黎兆勇

高速公路運(yùn)行管理中，視頻事件檢測非常關(guān)鍵，直接影響著高速公路的整體運(yùn)行安全。文章結(jié)合崇靖高速公路工程實例，介紹了視頻事件檢測系統(tǒng)的應(yīng)用原理與功能。

崇靖高速公路;視頻事件檢測系統(tǒng);應(yīng)用

U491A391282

0?引言

作為高速公路運(yùn)營管理一個非常重要的組成部分，對路面異常事件的實時檢測、發(fā)出預(yù)警、及時處置會對交通領(lǐng)域產(chǎn)生不容忽視的影響。最近幾年，由于對高速公路的異常事件沒有進(jìn)行及時有效地處置而導(dǎo)致的交通事故頻繁發(fā)生，對高速公路的行車安全造成了嚴(yán)重威脅。在這種情況下，技術(shù)人員必須做好視頻事件檢測系統(tǒng)的研究應(yīng)用，保證高速公路的運(yùn)行安全。

1?工程概況

崇靖高速公路地處山區(qū)，地勢復(fù)雜，橋隧比高達(dá)22.2%，急、險、陡、彎路段多，且“兩客一?！避囕v較多，監(jiān)控、管理難度大，靠人工巡檢無法及時發(fā)現(xiàn)突發(fā)異常事件。為隨時了解道路的通行情況，提升交通事件檢測率，提高處理突發(fā)事件的效率，保障高速公路的安全運(yùn)行，需在事故多發(fā)和安全隱患較大的路段部署星光級高清監(jiān)控設(shè)備，并應(yīng)用視頻事件檢測系統(tǒng)進(jìn)行檢測。

2?視頻事件檢測系統(tǒng)的應(yīng)用

在崇靖高速公路急、險、陡、彎、橋和事故多發(fā)路段部署星光級監(jiān)控攝像機(jī)，可實現(xiàn)路面交通狀況的實時監(jiān)控。通過后臺系統(tǒng)對前端監(jiān)控攝像機(jī)采集的視頻進(jìn)行檢測分析，可實時檢測該監(jiān)控點發(fā)生的各類交通事件，并發(fā)出報警指示，以便相關(guān)部門人員及時對相應(yīng)的交通事件進(jìn)行處置并發(fā)布預(yù)警信息，使司乘人員及時了解道路交通狀況，保障高速公路的安全暢通及司乘人員的安全出行。

視頻事件檢測由視頻監(jiān)控和事件檢測兩部分組成。星光級監(jiān)控攝像機(jī)圖像采集設(shè)備能滿足在夜間超低照度環(huán)境下的監(jiān)控需求。星光級監(jiān)控攝像機(jī)有兩個優(yōu)勢：（1）設(shè)備優(yōu)勢——透霧技術(shù)。為了解決白天特殊環(huán)境監(jiān)控的問題，淺透霧對圖像不同區(qū)域景深與霧濃度進(jìn)行濾波處理。（2）低照度技術(shù)——星光級監(jiān)控。針對高速公路夜間微弱補(bǔ)光的情況，系統(tǒng)運(yùn)用“星光級”攝像機(jī)，能在超低照度下得到較好的圖像。

事件檢測模塊能通過對道路交通事件進(jìn)行實時檢測，將事件視頻圖像及報警區(qū)域圖像切換到主監(jiān)控畫面，代替人眼對道路監(jiān)測系統(tǒng)中視頻圖像畫面進(jìn)行處理和綜合分析，從中得到所需要的事件信息及數(shù)據(jù)，對道路上突發(fā)的異常事件進(jìn)行實時檢測，實現(xiàn)第一時間內(nèi)自動報警。

