应用方案
1. 概述
随着我国私家车数量的激增和高速公路里程的不断增加，人们的出行变得越来越方便快捷。随之而来如何保障高速公路的畅通和减少事故的发生引起了相关部门的高度重视。据有关统计数据，仅2008年高速公路上发生事故造成的死亡人数高达每百公里18.2人。高速公路事故多发，主要是人为因素造成的。超速行驶、违章变更车道所引发的事故占事故总数的七成左右。《道路交通安全法实施条例》规定，在高速公路上行驶的小型载客汽车最高车速不得超过每小时
高速公路与一般公路相比，具有线性好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点，如不采用先进的监控管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。特别是在一些车流量非常大的高速公系统路上部署全程监控就是必不可少的。这些监控系统可实施交通流量和交通运行监视；对关键点进行气象检测；对关键路段实施交通实时控制；及时发现各种异常情况并采取应急措施，保证高速公路高速、安全、经济地运营管理。
实施高速公路全程视频监控系统不仅能改善高峰期间车辆行驶的平均速度，增加高峰期间的交通流量，减少交通堵塞程度和车辆延滞时间，同时也能大大减少交通事故和保证交通安全，节约燃料和减少车辆的磨损，缩短运输时间，减少污染，发挥高速公路快速、安全、舒适和高效率的功能。全程视频监控系统具有较为显著的经济效益、社会效益和环境效益。
2. 主线路段图象、数据传输方式
在沿线道路以若干等距（如：2KM ）的距离布设固定摄像机，还在互通立交、服务区广场及特大桥等重点道路区段布设的多台全方位摄像机。传输方式为离无人通信站较远的监控点的视频图像先利用点对点光端机传至就近通信站，在通信站可以就地进行视频数字化编码，也可以利用级联光端机传输。或是直接用级联光端机，采用波分复用技术，经通信系统提供的光纤上传分中心监控系统，反向控制数据经同一通道下达。
3. 需求分析
监控系统作为交通工程中的一部分，在高速公路管理中发挥着不可替代的作用。它主要分为收费站监控、隧道／特大桥梁监控、路面监控以及测速系统四大组成部分。监控系统的应用部门包括高速公路管理处、市交管局、省交通厅等单位。黄金视讯公司凭借自己多年在监控行业的经验，以及丰富的产品线，推出了高速公路专用监控系统，在正式介绍之前，让我们先来看看我们经常面对的问题。
1，高速公路路远地偏，如何组建安全可靠的监控系统？
高速公路都修建在城市与城市之间，空间跨度大，室外环境恶劣，维护成本高。在设计监控系统的时候应该选用技术成熟，工作稳定的设备。我们建议采用光端机加硬盘录像机的实现模式。在高速公路的延长线上，铺设光纤，传输视频和反向控制信号。光纤的传输距离远，信号衰减小，价格又便宜，适合于远距离传输。一旦铺设完成，可常年使用，可有效降低维护成本。在前端采用高速球云台对来往车辆进行监控，球云台内置温控调节系统，可以在更大的温度范围内正常工作。而在监控中心可以通过接收光端机将视频信号还原出来输入给硬盘录像机，这套系统均采用成熟可靠的设备实现。
2，收费站位置分散，如何实现集中的监控管理？
作为高速公路的末端收费站的监控，在设计上和高速公路则截然不同。它的位置相当分散，如何将这么多分散在各地区的收费站集中起来监控是个难题。黄金视讯高速公路专用监控系统设计利用各个收费站的网络资源实现分布式的网络监控。目前每个收费站都有2M 的专线接入，用于公路计费信息管理等。系统设计在每个收费站安装一台网络一体球或网络视频服务器，直接将网络信号接入即可。在监控中心安装一台综合业务管理系统实现收费站的统一集中式监控。
3，如何解决新老系统，多个系统的兼容问题？
