摘要: 目前高速公路安防解決方案主要依托省級(jí)高速公路通訊網(wǎng),采用高清監(jiān)控設(shè)備建設(shè)全數(shù)字化解決方案。其主要包括道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)站卡口系統(tǒng)、超速卡口系統(tǒng)、交通流量檢測(cè)系統(tǒng)、交通事件監(jiān)控系統(tǒng)等核心子系統(tǒng)。用戶(hù)的需求和關(guān)注點(diǎn)主要在收費(fèi)站卡口實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)往車(chē)輛的信息記錄,沿途針對(duì)交通違法行為的監(jiān)控報(bào)警以及針對(duì)交通異常狀況的指揮調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)等。
目前高速公路安防解決方案主要依托省級(jí)高速公路通訊網(wǎng),采用高清監(jiān)控設(shè)備建設(shè)全數(shù)字化解決方案。其主要包括道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)站卡口系統(tǒng)、超速卡口系統(tǒng)、交通流量檢測(cè)系統(tǒng)、交通事件監(jiān)控系統(tǒng)等核心子系統(tǒng)。用戶(hù)的需求和關(guān)注點(diǎn)主要在收費(fèi)站卡口實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)往車(chē)輛的信息記錄,沿途針對(duì)交通違法行為的監(jiān)控報(bào)警以及針對(duì)交通異常狀況的指揮調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)等。當(dāng)前高速公路安防建設(shè)正如天地偉業(yè)的于鋒杰所說(shuō)的,涌現(xiàn)出了各類(lèi)智能分析技術(shù),譬如車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別、車(chē)輛軌跡跟蹤、流量檢測(cè)分析等新技術(shù)。通過(guò)這些新技術(shù)可擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)對(duì)沿途超速車(chē)輛抓拍,具體區(qū)間的車(chē)輛測(cè)速和流量統(tǒng)計(jì)等功能;可實(shí)現(xiàn)對(duì)大車(chē)非法占用小車(chē)車(chē)道抓拍功能;可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛非法占用應(yīng)急車(chē)道、隨意停車(chē)、逆行等抓拍功能;可實(shí)現(xiàn)針對(duì)高速公路重要出入口擁堵檢測(cè)、客車(chē)非法上下客檢測(cè)和抓拍錄像;可針對(duì)交通事故檢測(cè)抓拍錄像。
智能視頻識(shí)別 三種形態(tài)互補(bǔ)
“智能視頻識(shí)別系統(tǒng)一般包含視頻圖像數(shù)據(jù)采集模塊、圖像智能分析處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、后臺(tái)處理軟件模塊四部分。智能分析在車(chē)輛抓拍和車(chē)輛信息提取上的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟,交通事件檢測(cè)通常包含車(chē)輛停駛、車(chē)輛減速、車(chē)輛超速、車(chē)輛低速或停車(chē)、車(chē)輛逆行、車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度超過(guò)閾值、交通擁堵、行人違章、車(chē)龍、拋灑遺棄物、煙霧和火災(zāi)等;并且還可提供相應(yīng)的流量、速度、占有率、車(chē)頭間距、隊(duì)列長(zhǎng)度、車(chē)輛類(lèi)型等實(shí)時(shí)檢測(cè)的交通數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生交通車(chē)輛事故時(shí),系統(tǒng)能夠快速地自動(dòng)報(bào)警和錄像,為道路的交通安全管理和道路運(yùn)營(yíng)提供保障。在隧道監(jiān)控中,事件檢測(cè)分析系統(tǒng)檢測(cè)到有煙霧超過(guò)警戒時(shí)即發(fā)出報(bào)警,系統(tǒng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,指揮通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和消防滅火系統(tǒng)立刻聯(lián)動(dòng);對(duì)于監(jiān)控信息自動(dòng)采集,其通過(guò)智能視頻分析技術(shù)分析和判斷并輸出結(jié)果。”天津亞安科技股份有限公司研發(fā)中心智能交通組產(chǎn)品經(jīng)理郗勝奎如是介紹。
作為道路監(jiān)控智能化的重要手段,視頻識(shí)別技術(shù)越來(lái)越得到行業(yè)的關(guān)注,也被大量地應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中來(lái)。就目前來(lái)說(shuō),道路視頻智能識(shí)別系統(tǒng)架構(gòu)主要有三種方式:
