智能視頻分析新技術在ITS領域的應用
城市交通面臨的挑戰和解決策略
目前,道路及軌道交通管理中視頻監控所面臨的問題主要來自以下幾個方面:1、道路建設及改造的速度成倍增長,軌道交通建設的里程與日俱增,由此帶來視頻監控網絡建設的快速增長,攝像頭數量及錄像單元呈幾何倍數地增加,但是監控及對突發事件處理人員的數量增長明顯滯后于基礎監控設施的增長,造成監控設施對突發事件的預防作用幾乎沒有;2、城市車輛增長速度高于道路建設速度,現有道路資源如果沒有充分協調利用,勢必造成大量本可避免的交通擁堵及道路交通事件發生,給社會及個人帶來巨大損失;3、目前投入交通管理的警力有限,在上下班高峰時段,所有可投入警力全都在路面執勤都無法覆蓋全部的道路主干道口,而目前的視頻監控系統的作用并沒有將警力投入到真正需要的地方,充分發揮現有警力的作用;4、大量視頻監控設備的投入,對視頻監控的基礎建設來說是有益的,但同時,如果要在現有條件下將這些設備的效能充分發揮,則將投入更多的警力在后端做監控,這樣對目前已經日顯匱乏的警力更會起到更大的牽制作用,本來應該出現在現場的警察都被限制在監視屏前,大大降低反應速度及到場時間;5、城市軌道交通的迅速發展,造成反恐任務的不斷加重,如何通過視頻監控在軌道交通運營過程中及時發現問題,最快速反應并解決安全隱患,以防止人民生命財產受損,是目前相當重要且緊迫的任務。
系統集成商解決方案的側重點
目前,系統集成商也同樣關注到了這些問題,他們在思考的是:1、如何讓視頻畫面提供更多的細節,可能在這些更為細節的內容中找到有用信息;2、如何讓交通管理人員通過使用視頻監控系統提高調控、部署前端警力的快速反應能力;3、如何更有效管理前端攝像每天產生的海量數據,使這些數據在需要使用時可以被方便地檢索;4、如何更有效地利用這些海量數據,在這些數據中發掘更多的價值;5、對目前的城市道路及軌道交通監控系統觀察不難看出,要完成系統集成商的這些要求,系統部分需要進行改造,通過適當引入智能視頻行為分析及智能視頻檢索功能,并結合車輛牌照識別系統及人臉、身份識別系統,實現道路及軌道交通中異常行為的智能識別,提前發現和自動報警等功能,從而減輕交管監控人員的工作負擔,提高監測準確度,使城市道路交通更加暢通,軌道交通運營更安全、可靠。
智能視頻交通的解決策略
從技術上講,城市道路視頻監控系統目前基本有兩種解決方案:(1)利用模擬攝像機對現場圖像進行采集,通過視頻線或者光端機傳輸到監控中心,在監控中心通過視頻矩陣的線路切換輸出到監視器上。(2)采用數字視頻壓縮技術和網絡傳輸技術,將攝像機采集的現場圖像經過編碼壓縮后通過網絡傳輸到監控中心,在監控中心經過視頻解碼后還原成模擬圖像顯示在監視器上。
當前的視頻監控方案能有效的實現現場圖像的采集、遠程傳輸和海量存儲,實現了監控的分布部署和集中管理。基于IP網絡技術和視頻編碼技術的監控系統可靈活擴展,有效降低了部署成本,從而逐漸成為道路交通視頻監控的主流方案。
但是,不管是數字還是模擬的技術,這樣的系統卻是完全被動的,需要管理人員隨時參與實時監控工作,才能實現交通流量的實時管理,事故的及時處理,交通隱患的及時發現等,一旦投入在監看系統的人員上出現短缺或因管理人員個體經驗、素質的差異,就會對及時處理事件帶來不利影響,從而耽誤并可能進一步擴大事態的惡化。
板載視頻智能分析架構(ovia?) 軟件加密狗,是一個特別設計用來插在所有基于Intel平臺架構上的內部USB加密狗。ovia ? 軟件加密狗采用了ObjectVideo智能視頻分析技術,在新的或已部署的視頻監控系統中提供給系統集成商和解決方案供應商靈活性和易于部署的視頻分析技術,并且此種架構同時可以支持其他種類的智能視頻分析技術算法的嵌入,全球領先的智能視頻快速檢索技術的嵌入,以及全球領先的智能車牌識別技術的嵌入。
圖:BriefCam用戶操作界面
通過上述解決方案的提供,為系統集成商在智能交通管理方案及產品的選擇上提供了更多的調整空間及升級空間,為他們提供了極大的靈活性,使智能交通管理設計方案可以完全按照客戶的應用需求部署并發揮強大的作用,使已有視頻系統的功能得到全面提升、增值,并對未來系統的再次升級預留足夠的空間,讓交通管理者的投入獲得最大的效能提升。
視頻道路監控系統的要求和存在的問題
對視頻監控系統的要求包括:(1)滿足7×24小時運行要求。系統運行必須穩定可靠,故障率低,檢修方便。(2)畫面延遲小,圖像清晰度高。(3)技術領先,有一定前瞻性,滿足較長期間的需求。(4)多層級聯網,并能適應靈活擴容的需要。(5)能有效減輕交管部門工作負荷,緩解城市增長迅速與交通警力不足間的矛盾。
