視頻識別技術在高校校園交通安全管理中的應用研究

羅少科++盧揚奎

摘 要：高校校園交通安全是一個重要但管理相對薄弱的環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的校園交通安全管理往往是從法律和人防的角度進行研究，隨著技術的進步和形勢的變化，管理問題日漸突出，如何加強技防，并根據(jù)新技術條件創(chuàng)新高校校園安全管理模式，則是一個新的研究熱點，本文主要從大數(shù)據(jù)和人工智能出發(fā)，對車輛識別及可疑行為檢測在高校校園交通安全管理中的應用進行了深入的研究。

關鍵詞：視頻識別；車牌識別；可疑行為檢測；高校校園；交通安全管理

中圖分類號：G647 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）05-0048-03

近年來，隨著高校園區(qū)的不斷擴大、通行車輛的不斷增多，校園交通事故頻發(fā)，給師生的生命安全帶來了嚴重的威脅，造成了巨大的經(jīng)濟損失，同時也給高校正常的教學管理帶來了負面影響。隨著大數(shù)據(jù)技術和人工智能技術的發(fā)展，海量視頻分析技術、智能識別技術逐步成熟，如何充分利用技術手段和管理手段，減少高校校園交通安全問題的發(fā)生幾率，為提高學校的教學質量保駕護航，本文通過以下三個方面進行分析。

一、高校校園交通安全管理現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的高校校園交通安全管理往往是從法律制度和人工防御的角度進行研究，隨著技術的進步和形勢的變化，管理問題日漸突出，如何加強技術防御、創(chuàng)新交通安全管理模式，則是一個新的研究熱點。

根據(jù)教育部2016年4月7日發(fā)布的《中國高等教育質量報告》，2015年中國高校在校生規(guī)模達3647萬人，位居世界第一；各類高校2852所，位居世界第二。根據(jù)公安部交管局統(tǒng)計，截至2015年年底，全國機動車保有量達2.79億輛，其中汽車1.72億輛；機動車駕駛人3.27億人，其中汽車駕駛人超過2.8億人。私家車總量超過1.24億輛，平均每百戶有31輛私家車。全國私家車保有量的增加，必然會連鎖地反映在高校各園區(qū)汽車通行量的增加上，汽車通行量增加又會對校園交通安全管理帶來新的挑戰(zhàn)。對比2010年的數(shù)據(jù)，私家車保有量增幅為72%，如圖1所示。

傳統(tǒng)的交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)依賴人工對監(jiān)控視頻進行查看、分類和關鍵信息搜索，由于人眼并非長期持續(xù)穩(wěn)定可靠的觀察者，同時人工值守容易因疲勞而忽略畫面異常變動導致管理失誤，并且人工進行關鍵信息搜索效率極低，難以滿足海量視頻的管理需要，要改變這一現(xiàn)狀，需要引入車牌識別、人臉匹配、可疑行為檢測、智能視頻摘要、交通視頻監(jiān)控地圖和異常告警等智能視頻識別和處理技術。

二、研究目的

高校校園交通安全管理工作是為了滿足高等教育事業(yè)發(fā)展及安全的需要，具體服務對象是高等學校及其師生員工，需要結合實際情況采取具體安全服務方式和手段，有效進行管理。本文通過深入分析高校交通安全管理工作面臨的基本矛盾，即校園交通事故危害與高校的交通安全需要之間的矛盾，從以下三個方面尋求妥善的解決方法：①充分利用新技術手段，增強校園交通安全防御能力和應急處置能力；②在新技術條件下創(chuàng)新工作方法實施科學管理；③制定相關管理規(guī)定，實行依法管理和有效履行職責。

三、實現(xiàn)途徑

1.技術防御引進

引入校園交通安全綜合系統(tǒng)，包括4個子系統(tǒng)——車牌識別系統(tǒng)、可疑行為檢測系統(tǒng)、海量交通視頻智能分析系統(tǒng)和交通視頻監(jiān)控地圖告警系統(tǒng)。這4個子系統(tǒng)中應用的智能技術包括車牌識別、人臉匹配、可疑行為檢測、智能視頻摘要等技術。下面分別對相關技術進行深入探討：

