高清视频技术在高速公路监控系统中的应用分析

摘要：在我国不断发展进步的科学技术推动下，高清视频技术也得到了一定程度的飞速发展，并且逐步全面运用到高速公路监控系统当中。通过高清视频

技术中能够提供清晰丰富的画面影响，使得相关工作人员能够对高速公路各段、各出入口情况进行监控，一旦发生问题能够迅速做出应急反应。本文将以此为

基础，简要分析研究高清视频技术在高速公路监控系统中的应用。

关键词：高清视频技术；高速公路；监控系统；应用

引言：原先在我国大部分高速公路监控系统当中主要以使用标清摄像

机、视频光端机等设备仪器完成收费站点、各路段以及隧道等监控工作。

然而无论是图像质量还是安装过程均不尽如人意，因此当前提出在高速公

路监控系统当中使用高清视频技术，有效控制视频信号反复数模转换情况

的发生，提高设备的分辨率和细节场景监控。本文将重点围绕高清视频技

术在高速公路监控系统中的应用。

一、高速公路监控系统中的高清视频技术

（一）高清视频的概述

所谓高清视频指的就是视频分辨率至少在720P 或1080I 以上，常见的

高清视频格式主要有720P、1080I 以及1080P3，与其他视频相比高清视频

的分辨率最高可达1920 x 1080,画质清晰流畅不卡顿，画面宽高比为16:9，

单幅图像大约有90 万个像素点，最高时像素点可达200 万个，因此画面也

更加鲜活丰富。故而被广泛运用在高速公路监控系统当中[1]。

（二）高清视频技术的内容

高清视频技术当中首先有高清晰度和高分辨率的高清图像采集设备，

主要以高清网络摄像机和HD-SDI 高清摄像机为主，上述两种摄像机不仅

清晰度和分辨率均比较高，而且色彩丰富，但往往需要受到网络情况和传

输距离的限制。其次，还需要有高清视频传输设备，主要为以太网光端机

（支持网络传输）和SDI 高清光端机(支持HD-SDI 视频传输）两种，其中

后者对宽带的要求比较高，最少需要占用1G 以上的宽带，因此传输成本也

比较高。最后还有高清视频数据存储设备，由于在高速公路监控系统当中

信息数据量非常庞大，因此对存储设备容量的要求也非常严苛，当前主要

以NVR 以及IP-SAN 两种存储方式为主。NVR 指的是用网络硬盘录像机与

网络相连进行数据存储，成本低廉、安装便捷并且可以灵活部署；IP-SAN

也被人们称之为“云存储”，即使用第三方服务器完成数据的导入和导出工

作，不仅能够在长距离时轻松完成数据传输，同时也能够对其进行集中管

理。

二、高清视频技术在高速公路监控系统中的应用

（一）选用适当的高清视频标准

在当前的高速公路监控当中主要是对各收费站点、各路段以及隧道进

行全方位监控，因此针对不同的监控对象，选用高清视频的标准也各不相

同。例如说普通的监控区域如收费车道、隧道洞内等，车辆具有明确的行

驶路线并且始终有完善的照明保障，因此拍摄视频图像比较方便，高清摄

像机采用720P 标准即可；而对于特殊区域譬如说各路段、隧道洞内、收费

广场等，由于监控范围比较广并且容易出现突发状况，因此为帮助管理人

员迅速做出反应需要在监控点处采用1080P 标准的高清摄像机[2]。

（二）收费站高清视频传输与存储

高速公路各收费亭和收费车道监控处主要通过高清摄像机对其进行拍

摄监控，之后将拍摄到的数据图像转换成链状方式传输至工业以太交换机

当中，而收费车道内所有的工业以太网交换机均通过组成星型网络的形式

与收费广场的视频以太网交换机相接。而收费广场的高清摄像机则通过光

收发器与其视频以太网交换机相接，站内的全部收费图像均通过该交换机

接入到本路通信系统综合业务接入网，并由此向收费站监控室传输图像信

息。收费站内通过视频服务器、高清解码器等设备完成视频图像的管理。

（三）路段高清视频传输与存储

路段高清摄像机需要在网络宽带为2 到8M 下才能够有效保障图像效

果的清晰度，720P 标准的高清摄像机需要按照2Mbps/路接入网带宽，1080P

标准的高清摄像机则需要按照4Mbps/路接入网带宽；将摄像机输出的高清

码流与工业以太网交换机相接，附近收费站的视频以太网交换机并就是与

此类交换机组成的环网相接，由收费站的通信系统综合业务接入网为高清

视频传输至监控中心提供必要的传输通道。与收费站视频图像存储基本相

同，各路段高清视频传输也同样的通过视频服务器、高清解码器等设备完

成视频图像的存储管理[3]。

（四）隧道高清视频传输与存储

隧道中的监控高清摄像机同样将高清码流输出至以太网交换机当中，

并且通过其组成的视频传输环网与隧道值守点的工业以太交换机相接，之

后按照星型组网的方式与管理站中的千兆三层以太网交换机相接，最后由

此解读到通信系统综合业务接入网当中，利用其提供的传输通道向监控中

心完成图像数据的传输。在高速公路隧道的值守点处通常会装有专用监视

器，用以将传输的图像视频进行高清解码，方便管理人员随时对隧道内部

和隧道洞口出进行监测管理。隧道管理站在接受传输到的视频图像之后，

一般会采用网络硬盘录像机对其进行存储，并根据视频的标准和路数配置

相应的存储容量，譬如说路数为2.2GB/h 需要为其配置1080P 的存储容量；

路数为1.8GB/h 则需要为其配置720P 标准的存储容量。管理人员通过视频

管理服务器中的切换、分割、合并等功能在监视器上完成视频录像的调用

或回放、快进等[4]。

结论：总而言之，通过利用高清视频技术中的图像采集设备和视频数

据传输、存储设备以及高清监视器完成对高速公路各收费站点、路段以及

隧道等地点进行监控，并提供分别率高、清晰丰富的画质，有效帮助管理

人员全方位准确掌握高速公路的运行状况，降低交通事故的发生概率，保

障来往车辆的行车安全。本文通过对高清视频技术及其在高速公路监控系

统当中的具体应用进行简要分析论述，以期能够为相关研究人员提供必要

的参考和帮助。

参考文献：

[1]韩小骏. 高清视频监控技术在高速公路监控系统中的应用研究[J]. 电

子技术与软件工程，2015，14:81.

[2]李莉，艾少龙，蔡冠军. 浅析高清数字化视频技术在高速公路监控系

统中的应用[J]. 中国交通信息化，2016，02:91-92.

[3]尉自斌，罗小荣，李立东. 试论高清视频技术在高速公路监控系统中

的实际应用[J]. 中国交通信息化，2016，10:108-110.

[4]刘强，周强，朱斌斌. 探讨数字化视频技术在高速公路闭路电视监控

系统中的应用[A]. 中国公路学会.第八届亚太可持续发展交通与环境技术大

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市政桥梁

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