智能分析攝像機(jī):這是目前的主要實(shí)現(xiàn)方式,即將智能視頻分析算法嵌入到前端專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的攝像機(jī)中,當(dāng)有行駛的車(chē)輛觸發(fā)攝像機(jī)抓拍后,攝像機(jī)即刻通過(guò)內(nèi)嵌算法對(duì)視頻信息進(jìn)行檢索和分析,然后將圖片及分析結(jié)果傳送到后臺(tái)聯(lián)動(dòng)處理中心。該種前端識(shí)別方式有兩大優(yōu)點(diǎn):一是處理效率高;二是只輸出分析的結(jié)果,其傳輸?shù)男畔⒘髁亢蛶捳加新实汀.?dāng)然也可根據(jù)需求輸出雙碼流。
獨(dú)立式視頻分析設(shè)備:這是一種專(zhuān)用于道路智能視頻分析的獨(dú)立設(shè)備,其內(nèi)嵌智能分析算法,其從前端攝像機(jī)提供的視頻流中識(shí)別車(chē)輛和行車(chē)違規(guī)信息,并將分析結(jié)果發(fā)送到后臺(tái)。此種分析設(shè)備一般安裝在與前端攝像機(jī)距離較近的位置,其強(qiáng)大的智能視頻分析功能甚至可支持4路1080P高清視頻分析,同時(shí)可支持圖片和視頻流輸出。此獨(dú)立式設(shè)備方式具備兩大優(yōu)勢(shì),一是分析性能強(qiáng)大;二是可與多種類(lèi)高清攝像機(jī)匹配組合。
后臺(tái)處理方式:現(xiàn)在很多交通系統(tǒng)平臺(tái)一般都開(kāi)發(fā)有道路信息智能檢測(cè)模塊,統(tǒng)一將前端攝像機(jī)的視頻流發(fā)送到后臺(tái),再由后端平臺(tái)進(jìn)行分析。該模式的優(yōu)點(diǎn)是集中性很強(qiáng),而且利用后端平臺(tái)硬件的超強(qiáng)的智能視頻分析性能,對(duì)識(shí)別的應(yīng)用也較多樣化。當(dāng)然,也存在一定的風(fēng)險(xiǎn),如對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求非常高。當(dāng)大量前端攝像機(jī)需要同步分析時(shí),即便平臺(tái)具備負(fù)載均衡功能,但由于前端攝像機(jī)傳回的信息量龐大,仍會(huì)對(duì)系統(tǒng)的處理性能和網(wǎng)絡(luò)帶寬造成影響。
上述三種方式各有優(yōu)劣,但都離不開(kāi)前端的圖像捕捉單元。天津亞安的郗勝奎認(rèn)為:“對(duì)于視頻監(jiān)控而言,圖像清晰度是最關(guān)鍵、最基本的需求。視頻監(jiān)控圖像越清晰,畫(huà)面細(xì)節(jié)越完整,智能分析功能的準(zhǔn)確度也越高。當(dāng)目標(biāo)像素越多,識(shí)別越清晰,分析準(zhǔn)確度也更高。簡(jiǎn)而言之,智能分析功能的使用都是在圖像識(shí)別清晰的前提下進(jìn)行過(guò)濾處理的。無(wú)論是針對(duì)智能前置的分析模式還是后端平臺(tái)分析處理,高清畫(huà)質(zhì)都是提高智能分析準(zhǔn)確性的重要因素。由此可見(jiàn),高清畫(huà)質(zhì)不僅是單一的視覺(jué)效果上的滿(mǎn)足,同時(shí),也能為智能分析提供更有用的分析環(huán)境。”
觸發(fā)方式多樣 技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)
目前,采用200萬(wàn)像素的高清攝像機(jī),可管控1-2車(chē)道;500萬(wàn)像素?cái)z像機(jī)則可管控2-3車(chē)道。由于CMOS的先天夜視缺陷及制造工藝影響,目前車(chē)輛信息捕捉單元很少采用CMOS感光元件,多為CCD。近幾年國(guó)內(nèi)的識(shí)別單元技術(shù)發(fā)展越來(lái)越成熟,在功能性、穩(wěn)定性、性?xún)r(jià)比方面并不比國(guó)外產(chǎn)品差。同時(shí)不同廠家產(chǎn)品的功能雖然基本一致,但也有些細(xì)微的差別,如大華股份和信路威,小像素的識(shí)別上可做到60-80ppi/cm2;海康威視則側(cè)重于識(shí)別精確鎖定等。
談到這,我們不得不提及抓拍單元的觸發(fā)方式,目前主要有以下幾種:
地感線圈:得益于其觸發(fā)靈敏和高可靠性?xún)?yōu)點(diǎn),仍是應(yīng)用的主流;
雷達(dá)探測(cè):此方式也是比較精準(zhǔn)的探測(cè)技術(shù),一般在移動(dòng)設(shè)備中應(yīng)用,并多用來(lái)探測(cè)車(chē)速;
視頻觸發(fā):由于其不需要專(zhuān)用的硬件探測(cè)設(shè)備,故其有較好的易用性。該方式目前也在逐漸得到鋪張開(kāi)來(lái),但視頻觸發(fā),尤其是夜間觸發(fā)在精確率上仍遠(yuǎn)不如地感線圈。現(xiàn)在,一般多與地感線圈方式組合使用;
其它觸發(fā)方式:如激光等,由于技術(shù)、成本等方面原因,應(yīng)用較少。
2013年1月1日開(kāi)始實(shí)施的《機(jī)動(dòng)車(chē)號(hào)牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)》(GB/T28649-2012)詳細(xì)規(guī)定了機(jī)動(dòng)車(chē)號(hào)牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的技術(shù)要求,包括車(chē)輛圖像捕獲率、車(chē)輛圖像抓拍有效率、號(hào)牌識(shí)別正確率、號(hào)牌顏色識(shí)別正確率等。其各項(xiàng)指標(biāo)的要求,如白天車(chē)輛圖像捕獲率,視頻方式不小于95%,非視頻外部觸發(fā)(包括線圈、激光、微波)不小于99%;夜間,視頻方式不小于85%,非視頻外部觸發(fā)(包括線圈、激光、微波)不小于99%。而在高速公路應(yīng)用中,行為智能分析方面以視頻觸發(fā)方式為主,但車(chē)輛信息的抓拍,仍以地感線圈靈敏些。目前通過(guò)視頻檢測(cè)方式,一般可檢測(cè)的時(shí)速極限為250km/h,當(dāng)時(shí)速大于250km/h,其檢測(cè)的精確性就難以百分之百保證了。