ITS-高速公路事件检测系统解读

ITS-高速公路事件检测系统技术方案浙江捷尚视觉科技有限公司2010年3月目录一、概述 (3)二、系统特点 (4)2.1设计原则 (4)2.2设计依据 (4)2.3系统应用 (5)2.4可靠的检测算法 (5)2.5事件分级报警 (6)2.6嵌入式设计 (6)2.7国产本土化服务优势 (7)2.8远程集中管理 (7)三、系统组成 (8)四、系统功能 (10)4.1全面的事件检测功能 (10)4.1.1撞车事故检测 (10)4.1.2车辆抛锚检测 (11)4.1.3异物抛撒检测 (11)4.1.4车辆拥堵检测 (12)4.1.5逆行检测 (12)4.1.6交通信息采集 (13)4.2系统自诊断报警功能 (13)4.3智能化的报警中心 (13)4.3.1动态视频查看 (14)4.3.2交通信息量采集 (14)4.3.3事件提示 (15)4.3.4信息查询 (15)4.4关联视频 (16)4.5交通诱导信息发布 (17)4.6远程访问 (18)4.7用户管理 (18)五、关键设备介绍 (19)5.1交通信息分析器 (19)5.1检测摄像机 (20)5.2摄像机镜头 (20)六、注意事项 (22)一、概述随着我国经济建设的发展，国力的增强，交通事业迅猛发展，机动车数量以每年15%速度快速增长，道路建设不断加快。

日益发达的公路网络虽然给人们带来了越来越多的快捷与便利；但在交通现代化的同时也带来了日益繁重的管理负担，为此有关部门为了提高交通管理水平向科技要警力，对能够代替人工进行监视的智能化监视系统的需求日益迫切。

随着各类公路的交通量不断增加，交通事故明显上升，事故或交通堵塞得不到及时检测和处理，必然会降低高速公路运营效率，给高速公路运营公司带来巨大的经济损失。

因此，应用高速公路事件检测与管理具有重要意义。

尤其是在高速公路、城市高架、城际快速路、BRT专用车道管理系统中显的尤为重要，在现有的道路监控系统中，大都采用DVR对各监控点进行全天候录像或人工控PTZ对各个路面进行巡检的方式进行监控，采用DVR全天候录像方式，如果出现异常事故工作人员再将视频监控录像调出进行核对，这种方式只能做到事后补救无法做到“即时”发现“即时”处理，而如果对道路上发生的异常情况不能及时排除的话，很容易引发更大的交通事故及车辆大堵塞等问题，存在道路信息处理“滞后”、安全隐患突出的问题；而人工控制PTZ巡检的方式需要消耗大量的人力资源，并且由于人类的视觉疲劳缺陷，即便是一路视频，人眼也很难做到对关键信息完全获取。

ITS-智能交通监控系统是结合智能视觉分析，模式识别、信息传输等技术对路面上所发生的各类事件进行自动检测、自动报警的真正智能化解决方案，系统能实时检测出道路上发生的交通事故、异常停车、异物抛撒、车辆拥堵、车辆逆行、非法变道、道路塌陷等异常状况，并对发生的事件实时进行报警提示。

二、系统特点智能交通监控系统是针对我国各类道路中普遍存在的各种危害社会安全的交通事故、异常停车、异物抛撒、车辆拥堵、车辆逆行、非法变道、道路塌陷等问题所设计，系统结合最前沿的智能视觉分析技术与模式识别技术，能够通过纯视频的方式对路面上发生的各类异常事件进行检测，不仅可对各类异常事件及时检测与报警，将异常事件的检测与发现由“事后”转为“实时”，并可对通行车辆进行自动记录、提取基本的车流量、车辆速度、密度、车道占有率等信息。

