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电子警察智能视频监控案例

来源:宋先生 发布时间:2017-8-3 14:18:55
现代交通以及通信技术的进步,依靠“智能交通系统(IntelligentTransportationSystem,简称ITS)”的手段,借助计算机技术、电子技术和现代通讯技术,使车辆和道路智能化,以实现安全快速的道路交通,希望达到缓解道路交通拥堵,减少交通事故,改善道路交通环境,节约交通能源的功效。
在城市交通建设这个方面,很多城市的“先天不足”及实施上的乏力问题日益暴露。拥有更加智能化的城市神经网络,统筹城市内道路、规划、人、交通工具之间的协调和谐,形成解决城市交通中综合矛盾的解决方案,这已成为每一个城市居民的出行梦想。
低效率交通运输
作为城市运行和交通体系中的重要一环,公共交通的顺畅与通达离不开城市综合交通体系规划的“扶持”。但在这个方面,很多城市的“先天不足”及实施上的乏力问题日益暴露。
建设部副部长仇保兴在“CPN首届中国城市交通国际年会”上公开表示:城市综合交通体系规划应包括公交优先主题,统筹城市道路布局,城市对外交通与市内交通的衔接。统筹城市与周边卫星城、邻近城市郊区村镇,以及附近区域中心城市的交通。统筹城市内部机动车道、自行车道、人行道与公交车、轨道交通、出租车等运输工具之间的协调和谐。
城市交通是为人服务的,而不是为车服务的。但我国公交总体发展还处于比较低的水平,目前我国公交出行的分担率不足10%。特大城市也仅有20%左右,而欧洲、日本、南美等大城市为40%~60%。2006年,我国万人拥有公交车辆仅为8.71辆。这个数字足以让生活在大城市里的上班族眉头紧锁,像王晶这样的居民还有很多,每天都在忍受着对公共交通服务的不满,而又无可奈何。
一方面,大运量公交系统建设缓慢,城市轨道交通建设推进速度不快。目前,全国600多个城市轨道交通运营线路总计只有440公里,仅相当于英国伦敦一个城市的规模。
另一方面,公交线网覆盖不均衡问题日益暴露。根据有关调查,国内许多城市普遍存在线路重复设置,有的道路重复线路多达20多条,而城市边缘的居民小区、街道却没有一条公交线路,直接导致居民出行难。有些线路运行时间过长,则大大降低了公交对长距离出行乘客的吸引力。
有研究者认为,中国目前的交通管理更多地采取了“堵”的办法,而不是“疏”的办法。比如,越来越密集的电子监控,越来越多限制车速的路段,越来越宽的道路配备越来越少的出口,等等,交通管理备受诟病。
“堵”的办法造成的直接结果就是交通拥堵。以公交车造成拥堵为例,公交车进出站是造成道路拥堵的重要原因之一,缺乏公交港湾、站台资源不足则是造成公交车进出站混乱的根源。在这种资源缺失的情况下,乘客得不到及时的信息,似乎就成了一种理所当然的事情。
智能交通:矛盾的综合体
出行难,确实难,这点,全中国人民都深有体会。无论是上下班的两点一线,还是春节回家探亲,无不反映着出行难这一无奈结论。甚至,出行易都已经成为很多人心中对生活的一份渴望。
其实,身处交通相当发达的日本,在高峰时期的电车里,看到的仍然是拥挤的人群,在节假日,高速公路上长达数公里的堵车。
进入20世纪90年代以来,世界各国的交通拥堵、交通事故和环境污染问题正越来越影响着社会经济的发展和人们的生活。虽然运输需求增长的需要可以靠提供更多的交通设施来满足,但在资源、环境矛盾越来越突出的今天,交通设施的增长将受到限制。
这就需要用先进的技术方法来满足这一需求,智能交通系统(ITS)被看作为解决这一矛盾的途径之一,但ITS自身还存在诸多矛盾。
公交智能化的技术秀
一台架设在浦发银行的交通信息站牌已经矗立在那里近一年时间了,可是从来都没“亮”过,张先生每天都会在那里等车,也从来没把那个信息站“放在眼里”。
“如果公交车能准点到站,就不容易了,而且长安街的路况本身就不好,也无法预测,我能做的只是等待。要么车不来,要么一来一大串,我知道这个玩意到底有什么用?”张先生满腹不满。
