道路交通违章智能研判、抓拍 及交通信息管理系统
道路交通违章智能研判、抓拍及交通信息管理系统
1. 背景介绍
  随着汽车保有量的快速增加,道路拥堵已成为城市发展的一个严重的问题。为了适应交通管理的需要,确保城市交通的安全,畅通,交通管理的智能化的逐步提升成为必需。交通违规行为的抓拍以规范驾驶员的行为也是加强交通管理的重要手段。传统的电子警察系统的局限性逐步体现出来。目前市场使用的高清电子警察系统只能对摄像机镜头前十几米内的车辆进行违规抓拍,而一些压线变道,违章调头,违章停车等违章行为如果发生在反向较远的位置,高清电警系统无法进行有效抓拍。与此同时交通参数的获取是交通智能化的重要组成部分。传统的线圈,雷达,浮动车等交通参数采集方式不仅安装麻烦,维护成本高,准确率低,并且是点检测或者断面检测,检测范围有相当大的局限性。
  在这种情况下,道路交通违章智能研判、抓拍及管理系统,恰好弥补了市场的空白。该系统通过枪式摄像机和球式摄像机联合互动的方式来实现。枪机和球机并排安装在道路上方。系统通过自动分析枪机的视频获取车辆的轨迹位置,进行速度,流量等交通参数的采集;当车辆违规行为发生时,系统自动控制球机进行转向和变焦以获取清晰的远处特定车辆的特写。而枪球联动交通参数采集系统,实现了大范围智能检测,确保了交通参数采集的完整性、准确性及可靠性。基于大范围智能检测,枪球联动也提供了更有价值的交通参数,例如可以提供蓄流区内排队车辆变化率,以便更好地描述车流状态。
   整套系统运用枪机捕获、球机抓拍,前端视频智能分析,集道路交通参数采集、交通事件检测和违章车辆抓拍功能于一体,充分发挥了枪机和球机特性,为未来城市及高速交通道路管理提供了全新的管理视野及管理方式。
 2. 系统介绍
  2.1 系统结构
枪机视频事件检测及违法抓拍系统包前端和后端两个部分,其中前端点位配置一个固定式视频采集枪机,一个球型抓拍相机,一台交通参数采集和事件检测分析仪。固定式视频采集枪机主要是用来获取全景视频信号,此场景是固定的,不会发生变化,是对固定场景进行交通参数采集,交通事故,违章事件等检测。球型抓拍相机主要是为了违法车辆的跟踪抓拍,当有车辆违规行为发生时,球机会自动转动伸缩去抓拍违规车辆的特写。交通参数采集和事件检测分析仪,主要是接收以上两个视频信号,并对固定式枪机的视频信号进行实时分析采集交通参数和事件实时检测,并根据枪机视频分析的结果对球机进行实时控制。
  后端主要有事件报警服务器,违法图片接收服务器。其中事件报警服务器主要是对前端的交通参数采集和事件检测分析仪发出的报警信号进行汇总,给相关人员提通知,在第一时间内解决相关交通事件。违法图片接收服务器主要是用于存储前端系统传回的车辆违法图片,并对图片进行各种管理.
  2.2 基本功能
  因为我们的系统能对相机视野范围内的所有车辆进行识别,跟踪所以可以准确获取通过车辆的群体信息。获取的准确交通参数可以输入信号机实现整个城市信号机智能配时的目的.具体的交通参数及交通事故报警功能包含:
  ①车辆速度检测功能
  ②道路流量检测功能
  ③队列长度检测功能
  ④车头时距检测功能
  ⑤车道占有率检测功能
  ⑥道路拥堵检测及报警功能
  ⑦车辆慢行报警功能
  ⑧交通事故报警功能
  ⑨行人横穿马路自动检测报警功能(用于高速等封闭道路)
  ⑩车辆慢行检测报警功能
  因为每个车辆的轨迹是实时跟踪的,我们可以根据车道线,信号灯等状态和设置对任何违规行为进行抓拍,目前主要使用的功能包含:
  ①车辆违规压线换道检测及抓拍功能
  ②车辆违章停车检测及抓拍功能
  ③违法侵占公交车道自动抓拍功能
  ③车辆逆行检测及抓拍功能
  ④车辆异常行驶行为检测及抓拍功能
  ⑥车辆超速检测及抓拍功能
  ⑦出租车违法上下客检测及自动抓拍功能
  ⑧事故事件自动录像及永久录像选择功能
  ⑨自动车牌识别功能
  2.3 系统组成
  2.3.1 交通参数采集及事件检测分析仪
  交通参数采集及事件检测分析仪系统集成在计算机单元中,此单元包含流量采集及事件检测软件、图像抓拍处理软件、视频信号录像软件以及后台上传软件。
  交通参数采集及事件检测分析仪完成以下功能:
  获取数字化视频信号,单台分析仪可以输入2路视频信号,高清视频信号可检测30-80米(1路枪机视频信号,1路球机视频信号)。
  对枪机视频流进行分析,进行交通参数采集,并通过IO接口输出到信号机,以及通过公安网传输到交通参数分析服务器。
 
