寧波道路交通事件自動取證系統護衛高速路安全

浦 岷、俞歡求、浦世亮、黃丹平、車 軍

寧波道路交通事件自動取證系統護衛高速路安全

浦 岷、俞歡求、浦世亮、黃丹平、車 軍

2012年3月，一套事件檢測智能抓拍跟蹤系統在杭甬高速寧波段啟用。該系統簡化了交警的工作，降低了事故發生概率，護衛著高速路的安全。

2012年3月，寧波高速交警在杭甬高速寧波段啟用了海康威視自主開發的事件檢測智能抓拍跟蹤系統。該系統主要針對高速公路上出現的倒車、逆行、違章停車等危險行為做出自動分析報警，同時利用自動跟蹤球機對違法車輛進行拉近放大（看清車牌）。

事件檢測智能抓拍跟蹤系統可以實現報警彈圖功能，同時記錄報警錄像和報警圖片，支持事后取證。中心系統軟件提供語音報警功能，監控人員可進行實時查看，同時可與大屏系統和報警系統聯動，實現文字上墻報警、現場鳴笛報警和語音報警等功能。

據寧波高速交警介紹，一旦該系統自動報警，經研判違法行為不會在短時間消除時，指揮中心工作人員可發出指令，讓距離現場最近的巡邏警車前往處理。

圖1：系統架構

項目背景

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常出現的交通違法現象嚴重影響了高速正常運轉，同時也給高速公路帶來安全隱患。雖然目前已有高速公路監控系統的建設，但是目前的監控系統靠人為監視無法達到主動報警、自動取證、及時提示危險信息、及時現場處理等目的。

針對以上現象，高速交警寧波支隊聯合杭州海康威視設計研發了道路交通事件自動取證系統，主要采用目前先進的視頻智能分析技術和球機自動跟蹤技術及車牌識別技術等高新技術，對高速路面上的車輛行為進行自動分析識別、判斷，對高速公路上發生的停車、逆行、倒車等惡性事件進行跟蹤記錄，提供一段有效的視頻記錄，能夠看清整個違法過程。同時提供實時報警、現場報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重交通違法行為取證困難的現狀。此系統同時可以輔助地實現對車流量、車輛平均速度等進行統計分析，給出報表供交警部門參考。

此系統主要應用于：

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。此系統相對于傳統的交通事件檢測系統有如下特點：

能夠自動跟蹤放大，對車輛的交通違法行為進行記錄，看清車牌；

能夠實時報警，提示后方車輛注意安全，降低危險事故發生；

操作簡便，和違法數據庫無縫對接。

技術原理簡介

此套道路交通事件自動取證系統采用目前最新的車輛跟蹤算法、背景建模、模式識別算法和球機自動跟蹤算法、車牌識別算法等多領域的視頻技術，實現對畫面中特定區域，如車道內等區域的車輛、行人、其他物體等進行識別和分辨，根據其運動規律等特征來判斷是否有交通違法事件發生。當檢測到有交通違法事件發生時，將檢測到的交通違法類型、位置信息等發送給跟蹤球機，觸發跟蹤球機進行放大跟蹤，在跟蹤過程中，球機啟用自動跟蹤算法自動調整跟蹤位置和跟蹤倍數，以保證跟蹤記錄的有效性。

系統架構及組成

本系統的架構如圖1所示，由前端自動跟蹤球機的實時視頻流通過網絡傳輸至事件檢測服務器進行智能分析,當檢測到有交通違法事件后，將位置信息發送給球機進行定位跟蹤。管理軟件通過網絡對高速事件檢測服務器及前端設備進行遠程控制、管理、維護、檢測規則設置以及數據下載等操作。前端的球機可以和報警器聯動，在交通違法現場發出聲光報警、語音喊話等，提示駕駛人員及時消除違法行為，在交通違法現場的后方發出聲光報警提醒后方來車注意，同時在中心機房可以在led顯示屏上顯示報警信息，提示值班人員。

本系統主要可以分為：前端視頻采集單元、事件檢測單元、事件報警單元、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。前端攝像機必須按照一定的施工角度要求架設，確保系統的整體性能和效果。

圖2：停車位置取證

圖3：倒車交通違法

圖4：交通數據統計報表

事件檢測單元

交通事件檢測單元是本系統的核心單元，內部裝載交通事件檢測模塊與數據庫模塊，對視頻畫面中的交通事件進行實時檢測，檢測到交通違法事件后給出坐標信息，觸發球機進行實時跟蹤。

