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摘要：高速公路机电工程建设在最近这些年有了长足的发展，在高速公路管理运营过程中，其核心部分是机电系统，机电系统也是高速公路营运管理的平台。本文分析了当代高速公路机电工程发展方向。
关键词：当代；高速公路；机电工程；发展方向
引言
虽然国内各地高速公路全程监控在建设中仍面临不少挑战，但随着监控技术的快速发展，这几年高速公路全程监控在探索中前进，取得了一定的成效。相信今后全程监控的标准会更完善，系统也会加强智能化图像分析、识别、检索等应用，在此基础上，结合新兴的大数据云存储与计算，视频监控将会发挥更大作用，提供更大范围联网及第三方平台对接实现资源共享最大化。
1当代高速公路机电工程智能化发展
目前随着高速公路监控网络化和高清化发展，其必然带来海量信息，如何在大量数据中挖掘出有用信息越来越受到用户的广泛关注，这也促使智能分析技术得到更多应用。
1.1车牌识别
目前车牌识别应用已经很普及，它是高速收费系统和高速车辆智能监测记录系统的重要组成部分。早先高速公路车牌识别是基于“标清+ 前端智能盒”或后台识别方式，近几年嵌入式高清抓拍机的不断运用把车牌识别推向了一个新的高度。同时，识别技术由多帧识别、择优输出取代了早先的单次识别，提高了识别准确率。目前，微卡口的应用（在普通道路视频监控基础上前端叠加车牌识别功能）实现了宏观监控和细节识别的有效结合，是高速公路视频监控的全新尝试。
1.2交通事件检测
目前对于高速公路重点路段、事故多发路段需要通过智能分析来进行事件检测，快速发现高速公路上的违法违规事件，保证高速公路的安全运行。基于视频检测的交通事件检测系统，主要是利用安装在道路上的摄像机对交通情况进行实时监控，通过先进的智能视频检测算法（多目标识别与跟踪技术），及时发现并上报特定交通事件。交通事件检测在采集高清图像的基础上，主要实现对画面中出现的停车、超速、欠速、逆行、行人出现、抛洒物等各类异常事件进行检测。目前产品应用形态由早先的服务器分析模式演变成嵌入式分析盒模式。
1.3交通流量采集
传统的高速公路交通流量采集是通过地感线圈、微波方式，目前基于高清视频的交通流量采集逐渐得到运用。视频交通流量采集系统采用模式识别算法、人工智能算法和车辆跟踪算法等多领域的技术，实现对画面中特定区域（如车道内）的车辆进行识别和分辨，对过往车辆数、排队长度等进行统计，同时还采用视频测速技术对过往车辆的速度进行测量。其支持以下交通流数据的实时采集和计算：车流量、瞬时速度、车头时距、车头间距、车道空间占有率、车辆排队长度等，视频流量采集具有安装简易、维护方便、适用性高等特点。
2当代高速公路机电工程通信系统发展
高速公路机电通信系统是高速公路机电系统的神经中枢，也是监控系统和收费系统的综合信息传送平台，随着通信行业新技术日新月异的发展和高速公路发展智能交通的需要，高速公路通信系统的未来发展需要新技术的支撑
推动高速公路机电通信系统不断进步和发展的一个重要措施就是要对现在的技术进行不断的完善，然后不断的研发新的优秀技术。但是，由于我国对新技术信息的了解和判定仍然没有一个相对完善的统一标准，所以在研发和引进新技术时还应该坚持适度原则，尽量先在小面积组网中使用。而分析我国高速公路通信信息发展条件可知，新技术的开发与引进应该以投资小使用大为主要考虑原则。给予这种背景，高速公路通信系统未来发展方向可以专供接入网信息业务扩展、预防设备垄断和加强法律作用几个方面。除了需要完善技术之外，高速公路通信系统还应该对产权维护抢修制度进行进一步的完善和落实。通过采取多种手段提高维护效率和降级维护成本。
3当代高速公路机电工程网络视频监控发展
3.1网络高清发展
