化湛高速人工智能預(yù)警識(shí)別系統(tǒng)的妙用

■ 文/圖｜廣東省南粵交通化湛高速公路管理處 王光博 黃科 黎壁賢

化湛高速路網(wǎng)中心預(yù)警監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)

“高速路段，行人、非機(jī)動(dòng)車禁止進(jìn)入，請(qǐng)立即返離……”9月1日，化湛高速笪橋北站出口廣場(chǎng)人工智能識(shí)別預(yù)警系統(tǒng)響起了警報(bào)聲。

化湛高速自引入人工智能識(shí)別預(yù)警系統(tǒng)以來(lái)，已成功實(shí)現(xiàn)非工作人員管控420余人次、非機(jī)動(dòng)車管控47車次、動(dòng)物管控31次、車輛違停563車次。

精準(zhǔn)發(fā)力 提升管理效能

《中華人民共和國(guó)道路交通安全法》第六十七條規(guī)定，行人、非機(jī)動(dòng)車、拖拉機(jī)、輪式專用機(jī)械車、鉸接式客車、全掛拖斗車和其他設(shè)計(jì)時(shí)速低于70公里的機(jī)動(dòng)車，不得進(jìn)入高速公路。

當(dāng)前，我國(guó)高速公路發(fā)展迅速，高速收費(fèi)站逐漸增多，ETC智能化收費(fèi)普及率大幅提升，收費(fèi)站工作人員逐步減少，造成現(xiàn)場(chǎng)工作人員工作量大、壓力大。加之天氣、環(huán)境、視野等因素的影響，導(dǎo)致無(wú)法對(duì)行人、非機(jī)動(dòng)車、摩托車、動(dòng)物等誤入高速公路的情況進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控，容易引發(fā)交通事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

為了保障高速公路安全運(yùn)作，提高管理效能，最大限度保障司乘人員行車安全，化湛高速成立工作專班，前往項(xiàng)目沿線城鎮(zhèn)、村莊、收費(fèi)站，走訪司乘人員和牲畜養(yǎng)殖戶，基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息化技術(shù)，創(chuàng)新引入人工智能識(shí)別預(yù)警系統(tǒng)，有效預(yù)防行人及非機(jī)動(dòng)車、動(dòng)物闖入高速公路。

白天非機(jī)動(dòng)車騎行事件預(yù)警

夜間機(jī)動(dòng)車違停事件預(yù)警

智能預(yù)警 嚴(yán)控安全風(fēng)險(xiǎn)

人工智能識(shí)別預(yù)警系統(tǒng)由影像識(shí)別采集、智能預(yù)警、事件存儲(chǔ)三部分組成，為收費(fèi)廣場(chǎng)砌筑了一堵無(wú)形的高速公路“防火墻”。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，如何克服夜間、暴雨、臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣的影響，達(dá)到24小時(shí)全天候高效、精準(zhǔn)管控，成為系統(tǒng)實(shí)施的難點(diǎn)問題。為提高檢測(cè)精確性、擴(kuò)大檢測(cè)范圍、減少周邊環(huán)境的影響和檢測(cè)盲區(qū)，管理處聯(lián)動(dòng)廣東飛達(dá)交通工程有限公司，以光線強(qiáng)弱特性為切入點(diǎn)，基于機(jī)器視覺圖像感知技術(shù)，通過強(qiáng)光（YOLOX）和弱光（IA-YOLO）兩種快速高精度目標(biāo)檢測(cè)算法模型，對(duì)進(jìn)入高速公路收費(fèi)廣場(chǎng)200米范圍的機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車和行人進(jìn)行自動(dòng)智能識(shí)別，實(shí)現(xiàn)高速公路入口實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

YOLOX和IA-YOLO檢測(cè)模型還具有先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)模式，數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間場(chǎng)景訓(xùn)練，儲(chǔ)存了行人、非機(jī)動(dòng)車、動(dòng)物等大量樣本，在系統(tǒng)工作過程中的檢測(cè)精準(zhǔn)度高達(dá)96%。