2.1?系統(tǒng)原理

視頻事件檢測系統(tǒng)是高速公路檢測管理中一種不可或缺的工具。系統(tǒng)構(gòu)建的主要目的是幫助高速公路監(jiān)控指揮中心或分中心完成對區(qū)域范圍內(nèi)高速公路運(yùn)行安全的監(jiān)控。崇靖高速公路路面視頻事件檢測系統(tǒng)的基本原理是通過后臺純軟件模式，直接讀取前端攝像機(jī)實時視頻，進(jìn)行視頻事件分析，并具有AI人工智能，完成對道路的監(jiān)控。其可以通過系統(tǒng)設(shè)定的方式，在視頻事件檢測系統(tǒng)對應(yīng)的攝像機(jī)顯示圖像中，對檢測區(qū)域進(jìn)行確定。區(qū)域范圍內(nèi)的任何異常現(xiàn)象都能夠被及時捕捉，系統(tǒng)會自動向工作人員發(fā)送報警信息。因為使用了高清攝像機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)對異常信號的精準(zhǔn)捕捉，使事件的歸類更加清晰，也可以為分析研究提供便利。

2.2?對比分析

2.2.1?基于異常事件分析儀的檢測系統(tǒng)

目前常見的視頻檢測系統(tǒng)，由異常事件分析儀及事件管理器組成。異常事件分析儀的主要功能為交通事件檢測、交通流量檢測、事件報警和圖像存儲等。事件管理器的主要功能為事件顯示、查詢和管理，流量統(tǒng)計，生成報表等。其工作原理是把異常事件分析儀設(shè)置于機(jī)房，通過視頻分配器分出前端攝像機(jī)的視頻信號接入視頻檢測器，在前端子系統(tǒng)中進(jìn)行相關(guān)設(shè)置并進(jìn)行事件分析，把檢測到的相關(guān)結(jié)果傳送到事件管理器再進(jìn)行歸納分析。每個異常事件分析儀可檢測的視頻數(shù)量有限，因此需根據(jù)檢測視頻數(shù)量配置相應(yīng)的異常事件分析儀及視頻分配器等輔助設(shè)備。該系統(tǒng)成本較高，擴(kuò)展性不夠靈活，無AI自學(xué)功能，提高事件檢測的有效性依賴于人工手動對視頻圖像中需要檢測的地方細(xì)化和設(shè)置多個檢測區(qū)域。

2.2.2?基于后臺純軟件分析的檢測系統(tǒng)

基于后臺純軟件的檢測系統(tǒng)在后臺軟件系統(tǒng)集成了異常事件分析儀（前端子系統(tǒng)）及事件管理器（后端中心管理系統(tǒng)）的功能，對比基于異常事件分析儀的檢測系統(tǒng)，其有著更加明顯的優(yōu)勢：（1）不需要進(jìn)行大量前端硬件設(shè)備的購置，能夠在很大程度上節(jié)約成本，降低消耗，同時也能夠有效減少改造成本及運(yùn)營成本;（2）能夠根據(jù)實際需求，自主進(jìn)行需檢測視頻攝像機(jī)的選擇工作，開展相應(yīng)的事件檢測，可擴(kuò)展性及兼容性強(qiáng);（3）在基于純軟件的檢測系統(tǒng)中，可采用云計算及大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，設(shè)置相應(yīng)的AI自學(xué)習(xí)功能。通過人工智能的不斷學(xué)習(xí)，對系統(tǒng)功能進(jìn)行完善，提高異常事件檢測率及響應(yīng)率，而且功能的提升不需要額外添加前端設(shè)備。

經(jīng)過綜合比較和分析，崇靖高速公路采用基于后臺純軟件的視頻事件檢測系統(tǒng)。

2.3?系統(tǒng)功能

視頻事件檢測系統(tǒng)的功能大致可以分為四大類：（1）事件檢測。能夠?qū)崿F(xiàn)的功能主要包括停車檢測、擁堵檢測、逆行檢測、行人檢測以及車輛低速檢測等。（2）事件處理。能夠?qū)崿F(xiàn)的主要功能包括聲光報警、事件圖像查看與處理，分車道區(qū)域報警、重要事件上報以及分報警提示等級等。（3）統(tǒng)計道路狀態(tài)信息?？梢詫崿F(xiàn)車流量統(tǒng)計以及車道平均速度統(tǒng)計功能。（4）視頻播放?？梢詫崿F(xiàn)報警事件錄像回放以及視頻播放實時分析等功能[7]。