  对枪机视频流进行分析,进行交通事件检测,通过公安网传输事件警报信号到后端事件警报服务器。
  检测到违法事件,控制球机对违法车辆进行违法抓拍,并通过公安网上传到后端违法图片接收服务器。
  2.3.2 固定式摄像机:
  主要是对交通信号的采集,此摄像机是固定的,在设备使用过程中画面是不会改变的,主要是给事件检测服务器提供实时的检测信号。摄像机的分辨率最好不低于130万像素.
  2.3.3 球型摄像机
  球型摄像机主要是完成违法抓拍,画面拉远或推近后,系统可以自动对焦、调节到最佳焦距及最佳场景时候进行抓拍识别,当路口长时间没有违法事件发生时候,可控球机会回到预置位对相应位置实时监控。球型摄像机的分辨率不低于200万像素.
  2.3.4 事件报警服务器
  事件报警服务器设置在监控分中心主要完成以下工作:
  收集前端所有点位事件警报信息,并对相关报警信息发出不同的警报信号,并提醒相关交通管理人员进行及时处理,保障交通畅通。
  集中警报、交通事件档案记录、与前端交通参数采集和事件检测分析仪通讯,共同完成事件和交通控制措施的联动运行。
  2.3.5 违法图片接
违法图片接收服务器设置在监控分中心主要完成以下工作:
  违法数据的接收,及分类处理,为交警支队数据录入人员提供方便的数据采集渠道。
  2.4 系统的技术领先性
该枪球联动系统应用到图像处理,双目视觉,人工智能,控制原理等多领域的知识,属于国际领先产品.虽然视频分析在智能交通领域的应用从上世纪就是研究的热门,但是也是最近几年才真正在智能交通领域得到大规模的使用.因为视频分析技术在户外环境下容易受到光照等外界干扰,保持系统的鲁棒性和通用性是巨大的挑战.道路交通违章智能研判、抓拍及交通信息管理系统充分利用现有成熟技术的基础上经过长时间的攻关,在视频分析和云台相机控制等软硬件技术获得巨大的突破,解决了严重遮挡情况下的多车辆的识别和跟踪问题,球机的快速响应及摄像机稳定聚焦等技术难题.该系统将进一步推进智能交通技术的发展.
2.5 系统特点
1)纯视频智能检测方式,自动识别检测,克服了线圈、微波等检测方式的缺陷。 
2)高清晰超视距。通过枪机控制球机解决了全景模式下远距离运动车辆图像模糊,无法正确识别车辆信息的难题。 
3)交通参数采集功能齐全。系统可以对车流量、平均车速、车道占有率、车头时距和排队长度等多个参数进行采集分析并上报。 
4)交通事件检测功能丰富。系统可以对道路拥堵、慢行状态,车辆逆行、压线变道、违章停车、占用公交车道等违章行为或交通事故、烟雾、遗弃物等异常事件进行检测,并实时记录、报警和抓拍。 
5)模块化设计,可根据用户需要提供流量检测、事件检测及违章抓拍独立或组合系统。 
6)安装调测简单,可利用原有电警立杆完成安装,建设周期短。 
  3.系统应用环境
  当该系统应用于路口位置时,摄像头一般在距离停车线20米左右的电子警察摄像机横杆上反向安装,面对过来车辆的方向.本系统也适合应用于路段中间,对此路段实时监控,对车流量实时统计,并第一时间发出信号给诱导大屏,诱导行车绕道而行,对此路段违法车辆实时抓拍。
 3.1 系统施工规范
 车道现场施工示意图(以三车道为例)
电警路口安装说明:
  检测方向车道使用高清130万像素及以上的摄像机,建议在电警安装位置反向安装,迎面拍摄,球机安装在枪机边上。
  横臂:相机在横臂位置应在对应道路上方正中,以保证视频内各车道都在最佳观测范围内。
  防护罩(摄像机)尽可能安装在三条车道正中间对应的L杆上方。
  摄像机安装水平方向符合检测的有效距离30-50米,相机尽量往下压,保证视场底端的两辆车之间有明显的车间距。
  摄像机安装垂直方向角度根据实际检测方向控制在35°~50°之间
  相机镜头选择:不模糊,能将需要监控的车道
  L杆距离路面高度最低不低于7米,最高不高于12米。相机的架高越高越有利于避免遮挡及车间距等交通参数的分析采集。
  摄像机到路口机柜的视频传输建议使用抗干扰性较强的六类非屏蔽双绞线。距离超过80米应使用光缆传输。
  交换机应使用工业级百兆网络交换机。
  做好防雷接地。
  3.2 路段安装说明;
  枪机尽量安装在道路中央(使用L杆),以方便对多车道的检测,安装高度
及角度与路口相似。球机安装在枪机旁边靠路边方向,要求在要检测的范围内不能有障碍物遮挡,以免影响抓拍有效率和准确率。
4. 应用实例
4.1 违章抓拍及图像合成
 
违章变道:

 

违章逆行:

 
违章侵占公交车道:
 
违章停车:
 
4.2 系统演示录像:
相关案例