CN117240998A - 一种高速公路用监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及监控系统技术领域，尤其是涉及一种高速公路用监控系统及方法。所述装置，包括智能监控设备、监控中心和数据处理平台，所述监控中心分别连接数据处理平台和智能监控设备，所述智能监控设备包括视频传输通道和设备编号，所述视频传输通道连接数据处理平台；所述数据处理平台包括视频数据存储单元、视频数据分析单元和视频数据压缩解码单元，所述视频数据存储单元连接视频数据分析单元，所述视频数据分析单元连接视频数据压缩解码单元。本发明的技术方案，能够对高速公路交通状况实时监控的同时进行视频的安全传输，避免了监控盲区提高了传送效率，为汽车在高速公路上正常行驶提供了安全保障。

Description

一种高速公路用监控系统及方法

技术领域

本发明涉及监控系统技术领域，尤其是涉及一种高速公路用监控系统及方法。

背景技术

现有技术中，高速公路用监控系统能够对高速公路的车流量、车速和拥堵情况进行实时监控记录，并上传到监控中心，方便监控中心对当前的道路情况做出下一步处理，随着车流量的日益增大，道路交通安全是重中之重，车辆隐私和安全问题越来越重要，另外道路拥堵情况和交通事故发生的频率也在大幅度增加，高速公路用监控系统能实时监控高速公路上的路况，在道路交通领域发挥着不可替代的作用。现阶段随着车流量不断增大，高速公路的长度和复杂度也随之增加，涉及大量的个人和车辆信息，其安全性成为一个不可忽略的问题，但是现有的高速公路用监控系统往往具有监控盲区和信息保护不到位的缺陷，现阶段需要一种高速公路用监控系统及方法，能及时发现并处理交通问题，在避免监控盲区的同时又能安全的将数据传送到监控中心。

发明内容

为了解决高速公路用监控系统存在监控盲区和信息保护不到位的问题，本发明提供一种高速公路用监控系统及方法。

本发明提供的一种高速公路用监控系统及方法，采用如下的技术方案：

第一方面，一种高速公路用监控系统，包括：

智能监控设备、监控中心和数据处理平台，所述监控中心分别连接数据处理平台和智能监控设备，所述智能监控设备包括视频传输通道和设备编号，所述视频传输通道连接数据处理平台；

所述数据处理平台包括视频数据存储单元、视频数据分析单元和视频数据压缩解码单元，所述视频数据存储单元连接视频数据分析单元，所述视频数据分析单元连接视频数据压缩解码单元；