2.4?系統(tǒng)應(yīng)用

當(dāng)交通事件發(fā)生時，借助視頻事件檢測系統(tǒng)，工作人員能夠及時把握事件的發(fā)展情況，以最快的速度進(jìn)行處理，避免類似事故的重復(fù)發(fā)生。如在高速公路險峻路段，視頻事件檢測系統(tǒng)能夠?qū)β访鏍顩r進(jìn)行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)潛在隱患（如路面拋灑物、落石等）和突發(fā)事故，安排專業(yè)人員及時處理，保證道路暢通。模塊化的設(shè)計使得視頻事件檢測系統(tǒng)可以對客觀狀況進(jìn)行真實準(zhǔn)確的反映，為管理人員提供第一手資料，系統(tǒng)也可以在后臺完成對監(jiān)控圖像的全天不間斷分析。視頻事件檢測系統(tǒng)本身基于純軟件系統(tǒng)模式，借助前端攝像機(jī)采集視頻圖像，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)將拍攝到的數(shù)字視頻信號傳輸?shù)揭曨l事件檢測服務(wù)器中，運(yùn)用云計算技術(shù)進(jìn)行分析。通過檢測系統(tǒng)的分析處理，可以實現(xiàn)相應(yīng)的模型匹配以及目標(biāo)跟蹤，當(dāng)檢測到道路異常事件時，系統(tǒng)自動對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行截取和分析，將發(fā)生報警的視頻保存到視頻存儲服務(wù)器，將異常事件數(shù)據(jù)記錄到系統(tǒng)，并在系統(tǒng)客戶端進(jìn)行報警提示。系統(tǒng)實時對視頻中的車輛運(yùn)行信息進(jìn)行分析，得到車流量統(tǒng)計以及車道平均速度統(tǒng)計。通過這樣的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對高速公路的自動監(jiān)視攝像以及實時交通流量的統(tǒng)計等。以其中的險峻路段為例，借助視頻監(jiān)測，能夠?qū)崟r交通流量以及車輛速度與歷史平均值進(jìn)行對比，如果發(fā)現(xiàn)異常，可以及時預(yù)警并進(jìn)行調(diào)控，避免安全事故的發(fā)生。

崇靖高速公路的路面視頻事件檢測系統(tǒng)于2018年7月部署實施完成，工程成本比基于異常事件分析儀及事件管理器組成的視頻檢測系統(tǒng)預(yù)算節(jié)約了將近50%。自運(yùn)行以來，系統(tǒng)已檢測出多次路面異常事件，其中包括5次?；奋囕v事故事件、3次邊坡滑坡事件等。經(jīng)過系統(tǒng)的AI自主學(xué)習(xí)，目前路面異常事件檢測準(zhǔn)確率已由初始的90%上升到98%，并且還在繼續(xù)提高，極大提升了高速公路運(yùn)營的應(yīng)急處置效率。

3?結(jié)語

總而言之，高速公路運(yùn)行管理中，視頻事件檢測非常關(guān)鍵，直接影響著高速公路的整體運(yùn)行安全。將視頻事件檢測系統(tǒng)應(yīng)用到高速公路運(yùn)營管理中，可實現(xiàn)對路段的全天候立體化監(jiān)測。在發(fā)現(xiàn)異常事件時，系統(tǒng)能夠自動進(jìn)行分析，做出相應(yīng)的報警和記錄，協(xié)助高速公路管理部門及時準(zhǔn)確地判斷和處理異常事件，提升對風(fēng)險隱患的防控能力，減少異常事件可

能造成的擁堵和安全事故，以此推動高速公路事業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

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