我們生活的城市，交通擁擠和交通事故是全球城市道路所面臨的共同問題。我國智能交通已有十多年的歷史，但擁堵和事故現(xiàn)象依然嚴(yán)重，甚至愈演愈烈，究竟是何原因?政府每年在交通領(lǐng)域的投入逐年增多，卻使城市慘不忍“堵”，人們開始暢想四通八達的交通方式。于是，將目光投向智能技術(shù)的發(fā)展。可以說，未來我國智能交通建設(shè)，智能技術(shù)將牽“引著”其發(fā)展，是城市交通建設(shè)中最為核心的技術(shù)突破點。
智能交通中智能技術(shù)作用
如前表述，智能交通首要解決智能化。通過智能視頻分析技術(shù)，可以從視頻中分理出一些值得關(guān)注的關(guān)鍵信息，并通過實時分析加工，獲取交通狀況信息，同時對實施現(xiàn)場路況作出即時反應(yīng)。智能視頻分析技術(shù)源自計算機視覺(CV，ComputerVision)技術(shù)。計算機視覺技術(shù)是人工智能(AI，ArtificialIntelligent)研究的分支之一，它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關(guān)系，從而使計算能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內(nèi)容。而視頻監(jiān)控中所提到的智能視頻技術(shù)主要指的是：“自動的分析和抽取視頻源中的關(guān)鍵信息。”如果把攝像機看作人的眼睛，而智能視頻系統(tǒng)或設(shè)備則可以看作人的大腦。智能視頻技術(shù)借助計算機強大的數(shù)據(jù)處理功能，對視頻畫面中的數(shù)據(jù)進行高速分析，過濾掉用戶不關(guān)心的信息，為用戶提供對監(jiān)控和預(yù)警有用的關(guān)鍵信息。
目前市場上的智能視頻分析技術(shù)通常都具有以下功能：圖像采集：一般圖像信號通常是以壓縮圖像流的形式存在，將圖像流解壓還原成原始圖像格式后再進行分析;運動物體檢測，發(fā)現(xiàn)圖像中運動的物體。當(dāng)然去除了由相機自身引入的變化，外界環(huán)境引入的變化，如抖動和風(fēng);多物體跟蹤：在復(fù)雜環(huán)境下，如多個運動物體，多個攝像機，運動物體之間互相遮擋，消失及重現(xiàn)等情況下進行有效跟蹤;行為特征分析：行為特征分析是從圖像中尋找滿足預(yù)先設(shè)定的行為特征的事件。如車輛的停止或者突然加速，當(dāng)聚集人員過多時報警，人員倒地，或者其它異常情況。
而輝銳天眼的智能視頻分析技術(shù)在這些智能化功能方面有所創(chuàng)新，如，動態(tài)背景建模技術(shù)：利用自適應(yīng)高斯背景模型，能夠從復(fù)雜背景中檢測出運動目標(biāo)。利用擴展的EM算法,為每個像素建立多個混合高斯分類模型，該模型可以自動更新，并能自適應(yīng)地將每個像素分類為背景、影子或者運動前景，在復(fù)雜背景的情況下也能較好地完成運動區(qū)域的分割，能夠有效克服背景圖像的動態(tài)變化，如天氣、光照、影子及混亂干擾等的影響;形狀信息和運動特性的融合：將運動目標(biāo)的形狀信息和運動特性相結(jié)合，利用分散度和面積信息，區(qū)分人、車及混亂擾動。非剛性物體(人)的運動相比于剛性物體(車輛)運動而言具有較高的平均殘余光流，同時它也呈現(xiàn)了周期性的運動特征，據(jù)此可以將人與車區(qū)分開來，利用時間一致性約束使得分類更加準(zhǔn)確;利用光流場分析和動態(tài)輪廓技術(shù)，結(jié)合水平集理論進行目標(biāo)跟蹤和軌跡描繪該系統(tǒng)利用活動輪廓的方法，利用封閉的曲線輪廓來表達運動目標(biāo)，利用該運動目標(biāo)的輪廓，確定每個物體的質(zhì)心，結(jié)合LK光流法跟蹤質(zhì)心，結(jié)合LevelSet理論在圖像序列中檢測和跟蹤多個運動目標(biāo);利用隱馬爾可夫模型匹配時變數(shù)據(jù)，對目標(biāo)行為進行特征分析：利用隱馬爾可夫模型HMMs(HiddenMarkovModels)：HMMs對時變數(shù)據(jù)進行特征匹配。HMMs的使用涉及到訓(xùn)練和分類兩個階段，訓(xùn)練階段包括指定一個隱馬爾可夫模型的隱藏狀態(tài)數(shù)，并且優(yōu)化相應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出概率，以便于產(chǎn)生的輸出符號與在特定的運動類別之內(nèi)所觀察到的圖像特征相匹配。對于每一個運動類別，建立一個HMM。匹配階段涉及到一個特定的HMM可能產(chǎn)生相應(yīng)于所觀察圖像特征的測試符號序列的概率。