在以上我们介绍的两种实现方式中，包括了以硬盘录像机为代表的数字化的监控系统，同时也包括了以网络视频服务器、网络一体球为代表的网络化监控系统。如何实现两者的兼容？另外在不少地区已经建设了高速公路监控系统，如何实现系统的扩容，如何实现与上级系统的联网，这些都是我们面对的现实问题。黄金视讯高速公路专用监控系统专门针对此类问题推出了综合指挥管理平台，该平台可以兼容多种类型的设备，包括硬盘录像机、嵌入式、网络视频服务器、网络一体球、网络矩阵等。对不同时期的产品实现了统一兼容。并且我们在设计上采用了模块化的设计理念，引入了设备虚拟层的概念，可以平滑兼容多种类型，多个厂家的设备。保护了用户的投资，解决了系统兼容性问题。
4，如何解决众多用户对大量设备的管理问题？
在这样一个大型的监控系统中，管理机构和管理人员众多，同时监控资源也非常丰富，如何让每一个用户都可以恰当的管理每一个监控设备，对于一套系统的正常运行至关重要。黄金视讯高速公路专用监控系统采用了分组的概念，将众多用户分成了用户组，将众多设备分成了设备组。这样一个大的系统就被分解成了若干个小的系统。同时对用户组和设备组之间作权限的映射管理。包括视频浏览的权限、控制的权限、管理的权限等等。在设置权限的时候采取谁管理谁负责的原则，并对同样具有管理的人设置权限的级别，这样就可以保证不会出现没人管理或交叉管理的问题。
5，如何快速定位事故，做到快速出警？
高速公路系统中地理位置分布广泛，事故发生具有不确定性。收费站地处城市郊区，抢劫、冲关事件也时有发生，如何快速定位事故，快速出警，保护人民生命财产安全关系到千家万户的利益。系统中设计了电子地图双屏显示功能，同时显示现场实时的视频和电子地图画面，并可以在地图上用不同的颜色区分出当前的设备状态。当有报警的时候，可以自动地将报警点所在的视频切换到主显示区。主机收到报警信号后，可以用不同语音提示当前的报警状态，也可以自动地给责任人发送报警短信。
1. 收费站监控
收费监控系统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事件和特殊事件进行观察和记录，实施有效的监督。同时，为了配合高速公路的管理，收费站监控系统除了监看收费情况外，还需要监看过往的车辆在进收费站之前以及在出收费站之后的情况，并可监察违章车辆情况，以便高速公路形象化、高效率的管理。
2. 隧道和特大桥梁监控
随着交通量的不断增长，特大桥梁、山区高速公路隧道等的存在，加之驾驶人员的不良驾驶行为、车辆性能等因素，在这些特殊路段设置监控系统来监测交通安全，便显得尤为必要。
3. 路面监控
路面监控系统主要是对高速公路干线进行监视，掌握高速公路交通状况。它主要是通过计算机应用技术，将摄像机、路上埋设的各种传感器、可变情报板等连接，收集交通数据，把车流量等情况及时传达给管理部门，这些信息经过预置的交通控制策略方案处理后，再通过信息情报板等方式提供给行车人员。这样对高速公路重点路段进行监看，掌握高速公路交通状况，及时发现问题，及时给予引导，保证高速公路的安全通畅。
4. 测速系统
高速公路测速系统主要由定点测速系统、移动测速系统和区间测速系统组成，其中定点测速和移动是高速上最常使用的执法方式。区间测速是近年来逐步兴起的一种全新概念测速，相比传统的测速方式这种测速可以对一个区间进行车速监控相比单点式的系统所监控的路段大大增加，效率大大提高，是定点式、移动式测速的有益补充。只有将这几点有效的结合起来才能使高速公路的超速得到有效地控制，从而使高速公路更加安全可靠的运行。
l 定点测速系统最为常见