所述智能监控设备还包括加密单元和通讯单元，所述通讯单元连接数据处理平台。

进一步地所述智能监控设备包括主摄镜头、夜视镜头、云台镜头和太阳能电池板。

进一步地，所述视频传输通道包括前端通道编码和设备通道编码，所述主摄镜头、夜视镜头和云台镜头分别对应不同的前端通道编码。

进一步地，所述加密单元包括加密小板，所述加密小板固化有证明智能监控设备身份的数字证书密钥。

进一步地，所述通讯单元包括工业物联网卡，所述工业物联网卡采用4G网络通讯的方式进行视频传输，所述数据处理平台通过工业物联网卡实现智能监控设备的远程调控。

进一步地，所述监控中心包括平台编号，所述平台编号对接入监控中心的智能监控设备进行编号分类，包括将设备编号修改为平台编号进行接入。

进一步地，所述视频数据存储单元包括硬盘列阵存储和云存储，所述硬盘列阵存储对实时视频数据进行存储分析，所述云存储对分析完成后的实时视频数据进行备份。

进一步地，所述数据分析单元包括图像处理装置，所述图像处理装置对智能监控设备拍摄到交通事故和拥堵的情况进行标记并传送到监控中心。

进一步地，所述视频数据压缩解码单元包括视频压缩编解码器，所述视频压缩编解码器对智能监控设备传递的视频数据进行压缩解码处理。

第二方面， 一种高速公路用监控方法，包括：通过对高速公路交通视频提取、压缩、存储；

存储完成后对视频进行解码、分析，对视频中路况进行标注；

根据标注的视频信息，进行预警。

综上所述，本发明具有如下的有益技术效果：

本发明是一种高速公路用监控系统及方法，通过智能监控设备对高速公路的交通状态实时监控并上传到数据处理平台，通过加密小板固化的数字证书密钥保证了视频传输的安全性，有效保护了车辆信息及个人隐私，同时监控设备上设有云台，能进行水平和垂直结构上旋转，实现多角度拍摄避免了监控盲区，高速公路用监控系统及方法提高了视频传送效率，更好的协调各部门间配合，及时有效的采取措施保证道路安全。

附图说明

图1是本发明实施例1的一种高速公路用监控系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

参照图1，本实施例的一种高速公路用监控系统，包括：

智能监控设备、监控中心和数据处理平台，所述监控中心分别连接数据处理平台和智能监控设备，所述智能监控设备包括视频传输通道和设备编号，所述视频传输通道连接数据处理平台；

所述数据处理平台包括视频数据存储单元、视频数据分析单元和视频数据压缩解码单元，所述视频数据存储单元连接视频数据分析单元，所述视频数据分析单元连接视频数据压缩解码单元；

所述智能监控设备还包括加密单元和通讯单元，所述通讯单元连接数据处理平台。

所述智能监控设备还包括主摄镜头、夜视镜头、云台镜头和太阳能电池板。

所述视频传输通道包括前端通道编码和设备通道编码，所述主摄镜头、夜视镜头和云台镜头分别对应不同的前端通道编码。

所述加密单元包括加密小板，所述加密小板固化有证明智能监控设备身份的数字证书密钥。

所述通讯单元包括工业物联网卡，所述工业物联网卡采用4G网络通讯的方式进行视频传输，所述数据处理平台通过工业物联网卡实现智能监控设备的远程调控。

所述监控中心包括平台编号，所述平台编号对接入监控中心的智能监控设备进行编号分类，包括将设备编号修改为平台编号进行接入。

所述视频数据存储单元包括硬盘列阵存储和云存储，所述硬盘列阵存储对实时视频数据进行存储分析，所述云存储对分析完成后的实时视频数据进行备份。

所述数据分析单元包括图像处理装置，所述图像处理装置对智能监控设备拍摄到交通事故和拥堵的情况进行标记并传送到监控中心。

所述视频数据压缩解码单元包括视频压缩编解码器，所述视频压缩编解码器对智能监控设备传递的视频数据进行压缩解码处理。

具体的，

本实施例的一种高速公路用监控系统，包括以下内容：

智能监控设备的外部结构，上方为自带储能电源的太阳能电池，能实现36V电压供应，下方为监控摄像头，主摄镜头和夜视镜头在同一个镜框内，镜框采用轴承结构，能实现上下镜框角度调节，两侧由螺丝进行固定镜头，在安装时先调节镜头的上下拍摄角度，通过上下拍摄角度的调节来控制镜头拍摄距离远近，角度合适之后进行螺丝固定，在监控摄像头后侧是检修盖，安装时打开检修盖进行气密性检验，确保设备不透气来保证防水性效果。在镜框上方设有云台，云台镜头为全天拍摄，云台能在水平和垂直结构上实现180度旋转。

在智能监控设备的镜头设计方面，主摄镜头和夜视镜头在同一个镜框内，镜框采用轴承结构，两侧由螺丝进行固定镜头，在安装时通过松紧螺丝调节镜头的上下拍摄角度，在安装时使主摄镜头与高速公路的主干道路处于同一水平线，调节完成后将设备镜头进行固定，云台能在水平和垂直结构上进行旋转，监控中心的视频界面有控制云台旋转的菜单选项，点开需要调节角度的智能监控设备视频界面，对云台进行上下左右的角度调节。

云台能在水平和垂直结构上实现180度旋转是以智能监控设备为平面，对所述平面前方的高速公路进行拍摄，实现辅助主摄镜头的拍摄效果，安装完成以后主摄镜头固定拍摄平面前方高速公路，云台镜头通过远程角度调控对主摄镜头起辅助作用，高速公路采用多级智能监控设备共同拍摄完成，对于监控设备平面后方的区域由下一级智能监控设备进行拍摄，以此类推。

