ITS-高速公路事件检测系统

1、ITS-高速公路事件检测系统技术方案浙江捷尚视觉科技有限公司2010 年 3 月ITS-高速公路事件检测系统 第 1 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司目目 录录一、概一、概 述述.3 3二、系统特点二、系统特点.4 42.1 设计原则.42.2 设计依据.42.3 系统应用.52.4 可靠的检测算法.52.5 事件分级报警.62.6 嵌入式设计.62.7 国产本土化服务优势.72.8 远程集中管理.7三、系统组成三、系统组成.8 8四、系统功能四、系统功能.10104.1 全面的事件检测功能.104.1.1 撞车事故检测 .104.1.2 车辆抛锚检测 .114.1.3 异物抛撒检测

2、.114.1.4 车辆拥堵检测 .124.1.5 逆行检测 .124.1.6 交通信息采集 .134.2 系统自诊断报警功能.13ITS-高速公路事件检测系统 第 2 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司4.3 智能化的报警中心.134.3.1 动态视频查看 .144.3.2 交通信息量采集 .144.3.3 事件提示 .154.3.4 信息查询 .154.4 关联视频.164.5 交通诱导信息发布.174.6 远程访问.184.7 用户管理.18五、关键设备介绍五、关键设备介绍.19195.1 交通信息分析器.195.1 检测摄像机.205.2 摄像机镜头.20六、注意事项六、注意事项.

3、2222ITS-高速公路事件检测系统 第 3 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司一、概一、概 述述随着我国经济建设的发展，国力的增强，交通事业迅猛发展，机动车数量以每年 15%速度快速增长，道路建设不断加快。日益发达的公路网络虽然给人们带来了越来越多的快捷与便利；但在交通现代化的同时也带来了日益繁重的管理负担，为此有关部门为了提高交通管理水平向科技要警力，对能够代替人工进行监视的智能化监视系统的需求日益迫切。随着各类公路的交通量不断增加，交通事故明显上升，事故或交通堵塞得不到及时检测和处理，必然会降低高速公路运营效率，给高速公路运营公司带来巨大的经济损失。因此，应用高速公路事件检测与管理

4、具有重要意义。尤其是在高速公路、城市高架、城际快速路、BRT 专用车道管理系统中显的尤为重要，在现有的道路监控系统中，大都采用 DVR 对各监控点进行全天候录像或人工控 PTZ 对各个路面进行巡检的方式进行监控，采用 DVR 全天候录像方式，如果出现异常事故工作人员再将视频监控录像调出进行核对，这种方式只能做到事后补救无法做到“即时”发现“即时”处理，而如果对道路上发生的异常情况不能及时排除的话，很容易引发更大的交通事故及车辆大堵塞等问题，存在道路信息处理“滞后” 、安全隐患突出的问题；而人工控制 PTZ 巡检的方式需要消耗大量的人力资源，并且由于人类的视觉疲劳缺陷，即便是一路视频，人眼也很难

5、做到对关键信息完全获取。ITS-智能交通监控系统是结合智能视觉分析，模式识别、信息传输等技术对路面上所发生的各类事件进行自动检测、自动报警的真正智能化解决方案，系统能实时检测出道路上发生的交通事故、异常停车、异物抛撒、车辆拥堵、车辆逆行、非法变道、道路塌陷等异常状况，并对发生的事件实时进行报警提示。ITS-高速公路事件检测系统 第 4 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司二、系统特点二、系统特点智能交通监控系统是针对我国各类道路中普遍存在的各种危害社会安全的交通事故、异常停车、异物抛撒、车辆拥堵、车辆逆行、非法变道、道路塌陷等问题所设计，系统结合最前沿的智能视觉分析技术与模式识别技术，能够

6、通过纯视频的方式对路面上发生的各类异常事件进行检测，不仅可对各类异常事件及时检测与报警，将异常事件的检测与发现由“事后”转为“实时” ，并可对通行车辆进行自动记录、提取基本的车流量、车辆速度、密度、车道占有率等信息。2.12.1 设计原则设计原则先进性：系统采用先进的技术和产品，一方面要能反映系统的先进水平，另一方面要有一定的前瞻性和发展潜力，以便在尽量长的时间内满足社会发展的需要。实用性：产品选择要适应建设单位的功能需求和投资预算，能有效解决用户实际问题，给用户带来实际价值。可靠性：系统工作稳定，能满足用户7*24监控的严格要求；维护和检修方便。经济性：可作为基于现有监控平台的有效补充和升级