定点测速系统通过安装在高速公路的出入口、天桥或F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通过的车辆通行信息，如车辆牌号、通过时间、车辆特写及全景图片等，通过线圈、雷达或纯视频检测技术来获取车辆的瞬时速度。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，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系统作进一步处理。
但是定点测速系统有其明显的弊端：测速位置固定，很容易被司机熟悉。司机往往到了测速点就会减速，逃避处罚，一旦过了测速点，就加速行驶。使得一些测速点形同虚设，还造成交通事故隐患。
l 移动测速系统集成度更高
移动测速系统检测原理与定点测速系统一致，但是集成度更高。其抓拍和测速设备装设在可移动的车辆上。通过车辆的移动不断变换测速地点，有效的补充了定点测速系统的不足。
但移动测速系统也有其弱点：1.测速车道少。一般移动测速系统多采用雷达方式，由于角度关系，对连续通过测速点的车辆会造成取证困难。2.监控时间短。现场需要操作人员，不能够实现24小时监控。3.容易引起争议。由于测速车辆的隐蔽和事先的不告知，很容易引起司机的反感，加上移动测速系统本身的漏洞和缺陷，容易激化社会矛盾，造成警民关系紧张。
l
区间测速精准度高，监控效果显著
区间测速系统是建立在定点测速系统和车牌识别基础上的新兴测速系统。其主要是通过计算固定区间车辆的通过时间来测量车辆在固定区间的平均速度。区间测速系统所采用的速度计算公式为：行驶速度=行驶距离/行驶时间。行驶距离为两个测速点之间的距离，行驶时间为通过两个测速点的时间差。
与单点测速系统相比区间测速系统优势很明显。
1) 监控范围大。区间测速系统由于对监控路面进行长距离监控，对该区间内行驶的机动车进行全程监控，扩大了超速监控的范围，控制了区间内整体的行车速度。
2) 测速精度高。区间距离为两个监测断面之间的距离，通过激光测量标定，距离误差几乎为零；另外，机动车行驶时间为经过两个监测断面的时间差，所有断面点设备时间同步，并采用GPS时钟校时，时间误差小。
3) “反监控”能力强、监控效果显著。机动车驾驶员常利用电子狗等高科技设备提前发现电子警察并进行逃避；在单点测速或监控点周边地段刹车减速，经过监控点后继续超速行驶。这类具有反监控能力的违法超速车，在区间测速系统监控下将无所遁形。
4) 区间测速系统测速原理简单，精度高，监控范围为全区间，控制区间内的平均车速，更容易被驾驶人接受。
5) 可拓展性更强。根据应用的需要，区间测速系统可以扩展更多的应用功能，如道路监控功能、治安(交通)卡口功能、交通流采集功能、非法占用路肩等违法取证功能(路肩加设备)、交通诱导功能（加诱导屏）等。
随着监控技术的不断发展，抓拍摄像机由原来的民用照相机、标清摄像机逐步转化成工业级高清摄像机，抓拍的图片更加清晰，在夜间补光条件比较好的情况下，能实现对所有车辆全天候自动监控、抓拍、储存，提供能够辨别车辆的细目特征和司机动作的图片。测速方式由原来的线圈测速、宽波雷达测速逐步转化为窄波雷达测速和视频测速。既避免的高速上破路施工，方便维护，测速也更加精确。利用先进的自动车牌识别技术，与系统内输入的可疑车辆信息或闯口车辆库（黑名单）进行比对，为社会治安提供有力的防护保障。
4. 功能分析
1.交通监控。利用车牌识别系统的摄像设备，可以直接监视相应路段的交通状况，获得车辆密度、队长、排队规模等交通信息，防范和观察交通事故。它还可以同雷达测速器或其他的检测器配合使用，以检测违犯限速值的车辆。当发现车辆超速时，摄像机获取该车的图像，并得到该车的牌照号码，然后给该车超速的警告信号。
2.交通流控制指标参量的测量。为达到交通流控制的目标，一些交通流指标的测量相当重要。该系统能够测量和统计很多交通流指标参数，如总的服务流率，总行程时间，总的流入量流出量，车型及车流组成，日车流量，小时/分钟车流量，车流高峰时间段，平均车速，车辆密度等。这也为交通诱导系统提供必要的交通流信息。
