淺析智能視頻分析技術在智能交通中的應用

■ 謝玨琪

視頻監控技術在交通領域一直發揮巨大作用，智能視頻分析技術在智能交通領域的應用更是如同一扇可以透視世界萬物的窗口。

經濟的發展，城市化的加快，生活水平的提高，汽車數量開始激增，以致諸多交通安全與管理問題頻出。在這日益強烈的需求下，如何應用現代高新技術，將車輛和道路聯系起來系統地解決交通問題，成為智能交通的核心思想。智能交通通過將先進的智能監控技術、通信技術、控制技術、傳感器技術和系統綜合技術有效地集成應用于交通運輸領域，從而使得交通運輸業發生了根本性的變化：運行功能智能化、效率最大化，進而使之成為世界同行業研究開發與技術應用的熱點。視頻監控技術在交通領域一直發揮巨大作用，本文主要從智能化的視頻監控技術分析應用效果。

從2007年開始爆發的安防行業化應用開始，視頻監控已經成為智能交通一個技術發展指標之一。從現階段智能交通進程來看，其應用的視頻監控技術出現三大特點：高清化、智能化和平臺化。高清化是整個安防行業應用趨勢，在智能交通領域體現尤為明顯，在車水馬龍的鬧市區如何看清一個人的面部特征、看清楚車輛的牌照、甚至車輛細節等是很重要的。在城市道路交叉口、道路區間、在高樓大廈的大廳內，擁擠喧鬧的出入口、停車庫的出入口、高速公路等場合，高清視頻監控大大提升智能交通系統的應用價值；平臺化是指建設智能交通的監控綜合管理平臺，通過平臺化使得智能交通實現真正的信息化、智能化、全局化，主要發揮面向事件的協同指揮調度、面向網絡的遠程指揮調度和面向資源的綜合指揮調度，與此同時，這個智能交通的綜合管理平臺功能還體現在交通道路的管理、公安隊伍的管理和社會的信息服務三方面。至于智能化，是本文介紹的重點。

智能視頻分析技術指使用計算機從視頻中通過計算算法軟件進行運算和分析，提取視頻中的有用信息，完成這一信息提取和理解的一項技術，說得通俗一些，就是計算機對視頻的“內容”的提取和理解，這一過程最為關鍵的技術是采用計算機對視頻信號進行分析，以提取視頻場景中發生的一些特定的事件或監控目標的特定行為。從定義中不難發現，結合到交通領域，智能視頻分析技術可以明確地區分車或其它物體，并過濾掉樹葉、光影、雨雪等自然干擾和光線變化影響，一旦監控畫面中“關鍵目標”出現，例如機動車車體、車牌、車頭燈特征信息，系統能夠以最快、最佳的方式提供有用的分析信息，如車牌號碼的內容、車輛的行駛方向、車身顏色、車輛速度、車標等信息，交管中心平臺就可以通過對這數據來作出相應的應用管理，如大屏幕發布、違規車輛處理、交通信號燈設施遠程控制等管理機制。

智能視頻分析技術在智能交通最廣泛與成熟的應用是在高速公路和電子警察場所，具體應用的技術功能體現在：

車牌識別

車牌識別技術目前已經是公路系統中的成熟技術，已經基本取代了人工錄入車牌的原始方式，它現在是是智能交通最基本的組成構件之一，目前應用已經非常成熟，是高速公路收費系統和高速公路車輛查詢跟蹤系統的重要組成部分，識別系統以圖像處理理論為基礎，利用相機采集包含車輛號牌的視頻圖像，通過圖像處理，對車牌進行提取和識別，達到車牌的自動識別。通過自動識別出來的車輛號牌信息，將所識別出來的車輛號牌信息及傳給后端軟件，對車輛進行統一管理和控制。

