智能視頻分析在高速緩堵保暢中的應用

周黎明 何小春 雷秉川 陳孟 李詩嬈 張若渟 干可

摘 要：本論文通過集團自主研發的智能視頻分析系統在繞城高速上實際應用案例，從系統實現路徑及功能為切入點闡述智能視頻分析系統在道路智能化建設中所發揮的重要作用。

關鍵詞：智能視頻分析系統;智慧高速;成都繞城高速

0 前言

近年，隨著人們生活水平的不斷提升，城市汽車保有量飛速上漲。據公安部統計，截至2018年12月，全國機動車保有量達3.25億輛，每百戶家庭私家車擁有量已超過40輛。每年由于交通事故造成的死亡人數數以萬計，交通擁堵成本超過百億。汽車給我們的出行帶來了更多便利和舒適的同時，隨之而來的道路擁堵問題卻又讓我們為之發愁，這無疑給交管部門帶來極大的管理壓力和困擾。解決目前汽車保有量急劇增長所帶來的問題的有效方法是讓車輛和道路變得更加智能。在高速道路管控中，智能視頻分析系統是道路智能化建設的重要手段，將極大地提高高速道路的通行效率。

1 系統實現路徑及功能

1.1 現狀

在高速道路上，除了用于交通監管的由交警部門布放的電子眼、攝像機以外，道路建設和管養部門也建設了為數眾多的攝像機、雷達，甚至小型氣象站等，旨在獲取諸如交通流量、車速、事件圖像、氣候等信息[1-3]。這些設備往往用于獨立的交通事件檢測，結合人工被動接警聯合監管部門進行相關交通事件的處置。由于缺乏信息聯動和主動預警，各類數據系統彼此孤立無法形成聯動，導致系統效率低下、功能單一，無法滿足高速公路安全通暢的通行需求。高速公路視頻智能分析平臺能及時高效的處理各類視頻及多源異構感知數據并能與相關職能部門的平臺形成聯動，保障高速公路暢通運轉。

1.2 實現路徑

視頻智能分析平臺通過高速公路通信網統一接入各路網公司實時視頻，支持直接攝像機取流、NVR取流、視頻聯網共享平臺取流三種視頻流模式，平臺對實時視頻流進行全量智能分析，提供交通事件檢測、交通參數分析、車輛機構化特征提取、車輛圖搜、全路段軌跡還原與異常事件分析等視頻智能算法;另外還支持高速態勢評價、收費站場景化聯動監測預警、浮動車預警與攝像頭聯動、偷逃費稽查軌跡還原、地圖數據管理等高級智能分析能力。基于視頻智能分析平臺輸出的結果開發綜合應用平臺，根據交通態勢預測和事件類型在推送引擎驅動下高效完成路網運行態勢研判、指揮與處置的聯動，與路安平臺和智能移動終端設備實現整合后形成完整的業務閉環優化，從而大幅提高高速公路精細化管控的效率和有效性。

1.3 模型及引擎

（1）多源數據接入管理系統。主要把多種源數據接入到視頻智能分析平臺，包括大規模視頻接入管理、流媒體服務、視頻分析配置管理、行業多源數據接入管理和智能物聯網采集。

（2）視頻智能算法系統。視頻智能算法系統涵蓋交通事件智能感知、交通路況態勢感知、視頻結構化與圖搜、軌跡還原與異常分析四大類不同場景算法。

（3）視頻智能分析引擎。主要對交通目標進行檢測、識別并分析，包括交通目標檢測引擎、交通目標識別引擎、大規模視頻分析引擎、高維圖像特征引擎、以圖搜圖引擎、場景識別引擎。

（4）實現路況事件與處置自動閉環聯動。通過對視頻事件檢測結果的分析處理，實現交通態勢的精準研判與綜合預測，并整合路網信息發布、路段巡查，形成完善的應急處置聯動閉環流程。支持在一分鐘內完成視頻事件主動發現到推送路巡人員應用終端。

1.4 實現功能

智能視頻分析系統可有效協同現有聯網監控系統平臺，實現路網數據全面采集感知、融合分析處理、信息多媒體發布的新一代綜合監控業務高效應用。支持在兩分鐘內完成從多源數據事件感知到情報板發布，兩分鐘內完成公眾事件透出到互聯網導航用戶端。

（1）融合事件感知預警。包括擁堵態勢、事故發現、不文明行為、收費站預警、路面障礙。

（2）交通檢測事件報警。各類視頻事件檢測的自動報警，以便監控值班人員第一時間知悉處理。

（3）事件處置。規范事件信息處理流程，實現事件自動流轉。

（4）管控誘導與信息發布。路線調度、情報板、可變信息標識的信息發布。

2 典型應用

視頻智能分析系統在四川成都繞城高速試運行以來，先后在春運、五一大假、國慶等重大節日緩堵保障中發揮重要作用，通過系統檢測出的交通事件及時透傳到高速情報板、四川易行客戶端、高德地圖等發布端，及時推送給出行車輛駕乘人員，促使繞城的擁堵指數明顯降低，市民出行感知度有較大幅度提升。

根據統計，成都繞城高速國慶7天車流量同比2018年國慶增長11.93%，繞城高速車輛平均通行速度提升3.46%，擁堵指數下降3.34%。國慶期間12個重點路段中70%路段擁堵指數有不同程度下降，10月1日繞城高速平均擁堵指數下降15.1%。繞城高速國慶7天事故數量從18年國慶的151起下降為126起，同比下降16.6%。此外，平臺系統與高德協同，已實現信息發布、線路誘導、路況/事件同步、擁堵圖片透傳、語音播報、收費站開關狀態等功能。高德向平臺同步43 821條路況/事件，平臺通過高德共發布895條信息、23條線路誘導、979條擁堵圖片、87條語音播報，信息發布共影響出行公眾47.01萬人次，線路誘導共影響出行公眾1.63萬人次。

3 小結

通過試運行，視頻智能分析系統在高速公路緩堵保暢中發揮了明顯的作用，但這個系統要完全發揮出它的功效，也依賴于全量數據的感知和其他業務部門的配合。目前，因為行政區域和業務劃分等因素，高速公路系統存在業務全流程不暢通的問題，比如，和城市交通系統數據應用及共享的問題，和車管部門就車輛及司機畫像等數據特征應用和共享的問題，還有信息化部門本身的權責等問題，這些問題導致智能分析平臺獲取的數據維度不夠全面，分析結果的應用也受權責的限制。最終導致智能視頻分析平臺不能發揮大數據交通管控平臺的優勢。在國家交通強國的大背景下，交通行業倡導向數字交通轉型，開啟了智慧高速建設的新征程，各地掀開了建設智慧高速的新高潮，視頻智能分析系統在交通行業的應用會越來越成熟，越來越廣泛。

參考文獻：

[1]楊麗麗.大數據技術在城市智慧交通中的應用研究[J].數字通信世界，2021（1）：29-30+82.

[2]張泳.智慧城市交通系統的信息安全[J].自動化博覽，

2021，38（1）：22-24.

[3]梁宇欣，陳柳云，周春霞.智慧治理理念下粵西地區城市交通秩序優化探究[J].統計與管理，2021，36（2）：69-74.