城市道路交通視頻監控系統的主要作用包括:(1)路況監視:各路口的攝像機會及時將所監控區域的實時圖像傳回交通指揮中心,使交通指揮人員實時掌握各路口和路段的交通狀況等,這些信息能幫助交通管理部門及時采取合適的處理方式;但是,目前這些信息回傳后因為沒有多余的人員來及時監看,因此處理方式的及時性常常得不到保證。(2)錄像:視頻監控的圖像會保存到交通指揮中心的錄像主機上,作為處理交通事故、違規行為甚至是治安犯罪等各種突發情況的取證依據;但在真正需要調用、查看這些圖像數據的時候,往往會拿到太多的視頻數據,以至于沒有足夠的人力來及時查看這些視頻數據,導致處理事故,違規行為甚至調查治安犯罪情況的及時性也得不到保障。
WPG System方案和應用
智能視頻解決方案是基于目前快速發展的計算機視頻內容識別技術,用戶可設置某些特定的規則,視頻監測系統會識別目標行為是否符合這些規則,由此判斷是否需要做出反應,例如聯動報警等。如果認為目標行為沒有違反規則,系統將不作出反應。這樣可有效減輕監控人員的工作負荷,提高工作效率;另外,視頻檢索部分通過全球領先的智能視頻概要技術BriefCam的運用,大大縮短檢索所需時間,大大節省檢索獲取有用信息所需投入的人力、物力并大大提高檢索結果的準確性;而車牌識別部分也同樣運用到全球領先的VigilantVideo移動車輛識別技術,可通過移動平臺在各種移動環境下快速,準確捕捉車牌數據并通過獨有的數據庫系統與交通管理部門及其他執法部門共享車輛的位置、狀態及其他多類信息。
方案功能描述
部署于監控區域的攝像機將采集到的現場圖像通過視頻線、光纖或者IP網絡傳送到交管分中心,交管分中心會將這些圖像數據經過視頻矩陣或者視頻矩陣輸出到電視墻上,同時進行錄像備份。交管分中心采集到的數據也可以經過專網上傳給上一級的交管中心,上一級交管中心可實時查看現場圖像或者提取存儲資料。形成一個分層級的、分布部署和集中管理的監控體系。
方案中采用的智能視頻分析技術,包含以下幾大功能:
Inside(靜態移動檢測)警報:設定區域內一旦有任何變化被偵測到,即觸發一個Inside報警,應用于禁行區域監控或軌道交通無人值守重點防衛區域監控等相關領域;
靜態目標警報:當監測到車輛、物品或人員保持靜止狀態超過設定時間范圍后,即出發一個靜態目標報警,可應用于道路、隧道及地鐵站中特別敏感區域(如變電站、道岔、通風井、控制室周邊)等臨界區域的車輛事故偵測或物品遺留、丟失等領域;
現場出現警報:一旦有車輛或人員出現在預先設定的敏感區域內,不管是移動進入還是突然出現,將會觸發現場出現警報,應用于非法進入限制區域、非法闖入高度警戒地區等領域;
路徑監測警報:用于監測車輛或人員在同一方向或兩個方向上,從一個區域移動到另一個區域,應用于界限穿越、交通路口對象移動等領域;
目標行動警報:在敏感區域內一旦有靜止的車輛或人員開始移動,將觸發目標開始移動警報,用于交通管制區域監控等領域;
定向移動警報:一旦有車輛或人員在預先定義的位置從一方向開始移動,將觸發定向移動警報。用于單向通過、交通規則管制,地鐵進,出站口管制等領域;
速度警報:速度警報能夠測定速度,并且當車輛超過預先設定的速度范圍后,將被觸發,用于檢測車輛高于或低于某一設定速度等領域;
人流量(車流量)統計:對經由預先設定區域或絆線方向進入或離開的人員(車輛)進行計數統計,可通過設定閾值提供流量過大報警,也可不設定報警,只提供計數結果。用于路口,地鐵站各出入通道的車輛,人員計數,幫助管理人員分析,判定交通流量對交通的實際影響,并預警過高流量產生的危險性;
人員(車輛)逗留平均時間及區域實時逗留數量統計:對進入特定區域的人員或車輛計算其在區域中的平均逗留時間或目前特定區域中的逗留人員(車輛) 數量。當管理者需要了解某個路口或某個地鐵站臺的道路(站臺)實際占用率及平均占用時間,可以使用此功能,更好掌握這些信息,并根據實際情況作出相應調整,提高道路(站臺)使用率;
人員(車輛)擁擠度判斷:對設定場景或場景中某設定區域中的人員(車輛)的擁擠程度作出自動判斷,并提供實時擁擠度信息。這項功能將提高管理人員對事故隱患的預知能力及及時避免可能發生的危險狀況,及時避免這樣的狀況發生;
事故視頻快速檢閱、調用同時支持對路面治安犯罪視頻的快速檢閱、調用,快速查清事實:對設定場景中的制定時間段內的所有發生事件快速匯整在很短時間段內回放,以使管理人員快速有效定位事件,并確認事實。
【作者單位:WPG(中國)系統有限公司】
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