精确视频分析和大数据在城市交通管理中的应用

精确视频分析和大数据 在城市交通管理中的应用
“数据”是支撑
基础数据 管理平台
违法取证 管理平台
稽查布控 管理平台
设备运维 管理平台
拥堵指数 管理平台
卡口平台
特勤平台
诱导平台
监控平台
大数据：关联价值
云数据
数据采集：精确性
电 警
卡 口
六 合 一
监 控
ITS
目录
CONTENTS
A. 采集方式的分析 B. 原有视频的应用 C. 现有视频的发展 D. 大数据时代趋势 E. 交通大数据意义 F. 大数据平台架构
综合应用管理平台
云 违章数据
应
统计
用 车辆行驶
服 轨迹回放
务 各岗间速
度分析
卡口数据 统计
套牌车识 别及追踪
视频数据 管理
黑名单车 辆布控
数据捕获 量分析
......
云 号牌
违章
轨迹
流量
计 识别
算法
跟踪
检测
算
分
析 卡口
布控
排队 长度
车型
识别 ......
热备份
接
智能高清视频采集系统
入 层
卡口
违法
事件
核心算法和算法技巧上的精益求精 产品形态紧贴业务和工程需要 为行业量身定制整体解决方案
当前未来 2008年
2002年 上世纪90年代
DVR本地 VCR本地化 化数字图像 模拟图像
模拟监控
数模监控
前端网络数 字化流媒体
网络监控
全IP图像数字化标准化 多元接入智能化管理
全数字化网络监控
实时监控事后取证数据挖掘分析交通仿真、预测诱导改善
接
智能高清视频3采，集易系于统管理、易于维护、易于扩展
既有采集系统
入 层
卡口
违法
事件4，保证流系量统间协录作像的稳定性
六合一 平台
交通指挥 系统
信息灯控 制系统
警务通
其它 系统
ITS
数据交 换体系
元数据 标准
代码规 范
数据接 口规范
数据存 储规范
数据存 储规范
权限规 范
数据共 享规范
数据保 密规范
大数据平台架构—数据接入
应用安 全规则
系统安 全规则
网络安 全规则
物理安 全规则
入侵保 护
热备份
综合应用管理平台
设备运维管理系统
通行记录管理系统
云 违章数据
卡口数据
黑名单车
工程进度
建设质量
多维度数
应 用
统计
统计
车辆行驶 安全套牌保车识
服 务
轨迹回放 障体别及系追踪
各岗间速
视频数据
度分析
管理
辆布控
跟踪管理
数据分析
两层体系标准 数据捕获 量分析
能力1
智能分析与诱导
1，结合业务，事前风险 分析 2，智能分析各路网流量， 提供平衡建议 3，实施智能实时诱导
能力2
高效的共享与预防
1、依据交通历史数据， 分析交通规律模型 2，按照用户群，实时分 类共享 3，完成交通各部分间的
协作 能力3
ITS
现有视频的发展-无处不在的感知
全面抽出并智能分析
核心视频分析算法—视频录像符号化
监控视频管理系统
3，系统多样性：
各平台系统只兼容某些设备和厂商H，ad导oop致数据无法整合。
云 号牌 计 识别 算 分 析 卡口
布控
违章 算法
轨迹 跟踪
流量 检测
MapReduce
Spark
排队 长度
目标车识：型别如何.完....成. 对现有设备的利用数据，库避封装免重复建设。
Storm
Hbase
数据分析 上传数据
据显示 卡口捕获
稽查布控管理系统
服 轨迹回放 务 各岗间速
度分析
别及历追踪史建设量因分素析，传感设备在线多率样，标分准析统不计统一，量数分据析 不准确行，驶轨难迹融追合踪系。统
视频管2数理，据 厂商....多.. 样性：
设备维修 及时率
移动终端 办公
......
各厂商之间标准不统一，数据接入困难。
统计设备 在线率
上传数据 分析统计
......
设备维修
移动终端
及时率
内容
内容办公
据显示 卡口捕获 量分析
......
