解析智能识别如何助力公路安防管理应用

　　交通运输部发布的《交通运输“十二五”发展规划》中提出，“十二五”末，我国国家高速公路网将基本建成，总里程达到10.8万公里，届时将覆盖90%以上的20万以上城镇人口城市。高速公路欠发达的东北三省以及西部各省市是“十二五”规划的重点，未来会强化建设力度。高速公路安防建设尤为重要，智能识别倾力而出。

　　高速公路安防需求一路飙升

　　随着国内高速公路的大规模建设及高速公路网的完善，高速公路重点路段的监控、管理已经成为高速公路安全管理的一项重要内容，与此同时，安防系统的责任也显得倍加重要。安防监控大联网、视频智能分析、数字高清等应用逐渐成为该领域的安防目标。

　　衍伸到安防行业，高速公路的持续火热建设，安全出行的理念势必对安防业务的需求也激增，而重多新建项目，以及运行数年的高速公路也都面临着改造高峰期，如京珠高速，京沪高速等较早一批高速公路都已达到机电设备改造周期，新的项目建设与旧的设备改造使得高速公路安防市场一路飙升，本文从需求和应用两大块分析，探讨高速公路安防隐藏的机遇和挑战。

　　高速公路安防建设尤为重要

　　在我国，以国家高速公路网为主骨架的“五纵七横”公路网络已经基本形成，并还在不断延伸。高速公路网建设不但为国民经济和社会发展提供着交通保障，也使得百姓的出行变得更加便捷。“十二五”时期，我国将继续推进国家高速公路网、国家区域发展战略确定的高速公路、特大城市圈、大中城市群、疏港高速公路以及省际连接线高速公路的建设，以加快重要高速公路的扩容和改造。但高速公路每天还在演绎着畅通或拥堵，喜或忧的故事。作为高速公路信息化的重要组成部分，高速公路安防(监控)建设就显得尤为重要。

　　据介绍，我国高速公路安防监控系统主要分为收费站监控、隧道/特大型桥梁监控和路面监控三个部分：

　　收费站监控系统：主要是对收费站车道、收费站广场、收费亭的收费情况进行监控，并对收费车道通过的车辆类型、收费员的操作过程以及收费过程中的突发事件和特殊事件进行观察和记录，以实施有效的监管。目前，收费站监控系统已经非常成熟，普及率很高，已投入运营的收费站基本上都安装了监控系统;

　　隧道/特大型桥梁监控系统：尽管其建设速度滞后于收费站监控系统，但现大部分隧道都实现了无肓区监控，特大桥梁等重要交通路段也都安装完善;

　　道路路面监控：主要对高速公路干线、互通立交、桥梁等高速公路重点路段的监视，掌握高速公路交通状况，及时发现交通阻塞路段和违章车辆并给予引导，保证高速公路的安全通畅。目前，由于路面监控尤其是全路段路面监控技术难度和投资成本高等因素，安装路面监控的高速公路所占比重还很小，只有少部分道路路面实现了监控，也主要安装在高速公路出入口、坡度陡峭的事故多发路段，尚未实现全程监控。

　　伴随高速公路的快速发展，安全运营成为其主要诉求，国家也相继出台了相关技术规范，如《智能运输系统消息集模板》、《机动车号牌自动识别系统》、《DMI可测量实景影像》、《公路地理信息数据采集与质量控制》、《视频交通事件检测器》等，这些技术规范与条例的颁布大大规范了高速公路的安防建设，切实保证三大高速公路安防监控系统能更有效、稳定地运行。

　　智能视频识别助力道路安防

　　“智能视频识别系统一般包含视频图像数据采集模块、图像智能分析处理模块、数据传输模块、后台处理软件模块四部分。智能分析在车辆抓拍和车辆信息提取上的应用已经较为成熟，交通事件检测通常包含车辆停驶、车辆减速、车辆超速、车辆低速或停车、车辆逆行、车辆排队长度超过阈值、交通拥堵、行人违章、车龙、抛洒遗弃物、烟雾和火灾等;并且还可提供相应的流量、速度、占有率、车头间距、队列长度、车辆类型等实时检测的交通数据。当发生交通车辆事故时，系统能够快速地自动报警和录像，为道路的交通安全管理和道路运营提供保障。在隧道监控中，事件检测分析系统检测到有烟雾超过警戒时即发出报警，系统立即启动应急预案，指挥通风系统、照明系统和消防灭火系统立刻联动;对于监控信息自动采集，其通过智能视频分析技术分析和判断并输出结果。”天津亚安科技股份有限公司研发中心智能交通组产品经理郗胜奎如是介绍。

　　作为道路监控智能化的重要手段，视频识别技术越来越得到行业的关注，也被大量地应用到实际项目中来。就目前来说，道路视频智能识别系统架构主要有三种方式：

　　智能分析摄像机：这是目前的主要实现方式，即将智能视频分析算法嵌入到前端专业设计的摄像机中，当有行驶的车辆触发摄像机抓拍后，摄像机即刻通过内嵌算法对视频信息进行检索和分析，然后将图片及分析结果传送到后台联动处理中心。该种前端识别方式有两大优点：一是处理效率高;二是只输出分析的结果，其传输的信息流量和带宽占有率低。当然也可根据需求输出双码流。

　　独立式视频分析设备：这是一种专用于道路智能视频分析的独立设备，其内嵌智能分析算法，其从前端摄像机提供的视频流中识别车辆和行车违规信息，并将分析结果发送到后台。此种分析设备一般安装在与前端摄像机距离较近的位置，其强大的智能视频分析功能甚至可支持4路1080P高清视频分析，同时可支持图片和视频流输出。此独立式设备方式具备两大优势，一是分析性能强大;二是可与多种类高清摄像机匹配组合。

　　后台处理方式：现在很多交通系统平台一般都开发有道路信息智能检测模块，统一将前端摄像机的视频流发送到后台，再由后端平台进行分析。该模式的优点是集中性很强，而且利用后端平台硬件的超强的智能视频分析性能，对识别的应用也较多样化。当然，也存在一定的风险，如对网络带宽的要求非常高。当大量前端摄像机需要同步分析时，即便平台具备负载均衡功能，但由于前端摄像机传回的信息量庞大，仍会对系统的处理性能和网络带宽造成影响。

　　上述三种方式各有优劣，但都离不开前端的图像捕捉单元。天津亚安的郗胜奎认为：“对于视频监控而言，图像清晰度是最关键、最基本的需求。视频监控图像越清晰，画面细节越完整，智能分析功能的准确度也越高。当目标像素越多，识别越清晰，分析准确度也更高。简而言之，智能分析功能的使用都是在图像识别清晰的前提下进行过滤处理的。无论是针对智能前置的分析模式还是后端平台分析处理，高清画质都是提高智能分析准确性的重要因素。由此可见，高清画质不仅是单一的视觉效果上的满足，同时，也能为智能分析提供更有用的分析环境。”