（1）車牌識別技術：車輛牌照識別（License Plate Recognition，簡稱LPR）技術是指通過識別車輛所具有的牌照圖像來自動識別車輛的技術。主要用于車輛出入口和主要路口，通過攝像頭采集的視頻，識別車牌，用于定位車輛某個時刻的地理位置，或是計算車輛停留時間進行計費。車牌識別系統(tǒng)通過引入視頻數(shù)字圖像處理技術和模式識別技術，將采集到包含有汽車車牌的圖像進行實時處理，能夠準確地識別出特征圖像中的車牌號（包括顏色、字符、漢字、阿拉伯數(shù)字），并將車牌識別結果上傳給云端的校園交通安全綜合系統(tǒng)，由云端系統(tǒng)發(fā)出放行或是收費等管理提示，使車輛的自動化監(jiān)控和管理成為現(xiàn)實。車牌識別技術自20世紀80年代提出以來，經(jīng)過30多年的發(fā)展，車牌識別技術已經(jīng)成熟，各項技術指標非常穩(wěn)定，識別準確率已經(jīng)普遍達到了94%以上，識別時間均可控制在1/2秒以內(nèi)，并開始在公共交通、停車場、智能小區(qū)安防等許多領域得到廣泛的應用。車牌智能識別輔以人工審核確認，完全可以滿足日常校園交通車輛管理的需要。

（2）人臉匹配技術：人臉匹配技術的基礎是人臉識別，主要用于各交通路口和各進出區(qū)域的門禁，常用于檢索某個人何時在哪里出現(xiàn)，用于考勤或是定位嫌疑人的移動軌跡。為緊急事件的快速處置提供了堅實的基礎。

（3）可疑行為檢測：主要用于檢測越界、聚集、徘徊、跳躍等危險性不強，但卻容易進一步引發(fā)犯罪行為的潛在行為，用于安保預判，具有非常重要的意義，尤其在夜間非法闖入告警和異常聚集告警方面使用效果明顯。

（4）基于地圖的智能監(jiān)控告警系統(tǒng)：當監(jiān)控區(qū)域車輛達到設定的檢測條件時（出現(xiàn)超速或可疑行為），地圖界面直接提示告警并播放相關監(jiān)控視頻，以供即時處理，若未及時處理，則會通過聲音、郵件、短信等方式向指定人員發(fā)送提示，通知相關人員及時進行安全防范或處理，降低進一步的危害?；诘貓D的智能監(jiān)控還可實現(xiàn)車輛位置管理（Vehicle Location Management， VLM），把攝像頭的位置和地圖結合起來，智能識別并記錄某個時刻經(jīng)過某個攝像頭的車輛，這樣就能還原車輛的運行軌跡，并可迅速查詢指定車輛所在的區(qū)域。智能監(jiān)控告警系統(tǒng)的引入，極大地提高了安保效率和質量。

（5）智能視頻摘要和海量視頻管控云平臺：智能視頻摘要可自動截取原始視頻中的一些關鍵的鏡頭，對視頻進行整合和精簡，提供簡潔準確的信息，提高海量視頻數(shù)據(jù)的分析效率。海量視頻管控云平臺則是當交通事故發(fā)生時，可于第一時間調(diào)出車輛的運動軌跡和事件前后的監(jiān)控視頻，為及時處理相關事宜提供有力證據(jù)，各智能攝像頭中分散的視頻監(jiān)控錄像都應及時自動上傳到監(jiān)控中心云平臺中，保存30天以上，以備查看。

2.現(xiàn)有設備的升級和改造

（1）校園安保監(jiān)控網(wǎng)絡升級改造：各高校本身已經(jīng)構建了校園安保監(jiān)控網(wǎng)絡，也建立了校園安全視頻監(jiān)控中心，但此類中心主要的工作職能是忠實還原監(jiān)控錄像，并不具備智能識別、預警、視頻摘要等功能，這就需要對安保監(jiān)控網(wǎng)絡進行升級，引入智能視頻監(jiān)控云系統(tǒng)的思想，在安保監(jiān)控視頻的基礎上增加智能識別（車牌識別、人臉識別、異常行為識別）的功能，并把視頻摘要推送到云端以供搜索。

（2）監(jiān)控數(shù)據(jù)可視化建設：建立高校校園管理電子地圖，將智能監(jiān)控告警數(shù)據(jù)實時顯示在地圖上。同時增加云端視頻的導航鏈接，可直接查看相關告警的原始視頻。引用電子地圖進行智能視頻管理可極大增加管理效率和管理精度。