從上可以看出，智能視頻分析技術(shù)能應(yīng)用在安防各個細分行業(yè)，在智能交通應(yīng)用領(lǐng)域中，安防智能化的作用體現(xiàn)在：
首先，在車輛管理和車輛控制中呈現(xiàn)出了信息采集與處理方式的多樣化。應(yīng)對不同天氣出現(xiàn)的不同交通事故，勢必要采取不同的處理方式;在信息采集方面，汽車上裝有車載定位系統(tǒng)，監(jiān)控指揮中心可對汽車運行位置及車上情況進行實時監(jiān)控。
其次，智能交通系統(tǒng)不僅是對車輛信息進行跟蹤和定位，對于路況信息、擁堵路段也進行了智能化的分析。北京的環(huán)路上，每隔一段路就會出現(xiàn)電子路況顯示屏，告訴行車的人們前方路段車流量情況。該信息提示牌就是利用交通信息采集系統(tǒng)，將信息整合到顯示屏上，豐富了交通信息的內(nèi)容，為出行提供了便利。當(dāng)人們越來越享受私家車給百姓出行帶來的便利時，以年輕人為主的自駕游成為當(dāng)下流行的旅行方式。在交通信息系統(tǒng)中，也有專為外出旅行人員及時提供的多種多樣的旅行服務(wù)，盡管在狹小的車內(nèi)，你也可以了解到天氣、住宿、美食等信息，這是一種新型的服務(wù)體系，是智能交通子系統(tǒng)中待完善的信息系統(tǒng)。
再次，智能交通系統(tǒng)主要是為了緩解路面擁堵，特別是在高速路中設(shè)有ETC電子收費系統(tǒng)。裝有該系統(tǒng)的汽車可以以時速20km的速度快速通過，同時并通過精準(zhǔn)的識別系統(tǒng)記錄下車牌信息。信息采集的高精度性在電子收費系統(tǒng)中展現(xiàn)得淋漓盡致。
通過智能視頻分析技術(shù)，可將視頻采集設(shè)備變身為物聯(lián)網(wǎng)智能感知器，尤其是在智能交通中，通過客流統(tǒng)計、違規(guī)車片照片、司機疲勞狀態(tài)等關(guān)鍵信息的利用，為智能交通調(diào)度、規(guī)劃、行為管理等提供非常優(yōu)秀的應(yīng)用。“十二五”期間智慧城市的加速建設(shè)，帶動智能交通的迅猛發(fā)展，基于智能視頻分析技術(shù)的智能交通系統(tǒng)將得到大規(guī)模資金投入。
智能交通中智能化應(yīng)用現(xiàn)狀
智能交通最理想的應(yīng)用狀況，當(dāng)然是所有對交通視頻的監(jiān)看都可以由視頻分析技術(shù)來完成，但目前而言卻不現(xiàn)實，估且先不說目前視頻分析技術(shù)還沒有發(fā)展到這么高的程度，僅僅說交通事件或狀態(tài)是如此復(fù)雜，連人都幾乎不可能完全理解或捕捉，又何談智能化程度不可能超過人類的計算機呢?故而，我們只來看看交通領(lǐng)域中目前有哪一些行為是有可能通過智能視頻分析技術(shù)來實現(xiàn)自動檢測和自動報警的，其實這一類的行為也是有很多的。
違章或故障、事故停車：在車道上或禁止停車區(qū)域出現(xiàn)停車現(xiàn)象，不論是因車輛故障停車或違章停車，都或?qū)儆跇O為危險的事件，或?qū)儆谝滓鸾煌ㄗ枞倪`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(fù)交通，視頻分析技術(shù)可以及時發(fā)現(xiàn)停車行為，提醒交通管理部門及時處理。
違章左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)：在某些道口，是不允許進行左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，否則不但容易引起交通阻塞，也容易引起交通事故導(dǎo)致生命財產(chǎn)的損失，通過視頻分析技術(shù)自動檢測違章左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)行為，可以對這些違章行為進行有效處罰，以提高交通監(jiān)測系統(tǒng)的威懾力，從而減少違章行為的發(fā)生。
違章變線：在某些路段(如隧道內(nèi))，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(dǎo)致交通事故的發(fā)生，應(yīng)該及時發(fā)現(xiàn)和處理。視頻分析技術(shù)通過監(jiān)測車輛的行駛軌跡，并與車道線進行比較，可以發(fā)現(xiàn)違章變線行為。
壓黃線行駛：在交通法規(guī)中，壓黃線行駛是一種嚴(yán)重的違章行為，應(yīng)該予以嚴(yán)肅處理。視頻分析技術(shù)通過監(jiān)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(fā)展違章壓黃線行駛的行為。
