當(dāng)前高速公路安防建設(shè)正涌現(xiàn)出各類智能分析技術(shù)，譬如車牌自動(dòng)識(shí)別、車輛軌跡跟蹤、流量檢測分析等新技術(shù)。通過這些新技術(shù)可擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)對(duì)沿途超速車輛抓拍，具體區(qū)間的車輛測速和流量統(tǒng)計(jì)等功能；可實(shí)現(xiàn)對(duì)大車非法占用小車車道抓拍功能；可實(shí)現(xiàn)車輛非法占用應(yīng)急車道、隨意停車、逆行等抓拍功能；可實(shí)現(xiàn)針對(duì)高速公路重要出入口擁堵檢測、客車非法上下客檢測和抓拍錄像；可針對(duì)交通事故檢測抓拍錄像。隨著發(fā)展，視頻監(jiān)控在高速公路、高速鐵路等方面的應(yīng)用越來越成熟。
對(duì)于高速鐵路而言，其安全監(jiān)控的主要監(jiān)測內(nèi)容按對(duì)象不同可大致分為5大類：自然災(zāi)害監(jiān)測（如地震、雨量及洪水、風(fēng)速和風(fēng)向等），線路監(jiān)測（如軸溫、路基災(zāi)害等），大型結(jié)構(gòu)物監(jiān)測（如車站站房、隧道、牽引變電所及通信信號(hào)機(jī)械室內(nèi)及周圍自然狀況監(jiān)測等），物體侵入監(jiān)測，列車運(yùn)行狀況與車廂監(jiān)測等。傳統(tǒng)的高速鐵路綜合安全防災(zāi)系統(tǒng)都是基于各種傳感器來進(jìn)行的，但是隨著視頻監(jiān)控及其分析技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，基于視頻的綜合監(jiān)測系統(tǒng)得到了更多的重視和應(yīng)用。
主動(dòng)紅外夜視技術(shù)
綜合安全防災(zāi)系統(tǒng)的前端視頻監(jiān)控點(diǎn)通常在戶外自然環(huán)境較為惡劣的場所，同時(shí)需要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行全天候的監(jiān)控，在夜間也沒有路燈、建筑物燈光等其它的環(huán)境光源可以利用，對(duì)于雨天、霧天等特殊氣象條件要求能夠保持良好的可視距離，可視距離最好能在1-2公里左右。目前市場上能夠提供的夜視技術(shù)主要有三種：被動(dòng)紅外成像技術(shù)、基于紅外燈的主動(dòng)紅外夜視技術(shù)、基于激光器的主動(dòng)紅外夜視技術(shù)。
被動(dòng)紅外成像技術(shù)適合于監(jiān)控夜間人或車等運(yùn)動(dòng)物體，對(duì)于環(huán)境監(jiān)控力不從心，基于紅外燈的主動(dòng)紅外夜視技術(shù)可視距離近（300米以內(nèi)），光源體積大壽命短故障率高，很難適應(yīng)戶外惡劣的自然環(huán)境。基于激光器的主動(dòng)紅外夜視技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟，包括紅外激光照明器燈、超低照度彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)、紅外夜視專用監(jiān)控鏡頭三大部分。
激光的特性決定了激光可以照攝更遠(yuǎn)的距離，而且光強(qiáng)度也比常規(guī)光源要強(qiáng)的多。激光具有亮度高、單色性好、方向性好等優(yōu)點(diǎn)，通過對(duì)波長的選擇可以增大CCD對(duì)波長的感應(yīng)程度。激光燈的壽命很長，一般都在10000個(gè)小時(shí)以上。攝像機(jī)的選擇則主要顧及兩個(gè)方面：一個(gè)是白天成像效果，一個(gè)是是否是感紅外的低照度。白天要求效果好，就是要求其有濾光片切換結(jié)構(gòu)，白天濾掉不可見光，使成像色彩更真實(shí)，晚上切換到夜視模式，把不可見光放進(jìn)來，這樣既能保證白天不失色，又能保證夜視效果。
夜視鏡頭的F數(shù)一般比常規(guī)鏡頭的F數(shù)要小，這就意味著鏡頭的進(jìn)光量要比常規(guī)鏡頭要大，有較強(qiáng)的光收集能力，好的夜視鏡頭的鏡片對(duì)近紅外光進(jìn)行了增透，提高了近紅外光的透過率。為了看清楚遠(yuǎn)距離的物體，一般選用電動(dòng)長焦鏡頭。
智能視頻分析技術(shù)
智能視頻技術(shù)源自計(jì)算機(jī)視覺與人工智能的研究，其發(fā)展目標(biāo)在于將圖像與事件描述之間建立一種映射關(guān)系，使計(jì)算機(jī)從紛繁的視頻圖像中分辯、識(shí)別出關(guān)鍵目標(biāo)物體，這一研究應(yīng)用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)、將能借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力過濾掉圖像中無用的或干擾信息、自動(dòng)分析、抽取視頻源中的關(guān)鍵有用信息，從而使傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像機(jī)不但成為人的眼睛，也使“智能視頻分析”計(jì)算機(jī)成為人的大腦，并具有更為“聰明”的學(xué)習(xí)思考方式。