主摄镜头拍摄主干道路，云台镜头进行辅助拍摄，通过监控中心对云台旋转角度的调节，使云台镜头对监控设备所在平面前方的位置拍摄无死角，云台镜头为全天拍摄，智能监控设备具有多个视频传输通道，通过多镜头多通道的拍摄方式避免监控盲区。

智能监控设备的内部组成分为主板芯片、电源芯片和加密小板，在加密小板内部固化证明自身身份的数字证书，数字证书认证采用PKI非对称密钥模式，根据智能监控设备信息以及平台编码信息生成证明设备身份的数字证书，将数字证书倒入加密小板完成视频传输的安全性保障。

在非对称加密中将密钥分为公钥和私钥两部分，采用base64处理方法对数字证书中的随机数进行编码作为加密前数据，数字证书为密钥的载体，将证书存储在加密小板内，数字证书的形式为：

其中，为智能监控设备的设备编号，/>为监控设备的公钥，T是时间戳，/>为监控设备私钥，/>则为监控设备的数字证书。

每台智能监控设备的设备编号都是确定且唯一的，得到的数字证书也是唯一且固定的，公钥是对全部智能监控设备使用的加密密钥，公钥对数字证书的验证方式为：

其中，则为监控设备的数字证书，/>为与数字证书/>相匹配的公钥， />为智能监控设备的设备编号，/>为监控设备的公钥，T是时间戳，/>为监控设备私钥。

公钥与私钥相对应，每台智能监控设备具有其单独的私钥，所述私钥对公钥加密后的数据进行解密，对于其加密方式采用RSA加密算法进行数据加密，具体表示为：

其中C表示为加密后数据，m为加密前数据，e表示为加密指数，n为公钥。

数据加密方式为加密前数据的E次方再对公钥进行mod运算得到，解密过程通过反推实现，上述方案采用非对称密钥算法保护智能监控设备通讯数据的安全，在智能监控设备不被替换的前提下，其接入系统的数字证书为固定不变的，其他新接入的监控设备需要导入数字证书后才能正常接入监控系统。

监控中心分为各地市监控中心和总监控中心，根据智能监控设备安装的位置设有平台编码，各地市接入管辖范围内的平台编码，根据高速道路名称进行线路划分及编号，在监控中心显示页面上为分层级目录，第一级目录为高速线路名称，第二级为线路设备编号如001、002等依次排列，点开标号之后观察设备的实时视频、历史视频、告警情况和设备状态等，通过上述措施更能清晰的观察每台设备所在的具体位置及其状态。各地市监控中心接入总监控中心，总监控中心依据各地市监控中心进行分类，点开各地市监控中心后页面与上述相同，实现总指挥总调度的作用。

数据处理平台为监控设备连接监控中心的中转站，将监控设备发送的视频进行存储、分析并传送到监控中心进行查阅，在存储部分数据处理平台采用硬盘列阵和云存储两种方式，硬盘列阵采用的RAID6系列，能提供更高的冗余性，在视频数据传送来时先存储到硬盘列阵中进行视频分析，分析完成后的视频传输到云盘，硬盘列阵中的视频数据进行覆盖，在视频数据分析方面采用人工加智能的处理方式，智能监控设备进行事故告警和车流量分析后进行人工核对查验，人工进行查验完成之后做出报表分析传送到监控中心。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例提供一种高速公路用监控方法，包括：通过对高速公路交通视频提取、压缩、存储；