3.管理手段更新和規(guī)章制度建設

（1）管理手段更新：限制校園車輛通行速度，智能超速檢測可自動定位危險駕駛車輛，對危險駕駛的車輛可采取通知、通報、限行等限制級別的處理措施。同時系統(tǒng)監(jiān)控到車速過快、自動告警、短信提醒車主遵守校園交通規(guī)定，對多次告警的車輛列入校園交通重點防控名單，通知車主所在部門進行交通安全教育；對違規(guī)嚴重的車輛列入校園交通違規(guī)黑名單，限制進入校園。

（2）出臺校園交通管理安全規(guī)范文件：根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測結果以及派出工作人員定點觀察，確定擁堵時段，制定車輛擁堵時段限行政策。對路面違章停車實施勸阻、拖離、入黑名單三步走的管控方案。制訂大型活動交通安全管理方案，確保在大型活動如演出、會議、考試舉行時有既定的校園交通安全措施可供實施。

（3）加強高校道路交通安全教育：根據(jù)“道路交通安全法”規(guī)定，高校交通安全教育應該進課堂，有計劃、有目標地對師生進行交通安全教育，結合本校的典型視頻資料，通過大量身邊的事例，采取人性化的教學方法，使廣大師生真正樹立起交通安全意識。首先，高校交通安全教育也應當納入統(tǒng)編的安全教育教材，對學生進行教育。其次，應針對各類校內(nèi)車輛駕駛人員（如教職工、后勤車輛等）分別采取相應的方式進行交通安全教育和安全宣傳。再次，高校應通過廣播、網(wǎng)絡等媒介積極做好校園交通安全宣傳和教育工作，鼓勵學生積極參與學校的安全教育管理工作，增強安全意識，提高防范能力。

（4）充分利用校園交通安全管理現(xiàn)有法律支撐：高校應與屬地公安交管部門積極協(xié)調(diào)，尋求公安交管部門對學校交通安全管理的支持。一是聯(lián)合公安交管部門查處校內(nèi)超速行為。機動車違反學校限速標志行駛，同樣構成交通違章，交管部門應予以處理。二是聯(lián)合公安交管部門對校園周邊交通秩序進行管理。在校園出入口和校園周邊人車密集區(qū)域采取專門的治理措施，如增設紅綠燈、增配警力等，改善交通環(huán)境，保障師生安全。對于高校的交通安全管理工作來說，公安機關的支持和參與不但可以增強學校交通安全管理的權威性，而且可以提高管理的科學化、規(guī)范化水平，是非常重要和必要的。

4.交通設施和停車場建設

（1）交通設施建設：要落實與公安交管部門聯(lián)合查處校內(nèi)超速行為，學校應規(guī)范化設置限速標志和測速設備，并與交管部門聯(lián)網(wǎng)，同時提請交管部門對這些標志、設備的設置進行指導驗收。同時在智能監(jiān)控反饋的超速高發(fā)區(qū)域，設置減速帶，限制車速。

（2）加強停車場建設：引入找車位APP和移動支付，對停車場進行快捷有效的收費管理。目前國內(nèi)智能停車管理系統(tǒng)已經(jīng)有多家成熟的廠商，可實現(xiàn)車牌識別、車型識別、智能道閘、停車計費、云數(shù)據(jù)管理等標準功能。校園智能停車管理可選用此類成熟系統(tǒng)。

（3）車位精細化管理：車位精細化管理可使車位得到有效使用，創(chuàng)造更多價值，這在車位緊張的校園區(qū)域（主要教學樓、辦公樓周邊）會有強大的需求，智能停車位的建設包括智能識別的攝像頭（每車位一個）、紅綠色顯示的指示燈（紅色表示有車，綠色表示可停放，一目了然）、無線地感線圈、車位管理系統(tǒng)等。同時車位管理可接入找車位APP，引導周邊的車輛預約停車、收費，還可減輕車輛進出閘口的壓力，再就是接入手機支付如微信支付和支付寶支付，支付成功的車輛可直接放行。車位的管理，可以結合預埋感應線圈、停車場進出口智能車牌識別道閘計算剩余車位情況，數(shù)據(jù)實時共享給找車位APP，實現(xiàn)停車位資源共享。目前國內(nèi)綜合類找車位APP也在迅速發(fā)展之中，在選擇車位管理系統(tǒng)時也要預留與此類APP的信息共享接口，充分做好車位信息共享，快捷有效地引導車輛有序停放。

四、結論及展望

在智能化、大數(shù)據(jù)的時代，隨著各類智能技術的成熟，校園交通安全管理也要緊跟時代潮流，將技術手段、法律手段、管理手段相結合，進行有效管理，真正把高校校園交通安全帶入一個低事故、高效率的管理新時代。

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（編輯：王天鵬）