Vroad视频事件检测技术方案解读

1、I#视频交通事件检测系统技术方案北京百联智达科技发展有限公司Beijing Untvaid Technology DeveJopment Cof Ltd.2010年6月ii、项目背景 . 31.1 高速公路事件检测概况 31.2 Vroad 事件检测系统的优势 4、系统总体设计 52.1 总体设计思想 52.2 系统概述 62.3 系统功能 72.4 系统工作流程 9三、主要技术指标 11四、设备清单 . 13五、售后服务 . 145.1 系统的安装及调试 145.2 培训、操作和维护手册 145.2.1 培训 145.2.2 资料 14附、部分业绩 . 1516、项目背景1.1 高速公路事件

2、检测概况一般情况下，高速公路事件是指破坏正常交通流量并造成交通堵塞的非重 复性随机发生的事件， 它包括交通事故、 车辆抛锚、 道路养护或施工等临时的大 型活动。事件发生后对其进行快速可靠的探测， 对减少交通延误， 保障道路安全， 防止二次事故发生具有十分重要的意义。另外，随着高速公路的交通量不断增加，交通事故明显上升，有的事故甚 至导致了严重后果。 如1996年11月，沪宁高速公路由于能见度低， 引发了 44辆车 辆连续追尾相撞，导致 10人死亡，造成 5小时交通阻塞的严重交通事故。 1997年 12月类似的一起交通事故发生在京津塘高速公路上。 在高速公路上， 交通事故如 果得不到及时处理，会

3、带来许多不良后果。如交通警察不能尽快获取事故信息， 无法及时实施救援工作等。 同时， 中国的高速公路一般采取收费方式， 若事故或 交通堵塞不能及时检测和处理， 必然会引起车辆的绕行， 降低了高速公路运营效 率，给高速公路运营公司带来巨大的经济损失。 因此，研究高速公路事件检测与 管理具有十分的重要意义。多年来，许多学者在研究高速公路与城市快速路的事件检测方面进行了大 量的研究工作，大多数的事件检测方法都是通过识别交通流参数的异常变化来间 接地判断交通事件的存在，例如使用感应线圈检测器对交通参数进行测量。高速公路运营管理中使用事件检测与管理系统，可以增加在高速公路上车 辆行驶的安全系数，提高现有

4、高速公路设施的使用率， 缩短紧急救援的相应时间， 提高救援的有效性和可靠性， 提高各个执行机构的运行效率， 事件发生后尽快恢 复高速公路的通行能力。但是，利用测量交通参数进行交通事件检测，都有一个很大的问题。一般 来讲，进行交通事件检测， 无论任何一种方法都会有误报的问题。 历史上人们曾 经研究并使用了大量的方法来进行交通事件检测的试验， 并努力的减少误报， 比 较有名的算法有California算法和McMaste算法，但无论任何一种算法都无法使 误报变为零。一旦出现事件报警， 一般都需要判断是否需要处理， 是否需要出警。 目前来讲， 对于确认事件的真实性， 监控电视画面是主要和直观的手段。

5、 一位交 通界的老前辈曾经在他发表的文章中称 “无论装不装检测装置都需要电视监控系 统。”所以，近几年来一种比较公认的看法，对于交通事件检测来讲，使用视频 分析手段是最好的方法。随着时间的推移，计算机技术在飞速的发展，视频检测技术也得到了快速 的发展。出现了许多利用视频检测技术的事件检测的产品， 并且在国外得到了大 量的应用， 有许多成功的案例。 当视频检测技术用于交通参数统计时， 的确不如 传统的感应线圈、 微波检测器等手段可以做到全天候， 但是感应线圈也存在着致 命的寿命问题， 微波检测器存在着对慢速车辆的检测精度问题。 总之对于交通参 数的测量，没有一种手段是完美的。1.2 Vroad