目前高速公路视频监控高清化除了通过网络建设，还可以采用HDSDI数字高清方式。HD-SDI 技术特点是“无压缩、低延时”，这是网络高清系统不可比拟的优势，但是在实际项目中，HD-SDI 数字高清并没有大规模运用，其主要原因在于：第一，HD-SDI 数字高清没有强有力的行业标准规范支持，主流芯片、产品厂商虽然有相应的SDI 产品，但多处于观望状态；第二，HD-SDI 传输距离是最大瓶颈，其100 米的传输距离具有很大的局限性，远距离需要借助中继设备，这样必然带来项目成本上升；第三，HD-SDI 无压缩面临海量存储，远高于网络高清，所以后端存储还是需要通过压缩编码，但是目前针对SDI 的芯片编码能力有限，编码技术有待进一步提高。
网络高清的优势在于网络系统的架构下，可以进行灵活的组网、便捷的远程访问以及大平台的搭建，是主流的方案，然而网络高清在传输过程中需要进行压缩编码、解码，中间环节会出现丢包、网络堵塞等问题，从而导致视频画面延时，对于需要云台转动进行实时控制的场景这将非常不利。虽然网络高清是现在高速视频监控项目的首选，但网络高清与HD-SDI 高清不是完全独立的，事实上两者在项目中可以相辅相成。我们应该站在客户的角度理性对待，合理设计，比如某项目监控点间的距离为100 米之内时，整套系统则可采取整体HD-SDI 数字高清方式，通过同轴电缆或光端机传输，后台直接接入高清SDI 矩阵并输出显示。此种模式适用于中小型高速公路视频监控项目的高清改造，其在保留原有模拟系统的布线状态下更新设备即可，可最大限度满足用户的习惯性需求。
3.2 H.265 产品或将在高速公路视频监控得到充分运用
这两年来网络视频监控系统正在向更高分辨率演进，高速公路监控高清化和所有行业监控一样，将面临网络带宽、存储的问题。目前应用的H.264 从技术上无法解决高清视频高码率问题，超高的网络带宽、高昂的存储投资将成为高清视频进一步应用的瓶颈。尤其对需要改造的高速公路视频监控系统，受到网络带宽限制，无法在原有网络条件下利用H.264 大规模升级到高清视频监控系统。目前，采用H.265 标准方案的监控产品崭露头角。H.265 是ITU-TVCEG 继H.264 之后所制定的新视频压缩标准，其围绕着现有的视频编码标准H.264，在保留原来某些技术的基础上，同时对一些相关的技术加以改进，用以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系，达到最优化设置。在码率大幅降低的情况下，H.265编码视频的主观质量与H.264 编码视频近似甚至更好。以1080P 分辨率为例，实时帧1.5Mbps 的H.265 码流即可达到H.264 码流主观质量，而码率只有常规H.264 的1/3 ～ 1/4。H.265带来的超低码流特性将解决带宽和存储问题（H.265 技术同样适用HD-SDI存储编码）。超低码流结合目前4G 商用，也使得高清无线传输成为可能，对高速路条状、跨区域场景尤为合适。同时H.265 在边缘低照效果和强光抑制方面的优越性也非常适合高速场景。可以预计，H.265 产品将在高速公路视频监控得到充分运用，但我们也应该清醒认识到，这需要一定的培育周期，目前H.265 面临的联网标准和专利收费风险亟需解。
结论
智能系统在高速公路机电工程中得到了重要应用，通过对智能系统的特点分析，智能系统将在高速公路机电工程的监控、信号处理和远程信号控制方面得到全面的应用和发展。
参考文献：
[1]林宗良.高速公路隧道监控系统软件设计及其模块开发[J].科技信息.2013（28）.
[2]张水平，李远行，王金齐.视频监控系统中几种压缩技术的分析与比较[J].安防科技.2007（04）
[3]杨国山.网络化检斤和视频监控系统的设计与实现[J].天津冶金.2007（03）.