違章逆行：在交通法規(guī)中，逆行是一種很嚴(yán)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(fā)生，應(yīng)當(dāng)及時發(fā)現(xiàn)及時制止及時處理。視頻分析技術(shù)通過監(jiān)測車輛的行駛方向，與正常行駛方向比對，可及時發(fā)現(xiàn)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(tài)下(如高速公路，隧道內(nèi))，前車出現(xiàn)遺灑現(xiàn)象極易導(dǎo)致后車的嚴(yán)重交通事故，當(dāng)發(fā)現(xiàn)這種事件時，需要道路管理部門及時盡快地處理，以避免嚴(yán)重后果的發(fā)生。視頻分析技術(shù)通過對監(jiān)控視頻的分析，可及時發(fā)現(xiàn)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(qū)域，行人橫穿公路是很危險的行為，很容易導(dǎo)致交通事故的發(fā)生，而且很容易出現(xiàn)人員的傷亡，應(yīng)當(dāng)及時制止。視頻分析技術(shù)通過分析行人的運動軌跡，能及時發(fā)現(xiàn)違章橫穿公路的行為。
高速公路內(nèi)出現(xiàn)行人或自行車：高速公路屬于機動車輛高速行駛的專用封閉交通網(wǎng)絡(luò)，不允許有無關(guān)的行人進入，也不允許自行車進入高速公路，否則在車輛高速行駛的情況下，很容易造成嚴(yán)重的交通事故。視頻分析技術(shù)通過監(jiān)測高速公路區(qū)域內(nèi)的運動個體，并進行簡單的分類，能夠及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)在高速公路封閉區(qū)域內(nèi)的行人或自行車，通知高速公路管理部門進行處理，避免嚴(yán)重后果的發(fā)生。
車輛起火：車輛由于故障或其他原因在道路上起火是很嚴(yán)重的事件，會嚴(yán)重阻塞交通，甚至還可能有出現(xiàn)火勢蔓延或爆炸的可能，應(yīng)當(dāng)在最短時間內(nèi)進行處理。視頻分析技術(shù)通過對監(jiān)控視頻的實時分析和檢測，可及時發(fā)出車輛起火事件，及時報警，大大縮短了交通管理部門的事故反應(yīng)時間，及時處理，以避免嚴(yán)重后果的發(fā)生。
交通流擁堵分析：對道路上車輛擁堵的情況進行分析，或?qū)崿F(xiàn)交通信號燈的最佳控制，以及時疏導(dǎo)交通流。對于通過視頻分析的交通流擁堵分析，不以擁堵車輛具體數(shù)目為依據(jù)，而往往只需定性地確認其擁堵狀態(tài)，以實現(xiàn)信號燈的自動控制，縮短暢通方向的綠燈時間，而將擁堵方向的綠燈時間延長，有效地疏導(dǎo)車流，減少擁堵。
以上所列的這些行為，都是交通領(lǐng)域常見的一些交通事件，而且也可以通過目前的視頻分析技術(shù)來實現(xiàn)。這些技術(shù)，大多是基于智能交通城市綜合管理智能化平臺的應(yīng)用，這些智能交通多傳感器數(shù)據(jù)融合的綜合應(yīng)用和統(tǒng)一管理平臺，大多以以B/S架構(gòu)為主，以門戶、大屏等終端為顯示載體的綜合性智能交通決策、管理、調(diào)度、指揮、查詢平臺。輝銳天眼的HRI智能視頻監(jiān)控管理平臺是集智能化、網(wǎng)絡(luò)化、功能化、集成化于一體，基于IP網(wǎng)絡(luò)對海量監(jiān)控視頻、音頻數(shù)據(jù)提供強大的管理功能的專業(yè)監(jiān)控管理平臺，系統(tǒng)采用模塊化的架構(gòu)設(shè)計，對系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)與服務(wù)、存儲與轉(zhuǎn)發(fā)、報警聯(lián)動、解碼顯示、視頻分析均有專門的功能模塊實現(xiàn)，利用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，在分散的系統(tǒng)與用戶之間建立一個接口服務(wù)平臺，完成系統(tǒng)中所有監(jiān)控設(shè)備與各安防子系統(tǒng)的統(tǒng)一管理、報警聯(lián)動和集中控制。系統(tǒng)在穩(wěn)定性、集成性、可操控性、數(shù)據(jù)安全性、存儲效率與可靠性均有全面的設(shè)計、且可以根據(jù)需要靈活組合、滿足不同規(guī)模的項目需求，是行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的智能視頻監(jiān)控平臺。
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