7、，不必更换原有监控摄像机等设备，有效保护投资；降低人力需求，有效节约系统运作成本。扩展性：技术不断发展，需求也在不断改变，系统设计要充分考虑今后发展的需要，满足系统扩容的需要，能灵活部署，并与现有系统整合。2.22.2 设计依据设计依据 “公安计算机信息系统九五规划”； “道路交通科技发展九五计划和2010年规划”； 公安部“2002年全国公安交通管理工作要点”； 公安部交通管理信息系统建设框架；ITS-高速公路事件检测系统 第 5 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司 国家技术监督局测量、控制和试验室用电气设备的安全要求； 国家技术监督局信息技术设备的安全； 行业标准GA308-2001

8、安全防范系统验收规则；车辆自动记录系统通用技术条件GA/T 497-2004；民用闭路电视系统工程技术规范GB50198-94；民用闭路监控电视系统工程技术规范GB02198-94；计算机软件开发规范GB8566-88；电子计算机机房设计规范GB50174-93；安全防范工程程序与要求GA/T75-94；中华人民共和国公共安全行业标准GA38-92；中国电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232-90.92；以太网100BASE-T标准IEEE802.3U；安防系统工程质量检验实施细则（试行稿）；2.32.3 系统系统应用应用实时在线检测道路交通秩序、状态，对停车、拥堵等异常事件即时报警，为I

9、TS的实施提供真实准确、及时的信息；交通事故检测（撞车、撞人及灾难性事故）；交通违章检测（违章停车、非法变道、车辆逆行等）；快速、高效自动检测，减轻交通监管人员的工作强度；报警信息共享、高速公路、城市报警联动122、120、119；提升CCTV系统真正发挥出巨大的作用，提高管理水平。2.42.4 可靠的检测算法可靠的检测算法本系统在需要监视的路面安装场景监控相机，提供实时的路面场景给智能视觉分析设备；设备上运行视觉分析算法，算法可对路面场景进行区域定位将ITS-高速公路事件检测系统 第 6 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司行驶路面设置为热点区域、路边的建筑田地等设置为无关区域，当热点区

10、域有异常事件发生时，系统会马上进行相应的动作，并对该异常事件发生的过程建立时间索引。目前对视频检测算法性能影响较大的干扰主要有光线变化、车辆的阴影等因素，对于这些干扰的影响我们采用了特殊算进行了补偿、处理，大大提高了系统检测的准确性： 背景更新补偿算法：采用独具特色的背景自动学习、补偿的算法，能对夜间光线不足、路面积水反光、车辆阴影、摄像机抖动等干扰因素有效的过滤，减少误报率。 自适应阴影过滤算法：采用独特的前景、背景、阴影分类算法，能够有效的区分建筑物、车辆的阴影，并随阴影倾斜角度、长短，光线亮度的变化动态调整滤除参数，无论因应如何变化都能够有效的将其滤除。 多目标跟踪算法：设备可选择是对的

11、设定区域进行事件检测或对全场景进行检测,在进行事件检测时可同时对视频场景内多个地点、多个位置发生的事件进行报警、提示，有效的保证了对异常事件的及时发现、及时解决。 动态区域设置技术（DRS）： 在需要设置检测区域的场景下,DRS技术允许在任何时刻对一个检测区域进行编辑修改，随后便立即按照新的检测区域设置规则进行检测,无需重新进行背景学习。 场景自适应技术：如果摄像机角度发生变化后、监视区域发生变化后，系统可以自动学习、适应新的背景画面，1分钟内即可适应新的背景，并重新开始进行事件事故检测。2.52.5 事件分级报警事件分级报警该产品能够对车辆停驶，逆行，抛撒物，撞车事故进行检测，摄像机异常进行

12、检测，并且系统能够对警报的优先级进行分级，如在进行车辆拥堵检测时，设备会自动对拥堵的等级进行区分（单车道拥度、两车道拥堵、三车道拥堵） ，ITS-高速公路事件检测系统 第 7 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司可灵活控制只对等级较为严重的事件进行报警。2.62.6 嵌入式设计嵌入式设计本系统所有设备均采用嵌入式设计，设备体积小巧，可方便的部署在前端，而采用工控机+图像采集卡方式进行检测，不仅设备体积较大，不方便部署，且工控主板本身的温度适应性、湿度适应性都无法与嵌入式设备相比，此外工控机本身由于采用了 Window 等操作系统，受操作系统、软件稳定性等因素的影响，其稳定性大打折扣，极易出

