智能視頻分析技術在高速公路建設和管理中運用分析

陳 征

智能視頻分析技術在高速公路建設和管理中運用分析

陳 征

陳 征 王 飛 項 煜

河南省高速公路聯網監控收費通信服務有限公司

引言

伴隨著高速公路路網的逐步建成，近年來在高速公路運營管理過程中出現的問題越來越多，而隨著技術的高速發展，智能視頻分析技術被應用到了高速公路建設和管理中，這對提高高速公路管理水平有著重要作用。首先對智能分析技術原理進行了分析，其次對我國高速公路管理現象進行了分析，然后對智能視頻分析技術進行了介紹，最后對存在的問題和解決措施進行了闡述，希望對相關工作人員能夠有所幫助。

交通行業的快速發展，在高速公路上行駛的汽車逐漸增多，傳統的管理方法已經無法使高速公路高效的服務社會。智能化管理則在高速公路管理過程中起到的作用則越來越明顯。在高速公路管理中，對智能視頻分析技術進行合理應用可以提高高速公路管理水平。近幾年，我國高速公路上的車流量增加迅猛，這對智能分析技術是一個新的挑戰，高速公路管理難度大主要是由于高速公路上車流量大、車速快以及惡劣天氣等情況引起的，而智能視頻分析技術在高速公路管理中的應用，對高速公路管理有著巨大作用，因此對智能視頻技術進行分析意義重大。

智能視頻分析技術

視頻監控技術是智能視頻分析技術出現的基礎，智能視頻分析技術則是智能監控發展到一定水平的必然產物，利用智能視頻分析技術可以合理的解決因為監控視頻數據過于龐大而產生的冗余問題。通常來說，智能視頻分析技術可以分為兩類：第一類，主要以背景模型作為整個分析的技術，主要是對周邊環境行為的分析。第二類，以特征為基礎進行分析，主要包括內容有：人臉、車牌等。行為分析基礎在于對目標進行識別和以運動作為背景進行建模。簡而言之，就是以相對靜止的物體作為參照物找到活動目標，在最初階段人們對智能視頻分析技術的認知具有一定局限性，同時廠家在宣傳過程中為了產品的銷售在無形中對智能視頻分析技術進行了擴大，從而導致了許多用戶對智能視頻分析作用產生了過高期望，甚至少數人，認為智能視頻分析可以像人的大腦一樣進行思維。與此同時，部分廠商也對使用者的專業能力評估過高，很多演示需要在苛刻的場景下實現；此外部分專業能力較高的使用人員在設備使用過程中需要依據天氣情況，針對不同的管線狀態對參數進行設計，這些都加大了產品的使用難度。

智能視頻分析系統在實際應用中需要利用網絡技術、計算機技術、無線技術、視頻技術將高速公路建設和管理進行緊密結合，并且將獲取的圖像、聲音等數據緊密結合，實現遠程監控、分析數據、調度指揮的一個管理平臺。依據圖像聲音等數據對于高速公路建設過程中進行全范圍監控，實現對工程建設管理的智能化、科學化、信息化。

智能視頻分析技術在高速公路建設與管理中的應用

智能交通的一項最基礎的功能就是對高速公路上的車牌進行識別，識別車牌技術目前已經十分成熟，車牌識別技術也是高速公路系統中車輛查詢和車輛跟蹤的重要組成部分，識別系統在工作中以處理圖像作為主要的理論技術，通過數碼相機對包含車牌的圖像進行采集，然后通過處理圖像技術，對車牌進行提取并識別，從而實現自動識別車牌的目的。通過自動識別技術提取車牌信息后，再將識別的信息傳送給后續處理軟件，實現對車輛的統一控制和管理。圖1是識別車牌的工作流程圖。

識別車牌系統

圖1 識別車牌流程圖

交通狀態檢測

當高速公路上出行擁堵時，系統在工作過程中首先檢測到車輛排隊，車速降低，結合外場設備收集的數據進行分析，可以通過文字信息體現或語音播讀等形式報警，此時收到報警的監控管理中心的工作人員可以對交通出現的堵塞情況進行合理的疏導。并通過信息發布和服務平臺對外發布及時路況信息。同時交通管理人員可以對出現交通擁堵的數據進行統計，并對統計結果進行合理分析，分析結果可以作為交通管理的主要依據，從而使交通管理由傳統的被動形式轉變為主動管理模式，使交通變得更加暢通，為交通管理提供更有利的支持。同時將交通狀態檢測系統與交通誘導系統進行適當的聯動，當有突發事件發生時，可以利用誘導系統將交通情況進行發布，市交通管理變得更加智能化，同時也提高了交通的順暢性，使管理變得更加便捷。

