王昕、朱悅敏

（1.廣東飛達交通工程有限公司，廣東 廣州 510000；2.廣東華路交通科技有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

高速公路服務區(qū)一直是高速公路必不可少的設施，滿足司乘人員在交通出行過程中的各項基本生活需求。按照規(guī)范《公路工程技術標準》（JTG B01—2014）中對高速公路服務設施的相關規(guī)定：服務區(qū)平均間距宜為50km，停車區(qū)與服務區(qū)之間的間距宜為15～25km；高速公路服務區(qū)應設置停車場、加油站、車輛維修站、公共廁所、室內外休息區(qū)、餐飲、商品零售點等設施。

隨著經濟的快速發(fā)展和社會的不斷進步，廣大人民群眾對國家高速公路網及其服務配套設施的要求也逐步提高。信息化、智能化的服務管理技術作為目前實現(xiàn)我國高速公路管理一體化服務管理的主要技術手段，是一種現(xiàn)代化的“互聯(lián)互通、信息共享、協(xié)同服務”綜合信息化服務理念[1]。將現(xiàn)場服務人員與后臺管理人員、司乘人員、司乘車輛等基本要素，通過物聯(lián)網、云計算、傳感信息技術、管理系統(tǒng)等技術緊密聯(lián)系在一起，將安全通行、高效指引、智能聯(lián)動的理念推廣到我國高速公路服務區(qū)的各項業(yè)務中。管理信息系統(tǒng)之間的信息互聯(lián)、交流與綜合利用，能夠有效促進我國高速公路綜合服務區(qū)的經營管理體制科學化、服務管理模式的優(yōu)化創(chuàng)新。

1 智能視頻分析技術的基本概念

智能視頻分析技術是計算機圖像視覺技術在安防領域應用的一個分支，是一種基于目標行為的智能監(jiān)控技術。智能視頻監(jiān)控技術（IVS，Intelligent Video Surveillance）是人工智能研究的一個分支，它在圖像及圖像描述之間建立映射關系，從而使計算機能夠通過數字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內容。如果把一臺視頻攝像機當作人的眼睛，這個新的智能視頻分析報警系統(tǒng)就相當于人的大腦?；谝曨l內容的分析就是對目標進行識別（如人、物、圖標等）和對目標是否觸碰或者違背了所設定的規(guī)則進行判斷，另外也包括對于環(huán)境條件發(fā)生變化時的分析。

視頻監(jiān)控通常有兩種類型的智能視頻分析技術：第一種是基于智能視頻處理器的前端解決方案。在這種工作模式下，所有目標跟蹤、行為評估和報警觸發(fā)都由智能前端分析設備完成，只有報警信息通過網絡傳輸到監(jiān)控中心。第二個是基于計算機的智能后端視頻分析解決方案。在此模式下，前端攝像頭僅具有基本的視頻捕獲功能，所有視頻分析必須在后端或關鍵節(jié)點收集，以便計算機進行統(tǒng)一處理。市場上主要采用第一種方法，視頻分析設備放置在IP 攝像頭后面，可以有效節(jié)省視頻流占用的帶寬。第二種方法只能控制幾個中央監(jiān)控點，對計算機性能和網絡帶寬提出了很高的要求。

2 高速公路服務區(qū)精細化管理的主要目標和措施

高速公路服務區(qū)內的停車位、充電裝置、餐飲店鋪及其他重要道路公共資源的利用率，決定高速公路相關服務設施的服務接待、管理能力。服務區(qū)精細化管理的主要服務目的就是針對每一位出行者、營業(yè)者和管理者的實際需求，提供更加安全、便捷、高效、人性化的服務。

高速公路管理部門和服務區(qū)運營部門運用精細化的管理理念和管理技術，對高速公路服務區(qū)內的相關設施和活動進行管理，使服務區(qū)管理高效化，使用程序化、標準化的數據和信息資源實現(xiàn)高質量的活動。

服務區(qū)精細化管理手段除了建立健全的組織機構、完善的規(guī)章制度、有效的管理機制外，還應包括對各項設施、服務和業(yè)務的管理。例如：各設備設施的巡檢和維護，各指示標志指引的正確性和合理性，餐飲及加油等服務人員證照的完整及規(guī)范操作，場區(qū)環(huán)境的保持，停車位定位及引導方式等等。總的來講，就是人的管理、車的管理、環(huán)境的管理。而其中重中之重，就是人與車如何實現(xiàn)安全的交互，究其根本，即車輛引導。

3 高速公路服務區(qū)智能視頻分析的要點

在智能視頻分析技術中，對于人和車輛的軌跡分析無疑是重點內容，因為絕大多數智能視頻分析的原理和規(guī)律都直接關系到個人[2]。在智能視頻分析中，用戶必須首先指定一個不規(guī)則和任意形狀的檢測區(qū)域，然后在該區(qū)域啟用各種檢測功能。智能視頻分析包括：入侵檢測、人臉檢測、目標檢測、入口檢測、下坡檢測、徒步檢測、后方檢測、停車檢測、方向檢測、速度檢測、分類檢測、高度檢測、顏色檢測、廢棄物體檢測、物體運動檢測（檢測物體是否被移除）、火焰檢測、煙霧檢測、計數功能、遮擋檢測、自動跟蹤、目標密度檢測等。

