浅谈视频监控在桥梁隧道的应用

    由于基础建设薄弱，我国公路交通体系建设总体上还不能满足国民经济和社会的发展需要，与发达国家的先进水平相比还有较大差距。为了更好地支持桥梁隧道建设部门开展桥梁隧道全程视频监控系统的建设及视频图像信息整合与共享工作，遵照统一标准、科学推进、统筹规划、分步实施、实战引领、应用带动、突出重点、分级建设的原则，本文谈一下对桥梁隧道监控的看法，希望能抛砖引玉。
　　一、面临的挑战
　　视频监控系统是桥梁隧道机电建设不可或缺的一部分，建设范围之广、涉及专业之多、技术含量之高、协调方面之广、运营管理之难，非常考验建设方的综合能力。
　　虽然我国桥梁隧道发展时间并不长，但是随着时代的发展，在一些已建成的桥梁隧道监控系统上，监控系统上的一些问题开始凸显出来。
　　1.1功能不完善
　　在工程初步设计中，虽然考虑了视频数据信息采集，信息处理和信息发布三大功能，但是在具体实施中，重采集轻决策，重硬件轻软件，重监视轻控制，没有真正实现监控系统。
　　1.2效果不明显
　　目前大部分桥梁隧道监控系统采集的视频数据清晰度不高，与桥梁隧道以及其他交通数据之间相关性小，利用价值不高，因而不能构成正确决策的依据，难以形成符合实际情况的控制方案。或者即使有了控制方案，但是由于设施不配套，设备布局不合理，难以使控制方案得到正确的实施。
　　1.3投资方不重视
　　我国大多数桥梁隧道的业主对监控系统（相对于收费系统和通信系统）是不重视的，具体表现在对监控系统的作用理解不深、关心不够、投资不足。个别业主仅仅满足于对视频信息“能看到”的需求。分析其主要原因可能在于其对交通部文件精神的误解，缺少对交通需求的理解以及资金因素等。
　　1.4监控设备品牌杂、模式多为系统整合带来困扰
　　桥梁隧道机电建设由于其规模大、分段建设投资主体较多且视频监控系统涵盖其中，往往导致监控设备品牌众多，技术参差不齐。而建设和维护周期较长，系统复杂度较高，导致设备随着监控技术的发展，新老交替，模式呈现多样化。加之产品供应商人为设置技术壁垒，为系统的结构调整和资源整合带来了困扰。
　　1.5物理监控盲区与逻辑监控盲区很难抉择
　　目前桥梁隧道机电建设的视频监控部分大多采用全程监控，甚至视场无缝覆盖的方式有效的消除了物理监控盲区；但是海量前端摄像机采集的视频图像，导致监控中心交通管理业务部门无法在有限的时间内实时掌控所有重要场景，出现逻辑监控盲区。
　　1.6视频图像包含的潜在信息有待深入挖掘
　　从视频图像中分析抽取的有效数据太少，交通参数采集需要单独系统建设投资，部分地区还停留在靠人工操作，肉眼直观判断的方式来了解一手的交通通行状况，无法最大限度的挖掘视频资源价值，为交通运管及公众信息发布服务。
　　1.7海量监控设备采用人工运维成本高、工作量巨大
　　目前数量庞大的视频监控设备的运维工作都是完全靠人工检测和处理，监测难度大，故障处理不及时，而且运维工作量巨大，导致运维的成本不断增加，使得视频监控系统的使用效果大打折扣，严重影响了安全保障工作的有效开展。
　　1.8如何更好的提供面向公众的视频图像增值服务
　　伴随着全国公路交通体系的建设热潮，视频监控子系统作为机电建设中不可或缺的一部分，在桥梁隧道运营管理中也发挥着越来越大的作用。一些经济较发达的省份纷纷采用全程监控的方式，解决了物理监控盲区的问题，同时监控中心也拥有了丰富的视频图像资源。除了用于日常的桥梁隧道运营管理外，如何更好的利用这些视频图像资源为公众提供便捷、优质的视频图像增值服务，最大限度的发挥它的价值，也是我们正在思考的问题。
　　二、需求分析
　　近年来，桥梁隧道建设飞速发展的同时，我们也需要理性的看待目前面临的问题，客观的对问题进行评价，针对问题对症下药，提出有效的解决办法，即是系统建设的直接需求。
　　2.1提升视频图像清晰度及图像质量
　　目前我国桥梁隧道视频监控系统，主要从两个维度分别发展。一个是从标清视频向高清视频发展，另一个是从模拟视频信号向IP网络信号发展。