事件檢測

在高速公路上需要檢測的交通事項主要有以下內容：車輛是否超速、車輛行駛與停止、是否存在逆行車輛、交通擁堵狀況、是否發生火災、煙霧情況等。同時需要對高速公路上的車流量、車速、車輛將的間距、車輛隊列長度等情況進行實時測量。在高速公路上一旦發生交通事故，系統應當在第一時間報警，并對出現事故的交通路通進行錄像，為高速管理管理和合理運行提供有力的技術支持。在對隧道進行監控時，事件檢測系統需要對煙霧情況進行重點檢測，如果煙霧情況超過了警報線，應當立即報警，系統要及時啟動應急方案，對高速公路的照明系統、通風系統、消防系統進行及時指揮，自動采集監控信息，利用智能視頻分析技術對采集的信息進行合理分析，并通過判斷后對結果進行輸出。

受技術原因限制，現有的許多系統中圖像清晰度并不能滿足實際需求。因此，在工作工程中很難通過圖像準確的看清過往車輛的細部特征和車輛號碼，特別是在長大隧道、大型橋梁、收費站、大型立交橋、服務器等交通事故多發地點，錄像清晰度，很難達到監控目標，這給高速公路管理帶來了很大困難，加大了管理難度。

智能視頻分析技術在高速公路建設與管理應用中存在的問題

視頻圖像清晰度無法滿足需求

左右測試子系統的自動切換。精度校準或校驗成功后，智能測試控制中心通過管理裝置控制氣閥全部退去裝置的測試把座，并將裝置從測試區推出到放置區。同時ITCC判斷右側放置區是否有裝置存在，如存在，ITCC驅動掃描儀進行掃描裝置條碼，并啟動右側測試區裝置的自動測試。等到右側測試區測試完畢，智能測試控制中心判斷左側測試區是否有裝置存在，如存在則啟動新一輪測試。

P2主要與注意資源的分配及對刺激的加工分析有關[13]。本研究發現，在由新異刺激誘發的P2波幅上，術后化療前組低于化療組和健康對照組，說明該組患者對分心刺激的抑制不夠，從而可能減少對靶刺激的注意資源的投入。

“你應該向大阪總領館說聲道歉！”9月13日，徐靜波在其公眾號上推送這篇文章時，距離關西機場撤離事件已過去一周有余。

容易受自然光線和天氣影響

目前在我國多數高速中使用的視頻分析技術應用的都是利用相機對信號進行提取，相機在成相中會受到自然光線和天氣影響，例如，在交通事件檢測系統中在霧天，檢測距離將會明顯縮短。而相機對圖像的采集也會受到天氣和自然光線影響。

提高交通事件監測

混合視頻監控的應用

在多年的高速公路管理中，6F測速儀一直都被應用到事故多發區，主要用于治理超速現象，實踐經驗證明也取得了不錯的成果。但隨著，6F測試儀應用時間的增長，許多駕駛員通過各種途徑都了解6F測速儀的工作原理，并且掌握了儀器安裝位置，導致許多監視員在駕駛過程中在駕駛過程中會在接近6F測速儀時提前進行剎車減速，以緩慢的速度通過6F測速儀捕捉法，然后在加速行駛，這使6F測速儀的應用效果大打折扣，這也是單點測試的最大弊端。

①適用于經產科醫生同意，無產科并發癥、骨科手術史者；有流產史、早產史或懷孕困難者，不宜參與孕期普拉提訓練。②孕婦孕16周開始在專業孕期普拉提教練指導下進行孕期普拉提鍛煉，練習前1 h避免進食，練習前排空膀胱。③孕婦著裝宜寬松舒適，鞋要合腳輕便；備好運動墊或厚毛巾；運動中及時補充水分；注意保暖，以免著涼。④練習過程中有任何不適立即停止并及時告知工作人員。⑤孕婦普拉提訓練結束1 h后再沐浴或進食。⑥保持良好的呼吸方式，呼吸時機正確，切忌憋氣。

無法消除誤報

例如運動目標識別中的背景建模技術，在對漏報數量進行控制的同時，還無法對完全消除誤報。在以目標識別為技術基礎的周界防范產品中，誤報數量一直以來都是反應商品質量的一個重要指標。在實際應用中，誤報數量主要是因為實際運用情況和背景模型之間存在差距產生的。也就是說子系統中存在的模型的適應力越強，那么產生的誤報數量也就會越少，而對技術的要求也就越高。

解決對策

單點測速

監控軟件基于微軟WPF技術采用C#語言進行實現，包括用戶登錄、權限管理、數據查詢、數據顯示等模塊，具有環境參數顯示，歷史數據查詢，環境參數閾值設定，異常報警等功能。

在高速公路監控中使用的視頻監控設備由高清視頻和標清視屏兩部分組成。通常情況下，高清視頻結構為DVI或HDMI，標清視頻接口為BNC。通過視頻綜合平臺可以通過手動對視頻的清晰度進行切換，混合視頻交換、自動輪巡等。通過視頻綜合平臺，可以實現模擬視頻通過視頻光端機接入的方式，實現同用戶自行建立的模擬視頻監控系統，實現對用戶已發生投資的保護。