這一根本性的改變，可極大地發(fā)揮與拓展視頻監(jiān)控系統(tǒng)的作用與能力，使監(jiān)控系統(tǒng)具有更高的智能化，大幅度降低資源與人員配置，同時(shí)，必將全面提升安全防范工作的效率。智能視頻分析在火災(zāi)報(bào)警、異物入侵報(bào)警、車站與橋梁監(jiān)測方面能夠發(fā)揮很多積極作用。
這類技術(shù)，作為道路監(jiān)控智能化的重要手段，亦是越來越得到行業(yè)的關(guān)注，也被大量地應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中來。就目前來說，道路視頻智能分析系統(tǒng)架構(gòu)主要有三種方式：
智能分析攝像機(jī)：這是目前的主要實(shí)現(xiàn)方式，即將智能視頻分析算法嵌入到前端專業(yè)設(shè)計(jì)的攝像機(jī)中，當(dāng)有行駛的車輛觸發(fā)攝像機(jī)抓拍后，攝像機(jī)即刻通過內(nèi)嵌算法對(duì)視頻信息進(jìn)行檢索和分析，然后將圖片及分析結(jié)果傳送到后臺(tái)聯(lián)動(dòng)處理中心。該種前端識(shí)別方式有兩大優(yōu)點(diǎn)：一是處理效率高，二是只輸出分析的結(jié)果，其傳輸?shù)男畔⒘髁亢蛶捳加新实汀．?dāng)然也可根據(jù)需求輸出雙碼流。
獨(dú)立式視頻分析設(shè)備：這是一種專用于道路智能視頻分析的獨(dú)立設(shè)備，其內(nèi)嵌智能分析算法，其從前端攝像機(jī)提供的視頻流中識(shí)別車輛和行車違規(guī)信息，并將分析結(jié)果發(fā)送到后臺(tái)。此種分析設(shè)備一般安裝在與前端攝像機(jī)距離較近的位置，其強(qiáng)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(shí)可支持圖片和視頻流輸出。此獨(dú)立式設(shè)備方式具備兩大優(yōu)勢，一是分析性能強(qiáng)大;二是可與多種類高清攝像機(jī)匹配組合。
后臺(tái)處理方式：現(xiàn)在很多交通系統(tǒng)平臺(tái)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(jī)的視頻流發(fā)送到后臺(tái)，再由后端平臺(tái)進(jìn)行分析。該模式的優(yōu)點(diǎn)是集中性很強(qiáng)，而且利用后端平臺(tái)硬件的超強(qiáng)的智能視頻分析性能，對(duì)識(shí)別的應(yīng)用也較多樣化。當(dāng)然，也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，如對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求非常高。當(dāng)大量前端攝像機(jī)需要同步分析時(shí)，即便平臺(tái)具備負(fù)載均衡功能，但由于前端攝像機(jī)傳回的信息量龐大，仍會(huì)對(duì)系統(tǒng)的處理性能和網(wǎng)絡(luò)帶寬造成影響。
簡而言之，智能分析功能的使用都是在圖像識(shí)別清晰的前提下進(jìn)行過濾處理的。無論是針對(duì)智能前置的分析模式還是后端平臺(tái)分析處理，高清畫質(zhì)都是提高智能分析準(zhǔn)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(shí)，也能為智能分析提供更有用的分析環(huán)境。
綜合監(jiān)控主機(jī)
傳統(tǒng)的矩陣監(jiān)控系統(tǒng)有單獨(dú)的報(bào)警主機(jī)，但是通常只能接入開關(guān)量報(bào)警，而現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器在報(bào)警接入方面數(shù)量較少，不能滿足多種監(jiān)測系統(tǒng)：強(qiáng)風(fēng)、雨量、地震，多種數(shù)據(jù)協(xié)議：485總線，CANBUS總線等接入的要求，對(duì)多路模擬和數(shù)字量的采集無能為力。采用基于Arm9的嵌入式系統(tǒng)提供了極高的系統(tǒng)穩(wěn)定性。多路插卡式設(shè)計(jì)，通過不同的插卡可以在一臺(tái)主機(jī)上支持多路門禁控制、RS-485總線或CANBUS總線、開關(guān)量輸入輸出、RS-232接口。
結(jié)語
視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，包括前端攝像機(jī)、傳輸線纜、視頻監(jiān)控平臺(tái)。視頻監(jiān)控以其直觀、準(zhǔn)確、及時(shí)和信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合。近年來，隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)也有了長足的發(fā)展。相信在視頻監(jiān)控技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展下，我們的交通安全將會(huì)得到越來越多的保障。
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