寧波道路交通事件自動(dòng)取證系統(tǒng)護(hù)衛(wèi)高速路安全

浦 岷、俞歡求、浦世亮、黃丹平、車 軍

寧波道路交通事件自動(dòng)取證系統(tǒng)護(hù)衛(wèi)高速路安全

浦 岷、俞歡求、浦世亮、黃丹平、車 軍

2012年3月，一套事件檢測(cè)智能抓拍跟蹤系統(tǒng)在杭甬高速寧波段啟用。該系統(tǒng)簡化了交警的工作，降低了事故發(fā)生概率，護(hù)衛(wèi)著高速路的安全。

2012年3月，寧波高速交警在杭甬高速寧波段啟用了?？低曌灾鏖_發(fā)的事件檢測(cè)智能抓拍跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要針對(duì)高速公路上出現(xiàn)的倒車、逆行、違章停車等危險(xiǎn)行為做出自動(dòng)分析報(bào)警，同時(shí)利用自動(dòng)跟蹤球機(jī)對(duì)違法車輛進(jìn)行拉近放大（看清車牌）。

事件檢測(cè)智能抓拍跟蹤系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警彈圖功能，同時(shí)記錄報(bào)警錄像和報(bào)警圖片，支持事后取證。中心系統(tǒng)軟件提供語音報(bào)警功能，監(jiān)控人員可進(jìn)行實(shí)時(shí)查看，同時(shí)可與大屏系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)文字上墻報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)鳴笛報(bào)警和語音報(bào)警等功能。

據(jù)寧波高速交警介紹，一旦該系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，經(jīng)研判違法行為不會(huì)在短時(shí)間消除時(shí)，指揮中心工作人員可發(fā)出指令，讓距離現(xiàn)場(chǎng)最近的巡邏警車前往處理。

圖1：系統(tǒng)架構(gòu)

項(xiàng)目背景

2010年，全國私人轎車保有量超過3443萬輛，高速總里程超過6.5萬公里。隨之而來的就是各類高速公路交通違法、異常事件的大量增加。違法停車、逆行、倒車等高速公路上經(jīng)常出現(xiàn)的交通違法現(xiàn)象嚴(yán)重影響了高速正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也給高速公路帶來安全隱患。雖然目前已有高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，但是目前的監(jiān)控系統(tǒng)靠人為監(jiān)視無法達(dá)到主動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)取證、及時(shí)提示危險(xiǎn)信息、及時(shí)現(xiàn)場(chǎng)處理等目的。

針對(duì)以上現(xiàn)象，高速交警寧波支隊(duì)聯(lián)合杭州?？低曉O(shè)計(jì)研發(fā)了道路交通事件自動(dòng)取證系統(tǒng)，主要采用目前先進(jìn)的視頻智能分析技術(shù)和球機(jī)自動(dòng)跟蹤技術(shù)及車牌識(shí)別技術(shù)等高新技術(shù)，對(duì)高速路面上的車輛行為進(jìn)行自動(dòng)分析識(shí)別、判斷，對(duì)高速公路上發(fā)生的停車、逆行、倒車等惡性事件進(jìn)行跟蹤記錄，提供一段有效的視頻記錄，能夠看清整個(gè)違法過程。同時(shí)提供實(shí)時(shí)報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警以及語音喊話等提示功能，提示后方車輛注意安全。通過這樣的方式解決目前高速公路嚴(yán)重交通違法行為取證困難的現(xiàn)狀。此系統(tǒng)同時(shí)可以輔助地實(shí)現(xiàn)對(duì)車流量、車輛平均速度等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，給出報(bào)表供交警部門參考。

此系統(tǒng)主要應(yīng)用于：

大型互通樞紐;

高速公路出入口;高速橋面出入口;

城市快速路出入口。此系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的交通事件檢測(cè)系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：

能夠自動(dòng)跟蹤放大，對(duì)車輛的交通違法行為進(jìn)行記錄，看清車牌；

能夠?qū)崟r(shí)報(bào)警，提示后方車輛注意安全，降低危險(xiǎn)事故發(fā)生；

操作簡便，和違法數(shù)據(jù)庫無縫對(duì)接。

技術(shù)原理簡介

此套道路交通事件自動(dòng)取證系統(tǒng)采用目前最新的車輛跟蹤算法、背景建模、模式識(shí)別算法和球機(jī)自動(dòng)跟蹤算法、車牌識(shí)別算法等多領(lǐng)域的視頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)畫面中特定區(qū)域，如車道內(nèi)等區(qū)域的車輛、行人、其他物體等進(jìn)行識(shí)別和分辨，根據(jù)其運(yùn)動(dòng)規(guī)律等特征來判斷是否有交通違法事件發(fā)生。當(dāng)檢測(cè)到有交通違法事件發(fā)生時(shí)，將檢測(cè)到的交通違法類型、位置信息等發(fā)送給跟蹤球機(jī)，觸發(fā)跟蹤球機(jī)進(jìn)行放大跟蹤，在跟蹤過程中，球機(jī)啟用自動(dòng)跟蹤算法自動(dòng)調(diào)整跟蹤位置和跟蹤倍數(shù)，以保證跟蹤記錄的有效性。

