当前，随着国家在基础设施的投入越来越大，高速公路建设进入了跨越式发展阶段，并逐渐成为保障国民经济持续增长的必要物质基础。但随着经济建设的快速发展，与之相适应的高速公路的管理也提出了越来越高的要求。如何综合运用计算机网络、传感器、自动控制、数据库、多媒体、物联网（RFID）等先进科学技术建立完善的监控系统已成为高速公路营运管理重要的课题。通过综合监控系统等技术手段，提取到的包括交通量、事故、路况、实时断面车速等现场资料的实时传送，既为高速公路的应急指挥决策提供方便，又可为高速公路业主提取违法车辆活动取得证据。本文作者通过参与建设高速公路综合监控系统的经历，从视频传输方式、功能划分等方向，通过整合普通视频监控系统、高清卡口视频系统、车牌识别视频系统和移动路政巡查系统的综合应用，对几个采集终端系统有机整合，从而对路面行驶车辆和突发事件形成全方位监控，对路面数据形成全方位统计；通过综合系统的分析与统计，生成逃费车辆的正确的路由，形成由高清图片、移动轨迹视频完整的证据链条，有力地打击和处罚逃费违法活动。通过综合视频监控系统的有机配合使用，以提高高速公路营运管理水平，提高服务水平，能够实时稳定的传输营运管理和安全管理所需要的内容。本文着重讲述基于高清卡口的综合监控系统的建设，深入分析高速公路综合监控系统构成、建设目标及实现的效果，同时对系统建设设依托的3G通信原理，H.264视频压缩编码标准、自由流中车牌识别和车流量检测、路径识别系统等基本原理和关键技术进行研究，然后对系统的设计方案、物理以及逻辑结构、系统建设以及实施建设进行详细介绍。