文/張營(yíng)

ITS是一種實(shí)時(shí)、高效、全方位的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、定位導(dǎo)航技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、圖像分析技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息處理技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于整個(gè)交通管理體系，將人、車(chē)、路三者緊密協(xié)調(diào)、和諧統(tǒng)一，從而建立起大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸管理系統(tǒng)。

智能交通系統(tǒng)可以為交通部門(mén)及時(shí)、準(zhǔn)確地提供諸如車(chē)流量、道路擁塞度和事故監(jiān)控等交通信息，使交通部門(mén)能有效地獲取有關(guān)交通狀況的信息，并進(jìn)行處理，從而更好地發(fā)揮交通管理系統(tǒng)在交通監(jiān)視、交通控制、出入控制、救援管理等方面的準(zhǔn)確性和調(diào)控性。

目前得益于人工智能計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像和視頻技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于新一代智能交通系統(tǒng)中。計(jì)算機(jī)視覺(jué)就是利用各種成像系統(tǒng)代替視覺(jué)器官作為視覺(jué)信息輸入手段，由計(jì)算機(jī)來(lái)代替大腦完成處理和解釋。計(jì)算機(jī)視覺(jué)不僅能使機(jī)器感知環(huán)境中的幾何信息，包括位置、大小、形狀、運(yùn)動(dòng)等，還能對(duì)它們進(jìn)行描述、解釋和理解。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)為交通系統(tǒng)提供了直觀方便的分析手段，交通環(huán)境中的大量信息，如車(chē)輛、交通標(biāo)志和路面標(biāo)識(shí)等都源于視覺(jué)。用計(jì)算機(jī)視覺(jué)來(lái)處理和理解這些信息成為一種必然的選擇。

國(guó)內(nèi)智能交通系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)的智能交通系統(tǒng)的主要應(yīng)用還是集中在智能視頻監(jiān)控功能，但實(shí)際的監(jiān)控任務(wù)仍需要較多的人工完成，在很多情況下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)所提供的信息是沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何解釋的視頻的裸數(shù)據(jù)，這就不能充分發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)有的實(shí)時(shí)機(jī)動(dòng)的監(jiān)督作用；另一方面，為了防止一些車(chē)輛和行人的違章、違法行為，對(duì)無(wú)人值守的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的需求量日益上升，這類(lèi)系統(tǒng)主要目標(biāo)是減少對(duì)繁瑣人工的依賴(lài)，自動(dòng)完成對(duì)復(fù)雜環(huán)境中人和車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)以及對(duì)感興趣目標(biāo)的行為進(jìn)行分析和描述。要完成這些任務(wù)，需要涉及到計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域中許多核心技術(shù)，對(duì)感興趣目標(biāo)的持續(xù)跟蹤是其中的核心技術(shù)之一，是基于視頻場(chǎng)景分析、行為理解等諸多后續(xù)處理的基礎(chǔ)。

智能視頻分析技術(shù)概述

智能視頻分析技術(shù)起源于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，它綜合應(yīng)用圖像增強(qiáng)處理等技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)與背景分離的基礎(chǔ)上，通過(guò)將目標(biāo)特征信息與預(yù)先設(shè)置的模板或規(guī)則進(jìn)行比對(duì)，自動(dòng)識(shí)別感興趣的目標(biāo)、行為、事件或數(shù)據(jù)并產(chǎn)生報(bào)警，必要時(shí)可自動(dòng)跟蹤異常目標(biāo)并聯(lián)動(dòng)其他安防設(shè)施，顯著提高了安全防控整體效率和能力。同時(shí)利用安防智能視頻分析技術(shù)在海量歷史視頻信息中實(shí)現(xiàn)基于時(shí)間、地點(diǎn)以及語(yǔ)義特征描述的智能化查詢(xún)搜索，可以為公安機(jī)關(guān)偵察辦案提供高效的查證手段。

智能視頻分析應(yīng)用系統(tǒng)基本架構(gòu)