中国城市规划设计研究院高级城市规划师兼副院长李迅认为,而要想改善堵车等现实问题,需要整个智能公交系统的相配合才有可能实现。从整个智能公交系统来看,车辆自动定位、车辆自动监控与运营调度、交通信号优先等系统还没完全得到配套使用或是使用还不成熟,电子站牌实现不了跟调度中心和车辆的互动,目前很多信息站还只能充当摆设的尴尬角色。
智能调度系统的流程是:首先通过卫星定位系统确定车辆的位置,再将车辆的位置信息通过移动通信的网络传送到公交调度中心,计算机的电子地图中会直接显示车辆位置,再把调度指令下达给车辆,即可实现实时、准确、灵活、高效地营运调度智能化管理。
大多数智能调度系统中,信息的传送都采纳了GPRS或GSM无线通讯的方式,需要利用现有中国移动2.5G的无线宽带网络。“GPRS本身是大众使用的无线宽带网,并没有单独为公交行业提供专用的带宽资源。”
这些“高科技”手段背后的另一层概念就是——“高消费”,但是“高消费”不一定代表“高回报”。
 
有专家曾经分析,一套完整的智能化公交系统做下来至少要花两三千万元,而这也只能覆盖寥寥可数的几条线路,这还不包括公交车自身的改造更新、无线设备使用中发生的费用及人工培训的成本。这么看来,昂贵的系统成了智能公交发展的第一道拦路虎。
翻看智能公交解决方案厂商的技术方案介绍,地理信息系统(GIS)、车辆自动定位(AVL)系统、公交运营软件系统中多使用到GPS全球卫星定位、GPRS无线通讯、RFID无线射频,甚至蓝牙等被推崇为“最为先进”的技术手段。能源基金会交通项目主管解释说:“对于公交企业来说,智能系统所需的各种技术之间该如何选择这个问题本身并不难,但每种技术都有各自的优势和局限,存在着大量的不确定性。尤其现在我国整个技术领域的标准规范严重缺失,智能公交行业的技术标准更是远没有确立,这些都造成智能公交建设中的技术难题。”
电子站牌无非像一个电子中介一样具有两大主要功能:收集路面的人流车流信息,将其上传给调度中心供其决策;接收到信息后将其显示在LED显示屏上供等车的乘客参考。作为整个系统的“大脑”——后台的调度系统则负责接收所有路面采集信息设备上传的信息,对其进行分析,根据路面交通状况决定是增调车辆还是调开车辆距离等,并通过车载和电子站牌的显示屏向乘客一些实时交通服务信息。
为什么有些通了电的电子站牌也无法使用呢?原来,在这套调度系统的使用中,有一个关键因素——信息的传送。除了电子站牌所需的基本电力供应外,“传送信息”这个环节也大大制约着目前城市智能公交调度系统的使用。
有的城市尝试使用无线发射塔发送信息的方式,但信号易受干扰,不能保证信号清晰、连续地发送,甚至可能发生信号丢失的现象,这也不是一个好的解决方法。
在徐州已经安装了电子站牌的站台,只有1、11/25路快速公交线上的电子站牌才真正得到了使用,部分街一部分站的电子站牌处于保持“罢工”状态,在阴霾的气候环境下经受风吹雨打。
车牌识别技术
车辆号牌是全世界唯一对车辆身份识别的标记,它的特殊性和重要性决定了车牌识别系统成为城市智能交通管理系统中不可或缺的重要组成部分。车牌识别系统为自动化的智能交通管理提供了高效、实用的手段。
目前市场中车牌识别系统主要功能包括:
1、车辆牌照自动识别,信息包括完整的牌照信息,颜色、字符、汉字、数字。
2、车速的自动检测。
3、违法黑牌车辆的识别报警。
4、车辆识别信息与车管所车辆信息的联动控制
5、车辆行驶方向判断监测
目前市场中车牌识别系统主要应用范围包括:
1、交通路口的智能化交通管理
2、交通信息的自动采集
3、警方及其它执法机关设立临时稽查站,对来往车辆实施稽查,优先识别待查车辆;
4、路桥、隧道等卡口的自动收费系统
5、现代住宅小区、停车场、重要机关单位的汽车出入口管理
6、道路治安卡口抓拍识别,车流量监测
车牌识别系统的优劣主要由二个关键性能参数共同决定:识别率、识别速度。[nextpage]
1、识别率
车牌识别系统是否实用,最重要的指标是识别率。国际公认的识别率指标要求是24小时全天候全牌正确识别率85%~95%。识别率的统计也分为以下三种方式:
a、自然流量识别率=识别车牌号的总数/实际通过的车辆总数
b、可识别车牌率=人工正确读取的车牌号总数/实际通过的车辆总数
c、全牌识别准确率=全牌正确识别的车牌总数/人工识别读取的车牌号总数