13、现死机等现象，需要专门的人员进行维护；嵌入式产品本身采用了 TI 高性能 DSP 芯片，其温度适应范围可达-70 摄氏度 160 摄氏度，并且由于嵌入式设备本身内置了“看门狗”等硬件电路，相当于有人在前端进行 24 小时不间断值守，有效的保证了系统长期、稳定、连续运行。2.72.7 国产本土化服务优势国产本土化服务优势本系统采用的相关软硬件产品 90%以上为本土生产，可以提供更加人性化、专业的售后服务(维修、版本升级等)，还可以根据客户具体需要提供“定制服务” 。具有国外产品不可比拟的价格优势，具有优异的性能价格比。可扩展性好：根据需要，多台设备可任意增加，联级工作，易集成到已有的交通管理系统

14、中，该系统易于升级，易于联网扩展。灵活性：根据不同客户、不同路段需求，可以修改定制软件。经济性：系统设计可充分利用原有设备，避免重复投资和人力、物力的浪费。开放性：, 此系统提供了标准网络接口、USB接口等连接方式，接口协议公开。2.82.8 远程集中管理远程集中管理可通过网络通路远程查看路口动态视频，并可对联网路口设备进行远程参数配置，操作简单易用。ITS-高速公路事件检测系统 第 8 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司三、系统组成三、系统组成智能交通监控系统由分布在主干道路、十字路口、快速路上的路口视频采集单元、数据传输系统、智能视频分析服务器、视频车辆检测器、中心信息管理系统等部分

15、组成，路口视频采集单元通过光纤 LAN 与公安内部网连接，完成数据传输，在中心将接收的视频连接到智能视频分析服务器、视频车辆检测器上，对视频实时进行智能分析，拓扑结构如图所示： 系统拓扑图 前端视频采集单元前端视频采集单元 ITS-高速公路事件检测系统 第 9 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司前端视频采集单元安装监控路面附近，在无人值守环境下24小时全天候自动完成图像的采集工作，路口记录单元主要视频检测摄像机、系统配电机箱等组成。 数据传输系统数据传输系统 数据传输系统主要由光纤收发器，网络交换机等通讯链路共同组成，负者将前端数据采集设备采集的视频信号产送到管理中心，供管理中心的视觉分

16、析设备进行分析。 智能视频分析器智能视频分析器同时支持4路交通视频分析，异常停车检测、车辆拥堵检测、交通事故停车检测、异物抛洒检测及过程记录，支持事件查询及关联视频回放。 中心中心信息管理系统信息管理系统设在道路交通智能监控管理部门的监控机房，主要由连接在通讯链路上的智能视频分析服务器、中心服务器、报警计算机、客户端作业计算机及相应的彩色打印机、网络设备和管理软件共同组成，智能视觉分析模块完成异常事件的检测、记录、报警并通过公安网与中心客户机及相应的输出设备连接。数据收集服务器收集所有智能终端所记录的异常事件记录，并根据过期时间等参数将未过期的数据保存在中心服务器，过期的数据自动清理掉。不同的

17、授权用户通过客户端计算机，可分别完成对异常事件信息的访问、统计、分类、检索、查询、提取、核对、等操作，产生并打印相应报表。ITS-高速公路事件检测系统 第 10 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司四、系统功能四、系统功能4.14.1 全面的事件检测功能全面的事件检测功能鉴于现在的高速公路和隧道一般每 150m / 200m 都安装了电视监控摄像机，我们将利用现有的监控系统中存在的摄像机、通讯传输等相关设备已增加其附加功能，这就是高速公路、隧道运营管理新技术来自 iCare 的视频交通事件自动检测系统。 iCare 视频交通事件检测系统具有强大的检测功能，通过每 150m -200m 间隔

18、设置的摄像机的视频信号，iCare 视频交通事件检测系统能自动进行各种交通事件检测，包括车辆停驶、交通拥堵、车辆逆行、车速超过极限、抛洒物、交通事故等各种事件，特别是通过对火苗和烟雾的检测能在 10 秒内及时发现火灾，较之传统火灾检测系统检测时间大大缩短，从而能在火灾发生后的 10 分钟的黄金抢救时间内进行判断和确定抢救方案，避免造成更大的损失；此外，本系统还可以进行交通参数的采集。ITS-高速公路事件检测系统 第 11 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司4.1.1 撞车事故检测撞车事故检测撞车事故检测示意图4.1.2 车辆抛锚检测车辆抛锚检测十字路口违章停车检测示意图ITS-高速公路事

19、件检测系统 第 12 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司4.1.3 异物抛撒检测异物抛撒检测运行在城际快速路、高架桥上的车辆中会有很多运送煤炭、砂石的货运车辆，系统可对这些货运车辆在行驶过程中因车辆颠簸、变速等原因造成煤块、砂石的滑落、遗留在现场的事件进行检测、报警，以避免二次事故的发生。异物抛撒检测示意图4.1.4 车辆拥堵检测车辆拥堵检测本系统可对在城市道路、高架、快速路等道路上因交通事故、雨、雪、大雾等天气造成车辆长时间滞留、排队、无法通行的情况进行实时报警、提示，提前告知交通、警察等管理部门，以便采取提前分流、诱导提示等手段进行调控。ITS-高速公路事件检测系统 第 13 页ww

