摘要:根據(jù)高速公路安全運(yùn)營(yíng)管理的需要,在逐步完善視頻監(jiān)控系統(tǒng)外場(chǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)上,通過(guò)應(yīng)用基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測(cè)系統(tǒng),提升高速公路管理者對(duì)擁堵、行人、停車(chē)、交通事故等異常交通事件的發(fā)現(xiàn)能力、處理效率和處理能力,進(jìn)一步提高高速公路安全運(yùn)營(yíng)管理水平。

　　關(guān)鍵詞:交通視頻;事件檢測(cè)系統(tǒng);大數(shù)據(jù)分析

　　0引言

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和汽車(chē)保有量的不斷增長(zhǎng),高速公路車(chē)流量與日俱增,如何讓公眾切身體會(huì)到出行的快捷和便利,對(duì)高速公路的運(yùn)營(yíng)服務(wù)提出了更高的要求,特別是在各大節(jié)假日給高速公路運(yùn)營(yíng)管理帶來(lái)了更大的考驗(yàn)。為滿足廣大公眾對(duì)交通出行的需求,如何快速發(fā)現(xiàn)和處置道路擁堵、行人、違章停車(chē)、交通事故等異常交通事件,是近年來(lái)高速公路營(yíng)運(yùn)單位思考和探索的問(wèn)題。

　　1視頻事件檢測(cè)技術(shù)方案分析

　　1.1基于前端視頻分析的事件檢測(cè)方案

　　基于前端視頻分析的事件檢測(cè)方案主要采用集成的方式,在原有監(jiān)控?cái)z像設(shè)備中集成一部分具備圖像識(shí)別和比對(duì)的電路模塊,攝像設(shè)備采集到視頻信號(hào)后,先由圖像識(shí)別模塊進(jìn)行視頻識(shí)別判斷,再向后端輸出,從而達(dá)到異常事件檢出的目的。但是基于前端的事件檢測(cè)系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn):(1)計(jì)算能力不足,檢測(cè)精度受限。由于在原有攝像設(shè)備中集成圖像識(shí)別模塊受限于空間和功耗,無(wú)法采用強(qiáng)大的計(jì)算分析處理器,只能采用低功耗、小體積的零部件,嚴(yán)重束縛了圖像識(shí)別的能力,也較大約束了檢測(cè)精度。(2)基于視頻前端的事件檢測(cè)系統(tǒng)不便于功能升級(jí)。由于其圖像識(shí)別模塊在出廠時(shí)集成在攝像設(shè)備內(nèi),其功能和性能均已限定,后期基本不可能再對(duì)其單獨(dú)進(jìn)行功能和性能的升級(jí),只能更換整個(gè)攝像設(shè)備,給升級(jí)工作帶來(lái)較大的不便和成本的增加。(3)基于視頻前端的事件檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施成本高,目前市售具有圖像識(shí)別功能的攝像設(shè)備比傳統(tǒng)攝像設(shè)備價(jià)格高出約30%以上。

　　1.2基于后端視頻分析的事件檢測(cè)方案

　　基于后端視頻分析的事件檢測(cè)方案一般分為傳統(tǒng)的事件檢測(cè)分析儀以及基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測(cè)技術(shù)方案“服務(wù)器+大數(shù)據(jù)平臺(tái)”兩種模式。(1)傳統(tǒng)的事件檢測(cè)分析儀的算法在設(shè)備出廠時(shí)已固定,其功能和性能受檢測(cè)算法的限制,事件檢測(cè)精度無(wú)法持續(xù)遞增。(2)基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測(cè)技術(shù)方案“服務(wù)器+大數(shù)據(jù)平臺(tái)”模式采用通用硬件架構(gòu)和開(kāi)放平臺(tái)軟件,具備大數(shù)據(jù)分析功能和模型采集,深度學(xué)習(xí)功能,隨著平臺(tái)投入使用時(shí)間的增加,軟件平臺(tái)通過(guò)大數(shù)據(jù)分析,逐步完善事件模型,提升檢測(cè)精度。

　　2基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測(cè)技術(shù)

　　2.1系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)

　　基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測(cè)系統(tǒng)在現(xiàn)有視頻監(jiān)控的基礎(chǔ)上,通過(guò)增加視頻分析服務(wù)器以及大數(shù)據(jù)分析軟件的方式,實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)事件檢測(cè)和車(chē)流量分析等功能。系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