　　纵观全国大部分桥梁隧道视频监控系统建设，高清网络摄像机依靠其高质量的图像清晰度，已经开始慢慢进入客户的视野。客户开始尝试性的使用高清摄像机，反映了桥梁隧道业主在实际业务开展中，对于视频图像清晰度、图像质量及数据传输等的需求已发生变化。提升视频图像清晰度，提高图像质量，解决客户“看得见，但看不清”的问题已经是重中之重。
　　在过去10年的高速发展中，“模拟摄像机+光端机+字符叠加器+视频分配器+模拟矩阵+硬盘录像机”的监控方式一度是主流的监控方案。但是在长时间的建设当中，模拟信号多次模数转换造成的图像损伤严重，设备数量、种类繁多，现场施工复杂等等问题已经日益凸显。相对于网络摄像机来说，模拟摄像机结构复杂度高、系统运维负担重，一定程度上阻碍了桥梁隧道视频监控系统的建设和发展。而网络摄像机接口简单、技术日渐成熟等优势，已经成为今后桥梁隧道监控系统的趋势所在。
　　需求：了解客户切实想法及市场发展方向，通过设备的发展与更新，满足客户及整个行业对视频图像质量的需求。
　　2.2扩大监控系统联网整合度规模
　　桥梁隧道视频监控网络，受桥梁隧道管理模式和技术层面的限制，基本上只能实现所辖视频资源的初步管理，无法做到视频图像资源的充分相互调用。各省基于桥梁隧道网络系统的互联互通、资源共享层面的应用程度还是参差不齐，同时已经联网的监控平台对资源的覆盖还不够充分，管理策略还比较分散。
　　由于一些地方监控系统建设时间较早，相当一部分视频信息与新建桥梁隧道监控系统无法完美对接。一方面造成一定程度的重复建设；另一方面，当需要跨路段调用视频图像时无法直接快速地获取各自需要的有价值的视频信息。
　　需求：建立桥梁隧道视频联网平台，最大限度的实现不同路段监控系统之间的互联互通。充分整合已建的桥梁隧道视频监控资源，最大限度的保护原有的资产。后期建设中再改造部分重要场所的视频图像前端采集设备，做好迁移利旧，循序渐进的实现从标清到高清的过渡。
　　2.3挖掘视频图像资源的应用价值
　　目前，桥梁隧道视频监控点位的布局设计已经有规可循。当通过新建平台来实现系统互联互通、视频资源共享的同时，还应该充分考虑已建平台技术存在局限，解决传统的人工实时预览监控画面、调阅历史图像所存在的不便和问题。以往平台功能拓展不深，深层应用少，业务契合度低，已经很难满足现在桥梁隧道实际应用需求。
　　需求：拓展平台的深层应用，实现视频数据深度挖掘和综合研判，最大限度的发挥视频信号资源的实战价值。
　　三、解决之道
　　在坚持统一标准、科学推进，统筹规划、分步实施，实战引领、应用带动，突出重点、分级建设的原则上，项目的总体建设思路及目标如下：
　　3.1建立桥梁隧道全程视频监控系统
　　桥梁隧道全程监控系统是为了充分发挥桥梁隧道“高速、安全、舒适、高效”的功能特性，监控辖区内行车状况，形成一个良好的行车环境，保证行车和人身的安全并及时提供必要的信息，保证道路较高的服务水平，实现对交通运行的宏观管理和调度。
　　3.2建立桥梁隧道视频监控综合平台
　　建立桥梁隧道视频监控系统综合平台，在建设的范围内最大限度的实现公路交通体系各监控系统之间的互联互通。
　　通过构建分布式结构的图像监控系统总体架构和图像监控网络，以满足晰图像、实时传输的需要以及系统安全的要求。以各个管理站和监控中心应用单位为节点，以专用的光纤通道和通信系统为媒介，实现图像传输和监控，整个系统采用自下而上的组织模式，通过各级设备的紧密协调，使桥梁隧道监控系统成为协调统一的整体系统，从而安全、可靠、高效的完成监控、管理工作。
　　3.3充分整合已有视频资源，构建统一的视频调用机制
　　需要充分整合现有桥梁隧道的视频图像资源。本着从实际情况出发，先整合新建桥梁隧道视频监控项目的视频监控资源，然后逐步接入已有项目的监控视频信号，最大限度的保护业主原有的资产，构建统一的视频图像信号调用机制。
　　3.4实现数据深度挖掘和综合研判，拓展平台的深层应用
　　需要基于统一的视频调用机制，做好视频数据调用、整合、共享工作。同时，拓展平台的深层应用，最大限度的发挥视频图像资源的实战价值，更好的为桥梁隧道管理系统服务。