引言。
行車安全對于高速公路運營管理單位及廣大交通參與者來講至關重要。隨著全球氣候的變化，近年來，低溫、雨雪及冰凍天氣有在全國蔓延的趨勢。高速公路結冰不僅在北方，在南方大部分地區的冬季也時有發生，嚴重影響了高速公路的正常運行及交通安全，造成較大的經濟損失和人員傷亡，對交通行業的整體發展產生了負面影響。
目前，我國的路面結冰處理的主要措施為道路氣象監測站，也有一部分地區和路段開始采用結冰預警系統。其中氣象監測站監測精度差，功能單一，只能進行路面狀態數據的采集，不能提前預警，實施起來效果較差； 結冰預警系統雖然可以實時發布預警信息，但是缺少直觀的現場視頻圖像顯示，也難以避免因為系統精度問題而存在的誤報現象。
1 系統功能分析。
基于目前現有的結冰預警系統，結合魚眼攝像機的應用，開發出能夠對路面結冰情況進行實時預警的全程可視化結冰預警視頻檢測系統?？蓪崿F有預警信號時進行現場攝像，同時根據需要進行預警狀態下路面狀況的實時錄像或全天候錄像。
2 系統設計原則。
（ 1） 可進行靈活高效的高速公路沿線監測站點布設； （ 2） 及時的結冰實況及預警發布系統； （ 3） 與氣象部門建立交通行業氣象信息共享平臺。
3 系統結構分析。
一種高速公路結冰預警視頻檢測系統，主要包括魚眼攝像機、結冰預警系統、信號處理裝置和顯示終端。魚眼攝像機和結冰預警系統安裝在道路的一側立柱上，分別與信號處理裝置連接，信號處理裝置與顯示終端連接。魚眼攝像機是可以獨立實現大范圍無死角監控的全景攝像機，可達到 360°的監控效果。
系統中的結冰預警系統為作者所在單位自主研發，是一種利用光的反射能量進行分析的、遙感的、非侵入式分析系統，具有安裝簡單、不破壞路面、低功耗、支持多種通信方式等特點。采用紅外光譜分析技術，可以準確的檢測路面積水、積雪、結冰以及出現冰水混合物等情況，當檢測到積雪或積水有結冰趨勢時進行預警。主要包括： 氣象分析單元、控制單元、無線模塊和預警信息發布單元。其中氣象分析單元分別連接路面狀態傳感器、路面溫度傳感器、路基溫度傳感器、降水發生傳感器、空氣溫濕度傳感器，采用基于 Storm Vision 氣象算法的處理芯片。
信號處理裝置包括： 預警信號及視頻信號接收器、CPU 處理器、開關、錄像裝置、視頻信號輸出接口和預警信號輸出接口。其中，視頻信號接收器輸入端與魚眼攝像機連接，輸出端與開關連接； 預警信號接收器輸入端與結冰預警系統中的預警信息發布單元連接，輸出端分別與CPU 處理器和預警信號輸出接口連接； CPU 處理器輸出端與開關連接；開關的輸出端分別與錄像裝置與視頻信號輸出接口連接； 視頻信號輸出接口與顯示終端連接； 預警信號輸出接口與顯示終端連接。
4 系統工作原理。
以上研究的高速公路結冰預警視頻檢測系統利用魚眼攝像機進行360°的路面狀況數據采集，利用結冰預警系統進行路面溫度數據采集，二者采集到的信息分別傳輸到信號處理裝置，經過處理后輸出到顯示終端，顯示終端可顯示路面視頻及報警信息。
當公路結冰預警系統檢測到路面結冰后，預警信號接收器接收到信號，一路輸出到 CPU 處理器，一路輸出到預警信號輸出接口； CPU 處理器輸出信號使得開關閉合，魚眼攝像機開始攝像，錄像裝置開始錄像； 魚眼攝像機的視頻信號通過視頻信號接收器及開關傳輸到視頻信號輸出接口，錄像裝置的視頻信息傳輸到視頻信號輸出接口； 預警信號輸出接口與視頻信號輸出接口分別將信號輸出到顯示終端。
5 系統現場安裝。
魚眼攝像機和公路結冰預警系統安裝在道路的一側的同一根立柱或兩根立柱上。經過研究及實驗，魚眼攝像機最佳安裝高度為距離地面 12m,安裝范圍為距離地面 5m ~14m; 公路結冰預警系統最佳安裝高度為距離地面 5. 5m,安裝范圍為距離地面 2m ~14m.
6 系統特點。
（ 1） 全自動數據采集、傳輸及監控； （ 2） 全程可視化預警監控，減小了數據誤報的幾率； （ 3） 自動預警及現場控制； （ 4） 能夠在各種惡劣的環境下長期穩定運行； （ 5） 采集精度高，可靠性好，具有高度的智能化和靈活性。（ 6） 系統擴展性高，通過預留的數據接口，可與其他系統或氣象部門進行數據共享。
7 小結與展望。
以上所述的一種高速公路結冰預警視頻檢測系統，具有結構簡單、技術先進的特點，通過傳感檢測技術與視頻技術相結合，實現了高速公路結冰的實時預警，能夠精確顯示路面結冰狀態，可推廣應用到高速公路運營管理工作中，尤其針對雨雪、冰凍等災害性天氣，供運營管理者參考及使用，便于管理者及時判斷及時處理，可有效提升管理水平，節省人力成本，為高速公路的安全使用提供保障，提高路網服務水平。
參考文獻。
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