行人、非機(jī)動(dòng)車或動(dòng)物一旦進(jìn)入，影像識(shí)別采集模塊的前端AI攝像機(jī)迅速鎖定可疑目標(biāo)，抓拍探頭立刻啟動(dòng)，自動(dòng)追蹤抓拍照片、錄制視頻。智能預(yù)警模塊將同步亮起警示燈，并通過廣播提示“高速路段，行人、非機(jī)動(dòng)車禁止進(jìn)入，請(qǐng)立即返離”，提醒工作人員注意收費(fèi)廣場(chǎng)突發(fā)情況，及時(shí)勸離目標(biāo)對(duì)象。與此同時(shí)，路網(wǎng)中心協(xié)同現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行事件確認(rèn)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)記錄事件、影像、處理情況等，形成閉環(huán)。

該系統(tǒng)除了自動(dòng)識(shí)別行人、非機(jī)動(dòng)車或動(dòng)物外，還可在管控范圍內(nèi)對(duì)車輛違停進(jìn)行自動(dòng)追蹤識(shí)別。廣場(chǎng)內(nèi)違章停留超過15秒的車輛，系統(tǒng)將自動(dòng)記錄車輛違停信息，同步推送到監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心及現(xiàn)場(chǎng)收費(fèi)員視情況進(jìn)行勸離，從而有效消除安全隱患。

舉一反三，賦能智慧交通

該人工智能識(shí)別預(yù)警系統(tǒng)使用模塊化管理原理和集成化數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可同步運(yùn)用于高速公路其他領(lǐng)域，為高速公路管理提質(zhì)增效。

設(shè)想1：隧道全方位智能巡檢

隧道突發(fā)事件應(yīng)急處置歷來(lái)是高速公路營(yíng)運(yùn)安全與應(yīng)急管理的難點(diǎn)。為確保安全、高效運(yùn)行，高速公路隧道不僅要對(duì)“人-車-路”的安全行駛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和應(yīng)急處理，還要具備高效的管理、服務(wù)和決策能力。

高速公路隧道在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上接入3D激光雷達(dá)、語(yǔ)音預(yù)警系統(tǒng)、測(cè)溫型熱成像，搭載紅紫外復(fù)合型火焰探測(cè)儀、濕溫度及有毒有害氣體監(jiān)測(cè)儀，借助AI數(shù)字監(jiān)測(cè)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行全天候、全要素、全方位、全覆蓋感知，完成隧道內(nèi)的交通參數(shù)數(shù)據(jù)和交通事件的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)識(shí)別處置隧道路面異物，自動(dòng)檢測(cè)隧道內(nèi)物體溫度，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)安全隱患，檢測(cè)有毒有害氣體濃度，并與LED屏、智慧云廣播及車道控制信號(hào)燈等進(jìn)行同步警示，提升高速公路隧道路段車輛的安全運(yùn)營(yíng)監(jiān)管水平和應(yīng)急處置效率。

設(shè)想2：智能治超代替人工治超

貨車超限超載治理一直是高速公路運(yùn)營(yíng)單位的一項(xiàng)重要工作。車貨總重、軸數(shù)等數(shù)據(jù)檢測(cè)設(shè)備、電子抓拍、牌照自動(dòng)識(shí)別、信息互聯(lián)等技術(shù)的應(yīng)用，均為高速公路入口拒超提供了可靠的技術(shù)支持，保證了拒超工作順利開展。

下一階段，在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上接入激光雷達(dá)、紅外超限報(bào)警等設(shè)備，通過人工智能識(shí)別，對(duì)車輛的軸重、總重、速度、長(zhǎng)寬高進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，通過聲光報(bào)警器引導(dǎo)超限車輛掉頭駛離高速公路，同時(shí)，結(jié)合車牌識(shí)別系統(tǒng)對(duì)車輛車牌進(jìn)行識(shí)別和信息智能匹配，而后將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、自動(dòng)上傳至數(shù)據(jù)處理中心保存。

與傳統(tǒng)人工拒超的方式相比，該方式下，司機(jī)無(wú)需停車，避免了高速入口擁堵；現(xiàn)場(chǎng)人員亦無(wú)需駐守現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍照取證，“在線”即可實(shí)現(xiàn)違規(guī)行為的高效治理，實(shí)現(xiàn)違法超限車輛的智能監(jiān)測(cè)，打造更安全、更便捷的高速公路出行環(huán)境。