事件報警單元

事件報警單元主要是前端的揚聲器及聲光報警設備，主要是和系統聯動進行前端現場的喊話提醒及后端車輛注意，以降低危險事件發生概率。

后端管理單元

后端管理單元主要是客戶端管理軟件，可對交通事件檢測服務器進行遠程設置、智能規則設置等操作，可以處理各種交通事件報警、讀取及下載服務器的統計數據，針對交通數據可生成各種類型的報表，以及包括柱狀圖、餅狀圖、折線圖等統計圖。

系統主要功能

停車事件取證功能

此功能主要是當檢測到有停車事件時，球機進行自動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，錄像中疊加路段名稱、時間、地點等信息，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

此功能主要是當檢測到有停車信息時，球機可進行自動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，錄像中疊加路段名稱、時間、地點等信息，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。

車流量統計及報表功能

此功能提供路段車流量統計數據，能夠按車道進行檢測，統計車流量。同時能夠按日、年、月等條件提供數據報表和統計圖表（見圖4）。

快速查詢及交通違法處理功能

本系統可以快速按通道、按事件、按時間進行交通違法事件的查詢。同時本系統和目前浙江高速交警的違法數據庫無縫對接，具有針對交通違法事件的查看、審核、校對、人工修改、自動上傳、人工標記等處理功能，能夠較好的實現交通違法事件的處理。

圖5：實際使用效果圖

前端聲光報警提示及語言喊話功能

本系統檢測到交通違法事件后，可在監控中心管理軟件上實現聲音、語音、彈圖片等提示報警，同時可以觸發前端的聲光警和語音喊話功能，進行自動語音喊話提示和聲光報警提示，提示聲音可以錄制語音提示或者聲音提示。同時可以給前端聲光報警器一個信號，進行聲光提示，提示后方車輛減速慢行，以達到降低事故的目的。系統可以實現報警彈圖片，同時記錄報警錄像和報警圖片，提供給交警作為取證用。同時此系統可與大屏系統和報警系統聯動，進行文字上墻報警和現場鳴笛報警和語音報警等功能。

自動校時功能

系統能夠自動與標準時間服務器進行校時，保證系統時間與服務器時間同步。

系統性能

該系統的性能參數如下：

目標被檢出的最小像素為 5×5個像素；

對于惡劣天氣，性能會比理想天氣情況下檢測率指標降低≤10%；

檢測率：95%

準確率：85%(有效檢測記錄占總記錄的比值)

系統響應時間：停車:5秒 逆行：1秒

誤報數每日每路≤1次；

系統無人值守穩定運行大于5000小時；交通違法錄像不小于10秒，文件大小不大于10M夜間能夠檢測到各種交通違法時間并能夠報警提示。

系統實際使用情況

本系統自2012年3月8日在高速交警寧波支隊轄區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，一個月內共抓拍各類交通違法行為2200余起，其中在高速公路車道內停車、在高速公路上逆行、在高速公路上倒車的嚴重違法行為280起，交警部門將違法數據接入全國公安交管綜合應用平臺，目前已有多名違法駕駛員接受處理，其中部分嚴重違法的駕駛員被處以罰款200元、記12分的處罰。被記滿12分的駕駛員根據規定需要參加交通安全法律法規學習，并經過考試合格后才有資格駕駛車輛，對違法駕駛員造成極大的震撼。

第二，在安全行車方面，由于該系統在取證的同時，自動實現對現場違法駕駛員和后方來車駕駛員的聲光和語音警告，及時消除安全隱患同時提醒后方來車注意前方路況，降低了事故發生的概率，經高速交警寧波支隊事故部門統計，安裝了交通事件自動取證系統的高橋樞紐的事故數量和嚴重程度較安裝前都有明顯的下降。

與傳統的高速路監控系統相比，這套智能抓拍系統有效解決了“靠肉眼查看錄像經常出現事件遺漏”等問題，對規范高速公路行駛秩序和提高行車安全管理有很大幫助。該系統上線后得到了央視、浙江日報、都市快報、寧波晚報等多家國內知名媒體的報道（見圖5）。

類似的系統，接下來還將在姜山北、寧波北等其他3個互通區安裝。據高速交警總隊有關人士透露，該系統在寧波作為一個試點，若效果不錯，將來會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
浦世亮、黃丹平、車軍：杭州海康威視數字技術股份有限公司