的材料及工作1.3 视频检测系统的总体目标与意义作为高速公路监控系统实时交通流信息的供应者，上海高德威智能交通系统有限公司的视频检测系统所要实现的总体目标是：通过采集、处理、显示及发布交通流参数、事件、拥挤等动态交通流信息，为高速公路现代化监控系统的建立提供一流的交通信息支持与技术服务。
其主要意义与价值在于：率先在全国高速公路系统中采用了视频检测这一先进的智能交通技术，是高速公路监控系统信息化、智能化进程中的一次大胆尝试，具有很高的理论价值与实践意义；视频检测系统除具备施工运行无干扰、维护费用低的特点外，还能兼顾用户“图像监视功能”与“数据检测功能”的双重要求，从而实现了“经济效益”与“使用效果”的双赢；系统提供的可靠的产品、面向用户需求的解决方案、完善的服务等保证了系统在运行、升级过程中的可持续性发展，从而有助于整个高速公路监控系统信息采集技术与水平的不断提高。
第二章方案设计的基本原则详细分析高速公路用户需求，提供完善的视频检测系统和可操作性强的解决方案建立视频检测系统，实现交通流信息采集的动态化不仅要提供视频检测设备，还要提供包括硬件、应用软件及解决方案在内的视频检测系统，使采集到的动态交通流信息能够方便地让用户使用。
确保系统运行的稳定性、可靠性无论从设备的选型、不同气候、光照条件下的检测算法，还是到具体的实施方案，都要考虑到系统可靠性问题，确保系统正常、稳定、可靠、连续地运行。
确保安装、使用、维护过程的无干扰与方便性本系统除选择合适的安装地点与方式、保证安装过程对交通流运行的无干扰外，还设置了远程添加删除虚拟线圈和远程诊断维护功能，为日常的运行和维护工作提供最方便的工具与服务。
确保系统运行的经济性在满足用户总体需求的前提下，充分体现设备资源的共享性，最大程度地降低系统造价和安装成本。
保证系统的可扩展性系统可扩展性主要体现在系统设备的兼容性和功能的可扩展性。
系统设备的兼容性反映在：能够不受系统硬件、软件及通信线路的限制，在检测设备、各收费站与监控中心间进行数据传输与处理。
视频检测系统功能的可扩展性是指可以根据监控系统集成的要求，从硬件、软件上提供升级服务，针对近中远期的不同要求及交通流量的变化趋势，逐渐实现从参数动态采集与处理、事件检测、拥挤检测到主线控制等方面功能的过渡，分层次地为用户提供全方位的信息服务。
保证系统的易用性及安全性除提供详尽的用户手册和操作手册外，从人机界面设计、应用软件参数变更、系统设备自动检测、拒绝非授权访问、系统恢复能力等方面，保证系统操作的便捷、安全。
第三章系统的构成3.1 系统结构及工作原理3.1.1 系统构成为了方便数据的传输与处理、节约通信设备成本，高速公路视频检测系统采用了分级处理的方式，主要由信息采集子系统、收费站视频检测分站和监控中心视频检测总站三个部分组成，共同完成交通流信息的采集、传输、处理、显示与发布等功能。
系统的构成如图1所示。
图1 高速公路视频检测系统的总体结构3.1.2 工作原理各检测断面的视频摄像机录下交通流实时图像并将其通过光端机、光纤等通信设备传送到最近的“收费站视频检测分站”。
收费站内的视频处理器通过模式识别等算法将图像信息转化为交通流量等实时的交通流数据，并将交通流数据及配有虚拟检测线圈的图像一起传给站处理机，由站处理机内部的视频检测上位软件完成对数据的处理和图像的存储；同时，站处理机将图像传到收费站内的监视屏幕上，方便管理人员的监视。
此外，所有的站处理机将检测获得的数据与图像资料传送到“监控中心视频检测总站”内的视频检测服务器上，完成所有数据与图像的汇总、处理工作；各收费站的图像通过监控系统矩阵的处理，能够在监控中心的监视屏上切换显示，以供人工监视及录像；监控中心的管理人员还可以根据实际工作的需要，从视频检测服务器中调取交通流量、事件等信息，通过可变情报板实现检测信息的动态发布。
3.2 组成部分及其主要作用3.2.1 信息采集子系统信息采集子系统的主要任务是全天候拍摄检测范围内的车道运行图像。
其主要的设备是视频摄像机。
安装在高速公路车道上方的视频摄像机录下检测视线范围内各车道的交通流运行状况，同时将获得的图像通过光端机、光纤等通信线路传送到视频处理器进行处理。
摄像机的安装在高速公路段上将选择了重要的断面作为视频摄像头的安装点，每个断面上安装2个摄像机，分别拍摄高速公路主线两个流向的交通流运行情况。
摄像机的安装位置如图2（缺省，视具体情况而定）所示。
摄像机的工作原理摄像机的安装位置如图3和图4所示。
每个检测点上，摄像机安装在高速公路中央分隔带或路侧的高杆上。
摄像机的安装高度为10米，高杆悬臂长度为2米。
每个摄像机负责观测高速公路主线上单向三车道200米范围内车流的运行状况。