設(shè)想3：AI稽核讓逃費(fèi)車輛無(wú)所遁形

省界高速公路收費(fèi)站的取消和ETC聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的全面普及，極大提升了高速公路網(wǎng)通行效率，有效降低了物流運(yùn)輸成本，減少了收費(fèi)站“堵車”現(xiàn)象，高速公路出行變得更加便捷、暢快。但“撤站”之后，高速公路收費(fèi)稽核工作也面臨著新的挑戰(zhàn)，全面引入AI稽核已勢(shì)在必行。

在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上融入云端協(xié)同，結(jié)合機(jī)器視覺人工智能、大數(shù)據(jù)等智能分析、邊緣側(cè)算力和AI算法，卸載前端數(shù)據(jù)滯留量，AI稽核可更好地實(shí)現(xiàn)算法優(yōu)化和訓(xùn)練，同時(shí)支持多個(gè)稽核應(yīng)用場(chǎng)景。此外，使用多流水?dāng)?shù)據(jù)融合手段，將交易、通行、圖片、車牌等多條流水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行融合，結(jié)合路網(wǎng)模型還原車輛行駛軌跡，準(zhǔn)確計(jì)費(fèi)拆分，實(shí)現(xiàn)無(wú)爭(zhēng)議稽核與計(jì)費(fèi)，最大化減少通行費(fèi)流失。

設(shè)想4：服務(wù)區(qū)一站式出行和服務(wù)

不斷滿足公眾對(duì)美好出行的需求是交通人的初心和使命。在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上接入以“大規(guī)模知識(shí)庫(kù)+強(qiáng)大自然語(yǔ)義檢索引擎”為基礎(chǔ)、可準(zhǔn)確回復(fù)、具有網(wǎng)頁(yè)版和微信等多渠道的智能客服解決方案，接入注冊(cè)即用的在線客服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)云智慧智能交互服務(wù)，為客服、運(yùn)營(yíng)提供支持；以提升客戶滿意度為目標(biāo)，提供精準(zhǔn)、高質(zhì)量的互聯(lián)網(wǎng)、短信、社交等多渠道全天候自動(dòng)問答智能機(jī)器人服務(wù)。

人工智能識(shí)別預(yù)警系統(tǒng)工作原理

智能機(jī)器人是客服人員的最佳助手，可以為高速公路服務(wù)區(qū)的工作人員和休息人員提供點(diǎn)餐、送餐、咨詢、導(dǎo)航等智能化、個(gè)性化服務(wù)，不僅能降低人力成本，還能大幅度地提升工作效率。智能機(jī)器人利用大數(shù)據(jù)分析、知識(shí)工程、機(jī)器學(xué)習(xí)及智能語(yǔ)音等AI技術(shù)，開創(chuàng)智能交互服務(wù)與人工服務(wù)相結(jié)合的全新客戶服務(wù)新模式，打造更智能、更舒心的出行體驗(yàn)。

“人工智能識(shí)別+自動(dòng)追蹤抓拍”系統(tǒng)的落地只是化湛高速敢為人先、勇于創(chuàng)新的一個(gè)縮影。此外，化湛高速還在智慧高速建設(shè)方面，圍繞收費(fèi)稽核、養(yǎng)護(hù)工藝、安全管理等板塊開展了大量自主創(chuàng)新，并取得了質(zhì)的突破。

例如，化湛高速自主研發(fā)的“OBU打逃小程序”這一打逃“利劍”，成功協(xié)助公安機(jī)關(guān)查獲多起高速公路逃費(fèi)案件，“路警聯(lián)動(dòng)遏制大貨車?yán)眯】蛙嘜BU逃費(fèi)團(tuán)伙案件”更是入選2022年全國(guó)高速公路十大經(jīng)典稽核案例。無(wú)人機(jī)日常養(yǎng)護(hù)智能巡檢、DCG化學(xué)注漿技術(shù)治理路面沉降、UHPC裝配式攔水槽治理路面積水、“高速公路施工作業(yè)交通標(biāo)志擺放計(jì)算器”小程序、線上“表情包”+線下“三字經(jīng)”安全宣傳等創(chuàng)新舉措也都在高速公路養(yǎng)護(hù)、道路安全作業(yè)等方面取得了顯著成效。