多媒体监控系统在高速公路的应用

摘  要

多媒体监控系统，是一个集多媒体信息的综合性、计算机的交互性、监控的实时性等技术为一体的综合系统。它的主要功能是把多个被监控对象的多媒体信息(数据/音频/视频/图片等)实时同步地传输给监控管理平台，从而与信息管理系统融合在一起，更好的为管理服务，提高管理水平和效率，为用户提供了极大的方便。由于多媒体监控系统配置灵活，且具有很强的需求适应性和市场应用潜力，被人们广泛应用于电力、化工、冶金、建材、交通、医疗、金融、市政等各行业。本文讲述的是多媒体监控系统在交通领域的应用，详细介绍多媒体监控在高速公路收费系统中应用的过程。

关键词：多媒体；监控系统；高速公路；应用

1 引言

在监控领域中，早先一直通过数据、文本、图表等方式获得必要的信息，而随着图像监控的发展使监控信息越来越丰富。基于图像监控基础的多媒体监控以其确切、直观、具体生动、高效率、应用广泛等一系列优点迅速得到不同监控系统应用单位的关注并采用，随着计算机多媒体和数据通讯技术的飞速发展，图像监控也由模拟视频监控发展到数字图像监控。多媒体监控在交通指挥，路政保护，中心调度，金融系统等等国民工作与生活所起的作用越来越大,如闯红灯监控系统对重要路口进行监视，当违章车辆闯红灯时，监视器捕捉车辆信息与违章数据，传输到交通控制中心。高速公路管理系统对各级收费站进行实时监视控制，增强企业管理与保护道路畅通，并为能实施救助提供现场信息。在金融系统，实时监控能保障客户安全，提供交易记录。

近年来，我省在不断加快公路建设，建设适应公路客、货运量增长要求和国民经济可持续发展需要的中国公路运输系统，实现公路运输现代化是交通运输部门的重要任务。监控系统是实现公路运输现代化的重要组成部分，它对于保障高速公路的运营、提高高速公路的服务水平以及为高速公路其它机电系统提供必要的信息都有十分重要的意义。

以计算机多媒体为基础的收费系统与监控系统，不仅最大限度地防止各种营私舞弊现象，有效制止收费过程中的漏征、作弊行为，并且大幅度提高高速公路收费过程和财务管理的自动化程度，提高工作效率和服务质量，为管理决策提供有力支持。高速公路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，因此，高速监控系统具有较为显著的经济效益、社会效益和环境效益，它是高速公路必不可少的一部分。

1.1  高速公路收费监控系统的简介

多媒体监控系统在高速公路收费应用中具有全新的实时数据、实时图像、实时声音整体效果，使管理人员在计算机终端上了解最真实的全方位征费过程信息，同时进行实时管理和实时控制。收费监控系统相对独立于收费系统和收费站计算机系统，主要的收费监控系统是由数据监控、图像监控和声音监控三部分组成的一个有机整体。数据监控是指利用车辆检测器、光栅分离器、键盘、读卡机等外部设备输入的数据信息，对收费过程进行控制，进行收费数据合理性判断、记录和统计，以发现各种异常情况(例如冲关车、U转车，超时车等判断)，并进行相关的处理工作，它是最有效、使用最广的一种收费监控方式。图像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，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。声音监控是指采用拾音器和对讲系统时时了解收费员在收费过程中与驾驶人员的交谈以及是否使用文明用语，有效防止司售人员作弊。而这些都是利用先进的计算机多媒体技术来完成的，它通过对收费过程以及与之相关的方面进行数据、图像、声音等信息的采集、处理和控制，来提高收费系统的可靠性、安全性和征费率，防止收费过程中不文明行为和收费贪污现象的发生，提高收费工作效率，减少车辆在收费广场的延误。

1.2引进多媒体监控系统的目的

随着我省经济体制改革的不断深入，高速公路的发展取得了巨大的进步。传统的监控技术由于其本身的局限性，已不能满足在高速公路这种大规模环境下的应用。因而，确定合理的高速公路监控系统是保障高速公路高效运营的重要课题。

1.2.1配合检票系统，加强安全监察

为配合高速公路的检票系统，实现对过往车辆的统计和监测，包括收费规范、车牌识别、车道状况、案件经过，加强收费站口安全监察工作，防止车辆恶意冲关寻衅滋事保证国家的财产安全。