[4]罗万杰.视频监控的智能化离我们还有多远？[J].中国安防.2007（11）.
关键词：当代；高速公路；机电工程；发展方向
引言
虽然国内各地高速公路全程监控在建设中仍面临不少挑战，但随着监控技术的快速发展，这几年高速公路全程监控在探索中前进，取得了一定的成效。相信今后全程监控的标准会更完善，系统也会加强智能化图像分析、识别、检索等应用，在此基础上，结合新兴的大数据云存储与计算，视频监控将会发挥更大作用，提供更大范围联网及第三方平台对接实现资源共享最大化。
1当代高速公路机电工程智能化发展
目前随着高速公路监控网络化和高清化发展，其必然带来海量信息，如何在大量数据中挖掘出有用信息越来越受到用户的广泛关注，这也促使智能分析技术得到更多应用。
1.1车牌识别
目前车牌识别应用已经很普及，它是高速收费系统和高速车辆智能监测记录系统的重要组成部分。早先高速公路车牌识别是基于“标清+ 前端智能盒”或后台识别方式，近几年嵌入式高清抓拍机的不断运用把车牌识别推向了一个新的高度。同时，识别技术由多帧识别、择优输出取代了早先的单次识别，提高了识别准确率。目前，微卡口的应用（在普通道路视频监控基础上前端叠加车牌识别功能）实现了宏观监控和细节识别的有效结合，是高速公路视频监控的全新尝试。
1.2交通事件检测
目前对于高速公路重点路段、事故多发路段需要通过智能分析来进行事件检测，快速发现高速公路上的违法违规事件，保证高速公路的安全运行。基于视频检测的交通事件检测系统，主要是利用安装在道路上的摄像机对交通情况进行实时监控，通过先进的智能视频检测算法（多目标识别与跟踪技术），及时发现并上报特定交通事件。交通事件检测在采集高清图像的基础上，主要实现对画面中出现的停车、超速、欠速、逆行、行人出现、抛洒物等各类异常事件进行检测。目前产品应用形态由早先的服务器分析模式演变成嵌入式分析盒模式。
1.3交通流量采集
传统的高速公路交通流量采集是通过地感线圈、微波方式，目前基于高清视频的交通流量采集逐渐得到运用。视频交通流量采集系统采用模式识别算法、人工智能算法和车辆跟踪算法等多领域的技术，实现对画面中特定区域（如车道内）的车辆进行识别和分辨，对过往车辆数、排队长度等进行统计，同时还采用视频测速技术对过往车辆的速度进行测量。其支持以下交通流数据的实时采集和计算：车流量、瞬时速度、车头时距、车头间距、车道空间占有率、车辆排队长度等，视频流量采集具有安装简易、维护方便、适用性高等特点。
2当代高速公路机电工程通信系统发展
高速公路机电通信系统是高速公路机电系统的神经中枢，也是监控系统和收费系统的综合信息传送平台，随着通信行业新技术日新月异的发展和高速公路发展智能交通的需要，高速公路通信系统的未来发展需要新技术的支撑
推动高速公路机电通信系统不断进步和发展的一个重要措施就是要对现在的技术进行不断的完善，然后不断的研发新的优秀技术。但是，由于我国对新技术信息的了解和判定仍然没有一个相对完善的统一标准，所以在研发和引进新技术时还应该坚持适度原则，尽量先在小面积组网中使用。而分析我国高速公路通信信息发展条件可知，新技术的开发与引进应该以投资小使用大为主要考虑原则。给予这种背景，高速公路通信系统未来发展方向可以专供接入网信息业务扩展、预防设备垄断和加强法律作用几个方面。除了需要完善技术之外，高速公路通信系统还应该对产权维护抢修制度进行进一步的完善和落实。通过采取多种手段提高维护效率和降级维护成本。
3当代高速公路机电工程网络视频监控发展
3.1网络高清发展