数据稽查交布控管理系统 换体行驶系轨迹追踪系统
监控视频管理系统
云 号牌 计 识别 算 分 析 卡口
布控
1. 通用安全性 2. 业务信息保密性
1. 信息资源标准规范 2. H元ad数oop据标准规范
对海量视频进行视频符号化处理，把视频中的建设物、桥梁、车辆、车牌、车道、位置、信号灯状 态等信息进行特征单元分解，形成基础图像符号化数据，同时形成运动目标的运行状态数据，完成海量 视频分析的核心数据信息。行业应用过程中根据不同的业务需要，输出针对不同目标物的火灾、交通违 法记录、通行记录照片和交通流量、速度记录等交通基础数据。
建筑物及人员信息： 每帧视频中，建筑物的状态检查 人员聚集区人员数量，群体运动趋势 路口行人位置、行进方向 ……………………………… 车辆信息： 每帧视频中，监测方向车辆数量 在号牌最佳拍摄位置，提取号牌信息 每辆车位置、车速、到相机距离 车牌号码、车牌颜色、车身颜色 ……………………………… 道路信息： 多组信号灯的颜色、持续时间 当前帧信号灯亮、灭状态
需求 信息 位置信息 车牌
信号灯
对象编号
闯红灯违章
车牌 车道 位置信息 对象编号
压线违章
车牌 信号灯 前位置 对象编号 位置信息
不按导向行驶违章
Fra Baidu bibliotek
ITS
大数据平台架构—数据分析
如何选择最优分析算法？
安全保 障体系
安全认 证
数据资 源安全
云 应
违章数据 统计
综1各合，应家用算算管法理法平不差台同异，各性家：都有优势与不设足备。运如维管何理能系扬统长避短？
完成视频数据到 结构化数据转变
ITS
现有视频的发展-应用
车辆行车轨迹
• OD出行分析 • 围捕嫌疑车辆 • 分析城市交通规律 • 提供合理出行建议
拥堵指数
• 感知城市交通态势 • 分析形成历史交通规律 • 市民选择合理出行路线 • 均衡路网压力 • 提供道路规划依据 • 信息分类共享
视频浓缩
• 依据关键信息，视频浓缩 • 智能筛选，提升效率
智能视频分析：摄像机+大脑
看得见+看得清
量化+全局把握
监控
安全
复杂违法抓拍 路口严管态势 功能单一
电子警察
信号控制
自建流量采集 线圈/雷达/RFID 视频（自建）
交通卡口
断面建设 掌控车流量 上传公安部
卡口系统
切换屏幕，人眼盯防 事后诸葛亮，查证耗时 监控效率低下 看得着，看不清
2卡，口统数计业据务可黑辆配名布单置控车 性：
工程进度 跟踪管理
建设质量 数据分析
多维度数 据显示
通行记录管理系统 稽查布控管理系统
用 车辆行驶 现套状牌车交识通场景数不据捕同获，对于每统个计设点备位的功上传能数需据求也会卡口不捕同获 ，如何能达到
服 轨迹回放 合别理及追化踪、差异量化分配析 置。 在线率
交通监控
交通实施监控 人工抓拍 大屏显示（指
挥控制）
事前预警
事中处理
事后取证
防范威胁
目标识别跟 踪，报警
传统视频监控
全过程视频监控，提高监控效率
ITS
大数据平台架构
“三层” + 两个体系
安全保 障体系
安全认 证
数据资 源安全
应用安 全规则
系统安 全规则
网络安 全规则
物理安 全规则
入侵保 护
Pgsql
Storm
六合一 平台
既有采集系统
交通指挥 系统
信息灯控 制系统
警务通
其它 系统
ITS
数据交 换体系
元数据 标准
代码规 范
数据接 口规范
数据存 储规范
数据存 储规范
权限规 范
数据共 享规范
数据保 密规范
大数据平台架构 两层体系标准是各系统间数据交互的保障。
安全保 障体系
安全认 证
数据资 源安全
布控
排队 长度
车型
识别 ......
