【安防知识网】2008年第四季度中央新增预算内资金100亿元投向公路交通基础设施建设，已全面落实到位。据初步预计，这100亿元追加资金所对应的在建项目，在2008年内所带动的资金可达400亿元;个别2009年年初完工的项目，在2009年第一季度还将带动300亿元资金。由此可知，2005年1月《国家高速公路网规划》提出的原定于2020年建成的国家高速公路网将提前建成，这无疑是高速公路安防技术应用的一大契机。

　　高速公路安防应用尽显其能

　　高速公路安防监控技术应用主要有两大类：高速公路管理部门的需求，包括路面状况监察、车流量监测、收费站卡口车辆抓拍、各种电子警示牌等等;高速公路交警部门的需求，包括超速违章抓拍、卡口抓拍及拦截、道路监控、电子告示牌等。

　　高速公路安防监控设备一般由前端设备、传输设备、终端设备三大部分组成。

　　前端设备，如枪式摄像机、高速球、云台、编码器等。前端设备总体变化不大，近几年，高速球或高速云台也纷纷应用于高速公路，并引发了高速设备间的激烈竞争。传输设备，如光纤、电缆、网络、光端机、视频服务器及各种接入设备等。光端机点对点传输，在管理上稍复杂，不方便，但是清晰度和延时问题都不存在。视频服务器效率高，性能和功能上更好，但目前从综合性价比上，网络方式不如采用光端机、矩阵的方式。无线传输也开始出现，但目前无线传输的图像稳定性、连续性、实施性都还欠成熟。

　　终端设备，如矩阵、存储设备、管理平台等。因为高速公路前端设备大多安装在室外，且现场维护难，通车路面维护难，所以对高速公路安防产品都有较高要求，如长焦距、低照度、宽动态、彩色/黑白自动转换、强光抑制等。其次，高速公路安防设备应用环境大部分是室外，因此前端设备又需要具有防雷、防高低温、防风沙等功能，沿海地区还需要具备防潮防腐蚀功能。此外，隧道还要考虑防静电、防强干扰等功能。

　　高速公路路况监控系统主要包括交通监控、交通信息和气象信息的采集以及交通疏导等。通过在高速公路沿线、立交、收费广场、隧道、桥梁等重点部位设置摄像机，将图像信号传输至监控中心集中监控，从而实现交通状况图像实时监视。通过在沿线关键位置设置车辆计数器、车辆测速器、气象信息采集器，把交通和气象信息传输至监控中心，实现交通信息和气象信息的实时采集、分析和联动处理。通过安装于道路中央分隔带或路边的可变限速标志和可变情报板，从监控中心发布交通疏导和交通控制信息，保证高速公路的安全通畅。

　　高速公路收费站监控系统是高速公路监控系统中非常重要的组成部分，主要是对收费站的车道、收费广场、收费亭的收费情况，对收费车道通过的车辆类型、收费员的操作过程以及收费过程中的突发或特殊事件进行监视和记录，以实施有效的监督。收费站监控系统是交通部强制要求实施的一部分。

　　目前国内已有一些高速公路在做全程监控，其要求是：一般路段基本是等间距(通常是每200米)一个监控点位，隧道是100米〜150米一个监控点位，爬坡路段监控点位要密集些，但这没有强制的规定。

　　由于高速公路应用的特殊性(范围广、信号传输距离远)，所以视频信号检测和视频传输也都属于视频监视系统设计需要考虑的范围。高速公路视频监视、图像监测跟大多数领域的传统安防技术的应用略有差异，高速公路监控主要体现在公路检测，包括检测公路的环境检测、气象检测、交通流量检测等等。[nextpage]

　　目前，视频监控发展的三个特点是数字化、网络化和智能化。基于三个特点的道路智能监测系统由路面摄像机、视频分析仪和卡口拦截报警装置等部分组成。当车辆通过高速公路的监测点时，其通过时间、牌照号、行驶速度、车道和方向等通行数据，都被这套系统自动采集并记录保存下来，系统随即会对通行的车辆数据进行分析，如果该车出现违法行为，系统会把相关数据传递到各卡口拦截装置上，当该车到达卡口时，拦截装置会自动报警。

　　高亮度LED大屏显示技术在高速公路上的应用主要包括可变情报板及可变限速标志、车载屏(移动式交通信息屏)、导向牌等。高速公路可变情报板及可变限速标志是由监控中心计算机通过通讯网络实行远程显示控制。由控制计算机发送各种图文信息给各类LED显示屏，向司机及时发布不同路段的路面情况及各类交通信息，从而有效地疏导交通,提高高速公路车行的使用效率。各类LED显示屏可用在高速公路和一般道路上，尤其是高速公路出入口控制的公路。车载屏(移动式交通信息屏)是可变情板报的一种，它具有小巧灵活轻盈，适宜安装在移动式机动车上，可随时随地放置在目标现场显示，弥补了固定式可变情报板(固定式可变情板报受制于因道路施工而影响其功效的发挥)的不足。导向牌是为了保证高速公路上施工作业人员和车辆的安全，同时也是为了保护使用高速公路的人员和车辆的安全。交通安全管理部门要求，高速公路作业车辆必须安装醒目的标志，用以警示和引导后续其它车辆的行驶，避免意外事故的发生。

