计算机应用技术论文
引言。
行车安全对于高速公路运营管理单位及广大交通参与者来讲至关重要。随着全球气候的变化，近年来，低温、雨雪及冰冻天气有在全国蔓延的趋势。高速公路结冰不仅在北方，在南方大部分地区的冬季也时有发生，严重影响了高速公路的正常运行及交通安全，造成较大的经济损失和人员伤亡，对交通行业的整体发展产生了负面影响。
目前，我国的路面结冰处理的主要措施为道路气象监测站，也有一部分地区和路段开始采用结冰预警系统。其中气象监测站监测精度差，功能单一，只能进行路面状态数据的采集，不能提前预警，实施起来效果较差； 结冰预警系统虽然可以实时发布预警信息，但是缺少直观的现场视频图像显示，也难以避免因为系统精度问题而存在的误报现象。
1 系统功能分析。
基于目前现有的结冰预警系统，结合鱼眼摄像机的应用，开发出能够对路面结冰情况进行实时预警的全程可视化结冰预警视频检测系统。可实现有预警信号时进行现场摄像，同时根据需要进行预警状态下路面状况的实时录像或全天候录像。
2 系统设计原则。
（ 1） 可进行灵活高效的高速公路沿线监测站点布设； （ 2） 及时的结冰实况及预警发布系统； （ 3） 与气象部门建立交通行业气象信息共享平台。
3 系统结构分析。
一种高速公路结冰预警视频检测系统，主要包括鱼眼摄像机、结冰预警系统、信号处理装置和显示终端。鱼眼摄像机和结冰预警系统安装在道路的一侧立柱上，分别与信号处理装置连接，信号处理装置与显示终端连接。鱼眼摄像机是可以独立实现大范围无死角监控的全景摄像机，可达到 360°的监控效果。
系统中的结冰预警系统为作者所在单位自主研发，是一种利用光的反射能量进行分析的、遥感的、非侵入式分析系统，具有安装简单、不破坏路面、低功耗、支持多种通信方式等特点。采用红外光谱分析技术，可以准确的检测路面积水、积雪、结冰以及出现冰水混合物等情况，当检测到积雪或积水有结冰趋势时进行预警。主要包括： 气象分析单元、控制单元、无线模块和预警信息发布单元。其中气象分析单元分别连接路面状态传感器、路面温度传感器、路基温度传感器、降水发生传感器、空气温湿度传感器，采用基于 Storm Vision 气象算法的处理芯片。
信号处理装置包括： 预警信号及视频信号接收器、CPU 处理器、开关、录像装置、视频信号输出接口和预警信号输出接口。其中，视频信号接收器输入端与鱼眼摄像机连接，输出端与开关连接； 预警信号接收器输入端与结冰预警系统中的预警信息发布单元连接，输出端分别与CPU 处理器和预警信号输出接口连接； CPU 处理器输出端与开关连接；开关的输出端分别与录像装置与视频信号输出接口连接； 视频信号输出接口与显示终端连接； 预警信号输出接口与显示终端连接。
4 系统工作原理。
以上研究的高速公路结冰预警视频检测系统利用鱼眼摄像机进行360°的路面状况数据采集，利用结冰预警系统进行路面温度数据采集，二者采集到的信息分别传输到信号处理装置，经过处理后输出到显示终端，显示终端可显示路面视频及报警信息。
当公路结冰预警系统检测到路面结冰后，预警信号接收器接收到信号，一路输出到 CPU 处理器，一路输出到预警信号输出接口； CPU 处理器输出信号使得开关闭合，鱼眼摄像机开始摄像，录像装置开始录像； 鱼眼摄像机的视频信号通过视频信号接收器及开关传输到视频信号输出接口，录像装置的视频信息传输到视频信号输出接口； 预警信号输出接口与视频信号输出接口分别将信号输出到显示终端。
5 系统现场安装。
鱼眼摄像机和公路结冰预警系统安装在道路的一侧的同一根立柱或两根立柱上。经过研究及实验，鱼眼摄像机最佳安装高度为距离地面 12m,安装范围为距离地面 5m ~14m; 公路结冰预警系统最佳安装高度为距离地面 5. 5m,安装范围为距离地面 2m ~14m.
6 系统特点。
（ 1） 全自动数据采集、传输及监控； （ 2） 全程可视化预警监控，减小了数据误报的几率； （ 3） 自动预警及现场控制； （ 4） 能够在各种恶劣的环境下长期稳定运行； （ 5） 采集精度高，可靠性好，具有高度的智能化和灵活性。（ 6） 系统扩展性高，通过预留的数据接口，可与其他系统或气象部门进行数据共享。
7 小结与展望。
以上所述的一种高速公路结冰预警视频检测系统，具有结构简单、技术先进的特点，通过传感检测技术与视频技术相结合，实现了高速公路结冰的实时预警，能够精确显示路面结冰状态，可推广应用到高速公路运营管理工作中，尤其针对雨雪、冰冻等灾害性天气，供运营管理者参考及使用，便于管理者及时判断及时处理，可有效提升管理水平，节省人力成本，为高速公路的安全使用提供保障，提高路网服务水平。
参考文献。
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