系統(tǒng)架構(gòu)及組成

本系統(tǒng)的架構(gòu)如圖1所示，由前端自動(dòng)跟蹤球機(jī)的實(shí)時(shí)視頻流通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至事件檢測(cè)服務(wù)器進(jìn)行智能分析,當(dāng)檢測(cè)到有交通違法事件后，將位置信息發(fā)送給球機(jī)進(jìn)行定位跟蹤。管理軟件通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)高速事件檢測(cè)服務(wù)器及前端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、管理、維護(hù)、檢測(cè)規(guī)則設(shè)置以及數(shù)據(jù)下載等操作。前端的球機(jī)可以和報(bào)警器聯(lián)動(dòng)，在交通違法現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出聲光報(bào)警、語音喊話等，提示駕駛?cè)藛T及時(shí)消除違法行為，在交通違法現(xiàn)場(chǎng)的后方發(fā)出聲光報(bào)警提醒后方來車注意，同時(shí)在中心機(jī)房可以在led顯示屏上顯示報(bào)警信息，提示值班人員。

本系統(tǒng)主要可以分為：前端視頻采集單元、事件檢測(cè)單元、事件報(bào)警單元、后端管理單元。

前端視頻采集單元

前端視頻采集單元主要就是帶智能跟蹤功能的球機(jī)。前端攝像機(jī)必須按照一定的施工角度要求架設(shè)，確保系統(tǒng)的整體性能和效果。

圖2：停車位置取證

圖3：倒車交通違法

圖4：交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表

事件檢測(cè)單元

交通事件檢測(cè)單元是本系統(tǒng)的核心單元，內(nèi)部裝載交通事件檢測(cè)模塊與數(shù)據(jù)庫模塊，對(duì)視頻畫面中的交通事件進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)到交通違法事件后給出坐標(biāo)信息，觸發(fā)球機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。

事件報(bào)警單元

事件報(bào)警單元主要是前端的揚(yáng)聲器及聲光報(bào)警設(shè)備，主要是和系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)進(jìn)行前端現(xiàn)場(chǎng)的喊話提醒及后端車輛注意，以降低危險(xiǎn)事件發(fā)生概率。

后端管理單元

后端管理單元主要是客戶端管理軟件，可對(duì)交通事件檢測(cè)服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置、智能規(guī)則設(shè)置等操作，可以處理各種交通事件報(bào)警、讀取及下載服務(wù)器的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，針對(duì)交通數(shù)據(jù)可生成各種類型的報(bào)表，以及包括柱狀圖、餅狀圖、折線圖等統(tǒng)計(jì)圖。

系統(tǒng)主要功能

停車事件取證功能

此功能主要是當(dāng)檢測(cè)到有停車事件時(shí)，球機(jī)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤放大直到能看清車牌為止，主要目的是提供車輛的有效信息。提供一段不小于10秒鐘且文件小于10M的錄像證據(jù)，錄像中疊加路段名稱、時(shí)間、地點(diǎn)等信息，整段錄像能夠看清車輛顏色、車型、車牌等信息。具體效果如圖2所示。

逆行（倒車）事件取證功能

此功能主要是當(dāng)檢測(cè)到有停車信息時(shí)，球機(jī)可進(jìn)行自動(dòng)跟蹤放大直到能看清車牌為止，主要目的是提供車輛的有效信息。提供一段不小于10秒鐘且文件小于10M的錄像證據(jù)，錄像中疊加路段名稱、時(shí)間、地點(diǎn)等信息，整段錄像能夠看清車輛顏色、車型、車牌等信息。具體效果如圖3所示。

車流量統(tǒng)計(jì)及報(bào)表功能

此功能提供路段車流量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，能夠按車道進(jìn)行檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)車流量。同時(shí)能夠按日、年、月等條件提供數(shù)據(jù)報(bào)表和統(tǒng)計(jì)圖表（見圖4）。

快速查詢及交通違法處理功能

本系統(tǒng)可以快速按通道、按事件、按時(shí)間進(jìn)行交通違法事件的查詢。同時(shí)本系統(tǒng)和目前浙江高速交警的違法數(shù)據(jù)庫無縫對(duì)接，具有針對(duì)交通違法事件的查看、審核、校對(duì)、人工修改、自動(dòng)上傳、人工標(biāo)記等處理功能，能夠較好的實(shí)現(xiàn)交通違法事件的處理。