智能視頻分析應(yīng)用系統(tǒng)總體架構(gòu)主要有以下三種模式：

前端嵌入式部署模式

將智能分析功能模塊前置于視頻采集前端設(shè)備，共享攝像機(jī)圖像處理芯片或?qū)Ｓ酶咝阅蹹SP作為智能分析引擎，實(shí)現(xiàn)對(duì)異常目標(biāo)、行為、事件的智能分析。這種架構(gòu)不受圖像傳輸環(huán)節(jié)影響，緩解了視頻傳輸及后臺(tái)存儲(chǔ)壓力，同時(shí)利用非壓縮原始圖像進(jìn)行智能分析，實(shí)時(shí)性好，針對(duì)性強(qiáng)，便于大規(guī)模部署。不足之處是難以支撐復(fù)雜智能分析應(yīng)用，且由于前端處理壓力大，對(duì)前端設(shè)備集成散熱工藝和穩(wěn)定性提出較高要求，比較容易受環(huán)境因素制約。另外，前端嵌入式智能分析軟件升級(jí)困難，在一定程度上增加安裝調(diào)試與運(yùn)行維護(hù)的難度與成本。

后臺(tái)服務(wù)器部署模式

通過(guò)部署在安防監(jiān)控中心的專(zhuān)用服務(wù)器或?qū)Ｓ每蛻?hù)端實(shí)現(xiàn)智能分析應(yīng)用。這種架構(gòu)有效解決了前端處理能力不足的矛盾，可以通過(guò)強(qiáng)大的后臺(tái)處理能力實(shí)現(xiàn)復(fù)雜目標(biāo)、行為、事件智能分析；方便與其他專(zhuān)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)融合，拓展智能分析應(yīng)用范圍；智能分析引擎后臺(tái)運(yùn)行環(huán)境有保證，系統(tǒng)工作穩(wěn)定性大大提高，且方便智能分析軟件升級(jí)，有效降低系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)壓力?？傊@種架構(gòu)比較適用階段性固定監(jiān)控場(chǎng)景智能分析應(yīng)用（如大型活動(dòng)安保），但對(duì)后臺(tái)服務(wù)器性能配置要求較高，智能分析水平容易受圖像傳輸鏈路帶寬限制，實(shí)時(shí)性能不夠理想，應(yīng)對(duì)大規(guī)模智能分析應(yīng)用顯得力不從心。

分布式混合部署模式

將部分相對(duì)簡(jiǎn)單的視頻預(yù)處理功能前置于攝像機(jī)（或視頻服務(wù)器），完成目標(biāo)特征數(shù)據(jù)提取、打包、發(fā)送；后臺(tái)智能分析引擎負(fù)責(zé)接收目標(biāo)特征數(shù)據(jù)，完成與預(yù)設(shè)規(guī)則或模塊進(jìn)行分析比較并且自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警。這種架構(gòu)降低了前端智能分析壓力，后臺(tái)服務(wù)器只需要對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同時(shí)方便與其他專(zhuān)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)融合，提高了智能分析效率和能力，比較適合大規(guī)模、高性能智能分析應(yīng)用，但系統(tǒng)部署整體代價(jià)及運(yùn)行維護(hù)壓力不容低估。

智能交通系統(tǒng)與視頻分析技術(shù)應(yīng)用

目前在北京，京藏、京承、京港澳三條高速公路上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了視頻的智能監(jiān)控。地鐵回龍觀站、天通苑站、西單站、國(guó)貿(mào)站、東單站5個(gè)站點(diǎn)也將利用先進(jìn)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到軌道路網(wǎng)客流實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，為乘客提供軌道擁堵信息服務(wù)。同時(shí)在19個(gè)公共汽車(chē)換乘車(chē)站和大客流車(chē)站的出入口、站臺(tái)、換乘通道、列車(chē)兩端，安裝了178套客流感知和圖像監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)客流流量和密度的實(shí)時(shí)檢測(cè)和預(yù)警預(yù)報(bào)。

結(jié)束語(yǔ)

在公路交通智能化飛速發(fā)展的21世紀(jì)，智能交通技術(shù)將多項(xiàng)技術(shù)結(jié)合在一起，以人工智能控制交通領(lǐng)域的方方面面，它的普及有效的減少了交通事故的發(fā)生，對(duì)于資源的有效合理利用在降低環(huán)境污染的同時(shí)也有助于最大限度的發(fā)揮交通基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)勢(shì)效能，提高交通運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率和服務(wù)水平，為公眾帶來(lái)出行的方便。數(shù)種因素結(jié)合下，ITS必然會(huì)成為未來(lái)城市交通的主角，人們的交通出行也將逐漸走向“智能化”。