視頻事件檢測系統在高速公路的應用

黎兆勇

高速公路運行管理中，視頻事件檢測非常關鍵，直接影響著高速公路的整體運行安全。文章結合崇靖高速公路工程實例，介紹了視頻事件檢測系統的應用原理與功能。

崇靖高速公路;視頻事件檢測系統;應用

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0?引言

作為高速公路運營管理一個非常重要的組成部分，對路面異常事件的實時檢測、發出預警、及時處置會對交通領域產生不容忽視的影響。最近幾年，由于對高速公路的異常事件沒有進行及時有效地處置而導致的交通事故頻繁發生，對高速公路的行車安全造成了嚴重威脅。在這種情況下，技術人員必須做好視頻事件檢測系統的研究應用，保證高速公路的運行安全。

1?工程概況

崇靖高速公路地處山區，地勢復雜，橋隧比高達22.2%，急、險、陡、彎路段多，且“兩客一危”車輛較多，監控、管理難度大，靠人工巡檢無法及時發現突發異常事件。為隨時了解道路的通行情況，提升交通事件檢測率，提高處理突發事件的效率，保障高速公路的安全運行，需在事故多發和安全隱患較大的路段部署星光級高清監控設備，并應用視頻事件檢測系統進行檢測。

2?視頻事件檢測系統的應用

在崇靖高速公路急、險、陡、彎、橋和事故多發路段部署星光級監控攝像機，可實現路面交通狀況的實時監控。通過后臺系統對前端監控攝像機采集的視頻進行檢測分析，可實時檢測該監控點發生的各類交通事件，并發出報警指示，以便相關部門人員及時對相應的交通事件進行處置并發布預警信息，使司乘人員及時了解道路交通狀況，保障高速公路的安全暢通及司乘人員的安全出行。

視頻事件檢測由視頻監控和事件檢測兩部分組成。星光級監控攝像機圖像采集設備能滿足在夜間超低照度環境下的監控需求。星光級監控攝像機有兩個優勢：（1）設備優勢——透霧技術。為了解決白天特殊環境監控的問題，淺透霧對圖像不同區域景深與霧濃度進行濾波處理。（2）低照度技術——星光級監控。針對高速公路夜間微弱補光的情況，系統運用“星光級”攝像機，能在超低照度下得到較好的圖像。

事件檢測模塊能通過對道路交通事件進行實時檢測，將事件視頻圖像及報警區域圖像切換到主監控畫面，代替人眼對道路監測系統中視頻圖像畫面進行處理和綜合分析，從中得到所需要的事件信息及數據，對道路上突發的異常事件進行實時檢測，實現第一時間內自動報警。

2.1?系統原理

視頻事件檢測系統是高速公路檢測管理中一種不可或缺的工具。系統構建的主要目的是幫助高速公路監控指揮中心或分中心完成對區域范圍內高速公路運行安全的監控。崇靖高速公路路面視頻事件檢測系統的基本原理是通過后臺純軟件模式，直接讀取前端攝像機實時視頻，進行視頻事件分析，并具有AI人工智能，完成對道路的監控。其可以通過系統設定的方式，在視頻事件檢測系統對應的攝像機顯示圖像中，對檢測區域進行確定。區域范圍內的任何異常現象都能夠被及時捕捉，系統會自動向工作人員發送報警信息。因為使用了高清攝像機，能夠實現對異常信號的精準捕捉，使事件的歸類更加清晰，也可以為分析研究提供便利。

2.2?對比分析

2.2.1?基于異常事件分析儀的檢測系統

目前常見的視頻檢測系統，由異常事件分析儀及事件管理器組成。異常事件分析儀的主要功能為交通事件檢測、交通流量檢測、事件報警和圖像存儲等。事件管理器的主要功能為事件顯示、查詢和管理，流量統計，生成報表等。其工作原理是把異常事件分析儀設置于機房，通過視頻分配器分出前端攝像機的視頻信號接入視頻檢測器，在前端子系統中進行相關設置并進行事件分析，把檢測到的相關結果傳送到事件管理器再進行歸納分析。每個異常事件分析儀可檢測的視頻數量有限，因此需根據檢測視頻數量配置相應的異常事件分析儀及視頻分配器等輔助設備。該系統成本較高，擴展性不夠靈活，無AI自學功能，提高事件檢測的有效性依賴于人工手動對視頻圖像中需要檢測的地方細化和設置多個檢測區域。