全规则
入侵保 护
MapReduce
Spark
数据库封装
Hbase
Pgsql
Storm
热备份
接 入 层
智能高清视频采集系统
既有采集系统
其它
卡口 三违层法设计事件：动流态量 轨迹录像分析池六平、合台一业务交逻系通统指辑挥 分析信制息系池灯统控、基警本务通属性识系别统 池
Pgsql
接
智能高清视频采集系统
入 层
卡口
违法
事件
流量
录像
六合一 平台
既有采集系统
交通指挥 系统
信息灯控 制系统
警务通
其它 系统
ITS
数据交 换体系
元数据 标准
代码规 范
数据接 口规范
数据存 储规范
数据存 储规范
权限规 范
数据共 享规范
数据保 密规范
大数据平台架构—数据接入
数据接入包括以下几种数据：
……
其它系统： 交通相关联的外部系统的数据接入。
ITS
大数据平台架构—数据接入
统一接口、信息映射
各厂商、各业务数据整合
车牌识别 车型识别 对象提取 运动轨迹识别
生成信息 车牌
车型
射映息信
对象编号
轨迹信息
时间差 位置信息
前位置 车辆编号
接口信息 定义
车辆信息 道路设施 轨迹信息
车牌 车型 颜色 车标 信号灯 停止线 车道 时间差 位置信息 前位置 对象编号
智能高清视频 采集系统
卡口
违法
数
据
事件
接
入
流量
层
录像
既有采集系统
六合一平台 交通指挥系统 信号灯控制系统
警务通 ……
智能高清视频采集系统 新型的一体化的系统，从视频中智 能分析出结构化信息数据，存入数 据库，供数据分析用。
既有采集系统 交警内部系统中接入的数据。
其它系统
浮动车数据 违法数据 事故数据 流量数据 手机信令 人口数据 车辆数据 驾驶员数据
违章 3. 轨业迹务服务流保量证性
算法
跟踪
检测
4. 业务安全绩效性
3. 信息分类及编码标准规范
MapReduce
Spark
Storm
4. 数据交换标准规范
排队
车型
5.数据信库息封装服务标准规范
长度 识别 ...... 体系标准的建立
1，保证信息的交互的便利性
Hbase
Pgsql
2，加强各系统内部信息的安全性
海量视频存储和挖掘分析 是大数据的重要命题
如果把海量监控视频比作一种产 业，那么这种产业实现盈利的关键， 在于如何让数据会“说话”。
数据来源：CCID Consulting
以1080P为例，在4Mbps的码率： 每日数据量超PB
5000路*4Mbps *24小时*60分钟*60秒 30天以上的保存要求超50PB
流量
录像
设备运维管理系统
工程进度 跟踪管理
建设质量 数据分析
多维度数 据显示
统计设备 在线率
上传数据 分析统计
卡口捕获 量分析
设备维修 及时率
移动终端 办公
......
通行记录管理系统 稽查布控管理系统 行驶轨迹追踪系统 监控视频管理系统
Hadoop MapReduce
Spark
数据库封装
Hbase
ITS
大数据时代趋势
大数据时代已经到来
城市视频监控的快速发展
大数据包括：社交媒体、移动设备、 科学计算和城市中部署的各类传感器等等， 其中视频又是构成数据体量最大的一部分。
2011 年全球出货摄像机2646万台。 预计到2015年出货量达5454万台。
2011年-2015年全球数据增长量
视频分析技术的提升，从视频资源中挖掘出结构化数据，与其它交通数据关联，形成行业解决方案，提升使用价值。
人工监控
事后取证
简单抓拍
ITS
现有视频的发展-目标
看得见+看得清
量化+全局把握
以交通业务为中心从视频资源全面抽出并能智能分析数据
ITS
无处不在的感知
1、覆盖度提升 2、全面抽取信息 3、信息业务分类 4、各信息统一接口 5、交通大数据全面整合
如何完成对现有设备的利用，避免重复建设?
安全保 障体系
安全认 证
数据资 源安全
应用安 全规则
系统安 全规则
网络安 全规则
物理安 全规则
入侵保 护
热备份
综合应用管理平台
设备运维管理系统
通行记录管理系统
云 违章数据
卡口数据
黑名单车
工程进度
建设质量
多维度数
应
统计
用 车辆行驶
统计
辆布控
跟踪管理
套牌1车，识 设备数据多捕获样性： 统计设备
(接入、分析、应用) G. 交通数据大融合
ITS
采集方式的分析
这些年，视频分析技术的发展，使其功能度、 准确性不断提升，成为主流的采集方式。
信息完整
+
信息精准
磁频采集
• 流量测量 • 触发视频
波断采集
• 速度测量 • 触发视频
触发视频
视频采集 信息完整性 数据挖掘分析
ITS
原有视频的应用
技术发展趋势
ITS
交通大数据意义
海量视频挖掘分析（交通应用）：
海量视频挖掘分析（刑侦应用）：
现状：传感设备多样，标准不统一，数据不准确，难融合。 现状：海量视频数据，人眼盯防尴尬；如何防范于未然。
目标：通过海量视频信息挖掘分析完成交通态势评估，
目标：智能视频分析--有效预防 主动防范 反恐防盗
以视频为主进行交通信息采集，避免重复建设。
5000路*4Mbps *24小时*60分钟*60秒*30天
如何将海量的数据变成落地民生， 利于打击犯罪或测定实时交通路况正 是“海量视频”盛行的本质。
经过采集后的视频进行数据的分 析和挖掘，最终进行可视化的呈现， 在大数据的发展趋势下，对海量视频 监控数据的存储和管理是当下各大厂 商积极探索的命题之一。
分析统计
量分析
务
各岗间速 度分析
3视，频管数理易据维护...性... ：
设备维修 及时率
移动终端 办公
......
交通场景的变换，如何实现快速的维护与更新。
行驶轨迹追踪系统 监控视频管理系统
应用安 全规则
Hadoop
系统安 全规则
云 号牌 计 识别
违章 算法
轨迹 跟踪
流量 检测
网络安 全规则
物理安
算 分 析 卡口