在交通管理過程中，可以將交通事件監測器分段布置在需要檢測的路段中，對路面的視頻錄像進行實時分析，在檢測過程中主要對路段中逆向行駛現象和拋灑物進行檢測，當檢測內容出現故障時，應當及時發出報警信號，并且應當同前端的可變信息情報板平進行聯動，將檢測信息公布在可變信息情報板上，對駕駛員進行警告。同時應當將獲取的交通參數發送給一級軟件平臺，軟件平臺會依據統計結果對整條高速公路的車速、車流量、占道率進行合理分析，為優化交通、確保高速公路車輛安全形勢提供有力的技術支持。

這種蕭散空靈，含蓄內斂的小楷特點并不是呆滯的含蓄，而是帶有一種拙而有趣的字態，王世貞曾評王寵書法：“雖結法小疏，而天骨爛然姿態橫生”[2]。這種拙趣主要受明中期刻貼的影響，整幅作品筆畫應勢而變，或端或長，筆畫之間的短處無不體現這種拙趣。

學正是元朝儒學設置的教官。據《元史》卷九一《百官志七》：“儒學教授一員，秩九品。諸路各設一員，及學正一員、學錄一員。其散府、上中州，亦設教授一員，下州設學正一員。” [注]《元史》，中華書局點校本，北京，1976年，第2316頁。李逸友先生根據黑城出土F 234: W 10號文書推測，亦集乃路儒學設有學正。[注]前引李逸友編著《黑城出土文書(漢文文書卷)》，第48頁。從這件文書來看，這是確鑿無疑的。路儒學教授為九品，授官文書用中書省頒發的敕牒，故稱“敕受亦集乃路儒學教授”。這件文書是亦集乃路儒學教授向上級機構報告路學學正到任的呈文。

測速儀的安裝

測試儀在高速公路管理中的應用對高速公路管理有著這巨大意義，然而隨著其使用時間的增長，卻給高速公路管理帶來了不良影響，這主要是因為測速儀的工作原理被更多的駕駛員掌握以及測速儀的地點被駕駛員掌握造成的。因此，為了解決單點測速儀在實際工作中產生的弊端，應當增加高速公路測速儀的數量，同時應當盡量將測速儀安裝在更加隱蔽的位置，讓駕駛員無法掌握測速儀地點，同時在實際應用中，應當在工作條件允許的情況下，定期更改測速儀位置。

2.3.5 攪拌速率 攪拌速率會引起溶液反應濃度差而導致質子化轉移，同時也能減少局部溫度過高降低重排幾率。一般不會影響合成的產率，但會使反應得到產品外觀和整體性能有所差異。實驗長鏈烯基A和有機胺B比例為1∶1.2，反應溫度控制在25℃，反應時間6h，催化劑比例為0.25%，實驗結果見圖7。

分布式存儲

高速公路監控中會形成大量的存儲信息，因此數據存儲也是高速管理中面臨的一個難題。在數據存儲上采取IP SAN分布式集中存儲策略。實現對數據的統一存儲、管理，同時可以在高清視頻和標清視頻調度上也實行統一管理，避免數據丟失。路段監控分中心保存錄像，省級路網監控運營中心通過網絡對監控分中心錄像進行遠程調用.此外，伴隨著骨干通信網的升級改造完成，可利用云存儲技術，將路段監控分中心的監控視頻實時上傳至省級路網監控運營中心，實現整個監控視頻的資源共享，確保了信息調用的快速和安全，從而實現了跨級跨區信息貢獻和視頻調用。

降低天氣和光線對設備的影響

安防管理平臺軟件的發展歷史是隨著網絡化的進程呈現爆發性增長。將傳統的視頻信息通過IP方式進行互聯互通，使得原先分離的信息孤島連接起來，形成視頻數據的資源池，與其他業務信息融合貫通，才使得安防管理平臺煥發出更具價值的生命力。但移動互聯網和高清視頻的快速應用和發展，縮短了安防管理平臺進行普及推廣和市場積淀的過程，使得兩極化成為未來的發展趨勢。

天氣和光線是人們無法改變的自然情況，因此要想降低兩者對設備的影響，就必須要提高設備的性能。加大對監控設備的研究，提高在高速公路中使用的監控設備的性能，從而實現在強光、弱光、霧霾等惡劣天氣下的圖像采集。

目前智能視頻分析技術在高速公路建設與管理上得到了廣泛應用，主要體現在以下幾個方面：識別車牌系統、交通狀態檢測、事件檢測。其中識別車牌系統在高速公路管理中的應用取代了人工錄入，不僅減少了工作中的勞動量，同時也減少了工作誤差；交通狀態檢測和事件檢測也提高了管理效率。視頻車輛監測系統、微波雷達車檢系統、線圈車檢系統和光柵車輛監測系統成為我國車輛監測系統主要的車輛監測方式，目前也已經被廣泛應用到了高速公路管理中，從實際情況來看，也取得了不錯的效果。

結束語

近年來，隨著智能視頻分析技術的日益成熟，其在高速公路中起到的作用也越來越大。雖然，在最初階段職能視頻分析產品在發展過程中遇到了許多問題，但隨著計算機技術的逐漸成熟，科技的發展，產品得到了不斷更新，智能視頻分析技術在高速管理中的應用取得巨大的成功，同時相信在不久的將來，智能視頻分析技術也將會被應用到更多領域中。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.01.024