　　应用热点彰显安防技术新需求

　　高速公路安防新技术、新设备在监控系统领域应用前景非常大，特别是交通信息采集设备、事故事件检测设备、数字化图像传输设备(带宽窄、质量好)、多途径的信息发布设备，以及有利于管理的自动化处理设备等是目前高速公路监控非常需要的。此外，高速公路安防辅助设备也陆续出炉。

　　ETC(电子不停车收费系统)

　　从提出ETC概念到现在至少有6、7年时间，甚至更长。其技术储备、国家相关标准都已经成熟，对设备的测定已有相关标准，所以说ETC正处于全面铺开阶段。随着高速公路车流量的增加，ETC应用是大势所趋。电子收费系统今后将在全国电子收费联网系统中使用。卡口系统(与ETC结合的卡口系统，配套高清卡口系统+ETC)在某些路段也已使用。

　　ETC主要设备有车载电子标签和车道微波天线，其中电子标签安装在车辆挡风玻璃上，具有防拆卸功能，微波天线安装在收费站电子不停车收费车道前端的架上，当车辆驶入收费车道微波天线的有效范围内时，即进行信息交换、读取车辆信息，并从其储值卡中扣除当次车辆通行费，交易成功后车道栏杆自动抬起。

　　区间测速

　　“高速公路区间测速系统”通过安装在高速公路的天桥或倒L杆上的检测设备，采用车牌照自动识别技术，连续不断地捕获并识别两个公路截面上通过的车辆通行信息，如车辆牌照号、通过时间、车辆特写及全景图片等，通过计算同一车辆在同一方向两个截面的通行时间，来判定该车辆是否超速。同时将违章车辆的数据及图片信息通过预警系统发送给附近的值勤民警站点，并将信息发布在显示屏上，以对违章车辆进行告知及警示更多的车辆。系统计算得到的所有违章车辆及相关图片将作为违章信息源提供给违章处理系统作进一步后续处理。区间测速系统主要由前端监控单元、通信传输单元、违章信息发布屏系统(可选)和后台处理系统四部分组成。深圳市锐科数码有限公司总经理谢国勇解释道：“之前是在固定点抓拍，采用数码抓拍的形式，只能做到此固定点位测速抓拍，无法做到区间测速。现在采用车牌识别系统，通过计算通过两个点位的时间，在两个点位之间实现区间测速，从而实现全程测速”。 [nextpage]

　　事件检测分析

　　高速公路用摄像机监控路段运行，监控人员不可能长时间不间断地盯着屏幕监视。又如果依赖于回放查找摄像机拍摄记录的图像，就会导致事件处理滞后。而现在，可借助高科技手段来实现事件实时分析处理的目的。利用高速公路原有的摄像监控系统，再集成事件检测分析系统，就可以迅速分析出如车辆逆行、行人横穿公路、车辆堵塞、着火、路面有散落障碍物、大车遗落在高速公路上等异常情况，并马上报警或系统自动将现场视频图像切换到监控室，确保第一时间发现警情和准确定位，然后由指挥中心通知值守在服务区、收费站或路面的民警以及援救车辆及时赶赴现场，消除交通安全隐患。

　　事件检测分析系统发挥了智能视频的先进技术。由于高速公路路况非常复杂，所以目前刚面世的事件检测分析系统还尚未达到理想的效果，主要表现在误报警较多，譬如车辆行驶的正常变道也可能会引发误报警，而同时又有些真正的事故事件分析又暂时还做不到，所以高速公路智能视频分析处理技术需要进一步提高。但是，智能视频分析处理技术是高速公路应用的方向，今后事件监测分析会像交警一样，所有违章违法事件都能被正确地识别并报警。

　　夜视系统

　　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纷纷助力高速公路夜间监测。天津天地伟业数码科技有限公司交通行业中心经理焦伟表示：“激光夜视系统能让夜间监控展现得如同白昼般的效果，远距离激光夜视系统应用于夜间的监控距离可达500米、1000米、1500米、2000米、5000米等路段，高速公路的夜间不再‘黑暗'，系统在夜视效果、经济性、寿命、距离、隐蔽性等多方面都优于现在普通的夜视技术”。