2.1设计原则➢先进性：系统采用先进的技术和产品，一方面要能反映系统的先进水平，另一方面要有一定的前瞻性和发展潜力，以便在尽量长的时间内满足社会发展的需要。

➢实用性：产品选择要适应建设单位的功能需求和投资预算，能有效解决用户实际问题，给用户带来实际价值。

➢可靠性：系统工作稳定，能满足用户7*24监控的严格要求；维护和检修方便。

➢经济性：可作为基于现有监控平台的有效补充和升级，不必更换原有监控摄像机等设备，有效保护投资；降低人力需求，有效节约系统运作成本。

➢扩展性：技术不断发展，需求也在不断改变，系统设计要充分考虑今后发展的需要，满足系统扩容的需要，能灵活部署，并与现有系统整合。

2.2设计依据“公安计算机信息系统九五规划”；“道路交通科技发展九五计划和2010年规划”；公安部“2002年全国公安交通管理工作要点”；公安部《交通管理信息系统建设框架》；国家技术监督局《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》；国家技术监督局《信息技术设备的安全》；行业标准GA308-2001《安全防范系统验收规则》；《车辆自动记录系统通用技术条件》GA/T 497-2004；《民用闭路电视系统工程技术规范》GB50198-94；《民用闭路监控电视系统工程技术规范》GB02198-94；《计算机软件开发规范》GB8566-88；《电子计算机机房设计规范》GB50174-93；《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94；《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92；《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90.92；《以太网100BASE-T标准》IEEE802.3U；《安防系统工程质量检验实施细则（试行稿）》；2.3系统应用➢实时在线检测道路交通秩序、状态，对停车、拥堵等异常事件即时报警，为ITS的实施提供真实准确、及时的信息；➢交通事故检测（撞车、撞人及灾难性事故）；➢交通违章检测（违章停车、非法变道、车辆逆行等）；➢快速、高效自动检测，减轻交通监管人员的工作强度；➢报警信息共享、高速公路、城市报警联动122、120、119；➢提升CCTV系统真正发挥出巨大的作用，提高管理水平。

2.4可靠的检测算法本系统在需要监视的路面安装场景监控相机，提供实时的路面场景给智能视觉分析设备；设备上运行视觉分析算法，算法可对路面场景进行区域定位将行驶路面设置为热点区域、路边的建筑田地等设置为无关区域，当热点区域有异常事件发生时，系统会马上进行相应的动作，并对该异常事件发生的过程建立时间索引。

目前对视频检测算法性能影响较大的干扰主要有光线变化、车辆的阴影等因素，对于这些干扰的影响我们采用了特殊算进行了补偿、处理，大大提高了系统检测的准确性：➢背景更新补偿算法：采用独具特色的背景自动学习、补偿的算法，能对夜间光线不足、路面积水反光、车辆阴影、摄像机抖动等干扰因素有效的过滤，减少误报率。

➢自适应阴影过滤算法：采用独特的前景、背景、阴影分类算法，能够有效的区分建筑物、车辆的阴影，并随阴影倾斜角度、长短，光线亮度的变化动态调整滤除参数，无论因应如何变化都能够有效的将其滤除。

➢多目标跟踪算法：设备可选择是对的设定区域进行事件检测或对全场景进行检测,在进行事件检测时可同时对视频场景内多个地点、多个位置发生的事件进行报警、提示，有效的保证了对异常事件的及时发现、及时解决。

➢动态区域设置技术（DRS）：在需要设置检测区域的场景下,DRS技术允许在任何时刻对一个检测区域进行编辑修改，随后便立即按照新的检测区域设置规则进行检测,无需重新进行背景学习。

➢场景自适应技术：如果摄像机角度发生变化后、监视区域发生变化后，系统可以自动学习、适应新的背景画面，1分钟内即可适应新的背景，并重新开始进行事件事故检测。

2.5事件分级报警该产品能够对车辆停驶，逆行，抛撒物，撞车事故进行检测，摄像机异常进行检测，并且系统能够对警报的优先级进行分级，如在进行车辆拥堵检测时，设备会自动对拥堵的等级进行区分（单车道拥度、两车道拥堵、三车道拥堵），可灵活控制只对等级较为严重的事件进行报警。