3.高速公路上的事故自动测报。这是由于该系统能够监视道路情况和测量交通流量指标，能及时发现超速、堵车、排队、事故等交通异常现象。
4.对养路费交纳、安全检查、运营管理实行不停车检查。根据识别出的车牌号码从数据库中调出该车档案材料，可发现没及时交纳养路费的车辆。另外，该系统还可发现无车牌的车辆。若同车型检测器联用，可迅速发现所挂车牌与车型不符的车辆。
5.车辆定位。由于能自动识别车牌号码，因而极易发现被盗车辆，以及定位出车辆在道路上的行驶位置。这为防范、发现和追踪涉及车辆的犯罪，保护重要车辆(如运钞车)的安全有重大作用，从而对城市治安及交通安全有重要的保障作用。
6、将摄像机车辆自动识别系统应用于警务查报站，可以把那些隐藏在合法车辆中的套牌、黑车、逃逸车、盗抢车等不法车辆统统挖掘出来。这种模式的应用一定能大大提高了涉车、人管理及涉车治安管理的实现效能，其应用方面主要解决以下问题：(1)、出租车管理及"黑"出租车挖掘；(2)、套牌、无牌车辆的稽查；(3)、危险品运输车、渣土车等特种车辆的管理；(4)、涉车案件刑侦和被盗抢车辆的追查；(5)、未年审未交费车辆的查处；
7、其他类型交通违法行为抓拍。系统可以对应急车道进行实时监控，对非法占用应急车道的违法车辆进行车牌识别和图像抓拍，识别结果和违法图片传到电子警察违法系统进行处罚。另外，针对大型车辆占用超车道的情形，系统通过对车牌颜色进行辨别，将占用超车道的大型车辆标识出来，根据需要确定是否将识别结果和违法图片传到电子警察违法系统进行处罚。
5. 架构分析
黄金视讯智能高速交通系统是在交通监控的基础上，引入了数字摄像技术和计算机信息管理技术，采用先进的图像处理、模式识别和人工智能技术，通过对图像的采集和处理，获得更多的信息，从而达到更高的智能化管理程度。而且汽车牌照自动识别系统本身是一个全数字化的智能系统，在它上面只要做不多的扩充，就可以衍生出一些其他功能。一个典型的车牌自动识别系统主要包括图像采集、图像处理、牌照切分、字符识别、近端或远端数据库等工作模块。
系统按照多级结构进行设计，包括省、市、地区多级，适合于组建大型监控网络。同时各个子系统又可以独立运行，不依赖于其他部分。在高速公路部分采用数字化监控模式，通过光纤将视频信号汇集到高速公路监控系统主机。在收费站部分采用网络化传输模式，通过原有的网络资源，汇集到综合业务管理系统主机，实现统一管理。同时上级机构也可以利用交通专网实现远程监控，组建多级监控系统。
（1）收费站：各收费站需要对本地的视频信号进行监控。各收费站所辖的摄像机信号全部引入本地视频监控系统，收费站对本地所有图像进行监控管理。
（2）监控分中心：一条高速公路通常设置几个路段监控分中心，分别对某一路段进行监控和管理。各收费站图像根据路段监控分中心要求选择几路上传，路段监控分中心对路段中各收费站上传的图像进行统一监控和管理。
（3）监控中心：多条高速公路的统一管理通常根据地域划分为若干个片区来进行。一个片区对某一区域内相临或相连的几条高速公路进行统一的监控和管理。这几条高速公路的监控分中心根据片区监控中心的要求上传图像，片区监控中心对各路段监控分中心上传的图像进行统一监控和管理。
（4）省监控中心：各省高速公路管理局需要对省内所有的高速公路进行统一监控、管理和调度。各片区监控中心将自己所辖区域内的视频信号选择上传到省中心，由省中心统一监控和管理。省中心、监控中心、监控分中心之间采用联网分级控制。控制信号采用逐级转发的形式转发到需要控制的设备。
6. 应用案例
1、
河南省南阳宛平高速监控项目
2、
陕西商漫高速公路
3、
湖南长益高速公路
4、
西安新机场高速公路
5、
江西温沙高速公路
6、
承唐高速公路