《安防解决方案》：从需求出发，重塑道路交通智慧监控
来源：《安防解决方案》
整编：编辑 张磊
众所周知，智能交通是交通行业发展的必然选择，也是21世纪交通行业的一场革命。当然，安防技术和产品在智能交通的应用还是以视频监控为主。随着智能交通496、497新标准的相继出台，也对卡口、电子警察在功能、应用、场景、存储等多方面提出了更高的要求。本期方案评估中，海康威视在依托新标准的前提下，将为用户带来更实用、前瞻性的智能交通解决方案。
一、智能交通技术交叉与融合趋势明显
在城市化进程中，国内多数城市的道路交通现阶段都面临着“路口事故、交通拥堵、停车难”等一系列问题。如何强化交通管理，解决、缓解这些交通“疑难杂症”，为公众提供准确、及时、可靠出行信息服务，是摆在交通管理部门的核心课题，包括现场执法、事故处理、路网管理、特勤任务、交通服务、稽查布控。
围绕着这些交通核心管理职能，各地交管部门大力推进智能交通系统建设（包括交通信号控制、卡口、交通视频监控等众多智能交通子系统）。随着智能交通系统建设规模越来越大，设备之间、系统之间的技术交叉与融合趋势越来越明显，产业标准化工作也在稳步“向前走”。如，卡口建设需要遵循《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》（GA/T497-2009），而电子警察建设需要遵循《闯红灯自动记录系统通用技术条件》(GA/T496-2014)，视频传输需要遵循《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》（GB/T28181-2011）。
二、重新出发，加快布局智能交通
作为安防整体方案提供商，海康威视拥有领先的视频监控技术，在2014 年交管业务领域重磅推出拳头型产品——信号灯控制系统后, 整个道路智能交通产品线已趋于完善，可以称得上是名符其实的智能交通整体解决方案提供商。2015 年，海康威视重新出发，加速布局智能交通领域，推动国内智能交通行业快速发展。
1、复合检测卡口捕捉车辆细节
传统卡口采用虚拟线圈检测，海康威视的卡口采用全画面分析、多种技术复合式检测，可以实现正反向检测抓拍，并且可以区分机动车、非机动车以及行人分类检测抓拍，包括对逆行、压线、变道、违法这些常见的违法行为进行自动抓拍和捕获。
对于卡口的抓拍识别来说，现在的业务点不仅关注违法行为，更多的是关注于违法行为上所呈现的细节，基于这些细节我们可以做更多的业务应用，如套牌分析。
海康威视推出的卡口设备支持多样化识别，比如针对车辆遮阳板、11 种车身颜色、1000 多种车辆子品牌、7 种车型等进行识别。另外，我们还正在开发可自动识别出司机开车打电话、不系安全带功能。目的就是希望通过这些画面细节的检索和识别，扩展图片区分度和可检索度，加强系统中对车辆违章和车型识别的检索，提升系统的运行速度，同时对车辆的违法行为进行更细致的筛选。
2、电警卡口联动迎合新标准、新业务
新的GA/T496-2014 标准完全针对于人脸像素要求做了明确要求(50×50)，这条规定一方面提升了用户对前端摄像机像素的要求，另一方面也提高了对系统联动性的要求。交警在执法过程中发现存在“买分卖分”的现象，于是现在交警也在加大对这种行为的打击力度。
海康威视的电子警察系统为迎合交警新业务的趋向，已实现电警与卡口系统融合，并由之前的四张车辆违章照片增加到了六张。通过终端服务器把六张照片进行叠加，达到人脸取证的执法目的。新标还要求抓拍的第二张图片必须有效识别车牌，由于抓拍第二张图片时，车辆行驶距离抓拍点位较远，这也对系统和摄像机像素提出了更高的要求。