其中，涉及服務區(qū)智能視頻分析的主要內容包括：

車流總量（輛/h）：由用戶設定的時間間隔內檢測到的車輛數量。

車輛速度（km/h）：時間間隔內的平均速度。超過和低于用戶設置的閾值速度的車輛速度。

車間距（m）：相鄰車輛之間的距離。

車輛密度：偵測監(jiān)控視場內車輛的擁擠程度。

排隊：可檢測車輛的排隊長度。

逆向行駛：反方向行駛的車輛。

跨線行駛的車輛：不按標線行駛的車輛。

違章停車：在非法停車處停車的車輛。

為了能夠適應各種不同的立體攝像機，如安裝時的位置和拍攝角度、視場景的尺寸和圖像大小，基于所有的需要自動采集的二維立體圖像場景，建立三維的立體圖像模型也是一中有效的檢測手段。利用三維的立體圖像模型場景，手動設置與其模型相關的圖像檢測條件參數，再將三維的立體圖像模型直接映射到二維的圖像場景中。

在更加高級的智能數據采集和分析中，針對變焦相機的場景變化進行了自動響應而不必額外設定，但是這一技術并不成熟。對于物體、圖標等的辨認原理和方法與普通人的辨認類似，應用了三維模型、機器人自動學習、模式識別庫等技術，使它們能夠有效地辨認和識別物體。對于不同的物體，可以增加該物體的特點，獲得一個比較好的辨認和識別結果。例如，對于汽車進行識別，可以增加汽車的燈、車窗、汽車、身份等方面的特點來識別；對于汽車圖標的辨認，可以增加汽車的圖案、紋理等多個方面的特點。根據具體應用領域對其進行專門的優(yōu)化，有助于更好地識別目標。

4 高速公路服務區(qū)精細化管理中智能視頻分析技術的應用

在一系列精細化管理的過程中，智能視頻分析技術的加入，除了有效實現(xiàn)管理信息的存儲、管理手段的檢驗和分析以外，也具有有效打擊非法追捕或者打擊逃費的重要作用[3]，將高速公路服務區(qū)打造成為一個智慧化和體驗式的現(xiàn)代化綜合服務區(qū)[4]。

在高速公路服務區(qū)內，智能視頻分析技術可對車輛的精細化管理，實現(xiàn)以下應用：

進入服務區(qū)時，對各車輛的號牌、車型進行識別和記錄，為其規(guī)劃適合的停車區(qū)域，同時與道路入口信息等關鍵數據進行比對，預先判斷車輛運載貨物是否為危化品、管控產品。對高危車輛分配隔離車位。

通過車位視頻識別技術，多維度利用車輛功能特點信息分析、車牌信息捕捉等方式進行精細化管理。并通過對來往車輛進行分析統(tǒng)計，調整原始停車位的數量和位置，綜合優(yōu)化場區(qū)布局。

在出口處，設置相關的視頻識別設備，將出口車輛的車牌、車型等信息進行視頻識別比對，初步判定貨車在服務區(qū)內是否存在停車甩卡、換卡或倒掛等各類逃費停車行為。

5 高速公路服務區(qū)智能視頻分析技術的系統(tǒng)構成

智能視頻網絡智能數據分析處理技術正在成為我國新型高速公路相關服務區(qū)自動精細化服務管理的重要模式。該系統(tǒng)的網絡方式如圖1所示。

圖1 高速公路服務區(qū)智能視頻分析系統(tǒng)網絡圖

系統(tǒng)前端利用對車輛的特征信息進行采集和識別的裝置，采集出入口的車輛或人流量等信息，傳送至后臺的服務器；服務器對服務區(qū)各個出入口車輛的類型進行比對和分析，得出相應車型的識別結果；服務器可以根據各個類型的識別結果和服務區(qū)各個停車場閑置的車位數量，向停車引導顯示屏上自動發(fā)送出入口的車輛引導信息。

對已經進入服務區(qū)內的?；愤\輸車輛進行安全監(jiān)控，對未能按照規(guī)定停放在?；愤\輸專用區(qū)車位的車輛發(fā)出警告。人流量的統(tǒng)計與分析系統(tǒng)可以實時地分析各個服務區(qū)的人流量以及活動情況，為管理者提供管理依據。綜合全面地應用數字視頻分析處理技術、網絡傳播技術、自動化控制技術、人工智能技術等，通過各個服務區(qū)之間的通信網絡，將服務區(qū)的檢測站點互聯(lián)互通，并將所有的監(jiān)控信息及時地推送到移動終端。

基于智能視頻技術的高速公路服務區(qū)管理方式，是一種現(xiàn)代化服務區(qū)車輛及設備的自動化管理系統(tǒng)，可以有效提高服務區(qū)內的停車場車位和道路的綜合利用率，最大程度地提高服務區(qū)的車輛接待能力，同時具有對其他服務區(qū)的汽車逃費網絡攻擊控制功能，將服務區(qū)完全置于計算機管理下的高科技機電一體化產品[5]。

6 結語

總之，智能視頻技術在高速公路服務區(qū)管理中具有非常重要的地位。通過對服務區(qū)監(jiān)控信息的分析和管理，突出智能管理的優(yōu)勢。雖然現(xiàn)階段智能視頻技術的應用還存在一些問題，但通過科學技術的進步，這些問題將一一得到解決，技術將不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，使其在高速公路服務區(qū)的管理中發(fā)揮更好的作用。以全面提高我國服務業(yè)社區(qū)安全管理信息系統(tǒng)的運行能力、管理水平等作為課題研究目標，介紹了該系統(tǒng)的基礎架構設計、功能結構設置以及實現(xiàn)模型，為開發(fā)服務區(qū)運行信息管理系統(tǒng)提供了重要的技術支持。