6、事件检测系统的优势我公司自行研制的 Vroad 事件检测系统和其它事件检测系统相比， 具有以下 五大的优势：1Vroad 事件检测系统完全由我公司自主研发。Vroad事件检测系统的核心部分 Vroad交通事件检测软件系统（版本号1.0 ）, 我公司已经在 2006年 7月申请软件著作权，目前已进入公示期。这打破了国外 软件对高端视频事件检测的技术垄断， 并且 Vroad 交通事件检测软件系统在性能 上和国外软件相比已处在一个水平上，甚至在某些方面上还超过了外国产品。2 我公司可以为用户提供更好的服务。作为一家国内公司， 我们更能了解国内用户的需求， 并且可以根据不同用户 的要求，对应用层进行一

7、些修改。3 Vroad 事件检测系统前端主机在设计时充分地考虑了系统的完全性和可 靠性。Vroad 事件检测系统前端主机在原始设计时， 就是作为一个可长期工作的工 业化产品进行的设计， 所以将可靠性和安全性作为了首要设计指标。 我们采用了 以下几种设计来提高系统的可靠性和安全性：（1）Vroad 的前端主机的结构采用嵌入式设计，操作系统采用 Linux ，整 个系统的全部硬件集中在一块主板上，集成度高；（2）Vroad 系统具有良好的系统自身的故障检测功能，可以对系统中每台 主机的工作状态进行监控和故障报警。4Vroad 事件系统具有很高的性价比。正是因为考虑到国内用户的购买能力及使用的方便性

8、， 我公司对产品进行如 下设计：（1） Vroad 的前端主机可以在同一台机器上实现摄像机固定和移动两种工 作模式，工作模式的切换只需要通过更改系统的设定即可；（2） Vroad 的前端主机可以看作一个网络设备，支持通过网络的H.264 格式的视频流的输入，同时也可以通过模拟通道输入 PAL制的模拟视频，这两种工 作模式的切换只需要通过更改系统的设定即可；（3）Vroad 的前端主机系统自带事件录像记录系统，系统可以存储200小时事件记录，记录格式采用标准的 MPEG，4 通用性好。二、系统总体设计2.1 总体设计思想本公司 Vroad 事件检测系统的总体设计目标是“源于需求，高于需求；满足现

9、在，适应未来”，具体要实现以下四点：1 百分之百满足招标文件对系统功能和性能；2. 适应公路事件检测系统的未来发展；3. 根据用户需要有针对性地采取措施，提高系统稳定性、可靠性 ；4. 保证进度、保证质量、保证服务。2.2系统概述Vroad交通事件自动检测系统用于对公路交通状况进行检测，可以实现 交通事件检测报警，交通参数检测报警，系统的故障自检测报警，对产生的 事件自动录像以及系统管理等一系列功能。系统的事件视频图像信号来源于 全程监控系统的摄像机信号，无特殊要求。Vroad系统在整体上由前端系统、通讯传输系统和中心系统三大部分组成。系统拓扑结构如图所示：Vroad交通事件自动检测系统摄像头

10、摄像头摄像头摄像头丿固定模式m云台模式d*后台服务器 （管理器）Vroad主机视频矩阵切换器图形工作站网络交换机其他信息系统在上图中，多路摄像机信号通过视频分配器进行分配， 分别分配给不同 Vroad 主机，这些 Vroad 主机可在固定和云台这两种工作状态下工作。 Vroad 主机可以 看作一个网络设备， 支持通过网络的 H.264 格式的视频流的输入， 同时也可以通 过模拟通道输入视频信号。 Vroad 主机和后台服务器通过网络进行通信，同时后 台服务器可以通过网络对 Vroad 主机的工作模式和相关参数进行设置，并可对 Vroad 主机的工作状态进行实时监控。 Vroad 主机还可通过网