　　车牌识别

　　车牌识别就是能直接识别出车辆牌照的计算机装置，识别结果包括车辆牌照的全部汉字、字母、数字、颜色、牌照坐标、牌照图像等。车辆牌照自动识别，是先识别出车辆牌照，不需要被识别车辆主动参与，可以对所有通行车辆进行识别、管理。车牌自动识别系统在高速公路上的应用，对完善收费系统，杜绝收费漏洞，减轻收费人员的劳动强度，提高收费综合管理水平和服务水平，起到了极其重要的作用。

　　车辆牌照自动识别是车辆自动识别技术中的一项，广义来说有三项：即定位技术，如GPS和GPRS;非接触识别技术，如RFID电子标签之类;再就是车辆牌照自动识别技术。

　　联网需求迫切

　　随着用户管理要求和手段的不断提高，建设重点转向高速公路的安全、高效运营。目前，我国绝大部分省份高速公路已形成路网，单独路段的异常事件造成影响的范围会越来越广，这必然要求相临路段之间能互通协调，这就带来了联网的需求。

　　联网信息主要包括数据和视频两部分。并已从单纯的联网收费、联网监视逐渐过渡到高速公路联网信息管理，并凸显出联网收费向联网综合信息管理方向发展的趋势不可逆转。

　　由于视频图像监控的直观性和重要性，所以联网监控是高速公路监控的必然趋势。然而，当前高速公路视频监控系统的构成是一个混合式系统(模拟视频+数字视频)。且前端设备和各路段监控中心设备品牌较为纷杂、数据格式多样，使各路段视频监控系统彼此独立，无法充分发挥交通监控的路径诱导、多路径交通流量调控、联网调度、应付突发事件、及时统一调度的功能，更无法最大程度地发挥高速公路网络的通行能力，所以省域联网监控就显得尤其必要和迫切。[nextpage]

　　高速公路安防技术的应用难点

　　设计和需求脱节

　　诸多高速公路专业设计人士反应，高速公路摄像机的安装受很多因素影响，如光线、早晚、白昼、季节等，综合各种因素如何发挥其最佳作用是目前最大的难点。事实上，高速公路路段监控很多时候并不能事先知晓哪里应该安装摄像机，通常是在某个位置频繁发生事故后，才知晓该处存在监控盲区。因此，高速公路的陡坡、弯道、隧道、桥梁等路段都是重点监控对象。

　　江西方兴科技有限公司方案部经理陈广辉指出：“高速公路各路段建设单位或管理单位要求设计单位进行项目设计，出于经费或者认识角度的不同，各行其是，所设计的系统往往缺乏先进性和前瞻性。项目建设成后，有些系统落伍过时，更有甚者，有些系统没有预留足够的功能接口，无法扩展新增功能需求或者实现与其它路段、省中心的互联互通，要推倒重新建设，造成资源的极大浪费”。针对这种现象，需要一个专业机构对设计单位的方案进行审核、检验，以确保方案真正运作过程中贴近实际需求。目前，部分省份(如浙江省)已有专业的审核机构。

　　全程监控

　　高速公路实现全程监控并不容易。要实施全程监控方案，须设置完善的、合理的外场监测设施，实时地、全面地监视高速公路的状况，及时发现或检测高速公路事件;须设置完善、功能强大的中心控制系统，及时地收集数据信息进行分析与处理，并快速地制定合理、具体的监控方案;须设置完善的信息发布设施，接收并显示中心控制系统发布的信息指令，对车流进行疏通和诱导，减少因人为因素而导致二次事故的发生。

　　目前，行业内还没有形成比较成熟、成体系的全程监控系统方案。同时，高成本也是制约全程监控发展的重要因素。目前较为普遍的是在重要路段实施全程监控，如一度被人们称为“死亡之路”的海南省东线高速公路采用全程监控系统，共在东线高速公路设置卡口设备11个、测速设备18套、电视监控设备22个，平均每10公里一个，实现东线高速公路无缝隙覆盖监控。而广深高速公路东莞至广州路段形成了由165个闭路电视监控点、82套交通流检测设备、6套区间测速系统、15套事件检测器和40块可变情报板组成的全程监控管理系统，平均每0.75公里路程就有一个“电子眼”。

　　硬件设备保护

　　众所周知，高速公路很多设备裸露在室外(或野外)工作，环境恶劣，又无防护，损坏会比较普遍。广东新粤交通投资有限公司市场部副经理王新华指出：“高速公路摄像机遭雷击比较多，尽管安装了防雷设施，还是容易被损坏。所以需要找人去排查，外场的摄像机都装得比较高，排查也很难”。

　　互联互通

　　广东西部沿海高速公路营运有限公司机电管理部宋小东认为，高速公路联动包括公司内部联动、公司外部联动(如联动公安部门等)，通过网络软件平台实现共享等。以广东省为例，目前全省高速公路相关信息还无法全部联动，只是局部联动。至于跨省联动目前还无法实现，但确是今后发展的大方向。