针对GA/T496-2014标准新规定，海康威视推出了300 万、600 万像素摄像机型号，其中采用600 万像素高清摄像机抓拍三车道和300 万像素高清摄像机抓拍两车道高清图片。高像素的前端设备可以为后端智能分析处理，提供更高的执法依据和取证依据。
另外，电子警察新标对于录像和捕获行为，包括交通参数提出了更多要求。GA/T496-2014 标准要求前端录像必须保留7 天，以往是通过在前端加SD 卡存储录像，经过我们的计算，前端四方向路口在标准要求下，每7 天的数据总量会达到2.8T，而现有的存储卡是无法满足这一要求的，于是必须增强前端存储设备的应用。
同时，车辆捕获功能明确要求，记录车辆逆行、不按导向线行驶等违法行为。新标准提出的扩展功能要求是关于车流量检测的功能。我们认为新的电子警察标准明显向路口级应用倾斜。因为原本的电警的职责是闯红灯等行为捕获，其后可能会同交通信号联动, 用以违章抓拍。通过前端摄像机一方面抓拍，一方面提供有效的交通参数采集，然后把参数传输到后端信号机以及平台。作为交通路口有效数据反馈，经过大数据处理统计功能，给信号控制机提供智能化“建议”，通过信号机实现路口智能管控，提高道路通行能力和运营效益。
3、违停抓拍与3D 聚焦自动捕获
为了更好的解决违停事件，海康威视近期推出两大视频检测设备产品。第一部分是违停一体抓拍球，另一部分是手自抓拍一体球。违停一体抓拍球为了解决路面违停违法行为。违停会造成路面拥堵，诱发交通事故，干扰应急救援，威胁人身财产安全；手自抓拍一体球的定位是为了改善原来模拟球机的分辨率不高的弊端，但手动抓拍又是交警的基本业务需求，要对多样化违法行为进行人工抓拍取证。而高清化球机存在网络延迟，每发送一次命令存在200ms 以上的延时，不能对车辆进行很好的抓拍。
违停一体抓拍球
违停一体抓拍球是利用球机的预置位功能实现单个设备超大范围的监管，球机可实现前后左右全部道路的监管，本方案采用300万30 倍球机可更大范围扩展球机监管范围，同时利用球机的变倍取证功能实现违法车辆号牌的取证。先通过球机识别出一段时间内，画面中违停的车辆，对其进行变倍拉伸和抓拍。抓拍后还原点位，一段时间后再次对车辆进行相同操作，达到一定时间范围内取证要求，避免了单时间点取证执法争议。
违停抓拍球还能对于逆行、压线、违停等一系列违章行为进行取证。近期海康威视还将推出星光级违停取证球，主要针对光线较弱的路口，达到很好的监控效果。
手自抓拍一体球
手动抓拍高清一体球，通过3D聚焦技术，包括球机的自动捕获功能，对画面车辆的框选，达到前端球机的自动跟踪捕获，球机在跟踪到以后会对相关车辆进行一段时间的视频录制。我们将车牌取证中的变像拉伸、聚焦工作交由智能球机完成，取证专员只需要在画面中用鼠标框出违法车辆即可。同时结合平台的动态抓拍子系统可以实现违法图片的截取，和整条违法业务进行串联。
手自抓拍一体球前端部分主要由高清网络智能取证球组成。高清网络智能取证球传输高清网络视频信号，同时球机内嵌智能跟踪算法，可对选定的目标车辆进行自动跟踪和车牌取证。高清网络智能取证球架设在禁停区、重要路段、各类交通违法行为多发的场所。
（1）动态半自动智能跟踪取证手自抓拍一体球能够对“违法压线、变道、逆行、掉头”等车辆动态违法行为进行半自动跟踪取证。取证专员通过平台客户端远程设置前端智能取证球为“城市道路取证”模式，然后人工手动框选违法目标车辆，前端智能取证球以该目标车辆为中心进行实时跟踪，通过自动调焦、自动变倍等方式逐渐放大目标车辆细节。当球机识别出车辆号牌信息、或者超出取证时限、或者目标丢失、或者人工停止取证时，结束取证过程，生成违法过程片段录像。