11、络和其它信息系统 进行通信， 其对视频信号的处理结果可以传输给其它信息系统使用。 视频信号还 可以通过视频矩阵切换器进行处理，然后在电视墙上分屏显示。2.3 系统功能Vroad事件检测系统提供给用户的应用功能有交通事件检测报警功能、交通 参数检测报警功能、系统自诊断报警功能、录像功能和系统管理功能等功能。1、交通事件检测报警功能 系统能够自动检测出下列交通事件，并自动进行录像： 占有率超过阈值； 车辆停驶：车辆停止移动 10 秒以上认为车辆停驶，车辆停驶时间是可 调的； 车辆逆行：车辆行驶方向和所设定的方向相反； 抛洒物：车辆行驶后路面出现遗弃物，如洒水车洒水； 行人：有人出现在车道中； 车辆

12、慢行：车辆行驶速度低于设定的报警速度； 交通拥堵：车辆排队长度超过报警设定值； 违法变道：车辆在不能变道的区域变道。系统可以对前端检测设备检测到的停车、逆行、拥堵、交通事故、隧道烟雾 等异常事件进行自动快速的报警， 并在系统界面进行联动显示， 提醒管理人员迅 速进行处理。VROA交通事件管理系统独特的报警摄像机与前后摄像机关联功能， 通过该 功能实现在有事件发生时， 管理人员不仅能看到发生事件的摄像机图像， 还能同时观察到发生事件路段的临近路段的实时状况和报警事件的录像信息。2、交通参数检测报警及查询功能 系统应能够检测下列交通参数：1) 车道流量；2) 平均车速；3) 平均车道占有率；4)

13、队列长度；5) 平均车头间距；6) 车辆分型；VROAD交通事件管理系统通过前端检测子系统得到的交通数据和交通事件 报警记录，并将这些数据在后端管理系统中进行存储、整理、分析，用户可以根 据需求设置按摄像机、按时段得到相关的交通信息，用于交通管理。系统支持自动生成各类图形化报表，使得数据管理更加方便直观。3、系统自诊断报警功能系统应能够通过网络，对下列情况自动向服务器报警：1) 视频信号中断；2) 网络通信故障；3) 设备 CPU 温度过高；4) CPU 风扇损坏；5) 固定位置的摄像机发生移动。4、录像功能VROA交通事件管理系统可以根据用户的设置，完成相应的录像和图片抓拍 功能。事件录像可

14、以按摄像机、 按事件类型、 按时间归档存储在系统的预录像子 系统中，由系统服务器进行统一的管理调用。VROA交通事件管理系统可循环进行录像，当发生交通异常事件时，系统能 够提供事发之前 1 分钟和之后 2 分钟的录像，录像格式可选 CIF、 D1 和 H.264 格式。同时该交通事件管理系统的录像数据库可以提供强大的管理查询功能， 用 户可以通过管理服务器对存档的事件录像进行分类调用查询。1）系统对产生的事件进行录像记录；2）管理员能够进行人工录像；3）录像格式采用标准 H.264 ；4）事件检测器能记录至少可以保存 180 天的交通量测量数据和 5000 个日志记录。5、电子地图功能VROA

15、交通事件管理系统提供电子地图界面（支持GIS地图嵌入）管理功能， 在电子地图界面能分路段显示摄像机安装位置、当前道路交通状况、交通信息， 能够显示事件报警提示、 报警摄像机实时画面自动弹出， 并能通过双击某一摄像 机调用该摄像机的实时图像。 事件自动弹出后， 需要操作人员处理确认， 系统自 动记录处理时间等信息，以便事后查询。6、虚拟电视墙集中显示功能 交通事件管理系统具有软件虚拟电视墙集中显示功能， 通过该项功能， 可在一台显示器屏幕上显示全部摄像机的画面（根据网络带宽进行刷新） ，便于管理 人员了解道路情况，并能通过双击某一画面来激活该摄像机的实时图像。7、操作人员权限和操作日志管理功能V