这三个指标决定了车牌识别系统的识别率。
2、识别速度
识别速度决定了车牌识别系统是否能够满足实时实际应用的要求。一个识别率很高的系统,如果需要几秒钟,甚至几分钟才能识别出结果,那么这个系统就会因为满足不了实际应用中的实时要求而毫无实用意义。国际交通技术提出的识别速度是1秒以内,越快越好。目前市场的车牌识别系统在实际应用中识别速度平均为200毫秒。较好的车牌识别系统已经达到了10毫秒的快速识别时间,实际应用识别速度能够达到平均40毫秒。
识别技术的实现原理和实现方式
车辆牌照的识别是基于图像分割和图像识别理论,对含有车辆号牌的图像进行分析处理,从而确定牌照在图像中的位置,并进一步提取和识别出文本字符。
识别步骤概括为:车牌定位、车牌提取、字符识别。三个步骤地识别工作相辅相成,各自的有效率都较高,整体的识别率才会提高。识别速度的快慢取决于字符识别,字符的识别目前的主要应用技术为比对识别样本库,即将所有的字符建立样本库,字符提取后通过比对样本库实现字符的判断,识别过程中将产生可信度、倾斜度等中间结果值;另一种是基于字符结构知识的字符识别技术,更加有效的提高识别速率和准确率,适应性较强。
车牌识别系统实现的方式主要分为两种:一种是静态图像图片的识别,另一种是动态视频流的实时识别。静态图像识别技术的识别有效率较大程度上受限于图像的抓拍质量,为单帧图像识别,目前市场产品识别速度平均为200毫秒;而动态视频流的识别技术适应性较强,识别速度快,它实现了对视频每一帧图像进行识别,增加识别比对次数,择优选取车牌号,关键在于较少的受到单帧图像质量的影响,目前市场产品识别较好的时间为10毫秒。
车牌识别在治安卡口系统中的应用
车牌识别系统目前已经成熟应用于各类的智能交通、安防系统中,对图像、视频中的车辆号牌进行自动的检测识别.典型的应用系统为:闯红灯自动监测系统,机动车超速监测系统,机动车逆行、压线监测系统,移动电子警察系统,治安卡口系统等智能交通系统。
较为典型的应用为治安卡口系统(学名:公路车辆智能监测记录系统),该系统如果没有车牌识别技术,就没有真正意义上的自动化智能。一个完善的治安卡口管理系统应该具备车牌自动识别、卡口应用系统和中心联网管理三个主要功能。车牌识别是其中最为重要的一部分,只有达到快速实用识别技术指标的卡口系统才能有效的实现自动比对报警,避免出现大量的误报。同时,识别速度快,系统需要占用的系统资源就少、人工介入的可能性就小,系统网络的运行负担也相应减小。车牌识别的优劣直接影响的卡口系统的整体性能。
保尔安治安卡口系统就充分发挥了车牌识别技术和分布式架构设计的优势,搭建了高效统一的卡口系统平台。具备了汽车图像记录、速度测定、号牌识别、自动报警、数据管理、流量统计、远程维护等综合性的业务功能,已被广泛应用于国道、省道、高速公路等路路面的交通事故预防和有关车辆案件的侦破。整个系统的运行都是围绕着车牌号码这个核心,车牌号码识别的高效就直接影响了系统的整体性能。所以该系统前端设计采用了视频流实时识别技术,并且10ms的识别时间充分保证了高流量道路车辆的一一识别,达到全天候全牌识别率不低于85-95%的国际指标。
随着技术的进步,图像视觉科技的发展,未来的车牌识别技术将会更加的智能化。
道路监控前端部分设备主要包括摄像机及配套云台、护罩、解码器、雨刷、支架和网络视频服务器(也有人把视频服务器放置在指挥中心)。其中,网络视频服务器作为前端核心设备,通过BNC端口连接摄像机,RS232端口连接解码器或报警探头,RJ45端口连接网络端口设备,用来采集道路现场的视频图像,经压缩编码后再上传到道路监控指挥中心。
在传输网络方面,可以根据系统对网络的带宽要求、系统周边的网络条件,以及经济性考虑,配置最合适的网络路由。
道路监控指挥中心作为整个道路监控系统的“大脑”,通过网络连接各道路监控前端,完成所辖道路监控点监控图像的实时显示、控制、存储、管理等功能。其硬件系统主要由监控主机、显示设备、存储设备、打印设备等组成。