1.2.2防止费源流失

为了防止收费过程中人工错判客货流程、车型，导致费额流失，并能做到“应征不漏”，收费准确，有效的防止员工的作弊以及违章违纪行为，做到作弊可查，查必有据。

2多媒体监控系统的组成及主要功能

多媒体监控系统主要由收费计算机系统、CCTV监视系统、内部对讲系统和辅助系统等子系统组成。下面分别描述各个子系统的主要功能。

2.1 CCTV监视系统

CCTV监视系统是现代科学技术条件下发展起来的高新技术产品。它把人为管理、安全防范、信息处理有机地结合在一起，通过数字硬盘录像主机可对所有监控图像进行集中管理和控制，另外可通过网络传输达到远程管理和监视的功能，通过数字硬盘录像主机的授权可实现对所有图像的实时监控和录像，其次通过中心管理监控的授权还可以实现分控功能，即在任意网络中的一台电脑上可同样监控所有的图像。在高速公路收费站，CCTV监视系统是相对独立的系统，只是和收费系统存在某些关联（如收费数据叠加、抓拍、硬盘录像等）。在收费票亭内、车道、广场等处设置摄像头，将整个收费监视点的视频图像，全部输入给硬盘录像主机，监控员通过硬盘录像机可在监控室的监视器上实现对通过收费车道的车辆、收费人员的操作过程，包括IC通行卡的发放、回收以及收费找零情况等进行有效的监督，同时操控键盘对云台上下左右的转动进行全方位控制操作，变动镜头焦点进行近距离、远距离扫描，以完成对被监视的出入口广场全面、详细的监视或事情案件的跟踪监视。CCTV监视可以帮助管理人员实时、直观地了解到收费亭、收费车道的情况，为管理方面提供了方便。通过网络的传输，在省监控中心，能及时了解高速公路各个收费站的情况，实现了远程监控的实时性和灵活性。

2.2 内部对讲系统

    高速公路语音对讲系统是高速公路调度指挥和收费监管的重要技术手段。内部对讲系统是在收费站或管理所设置一套对讲主机、在各收费亭设置一台对讲分机，对讲控制主机与收费亭内终端设备构成一个独立封闭的有线对讲系统。高速公路收费站的车道收费岗亭，一般离站监控室较远，收费员在工作过程中，需随时和监控室保持联络，在遇到特殊情况时，需询问监控人员，请示处理意见。而作为站监控室的人员也要时刻了解收费员的操作情况和服务质量，及时向岗亭内收费员发出调整信息或指令，并且要监听记录收费员的语言行为。因此，高速公路的收费岗亭对讲系统，就成为了收费员和监控室人员之间必不可少的语音通信桥梁。

2.3 辅助系统

　  辅助系统是指确保系统正常运行的配套系统，包括电力供给、设备保护等多个方面。电力供给其实是很重要的一部分，一个收费站要是突然没电，那所有的系统就全部陷入瘫痪状态，这就要在收费站内配备发电机，以供无电之需，以确保系统的正常运行。高速公路一般地处郊外，收费站的建筑物常常为附近最高点，加上安装高杆灯后，雨天很容易引起雷击，而收费站的收费系统大部分是计算机设备连接起来的，一处遭到雷电破坏，就导致整个系统遭到破坏，这也要对设备采取保护措施，采取防雷系统，对整个收费监控系统起了相当大的辅助作用。

2.4 收费系统

收费系统基本上包括车道收费控制系统、收费站管理系统两大部分，其拓扑结构如图1所示。

图1 收费系统拓扑结构原理图

收费站计算机与车道计算机组成局域网，采用客户机/服务器模式。根据车道到收费站的距离远近，车道和收费站之间采用光纤连接。

2.4.1 车道收费子系统

车道收费子系统是整个收费的前端，如图2所示。主要包括车道计算机、交通控制等设备，通过车道收费控制软件，实现这些设备有机的整合。具有安全管理、车型判断、收费管理、设备控制（车道灯、称重设备、挡车器、测流线圈、金额显示、语音报价、字符叠加）、设备状态检测、数据传输控制、数据存储等功能。能够快速、准确地完成各种收费业务，杜绝收费过程的舞弊行为，同时保证车辆的通行高效率。

图2 停车收费车道设备布置原理图

车道收费系统按照收费工作逻辑流程，集中控制所有的车道设备。车辆到来时，进入车道通过称重设备，把数据传到车道控制机，车道控制机接受收费员的操作，电脑自动计取通行费并显示在电脑屏幕上，语音器自动报出该车应收的价格，同时通过字符叠加卡将金额叠加到监视图像上；收费完成后，栏杆升起，车辆通行；车辆通过测流线圈后，栏杆自动放下，并将图像数据上传到站服务器。监控员在监控室通过监控软件可以实时观看传上来的数据，从中发现是否有错放免费车，降低客车收费车型等等造成少收通行费的记录。

车道收费系统采用基于Socket的数据传输技术，能够动态监测网络通信的工作状态，使车道收费系统的运行具有很强的独立性，实现网络工作环境和单机工作环境的动态切换。切换过程对操作人员是隐含的，不会影响车道收费系统的正常运行，保证车道的最大工作效率。当管理站计算机系统出现故障或车道和收费站之间通信线路出现故障时，车道收费系统可以立即检测到故障的出现，停止数据上传，将收费数据储存在车道计算机；当故障排除后，车道收费系统可以自动恢复数据上传。

2.4.2 服务器

服务器主要进行数据的存储和收费数据处理：在数据库中编制触发器和预定义存储过程，当收费数据写入数据库或者对当前错误数据进行修改、删除时，数据库的触发器会自动更新当前数据（如数据多发删除、轴型错误修改、客车无称重数据人工插入等等），从而保证收费数据的完整性和一致性。