图2 视频检测摄像机工作原理图（高杆架设在中央分隔带）图3 视频检测摄像机工作原理图（高杆架设在路侧）3.2.2 收费站视频检测分站高速公路全线上，视频检测分站是整个视频检测系统的中转站，主要任务包括：（1）处理图像、获得并处理实时的交通流运行参数；（2）通过监视屏幕显示设有虚拟检测线圈的图像，使收费中心也能够监视交通流的运行状况，实现分级监视。
其核心设备包括：视频处理器和安装在站处理机上的视频检测上位软件。
视频处理器（1）视频处理器的安装视频处理器放在各收费站处，负责处理摄像机传送的图像。
由于每个收费站至少需要放置2台视频处理器，考虑到以后可能增加摄像机和视频处理器，因此，每个收费站需要1台机架来统一放置视频处理器。
视频处理器的设置情况及对应的摄像机如表1（缺省，视具体情况确定）所示。
（2）视频处理器的工作原理视频处理器是整个系统的核心内容，其工作原理如图4所示。
摄像机拍摄的图像信号通过通信网络传入视频处理器，经过特征提取、背景估计、车辆分割、车辆跟踪等图像识别算法完成由图像到交通流参数的转变。
本系统中视频处理技术的先进性保证了检测参数种类的丰富性、检测的准确性及不同气候、光线条件下的可靠性等。
图4 视频图像处理的基本过程视频检测上位软件视频检测上位软件是展示检测成果、与监控系统进行数据交换、与用户进行交流的最有效手段。
硬件与软件的结合使视频检测技术形成了应用系统，更有利于视频检测数据的应用。
它主要由两个部分组成：视频检测应用软件和视频检测设置软件。
（1）视频检测应用软件（主界面如图5所示）主要任务：接收并处理由视频处理器传来的检测数据检测参数处理功能：显示检测范围内所有车道的车流情况显示设定时间段内的车辆平均速度、时间占有率、平均车间距等显示即时车头时距显示总车流量、对应车道的车流量、小型车流量、中型车流量、大型车流量绘制交通流量、速度、占有率等检测参数的日变、周变、月变、年变统计图设置统计图的统计周期、车道等系统参数检测参数的统计报表、查询、存储、打印等功能图5 视频检测应用软件主界面附加功能：警告/纪录检测摄像机、视频处理器或通讯线路的故障（2）视频检测设置软件（主界面如图6所示）主要任务：l 方便用户调整视频检测的范围l 方便用户调整虚拟检测线圈的数量及位置调整检测范围的功能：l 显示/调整检测区域的水平/垂直距离l 界定各车道的边界l 添加/删除检测的车道调整虚拟检测线圈的功能：l 显示/调整虚拟检测线圈的位置、高度、宽度等指标；l 添加/删除虚拟检测线圈附加功能：l 确定全天不同时段车辆阴影的方向l 纪录每次检测参数调整的时间、取值等信息图6 视频检测设置软件主界面3.2.3 监控中心视频检测总站视频检测总站设置在高速公路监控中心内，主要任务是汇总、处理五个检测分站（收费站）传来的检测数据及图像资料，并实现检测图像在监控大屏幕上的切换显示。
其核心部分是安装在视频检测服务器上的视频检测上位软件。
服务器上位软件的主要任务是汇总各收费站传来的交通流参数、事件等信息，实现检测参数处理和事件自动检测及报警功能（具体可参见收费站视频检测上位软件的各项功能）。
主要功能如下：视频检测应用软件各项功能（见视频检测设置软件各项功能（见事件自动检测及报警功能：为了使检测的事件类型更广、精度更高，本系统采用了车辆跟踪检测与事件算法检测相结合的方法。
事件检测的基本原理如图8所示。
停车、排队与逆向行驶是高速公路发生频率较高的几种事件。
当视频处理器得到的检测信息中包含停车、排队与逆向行驶信息时，上位软件除记录事件的发生及位置外，还将发出警告信号；这些事件都是由视频处理器根据车辆跟踪技术直接检测到的，因此称为“车辆跟踪事件检测”。
此外，上位软件中还加入了事件检测算法，只要以某时段内检测的交通流量、车辆速度及时间占有率作为输入，在分析其是否发生异常变化的基础上，就能判断是否发生了事件，如果有事件，就发出警告；由于这种事件的判断是由上位软件中的事件检测算法完成的，因此称为“事件算法检测”。
除检测事件外，该软件还能对每次事件的发生、地点、类型等进行纪录，方便以后的查询。
通过这些功能，监控中心可以及时发现并处理各路段的事件.图7 事件检测的基本原理第四章系统的主要特点交通流运行状况、事件等信息是否反映高速公路运行状况最直观的指标，也是高速公路管理工作的主要对象。
要建立先进的高速公路监控系统，就必须有交通信息采集子系统作为基础。
但是，并不是所有的信息都是有益的，“交通信息的迟滞与静态化”是造成我国许多高速公路管理效率低下的主要原因。
因此，高速公路监控系统的建立过程中，在交通信息的采集方面所面临的重要问题就是：（1）如何及时的获得交通流运行信息；（2）如何将这些信息真正用于监控工作中去。