2.2.2?基于后臺純軟件分析的檢測系統

基于后臺純軟件的檢測系統在后臺軟件系統集成了異常事件分析儀（前端子系統）及事件管理器（后端中心管理系統）的功能，對比基于異常事件分析儀的檢測系統，其有著更加明顯的優勢：（1）不需要進行大量前端硬件設備的購置，能夠在很大程度上節約成本，降低消耗，同時也能夠有效減少改造成本及運營成本;（2）能夠根據實際需求，自主進行需檢測視頻攝像機的選擇工作，開展相應的事件檢測，可擴展性及兼容性強;（3）在基于純軟件的檢測系統中，可采用云計算及大數據等先進技術，設置相應的AI自學習功能。通過人工智能的不斷學習，對系統功能進行完善，提高異常事件檢測率及響應率，而且功能的提升不需要額外添加前端設備。

經過綜合比較和分析，崇靖高速公路采用基于后臺純軟件的視頻事件檢測系統。

2.3?系統功能

視頻事件檢測系統的功能大致可以分為四大類：（1）事件檢測。能夠實現的功能主要包括停車檢測、擁堵檢測、逆行檢測、行人檢測以及車輛低速檢測等。（2）事件處理。能夠實現的主要功能包括聲光報警、事件圖像查看與處理，分車道區域報警、重要事件上報以及分報警提示等級等。（3）統計道路狀態信息。可以實現車流量統計以及車道平均速度統計功能。（4）視頻播放。可以實現報警事件錄像回放以及視頻播放實時分析等功能[7]。

2.4?系統應用

當交通事件發生時，借助視頻事件檢測系統，工作人員能夠及時把握事件的發展情況，以最快的速度進行處理，避免類似事故的重復發生。如在高速公路險峻路段，視頻事件檢測系統能夠對路面狀況進行實時監測，及時發現潛在隱患（如路面拋灑物、落石等）和突發事故，安排專業人員及時處理，保證道路暢通。模塊化的設計使得視頻事件檢測系統可以對客觀狀況進行真實準確的反映，為管理人員提供第一手資料，系統也可以在后臺完成對監控圖像的全天不間斷分析。視頻事件檢測系統本身基于純軟件系統模式，借助前端攝像機采集視頻圖像，經由網絡將拍攝到的數字視頻信號傳輸到視頻事件檢測服務器中，運用云計算技術進行分析。通過檢測系統的分析處理，可以實現相應的模型匹配以及目標跟蹤，當檢測到道路異常事件時，系統自動對視頻數據進行截取和分析，將發生報警的視頻保存到視頻存儲服務器，將異常事件數據記錄到系統，并在系統客戶端進行報警提示。系統實時對視頻中的車輛運行信息進行分析，得到車流量統計以及車道平均速度統計。通過這樣的方式，能夠實現對高速公路的自動監視攝像以及實時交通流量的統計等。以其中的險峻路段為例，借助視頻監測，能夠將實時交通流量以及車輛速度與歷史平均值進行對比，如果發現異常，可以及時預警并進行調控，避免安全事故的發生。

崇靖高速公路的路面視頻事件檢測系統于2018年7月部署實施完成，工程成本比基于異常事件分析儀及事件管理器組成的視頻檢測系統預算節約了將近50%。自運行以來，系統已檢測出多次路面異常事件，其中包括5次危化品車輛事故事件、3次邊坡滑坡事件等。經過系統的AI自主學習，目前路面異常事件檢測準確率已由初始的90%上升到98%，并且還在繼續提高，極大提升了高速公路運營的應急處置效率。

3?結語

總而言之，高速公路運行管理中，視頻事件檢測非常關鍵，直接影響著高速公路的整體運行安全。將視頻事件檢測系統應用到高速公路運營管理中，可實現對路段的全天候立體化監測。在發現異常事件時，系統能夠自動進行分析，做出相應的報警和記錄，協助高速公路管理部門及時準確地判斷和處理異常事件，提升對風險隱患的防控能力，減少異常事件可

能造成的擁堵和安全事故，以此推動高速公路事業的穩定健康發展。

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