事件檢測分析

在高速公路監控系統中，需要對關鍵路段（如事故多發區等）進行實時監控，隨著監控點的增加，人工查看錄像監控已經無法滿足現有需求，如依賴回放檢索，會導致時間處理滯后。因而，需要通過智能監控，對錄像自動進行分析，對特定類型的事件進行提取，要求事件檢測分析系統在圖像所能監控覆蓋范圍內，能夠進行交通事件、事故的自動檢測。所需要檢測的交通事件通常包含如下幾項：車輛停駛、車輛減速、車輛超速、車輛低速或停車、車輛逆行、車輛排隊長度超過閾值、交通擁堵、行人、車龍、拋灑遺棄物、煙霧和火災等。并且提供相應的交通數據實時測量：流量、速度、占有率、車頭間距、隊列長度、車輛分型等。當發生交通車輛事故時系統能夠快速自動報警和錄像，為道路的交通安全管理和道路運營提供幫助。在隧道監控中，事件檢測分析系統檢測到有煙霧超過警戒報警，系統啟動應急預案，指揮通風系統、照明系統和消防系統立刻聯動，對監控信息自動采集，通過智能視頻分析技術分析、判斷并輸出結果。

交通狀態檢測

該功能是通過對道路沿線的監控攝像機所采集到的圖像進行視頻分析，通過檢測區域內的車輛數和速度，自動識別出路段的交通狀態（交通狀態分為：暢通、擁擠、堵塞三種狀態）;當檢測到道路交通發生擁擠或堵塞時，系統通過語音播讀、文字信息提醒等方式進行報警，提示交通管理員及時對交通擁堵事件進行交通疏導處理，并可通過對交通擁堵數據的統計分析，為交通管理提供決策依據，把過去的被動式交通管理上升為主動式的交通管理，從而保證道路交通的暢通運行，提高交通管理水平提供有力的技術手段。同時，與交通誘導等系統進行聯動，在事件發生時，通過交通誘導系統發布交通信息，實現智能化的交通管理。

違章變線

在某些路段（如隧道內），正在高速行駛的機動車輛隨意變線是一種違章行為，容易導致交通事故的發生，應該及時發現和處理。視頻分析技術通過監測車輛的行駛軌跡，并與車道線進行比較，可以發現違章變線行為。

違章或故障、事故停車

在車道上或禁止停車區域出現停車現象，不論是因車輛故障停車或違章停車，都或屬于極為危險的事件，或屬于易引起交通阻塞的違章行為，需要及時進行處理，而事故停車也需要管理部門及時知曉盡快處理以恢復交通，視頻分析技術可以及時發現停車行為，提醒交通管理部門及時處理。

違章左轉右轉

在某些道口，是不允許進行左轉或右轉，否則不但容易引起交通阻塞，也容易引起交通事故導致生命財產的損失，通過視頻分析技術自動檢測違章左轉或右轉行為，可以對這些違章行為進行有效處罰，以提高交通監測系統的威懾力，從而減少違章行為的發生。

壓黃線行駛

在交通法規中，壓黃線行駛是一種嚴重的違章行為，應該予以嚴肅處理。視頻分析技術通過監測車輛的行駛軌跡，并與黃色分隔線進行比較，可以有效地發展違章壓黃線行駛的行為。

違章逆行

在交通法規中，逆行是一種很嚴重的違章行為，不但容易引起交通的混亂，也很容易引起交通事故的發生，應當及時發現及時制止及時處理。視頻分析技術通過監測車輛的行駛方向，與正常行駛方向比對，可及時發現違章逆行行為并及時報警，提醒交通管理部門進行處理。

遺灑物體

正在行駛過程中的車輛不慎遺灑物體，容易引起交通的阻塞，特別是在機動車輛高速行駛狀態下（如高速公路，隧道內），前車出現遺灑現象極易導致后車的嚴重交通事故，當發現這種事件時，需要道路管理部門及時盡快地處理，以避免嚴重后果的發生。視頻分析技術通過對監控視頻的分析，可及時發現物品遺灑的事件，及時在情報板上公布提醒后車，并及時派出人員進行處理。

行人橫穿公路

在非人行橫道線區域，行人橫穿公路是很危險的行為，很容易導致交通事故的發生，而且很容易出現人員的傷亡，應當及時制止。視頻分析技術通過分析行人的運動軌跡，能及時發現違章橫穿公路的行為。

智能交通，智能先行。智能視頻分析技術應用在交通領域，這是時代需求與科技管理結合下的必然產物。