（2）静态3D 定位跟踪取证当发现违停行为时，取证专员首先在客户端点选“3D 定位”，然后人工框选目标车辆，前端智能取证球会以目标车辆为中心进行3D定位，根据框选规则和比例（正向画框，放大变倍；反向画框，缩小变倍；框越小，变倍比例越大，反之变倍比例越小），进行自动调焦、变倍，并根据当地违停处罚管理规定依次进行远景和特写抓图，完成抓图后，结束取证。
（3）操作便捷、避免延时、环境适应性强
人工操作只需要选择目标车辆，剩余违法行为跟踪取证过程完全由球机智能接管，无需人工干预。本方式大大简化了手动抓拍取证操作的复杂度，同时也避免传统模式“控制与视频不同步”而造成的目标丢失率高的情况。
采用高清视频成像技术，视频分辨率高达1920*1080，取证数据高清，大大降低处罚争议。兼容原有的全人工手动取证方式，业务操作流程与传统的手动抓拍系统完全一致，可避免部分用户对新型手动抓拍模式的不适应，形成有效过渡。
先进的背景建模与运动前景提取技术，支持复杂场景下的跟踪取证，避免了阴影，相机抖动带来的误检影响。同时本系统采取的图像处理技术，有效改善了低对比度情况下目标的检测率，提升了在雾天，雨天等恶劣天气条件下的系统违章检测的可靠性。
4、智慧监控拓展补充交通应用
道路智慧监控系统是卡口电警等抓拍单元的补充应用，用于抓拍卡口和电警覆盖不到的路面。因为交通案件的排查过程，更多依赖车辆信息的捕获和提取，包括车辆轨迹还原的实现是通过记录过往车牌特征对其进行轨迹还原。如果城市当中布置的点位很少，在轨迹还原中的有效点位也会很少，那么还原出的轨迹很可能不是实际的违法事件轨迹。
通过前端道路智慧监控单元的覆盖，一方面增加卡口捕获的点位，另一方面节约了建设成本，因为传统卡口与电警建设成本很高，所以我们在成本以及系统的可靠性方面进行了综合，推出了智慧监控单元。智慧监控系统可以横向覆盖六车道，纵伸200 米。能够对最近的三车道进行有效车牌捕获，捕获率可达90% 以上。更广阔的监控视野和车辆覆盖，敏锐的车辆捕获和精准的车牌识别功能。
智慧监控产品有丰富的选型，包括枪机和200 万、300 万球机，针对前端原有点位不带智慧监控功能的设备，可通过后端服务器给予前端普通摄像机增加抓拍捕获、违反行为分析功能。目前在台州有比较成功的后端分析案例。
5、信号控制实现互联互通
针对新的GA/T496-2014 标准，经常会有前端电子警察设备对于信号控制的联动功能要求。目前电子警察建设的违法抓拍和信号控制是两个不同系统，但是两个系统的联动在很多项目当中会出现问题，信号控制系统的硬件和软件是由不同厂家生产的, 没有统一的标准, 往往只能和本厂家的产品兼容。因此，海康威视也推出了自己的交通信号控制系统，包括信号协议转换，为违法抓拍设备实现更好的互联互通，同时对于信号机的应用提供了更丰富的功能，如：定周期控制、感应控制、线协调控制、区域自适应以及一些特殊控制，通过各路口采集到的数据信息，信号机可以对信息进行自学习。对路口道路车辆情况进行判断，数据量汇总后会给信号灯路口状态控制命令，通过控制命令可以针对道路口车流情况调节红绿灯放行时间。同时，海康威视现在应用比较多的是绿波控制技术，将同一条道路上的信号灯组成一个局域网进行统一调度管理, 可缩短车辆通行等候时间。
三、挖掘业务需求为交管执法排忧解惑
海康威视无论在智能交通的新标准、新业务需求、新应用等方面的技术研发都具备一定的前瞻性，可谓驾轻就熟。然智能交通实战业务应用非常广泛，随着产业技术的不断发展与提升，智能交通行业的竞争也会愈加激烈，如何不断挖掘出用户深层次的业务需求，最大程度解决交警及管理部门的执法困惑，提高其执法效率和便捷度，也是我们现阶段以及未来很长一段时间内都需要思考的问题。