16、ROA交通事件管理系统具有操作人员权限和操作日志管理功能， 能方便得 添加删除管理员组和管理员， 可对每一位管理员按照摄像机分配权限； 具有按人 员和时间查询管理人员的操作日志的功能。8、信息共享及发布功能VROAD交通事件管理系统软件在开发之处就将向其它系统提供数据作为它 的基本功能之一。 通过视频检测管理软件的转发子程序， 其它子系统可通过网络 实时接收到事件检测仪的检测数据信息和报警信息。 该软件还具有录像共享和通 过网络进行发布和传输的功能， 可作为未来省级路网管理系统的组成部分， 通过 传输网络向上级管理中心提供数据信息等。2.4 系统工作流程整个Vroad工作系统由外场摄像机、Vr

17、oad前端主机系统、通讯网络（包括 监控分中心局域网和广域网） 、后台服务器、监控分中心和监控主中心构成。Vroad 系统的主要工作流程如下：视频信号的输入： Vroad 前端主机通过视频端口接收来自外场摄像机的PAL制模拟视频信号， 并转换为数字图像信号； 或者通过网络接收来自外场摄像机的 H.264 数字视频信号。交通事件检测报警： Vroad 前端主机通过视频图像处理判断出用交通事件发 生，将其录像记录在本地的同时向运行 Vroad 系统管理软件的后台服务器发出交 通事件检测报警，后台服务器又向监控分中心和监控主中心发送报警。交通参数检测报警： Vroad 前端主机发现通过视频图像处理得

18、到的实际交通 参数超过了用户设置的参数范围， 将其报警记录在本地， 同时向运行 Vroad 系统 管理软件的后台服务器发出交通参数检测报警， 后台服务器又向监控分中心和监 控主中心发送报警。系统自诊断报警： Vroad 前端主机的运行状态监控程序在发现自身的运行参 数超标时，及时向运行Vroad系统管理软件的后台服务器发出自诊断报警，后台服务器又向监控分中心和监控主中心发送报警。录像调看：用户可以随时对自己感兴趣的交通事件报警进行录像调看， 只要 在服务器上通过网络向Vroad前端主机发送录像调看命令，Vroad前端主机就会 上传录像记录到后台服务器，供用户查看。系统设置：用户可以方便地通过V

19、road后台服务器对Vroad前端主机的运行 模式、系统参数和检测事件的范围进行设置以及对摄像机云台和镜头进行操作， 并通过通讯网络调入后台服务器查看和将新的设置保存到前端主机， 同时得到前 端主机的确认。H.264VROAffl频检测方）三、主要技术指标Vroad 设备电器和机械特性：电源： AC, 220V每路功耗： 100W每台输入视频为 PAL 制，或通过网络输入视频流，格式为支持8路视频输入检测时间：小于 10秒，并可调能够记录 200小时的事件录像工作环境温度 :0-40度采用19英寸1U标准上架结构交通数据检测在符合检测要求的摄像机画面和摄像机安装位置的情况下， 仪可达到如下检测

20、精度：车道流量： 准确率95% （摄像机安装在外场车道正上方） 平均车速：准确率95% （摄像机安装在外场车道正上方） 平均车道占有率：检测率95% （摄像机安装在外场车道正 交通事件检测VROA视频检测仪能实现以下交通事件检测：车辆停驶：检测率90% （标准环境）；车辆逆行：检测率90% （标准环境）；交通拥堵：检测率90% （标准环境）；烟雾检测：检测率90% （标准环境）；车辆排队：检测率90% （标准环境）；车辆抛洒物：检测率90% （标准环境）；交通事故：检测率90% （标准环境）；平均检测时间：w 10秒；（可调）误报率：w 1次/天/摄像机四、设备清单视频交 通检测 系统序号设备名称规格描述数量1事件分析仪TAD-05含图像检测软件 每单元检测8路图像3套2服务器国际著名品牌机架式服务器处理器：In ter Xeo n E5405 及 以上内存2G硬盘：热插拔2*146 Gb操作系统：Windows Server2003数据库：SQL-Server 2005标准键盘17”液晶显示器鼠标CD-ROM双网卡1000M1台3客户机品牌机工作站处理器：酷睿2双核 内存2G硬盘160G独立显卡 标准键盘 液晶显示