存储完成后对视频进行解码、分析，对视频中路况进行标注；

根据标注的视频信息，进行预警。

具体的，

本实施例的一种高速公路用监控方法，包括以下内容：

数据处理平台通过智能监控设备对高速公路上的视频进行提取，提取完成之后采用视频压缩编解码器将视频进行压缩并存储到硬盘列阵，存储完成后对视频进行解码分析并传送到监控中心，根据不同的告警类型进行标注，大致分为事故告警、交通拥堵、道路湿滑和能见度低告警，将告警标注后传送到监控中心，监控中心根据报警类型联系相关部门进行道路疏通，高速公路上发生交通事故时监控中心不仅要监视事故路段的具体情况，更要通过设备编码查询事故点前方的交通流量，联系相关部门进行及时疏通，必要时通过车辆信息查询驾驶人员进行短信提醒，通过上述方法提高了视频传送效率，更好的协调各部门间配合，及时有效的采取措施保证道路安全。

本发明工作原理如下：

如图1所示，智能监控设备含有通讯单元，通过视频传输通道采用物联网卡4G网络通讯的方式与数据处理平台实现视频数据的传送，视频传输通道设有三个前端通道编码，分别对应三个镜头，数据处理平台通过前端通道设置各个镜头的拍摄时间，监控设备内设有主板芯片，数据处理平台通过短信的形式对智能监控设备进行调试，包括包括修改设备的IP、端口和运行模式完成设备调试及平台转换，当视频数据传送到数据处理平台时，进行压缩、存储、解码和视频分析并实时传送到监控中心。

数据处理平台为整个系统的核心，连接智能监控设备与监控中心的交点，数据处理平台根据视频告警次数及其设备状态做出报表统计传送到监控中心，由监控中心进行道路状态的分析，监控中心接收到视频信号后根据事件类型进行决策判断并联系相关部门，保证事故处理的及时有效性。

以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速公路用监控系统，其特征在于，包括：

智能监控设备、监控中心和数据处理平台，所述监控中心分别连接数据处理平台和智能监控设备，所述智能监控设备包括视频传输通道和设备编号，所述视频传输通道连接数据处理平台；

所述数据处理平台包括视频数据存储单元、视频数据分析单元和视频数据压缩解码单元，所述视频数据存储单元连接视频数据分析单元，所述视频数据分析单元连接视频数据压缩解码单元；

所述智能监控设备还包括加密单元和通讯单元，所述通讯单元连接数据处理平台。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路用监控系统，其特征在于，所述智能监控设备还包括主摄镜头、夜视镜头、云台镜头和太阳能电池板。

3.根据权利要求1所述的一种高速公路用监控系统，其特征在于，所述视频传输通道包括前端通道编码和设备通道编码，所述主摄镜头、夜视镜头和云台镜头分别对应不同的前端通道编码。

4.根据权利要求1所述的一种高速公路用监控系统，其特征在于，所述加密单元包括加密小板，所述加密小板固化有证明智能监控设备身份的数字证书密钥。

5.根据权利要求1所述的一种高速公路用监控系统，其特征在于，所述通讯单元包括工业物联网卡，所述工业物联网卡采用4G网络通讯的方式进行视频传输，所述数据处理平台通过工业物联网卡实现智能监控设备的远程调控。

6.根据权利要求1所述的一种高速公路用监控系统，其特征在于，所述监控中心包括平台编号，所述平台编号对接入监控中心的智能监控设备进行编号分类，包括将设备编号修改为平台编号进行接入。

7.根据权利要求1所述的一种高速公路用监控系统，其特征在于，所述视频数据存储单元包括硬盘列阵存储和云存储，所述硬盘列阵存储对实时视频数据进行存储分析，所述云存储对分析完成后的实时视频数据进行备份。

8.根据权利要求1所述的一种高速公路用监控系统，其特征在于，所述数据分析单元包括图像处理装置，所述图像处理装置对智能监控设备拍摄到交通事故和拥堵的情况进行标记并传送到监控中心。

9.根据权利要求1所述的一种高速公路用监控系统，其特征在于，所述视频数据压缩解码单元包括视频压缩编解码器，所述视频压缩编解码器对智能监控设备传递的视频数据进行压缩解码处理。

10.一种高速公路用监控方法，基于如权利要求1-9任意一项所述的系统，其特征在于，包括：

通过对高速公路交通视频提取、压缩、存储；

存储完成后对视频进行解码、分析，对视频中路况进行标注；

根据标注的视频信息，进行预警。