　　2.2系統(tǒng)組網(wǎng)架構(gòu)采用“事件檢測(cè)服務(wù)器+大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)”的架構(gòu),事件檢測(cè)服務(wù)器采用分布式布設(shè)方案,后期可根據(jù)檢測(cè)視頻的數(shù)量靈活增設(shè)服務(wù)器及組網(wǎng)。大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)軟件具備開(kāi)放式架構(gòu),可靈活擴(kuò)容檢測(cè)通道,滿足不同的視頻檢測(cè)規(guī)模需求。系統(tǒng)組網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示。

　　3事件檢測(cè)方案及測(cè)試結(jié)果分析

　　3.1檢測(cè)方案

　　選取潮惠高速公路蓮花山隧道1號(hào)、2號(hào)隧道現(xiàn)有的64路視頻圖像,從2020年4月4日起至5月31日止,對(duì)隧道內(nèi)停車(chē)、逆行、行人、擁堵等事件檢測(cè)功能進(jìn)行全天候24h實(shí)測(cè)分析,測(cè)試預(yù)警由監(jiān)控工作人員進(jìn)行判斷并確認(rèn)。

　　3.2測(cè)試結(jié)果

　　3.2.1第一階段(2020年4月4日~11日)

　　2020年4月4日系統(tǒng)上線實(shí)測(cè)。系統(tǒng)使用初期選擇基于事件基本模型實(shí)行預(yù)警,并通過(guò)不斷采集模型樣本進(jìn)行優(yōu)化,提升系統(tǒng)檢測(cè)識(shí)別的準(zhǔn)確度,優(yōu)化使用效果。

　　從第一階段的測(cè)試情況來(lái)看,測(cè)試效果不太理想,逆行、停車(chē)事件的誤報(bào)較多,準(zhǔn)確率未達(dá)到95%以上水平,擁堵事件沒(méi)有檢測(cè)數(shù)據(jù)。

　　3.2.2第二階段(2020年4月12日~5月31日)

　　針對(duì)第一階段測(cè)試發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,技術(shù)人員對(duì)事件檢測(cè)系統(tǒng)事件預(yù)警模型進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)個(gè)別網(wǎng)絡(luò)傳輸問(wèn)題進(jìn)行整改,同時(shí)對(duì)事件檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)。2020年4月12日起對(duì)事件檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行第二階段測(cè)試。

　　4系統(tǒng)評(píng)價(jià)

　　通過(guò)2020年4月4日至5月31日在潮惠高速公路的實(shí)踐應(yīng)用,基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測(cè)系統(tǒng)具備穩(wěn)定且比較準(zhǔn)確的事件檢測(cè)能力。雖然目前總體準(zhǔn)確率較高,但仍然存在誤報(bào)的問(wèn)題,需要系統(tǒng)優(yōu)化,而且高速公路上的事件類(lèi)型和模型也在不斷變化或增加,因此,具有持續(xù)研發(fā)、優(yōu)化、改進(jìn)的能力和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)?；诮煌ㄒ曨l大數(shù)據(jù)的事件檢測(cè)系統(tǒng)判別機(jī)制相對(duì)完善,事件響應(yīng)時(shí)間及時(shí),數(shù)據(jù)分類(lèi)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表較詳細(xì),能有效輔助工作人員提升發(fā)現(xiàn)和處置事件的能力,提高工作效率。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測(cè)系統(tǒng)可基于現(xiàn)有前端設(shè)備,同時(shí)分析多路實(shí)時(shí)高清視頻,集成度高,硬件投資小,運(yùn)維成本低;具有分車(chē)型流量監(jiān)測(cè)、交通數(shù)據(jù)分析功能,全天候全方位監(jiān)測(cè)公路車(chē)流量信息,較高的識(shí)別效率和準(zhǔn)確度可有效輔助工作人員,提高效率和發(fā)現(xiàn)處置事件的能力。為滿足人民群眾對(duì)交通出行的美好向往,高速公路運(yùn)營(yíng)單位一直以“安全、暢通”為宗旨,不斷提高高速公路的各項(xiàng)服務(wù)能力。視頻技術(shù)的成熟應(yīng)用,為道路安全管理、應(yīng)急指揮、輔助決策等提供了有力的支撐,在提升高速公路安全運(yùn)營(yíng)能力、服務(wù)能力和管理水平方面發(fā)揮了重要作用。

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　　吳文彬