目前高速公路视频监控高清化除了通过网络建设，还可以采用HDSDI数字高清方式。HD-SDI 技术特点是“无压缩、低延时”，这是网络高清系统不可比拟的优势，但是在实际项目中，HD-SDI 数字高清并没有大规模运用，其主要原因在于：第一，HD-SDI 数字高清没有强有力的行业标准规范支持，主流芯片、产品厂商虽然有相应的SDI 产品，但多处于观望状态；第二，HD-SDI 传输距离是最大瓶颈，其100 米的传输距离具有很大的局限性，远距离需要借助中继设备，这样必然带来项目成本上升；第三，HD-SDI 无压缩面临海量存储，远高于网络高清，所以后端存储还是需要通过压缩编码，但是目前针对SDI 的芯片编码能力有限，编码技术有待进一步提高。
网络高清的优势在于网络系统的架构下，可以进行灵活的组网、便捷的远程访问以及大平台的搭建，是主流的方案，然而网络高清在传输过程中需要进行压缩编码、解码，中间环节会出现丢包、网络堵塞等问题，从而导致视频画面延时，对于需要云台转动进行实时控制的场景这将非常不利。虽然网络高清是现在高速视频监控项目的首选，但网络高清与HD-SDI 高清不是完全独立的，事实上两者在项目中可以相辅相成。我们应该站在客户的角度理性对待，合理设计，比如某项目监控点间的距离为100 米之内时，整套系统则可采取整体HD-SDI 数字高清方式，通过同轴电缆或光端机传输，后台直接接入高清SDI 矩阵并输出显示。此种模式适用于中小型高速公路视频监控项目的高清改造，其在保留原有模拟系统的布线状态下更新设备即可，可最大限度满足用户的习惯性需求。
3.2 H.265 产品或将在高速公路视频监控得到充分运用
这两年来网络视频监控系统正在向更高分辨率演进，高速公路监控高清化和所有行业监控一样，将面临网络带宽、存储的问题。目前应用的H.264 从技术上无法解决高清视频高码率问题，超高的网络带宽、高昂的存储投资将成为高清视频进一步应用的瓶颈。尤其对需要改造的高速公路视频监控系统，受到网络带宽限制，无法在原有网络条件下利用H.264 大规模升级到高清视频监控系统。目前，采用H.265 标准方案的监控产品崭露头角。H.265 是ITU-TVCEG 继H.264 之后所制定的新视频压缩标准，其围绕着现有的视频编码标准H.264，在保留原来某些技术的基础上，同时对一些相关的技术加以改进，用以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系，达到最优化设置。在码率大幅降低的情况下，H.265编码视频的主观质量与H.264 编码视频近似甚至更好。以1080P 分辨率为例，实时帧1.5Mbps 的H.265 码流即可达到H.264 码流主观质量，而码率只有常规H.264 的1/3 ～ 1/4。H.265带来的超低码流特性将解决带宽和存储问题（H.265 技术同样适用HD-SDI存储编码）。超低码流结合目前4G 商用，也使得高清无线传输成为可能，对高速路条状、跨区域场景尤为合适。同时H.265 在边缘低照效果和强光抑制方面的优越性也非常适合高速场景。可以预计，H.265 产品将在高速公路视频监控得到充分运用，但我们也应该清醒认识到，这需要一定的培育周期，目前H.265 面临的联网标准和专利收费风险亟需解。
结论
智能系统在高速公路机电工程中得到了重要应用，通过对智能系统的特点分析，智能系统将在高速公路机电工程的监控、信号处理和远程信号控制方面得到全面的应用和发展。
参考文献：
[1]林宗良.高速公路隧道监控系统软件设计及其模块开发[J].科技信息.2013（28）.
[2]张水平，李远行，王金齐.视频监控系统中几种压缩技术的分析与比较[J].安防科技.2007（04）
[3]杨国山.网络化检斤和视频监控系统的设计与实现[J].天津冶金.2007（03）.
[4]罗万杰.视频监控的智能化离我们还有多远？[J].中国安防.2007（11）.