一般来说,城市道路交通监控的监控点非常多,需要存储的数据有监控录像、违章照片,还有道路监控指挥中心的管理系统数据。在指挥中心的存储管理服务器,根据硬件配置的高低可以接受100~150个视频流,所以指挥中心配置多台存储管理服务器。如果采用DAS(直连式)架构,磁盘阵列的空间利用率会比较低,而且存储系统的升级扩容性相对较差,所以建议用户采用SAN架构。
方案特点
本方案主要通过使用专业的存储系统,解决了道路交通监控系统的大容量存储问题、监控录像和照片的数据安全问题、存储系统的扩容等问题,而且还能针对不同监控点的数据安全级别要求,定制不同等级的安全存储空间,从而节约了存储空间。
1.大容量存储,扩容方便
如果使用数字硬盘录像机和服务器来存储监控录像,最多可提供不到10-32TB的存储空间。特别是硬盘录像机和服务器内安装的硬盘超过一定数量后,由于散热的因素,整个设备会变得不太稳定。
使用专业的存储设备DS-A80624S磁盘阵列,单套设备不仅可以提供多达的存储空间,整个SAN系统还可以提供几百甚至上千TB的存储空间。
2.实现安全存储
专业的存储设备能够对监控录像提供更高级别的安全保护,例如RAID 6可以做到损坏两块硬盘而数据不丢,系统还能正常使用。功能可以把硬盘从发生故障的设备中拔出,插入到同系列的设备上,但不会丢失硬盘上的数据。另外,独特的散热设计可以保证系统在各种环境下安全运行。
3.针对不同的录像采取不同的存储模式
整个道路监控指挥系统会产生5种数据。第一种是拍摄的违章照片。这种照片的重要性较高,需要保存1年以上。针对这种数据存储的需要,应采用RAID 6进行保护,即使损坏了两块硬盘,上面存放的数据也不会丢失,系统还能正常使用。第二种是重要街道路口的录像。这种监控录像的重要性非常高,数据量较大,建议采用RAID 6对监控录像进行保护。第三种是路段监控点录像。这种监控点的录像重要性一般,建议采用RAID 5进行数据保护,这样即使系统损坏了一块硬盘,上面存放的录像也不会丢失,系统还能正常使用。对于第四种录像,由于录像的重要性不高,没有必要采取保护措施,建议采用RAID 0格式,既提高了录像存储的速度,同时又节约了存储空间。第五种是道路监控指挥系统的数据库数据。它属于数据块数据和非再生数据,所以建议对存储空间采用RAID 6进行保护,同时所存储的卷Stripe(条带化)参数要尽量小一些。这样不仅可以提高存储的性能,而且存储空间的利用率也会更高。
这种能够根据不同的应用需求提供针对性的存储模式,是传统的监控存储设备无法实现的。
存储设备选型注意事项
由于监控领域的系统集成商没有专业的存储工程师,对存储行业也不是很了解,所以建议系统集成商弱电工程商在选择存储设备的时候注意以下几点。
1.设备的管理和维护要非常简单
选择具有嵌入式Web管理功能的设备,不需要在管理终端上安装软件,就可以随时随地进行设备的安装调试,维护起来非常简单。ERASTOR所有的设备都不需要专业的存储工程师去安装调试,在ERASTOR工程师的电话支持下,5分钟就可以教会系统集成商、弱电工程商的工程师或者用户如何安装调试自己的设备。
2.选择质量稳定的设备
存储系统的稳定可靠是压倒一切的,特别是系统集成商弱电工程商都没有专业存储硬件工程师的情况下,设备的安全稳定更为重要。如果产品不稳定,经常发生一些小问题,那么维护的成本将非常高。所谓的Cable-less架构就是整个设备里面没有一根线缆,控制器、电源、风扇、背板、硬盘之间的连接全部都是电路板。因为磁盘阵列中的硬盘数量较多,产生的热量很多,而且传输的信号是高频信号,时间一长,线缆两头的合金金属片会因为氧化产生较大的信号衰减,导致系统不稳定。
存储产品的稳定性和生产工艺有着非常大的关系。大些厂商生产工艺可以从电路板的印刷整齐情况、各个部件之间衔接的空间误差大小情况等看出工艺的好坏。例如,硬盘托架和插槽之间衔接松紧程度和硬盘的使用寿命有非常大的关系。因为硬盘中的磁碟在高速转动,如果衔接不紧就容易使硬盘产生振动,从而大大降低硬盘的使用寿命。另外,如果背板工艺差意味着电压和电流波动会比较大,也会使硬盘的使用寿命大打折扣,系统也会经常出现故障。
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