基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測系統(tǒng)

　　摘要:根據(jù)高速公路安全運營管理的需要,在逐步完善視頻監(jiān)控系統(tǒng)外場建設的基礎上,通過應用基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測系統(tǒng),提升高速公路管理者對擁堵、行人、停車、交通事故等異常交通事件的發(fā)現(xiàn)能力、處理效率和處理能力,進一步提高高速公路安全運營管理水平。

　　關鍵詞:交通視頻;事件檢測系統(tǒng);大數(shù)據(jù)分析

　　0引言

　　隨著社會經濟的發(fā)展和汽車保有量的不斷增長,高速公路車流量與日俱增,如何讓公眾切身體會到出行的快捷和便利,對高速公路的運營服務提出了更高的要求,特別是在各大節(jié)假日給高速公路運營管理帶來了更大的考驗。為滿足廣大公眾對交通出行的需求,如何快速發(fā)現(xiàn)和處置道路擁堵、行人、違章停車、交通事故等異常交通事件,是近年來高速公路營運單位思考和探索的問題。

　　1視頻事件檢測技術方案分析

　　1.1基于前端視頻分析的事件檢測方案

　　基于前端視頻分析的事件檢測方案主要采用集成的方式,在原有監(jiān)控攝像設備中集成一部分具備圖像識別和比對的電路模塊,攝像設備采集到視頻信號后,先由圖像識別模塊進行視頻識別判斷,再向后端輸出,從而達到異常事件檢出的目的。但是基于前端的事件檢測系統(tǒng)存在以下缺點:(1)計算能力不足,檢測精度受限。由于在原有攝像設備中集成圖像識別模塊受限于空間和功耗,無法采用強大的計算分析處理器,只能采用低功耗、小體積的零部件,嚴重束縛了圖像識別的能力,也較大約束了檢測精度。(2)基于視頻前端的事件檢測系統(tǒng)不便于功能升級。由于其圖像識別模塊在出廠時集成在攝像設備內,其功能和性能均已限定,后期基本不可能再對其單獨進行功能和性能的升級,只能更換整個攝像設備,給升級工作帶來較大的不便和成本的增加。(3)基于視頻前端的事件檢測系統(tǒng)實施成本高,目前市售具有圖像識別功能的攝像設備比傳統(tǒng)攝像設備價格高出約30%以上。

　　1.2基于后端視頻分析的事件檢測方案

　　基于后端視頻分析的事件檢測方案一般分為傳統(tǒng)的事件檢測分析儀以及基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測技術方案“服務器+大數(shù)據(jù)平臺”兩種模式。(1)傳統(tǒng)的事件檢測分析儀的算法在設備出廠時已固定,其功能和性能受檢測算法的限制,事件檢測精度無法持續(xù)遞增。(2)基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測技術方案“服務器+大數(shù)據(jù)平臺”模式采用通用硬件架構和開放平臺軟件,具備大數(shù)據(jù)分析功能和模型采集,深度學習功能,隨著平臺投入使用時間的增加,軟件平臺通過大數(shù)據(jù)分析,逐步完善事件模型,提升檢測精度。

　　2基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測技術

　　2.1系統(tǒng)平臺架構

　　基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測系統(tǒng)在現(xiàn)有視頻監(jiān)控的基礎上,通過增加視頻分析服務器以及大數(shù)據(jù)分析軟件的方式,實現(xiàn)路網事件檢測和車流量分析等功能。系統(tǒng)平臺架構如圖1所示。

　　2.2系統(tǒng)組網架構采用“事件檢測服務器+大數(shù)據(jù)分析平臺”的架構,事件檢測服務器采用分布式布設方案,后期可根據(jù)檢測視頻的數(shù)量靈活增設服務器及組網。大數(shù)據(jù)分析平臺軟件具備開放式架構,可靈活擴容檢測通道,滿足不同的視頻檢測規(guī)模需求。系統(tǒng)組網架構如圖2所示。

　　3事件檢測方案及測試結果分析

　　3.1檢測方案

　　選取潮惠高速公路蓮花山隧道1號、2號隧道現(xiàn)有的64路視頻圖像,從2020年4月4日起至5月31日止,對隧道內停車、逆行、行人、擁堵等事件檢測功能進行全天候24h實測分析,測試預警由監(jiān)控工作人員進行判斷并確認。

　　3.2測試結果

　　3.2.1第一階段(2020年4月4日~11日)

　　2020年4月4日系統(tǒng)上線實測。系統(tǒng)使用初期選擇基于事件基本模型實行預警,并通過不斷采集模型樣本進行優(yōu)化,提升系統(tǒng)檢測識別的準確度,優(yōu)化使用效果。

　　從第一階段的測試情況來看,測試效果不太理想,逆行、停車事件的誤報較多,準確率未達到95%以上水平,擁堵事件沒有檢測數(shù)據(jù)。

　　3.2.2第二階段(2020年4月12日~5月31日)

　　針對第一階段測試發(fā)現(xiàn)的問題,技術人員對事件檢測系統(tǒng)事件預警模型進行優(yōu)化,對個別網絡傳輸問題進行整改,同時對事件檢測系統(tǒng)進行了升級。2020年4月12日起對事件檢測系統(tǒng)進行第二階段測試。

　　4系統(tǒng)評價

　　通過2020年4月4日至5月31日在潮惠高速公路的實踐應用,基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測系統(tǒng)具備穩(wěn)定且比較準確的事件檢測能力。雖然目前總體準確率較高,但仍然存在誤報的問題,需要系統(tǒng)優(yōu)化,而且高速公路上的事件類型和模型也在不斷變化或增加,因此,具有持續(xù)研發(fā)、優(yōu)化、改進的能力和深度學習技術的應用是至關重要的一個環(huán)節(jié)?；诮煌ㄒ曨l大數(shù)據(jù)的事件檢測系統(tǒng)判別機制相對完善,事件響應時間及時,數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計、報表較詳細,能有效輔助工作人員提升發(fā)現(xiàn)和處置事件的能力,提高工作效率。

　　5結語

　　基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測系統(tǒng)可基于現(xiàn)有前端設備,同時分析多路實時高清視頻,集成度高,硬件投資小,運維成本低;具有分車型流量監(jiān)測、交通數(shù)據(jù)分析功能,全天候全方位監(jiān)測公路車流量信息,較高的識別效率和準確度可有效輔助工作人員,提高效率和發(fā)現(xiàn)處置事件的能力。為滿足人民群眾對交通出行的美好向往,高速公路運營單位一直以“安全、暢通”為宗旨,不斷提高高速公路的各項服務能力。視頻技術的成熟應用,為道路安全管理、應急指揮、輔助決策等提供了有力的支撐,在提升高速公路安全運營能力、服務能力和管理水平方面發(fā)揮了重要作用。

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　　吳文彬

《基于交通視頻大數(shù)據(jù)的事件檢測系統(tǒng)》

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