2.4.3 通信机

　　通信机的主要功能是数据库的操作、数据的传输控制及应答，即：

a、通信机通过ADO和服务器数据库相连接，进行收费数据的数据库写入工作。

b、接收车道计算机收费人员登录信息包和收费流水数据，并将其写入收费据数库中，并返回相应应答信息。

c、通信线路故障后，计算机自动记录，并向管理人员报警提示，人工排除故障，系统恢复后，自动从收费车道计算机调取数据，保证数据的完整性。

当收费车道与收费站之间出现长时间的通信故障时，可以通过车道收费软件提供的数据导出功能将车道数据库中的收费数据写入软件盘后，在管理站将数据导入数据库中。

2.4.4收费管理系统

收费站管理系统具有收费监控、收费班次管理、用户管理、收费数据管理、系统维护、站点管理、车牌及卡号查询、通行IC卡管理、日志管理、报表打印等功能。

3现存多媒体监控系统的优缺点

随着通信技术、计算机技术和图像压缩技术的迅速发展，交通领域监控系统也逐渐在更新换代，新型的交通领域监控模式逐渐涌现出来，高速公路的多媒体监控系统与以往相比具有了新的优点，但同时也存在一些新的问题。

3.1  优点

现存先进的硬盘录像系统，与以往使用录像带的录像机相比有以下优点：

a、系统能自动地通过摄像机进行摄录，进行无终止监视。

b、音视频全实时硬盘录像机可实现各收费站对本站所有图像和语音24小时实时监视、监听、录像及回放的管理，且可对所有图像跟据具体名称在显示和录像画面上叠加中文字符和时间，给审片人员的快速识别、管理和存档带来很大方便。

c、录入的图像数字化压缩存贮在计算机硬盘里，压缩比可用软件进行调整。存贮的图像文件自动循环删除，硬盘中图像文件保留的时间取决于：硬盘空间大小、图像分辨率、图像压缩比、扫描切换时间等，系统可以日复一日年复一年地无休止工作。还可以根据用户需要，加大硬盘以扩展存储周期，或增加其他外存设备。

d、系统可以随时方便、即时地检索、回放记录存贮的图像，如可按时间、车道号进行检索和回放，回放图像稳定、清晰，可反复读写，不存在传统监控系统中所存在的录像带的信号衰减和磨损问题。

e、审片监控系统设有安全密码，没有权限的人员将不能对图象监控系统进行查询。

f、可以实现音视频同步监控和录音、录像，使突发事件能够日后可查，为处理提供了强而有力的证据。

g、不需要每隔一段时间手动的去换录像带所带来的麻烦。

3.2  缺点

a、广场虽装有摄像机，但现有的设备只能在同一时刻对指定的地点进行跟踪录像，如果在广场同时发生两处纠纷，两处距离相距较远，就无法同时近距离对两处地方拉近镜头进行跟踪录象，从而造成一些不便和麻烦。

b、图像回放时，无法操作画面的倍数，造成远距离录象的画面无法更近一点审片观看。

c、无法进一步提供公网查询浏览的增值服务，不利于业务的进一步发展和服务的提升。例如：其它收费站点无法知道某辆车从收费站进高速时的车牌，而且写入IC卡里的图像也无法抓拍到该车的入口车牌，对方收费站就可能来询问入口时该车的车牌，这时就需要根据该车上高速的时间，调出录象，审出车号，如果公网能对此进行查询，对方收费站人员就可以自行调出图像，省去很多时间上的麻烦。

d、多媒体监控在收费过程中虽然起着有效的作用，但是它并不能全面的监控一些货车的逃费行为，自2007年5月20日开始货车实行计重收费以来，很多司机采用走“S”型、跳磅、在称台上急刹车、人为阻断红外光栅车辆分离器、车辆改装增加轴数，这些都是监控系统不能及时监控出来的，这就需要收费员在平时的工作中不断积累经验，及时发现，积极应对。还有一些货车采取甩挂、盘货的方法进行逃费，即对于里程较长的高速公路网，满载车辆在接近出口时选择一处服务区将厢体暂卸下，车头驶出，再调头往返拖走车厢；有的在服务区把货盘给从近的收费站上来的车，达到逃费。而甩挂和盘货在收费过程很难被发现，这就需要服务区人员能否及时发现，如果不能发现，司机就达到了逃费的目的。如果货车在入口取IC卡，要是车货总重能同时写入IC卡，出口时就可以根据车货总重来判断出入口重量是否相符，有无甩挂、盘货行为，就可以遏止费源的流失。

4结束语

本文从高速公路营运的实际需求出发，阐述了关于多媒体监控在高速公路收费的应用、硬盘录像机优化、视频图像传输以及音频录制等方面问题。随着科技的发展，高速公路监控系统在不断吸收与采用先进技术的同时也应该多从使用者角度出发，充分结合运营管理者的需要，对系统进行设计与施工，建设真正高效、节能、开放的监控系统。高标准的高速公路多媒体监控系统，它的建成以及所采用的各类设施、各种技术为高速公路的安全使用发挥了十分重要的作用。

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               漳州管理分公司黄暖琛