2.6嵌入式设计本系统所有设备均采用嵌入式设计，设备体积小巧，可方便的部署在前端，而采用工控机+图像采集卡方式进行检测，不仅设备体积较大，不方便部署，且工控主板本身的温度适应性、湿度适应性都无法与嵌入式设备相比，此外工控机本身由于采用了Window等操作系统，受操作系统、软件稳定性等因素的影响，其稳定性大打折扣，极易出现死机等现象，需要专门的人员进行维护；嵌入式产品本身采用了TI高性能DSP芯片，其温度适应范围可达-70摄氏度~ 160摄氏度，并且由于嵌入式设备本身内置了“看门狗”等硬件电路，相当于有人在前端进行24小时不间断值守，有效的保证了系统长期、稳定、连续运行。

2.7国产本土化服务优势本系统采用的相关软硬件产品90%以上为本土生产，可以提供更加人性化、专业的售后服务(维修、版本升级等)，还可以根据客户具体需要提供“定制服务”。

具有国外产品不可比拟的价格优势，具有优异的性能价格比。

➢可扩展性好：根据需要，多台设备可任意增加，联级工作，易集成到已有的交通管理系统中，该系统易于升级，易于联网扩展。

➢灵活性：根据不同客户、不同路段需求，可以修改定制软件。

➢经济性：系统设计可充分利用原有设备，避免重复投资和人力、物力的浪费。

➢开放性：, 此系统提供了标准网络接口、USB接口等连接方式，接口协议公开。

2.8远程集中管理可通过网络通路远程查看路口动态视频，并可对联网路口设备进行远程参数配置，操作简单易用。

三、系统组成智能交通监控系统由分布在主干道路、十字路口、快速路上的路口视频采集单元、数据传输系统、智能视频分析服务器、视频车辆检测器、中心信息管理系统等部分组成，路口视频采集单元通过光纤LAN与公安内部网连接，完成数据传输，在中心将接收的视频连接到智能视频分析服务器、视频车辆检测器上，对视频实时进行智能分析，拓扑结构如图所示：系统拓扑图➢前端视频采集单元前端视频采集单元安装监控路面附近，在无人值守环境下24小时全天候自动完成图像的采集工作，路口记录单元主要视频检测摄像机、系统配电机箱等组成。

➢数据传输系统数据传输系统主要由光纤收发器，网络交换机等通讯链路共同组成，负者将前端数据采集设备采集的视频信号产送到管理中心，供管理中心的视觉分析设备进行分析。

➢智能视频分析器同时支持4路交通视频分析，异常停车检测、车辆拥堵检测、交通事故停车检测、异物抛洒检测及过程记录，支持事件查询及关联视频回放。

➢中心信息管理系统设在道路交通智能监控管理部门的监控机房，主要由连接在通讯链路上的智能视频分析服务器、中心服务器、报警计算机、客户端作业计算机及相应的彩色打印机、网络设备和管理软件共同组成，智能视觉分析模块完成异常事件的检测、记录、报警并通过公安网与中心客户机及相应的输出设备连接。

数据收集服务器收集所有智能终端所记录的异常事件记录，并根据过期时间等参数将未过期的数据保存在中心服务器，过期的数据自动清理掉。

不同的授权用户通过客户端计算机，可分别完成对异常事件信息的访问、统计、分类、检索、查询、提取、核对、等操作，产生并打印相应报表。

四、系统功能4.1全面的事件检测功能鉴于现在的高速公路和隧道一般每150m / 200m 都安装了电视监控摄像机，我们将利用现有的监控系统中存在的摄像机、通讯传输等相关设备已增加其附加功能，这就是高速公路、隧道运营管理新技术——来自iCare的视频交通事件自动检测系统。