　　设备接口无法统一问题。设备向数字化发展，但现在已有的设备还无法做到接口统一。现在很多设备需要从模拟状态转化为数字的，就需要很多转换接口设备，这是目前暂时无法实现的问题。

　　软件问题

　　目前，高速公路安防硬件基本上趋向成熟，需要受到重视的是集成软件的建设。关键是如何实现软件层面的整合，包括网络技术、软件技术、集成技术等。软件应用，如区间测速、车牌识别、集成使用都需要强大的软件来支撑，所以软件的改进和完善比较大。[nextpage]

　　高速公路对图像管理很重要，以前都是监控、收费人员看图像，工作人员劳动强度大，存储器需求量大。如果高速公路智能监控软件做得好，通过智能监控软件，来处理、提取有问题的图片、重点监测有问题的图片就可以解决，同时通过软件分析过滤掉正常图片，只存储问题图片，使存储设备、存储空间得到最佳应用。

　　事实上，高速公路对数据管理往往大于图像管理，尽管采用图像监测，可以分析相关信息，而高速公路数据则需要常年分析，对数据功能的深度挖掘对高速公路软件提出了更高的要求。许多高速公路运营单位现在都在关注联网收费的安全性和不同的路段收费如何划定，同样需要强大的软件来支撑。

　　发展趋势

　　网络化、智能化

　　数字化、网络化、智能化是发展趋势。把已建高速公路分散的监控点设备联网，使所有图像可以在省一级统一调度。之前是部分路段联网，以后逐步实现全省，乃至全国的数字化、网络化，用户甚至在家里可以通过上网来了解某高速公路的路面信息。

　　安防面逐步扩大

　　重庆市华驰交通科技有限公司机电工程技术部副经理杜长东认为：“高速公路安防市场面要扩大，不应仅仅局限于摄像机、矩阵等的应用，要树立‘大安防'的概念。将安防的传输和应用等一起纳入安防中，使安防系统更具有生命力，比如当前安防传输及应用中的全光矩阵网络系统、基于IP的视频组播系统、视频事件检测系统、司乘人员行为识别系统等都应纳入安防系统”。

　　上海交技发展股份有限公司工程部副总监李宁同时分析：“就安防技术大环境而言，将来对高速公路监控技术影响比较大的有的3G、GPS技术的应用。高速公路建立一个系统，需要解决信号采集和传输问题。信号采集就需要前端设备发挥作用，信号传输在3G出来之后可能会有大的突破。GPS定位技术对高速公路也有很大的影响。有了GPS做成的电子标签工具，在收费、监控等标识站对通过该处的车辆进行GPS定位，为其做相应标志，其监测效果会相对成熟。如此做法的优势是可以及时发布信息，路段有新标，通过诱导，即对发现问题进行定位”。

　　成都机场高速公路有限责任公司工程部经理高平又认为：“目前高速公路安防技术应用的关键还在于监控线路设施保护难，即失盗现象严重。事实上，基于各种原因(主要是成本问题)，报警设备通常无法遍及高速公路的每一个监测点。今后需增加防盗报警设备。但个人认为，不太提倡高速公路报警设备用于求救呼叫等，原因在于现在通讯相当发达，事主完全可以通过手机等设备进行报警，而无需在高速公路上安装专门用于呼救求助的报警设备”。

　　数据分析

　　高速公路监控系统和联网收费等都为管理者提供了海量的高质量营运数据，这些营运数据中能衍生出很多有实用价值的信息。如通行费收入状况、通行费比例状况、车流分布状况、车流组成比例状况，每个路段车流负荷状况和每个站收费人员工作状况等等。

　　重庆市华驰杜长东特别强调：“高速公路机电系统投资较大，应使其作用得到充分发挥。如高速公路车流量及车型的统计数据从侧面反映了该地区的经济发展水平和趋势，该数据可为相关部门制定社会经济发展策略时提供有益的参考”。值得一提的是，与这些基础的软硬件设施的高速发展不匹配的是目前并没有有效的工具使高速公路的管理者能够从运营数据中方便地提取出对管理和运营有价值的信息。

　　强化服务功能

　　高速公路管理功能增强的同时，服务功能要逐渐强化。某高速公路设计单位人士认为，高速公路上除强制性实施的红绿灯等设备真正发挥其实际作用，诸多常规安防设备的作用并未完全发挥出来。如信息发布只是一种提醒，更多是“欢迎您”等的形式功能。深圳市诺龙实业有限公司市场总监钟辉就认为：“高速公路安防系统管理、服务都要增强。不是仅仅将其安装，而是要充分发挥安装的安防设备的真正功能”。诸多高速公路管理者也逐步认识到加强高速公路服务、管理的重要性，充分发挥高速公路服务功能。如配合高速交警部门、气象部门、环境监测部门等的需求。