圖5：實(shí)際使用效果圖

前端聲光報(bào)警提示及語言喊話功能

本系統(tǒng)檢測(cè)到交通違法事件后，可在監(jiān)控中心管理軟件上實(shí)現(xiàn)聲音、語音、彈圖片等提示報(bào)警，同時(shí)可以觸發(fā)前端的聲光警和語音喊話功能，進(jìn)行自動(dòng)語音喊話提示和聲光報(bào)警提示，提示聲音可以錄制語音提示或者聲音提示。同時(shí)可以給前端聲光報(bào)警器一個(gè)信號(hào)，進(jìn)行聲光提示，提示后方車輛減速慢行，以達(dá)到降低事故的目的。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警彈圖片，同時(shí)記錄報(bào)警錄像和報(bào)警圖片，提供給交警作為取證用。同時(shí)此系統(tǒng)可與大屏系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，進(jìn)行文字上墻報(bào)警和現(xiàn)場(chǎng)鳴笛報(bào)警和語音報(bào)警等功能。

自動(dòng)校時(shí)功能

系統(tǒng)能夠自動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間服務(wù)器進(jìn)行校時(shí)，保證系統(tǒng)時(shí)間與服務(wù)器時(shí)間同步。

系統(tǒng)性能

該系統(tǒng)的性能參數(shù)如下：

目標(biāo)被檢出的最小像素為 5×5個(gè)像素；

對(duì)于惡劣天氣，性能會(huì)比理想天氣情況下檢測(cè)率指標(biāo)降低≤10%；

檢測(cè)率：95%

準(zhǔn)確率：85%(有效檢測(cè)記錄占總記錄的比值)

系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間：停車:5秒 逆行：1秒

誤報(bào)數(shù)每日每路≤1次；

系統(tǒng)無人值守穩(wěn)定運(yùn)行大于5000小時(shí)；交通違法錄像不小于10秒，文件大小不大于10M夜間能夠檢測(cè)到各種交通違法時(shí)間并能夠報(bào)警提示。

系統(tǒng)實(shí)際使用情況

本系統(tǒng)自2012年3月8日在高速交警寧波支隊(duì)轄區(qū)的高橋樞紐正式投入使用以來，效果顯著。

第一，在違法查處方面，一個(gè)月內(nèi)共抓拍各類交通違法行為2200余起，其中在高速公路車道內(nèi)停車、在高速公路上逆行、在高速公路上倒車的嚴(yán)重違法行為280起，交警部門將違法數(shù)據(jù)接入全國公安交管綜合應(yīng)用平臺(tái)，目前已有多名違法駕駛員接受處理，其中部分嚴(yán)重違法的駕駛員被處以罰款200元、記12分的處罰。被記滿12分的駕駛員根據(jù)規(guī)定需要參加交通安全法律法規(guī)學(xué)習(xí)，并經(jīng)過考試合格后才有資格駕駛車輛，對(duì)違法駕駛員造成極大的震撼。

第二，在安全行車方面，由于該系統(tǒng)在取證的同時(shí)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)違法駕駛員和后方來車駕駛員的聲光和語音警告，及時(shí)消除安全隱患同時(shí)提醒后方來車注意前方路況，降低了事故發(fā)生的概率，經(jīng)高速交警寧波支隊(duì)事故部門統(tǒng)計(jì)，安裝了交通事件自動(dòng)取證系統(tǒng)的高橋樞紐的事故數(shù)量和嚴(yán)重程度較安裝前都有明顯的下降。

與傳統(tǒng)的高速路監(jiān)控系統(tǒng)相比，這套智能抓拍系統(tǒng)有效解決了“靠肉眼查看錄像經(jīng)常出現(xiàn)事件遺漏”等問題，對(duì)規(guī)范高速公路行駛秩序和提高行車安全管理有很大幫助。該系統(tǒng)上線后得到了央視、浙江日?qǐng)?bào)、都市快報(bào)、寧波晚報(bào)等多家國內(nèi)知名媒體的報(bào)道（見圖5）。

類似的系統(tǒng)，接下來還將在姜山北、寧波北等其他3個(gè)互通區(qū)安裝。據(jù)高速交警總隊(duì)有關(guān)人士透露，該系統(tǒng)在寧波作為一個(gè)試點(diǎn)，若效果不錯(cuò)，將來會(huì)在浙江全省高速路逐步推行。

作者單位：
浦岷、俞歡求：浙江高速交警寧波支隊(duì)
浦世亮、黃丹平、車軍：杭州?？低晹?shù)字技術(shù)股份有限公司