20、w.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司交通拥堵检测示意图4.1.5 逆行检测逆行检测车辆不按规定方向行驶的行为，极易造成撞车、追尾等交通事故，其行为异常恶劣，本系统采用运动跟踪技术可对车辆的运行轨迹、方向进行判定，当系统发现车辆的行驶方向与规定的方向不同时，可及时进行报警提示。车辆逆行检测4.1.6 交通信息采集交通信息采集交通信息采集作为智能交通系统的重中之重来优先发展，基础交通信息主要包括车流量、车速、车间距、车辆类型、道路占有率等，采集交通流数据信息检测采用虚拟线圈技术，自动对通过虚拟线圈的车辆进行测速、计数并将统ITS-高速公路事件检测系统 第 14 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公

21、司计的信息自动上传到中心分析服务器分析服务器实时显示交通信息量的动态曲线图，这些基础数据可为交通诱导系统、自适应信号机控制系统提供必要的数据信息。交通信息采集示意图4.24.2 系统自诊断报警功能系统自诊断报警功能系统具备自诊断报警功能：如摄像机视频信号的丢失、网络通讯出现故障、视频分析器出现故障等，针对以上故障系统有报警日志记录，并且提供报表打印功能。4.4.3 3 智能化的报警中心智能化的报警中心4.3.1 动态视频查看动态视频查看即时车辆信息查看： 用鼠标单击 IP 地址列表项，双击界面中的四个动态ITS-高速公路事件检测系统 第 15 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司视频窗口可

22、任意连接到指定 IP 的视频车辆检测器，用于查看该设备监控的车道的动态视频。4.3.2 交通信息量采集交通信息量采集点击流量监控按钮对系统界面进行切换，如图所示，选择要查看的路口，软件会自动显示该路口的流量曲线、速度曲线、占有率曲线。报表统计ITS-高速公路事件检测系统 第 16 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司4.3.3 事件提示事件提示当前端设备检测到道路出现拥堵状况时，设备会自动进行报警，并将报警信息上传给平台，在平台软件窗口的左下角弹出报警提示窗口对拥堵现象发生在某个路口某个车道进行提示，用户双击其中任意一条记录，可调出该报经记录对应的道报警图片和动态视频。报警提示窗口报警信息

23、查看示意图4.3.4 信息查询信息查询交通信息量查询ITS-高速公路事件检测系统 第 17 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司交通信息量查询界面报警记录查询系统可对之前发生的异常事件按路口名、年月日、车道等属性进行查询，以便事后进行分析。4.44.4 关联关联视频视频本系统对交通事件自动记录事件发生的时间标签，通过软件平台可对视频存储服务器/DVR 所记录的录像文件进行关联，查询事件发生前后一定时长（时间可设）的视频录像，方便管理人员对事件发生的原因进行分析。ITS-高速公路事件检测系统 第 18 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司4.54.5 交通诱导信息发布交通诱导信息发布可变

24、情报板安装于公路路面上方，为驾驶人员提示目前的道路路况信息，如前方施工、车祸地点、强风、浓雾等警示标语；还可显示简单的图形、限速值等，以便驾驶人员能更好的掌握目前的路况情况，避免交通阻塞，减少交通事故的发生；可变情报板是以交通部颁布的高速公路 LED 可变信息标志技术条件为蓝本而设计。由显示屏、控制器及内置控制软件、机箱、框架、电器保护和防雷装置、基础、安装连接件、成对调制解调器、安装所需的电力电缆及信号电缆工程等组成。 应用拓扑图LED 情报板系统应用拓扑图说明：在高速公路上屏控制距离大于 2km，我们选用光纤以太网传输通讯信号，小于 2km 使用 RS485 总线连接方式 工作流程图ITS

25、-高速公路事件检测系统 第 19 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司现场效果图4.64.6 远程访问远程访问管理中心网络计算机上的授权用户，可通过网络对各监控主机进行远程访问，查看和下载车辆记录的数据及图像，设置报警条件，修改系统参数，实行远程维护和远程操作。4.74.7 用户管理用户管理为了保证系统安全，本系统采用分级口令管理设置，有系统管理员、系统操作员和一般查询用户三种登录身份，分别授予不同的操作权限，以确保系统的安全。ITS-高速公路事件检测系统 第 20 页www.iC 浙江捷尚视觉科技有限公司五、关键设备五、关键设备介绍介绍5.1 交通信息分析器交通信息分析器iCare-Bo

26、x1000-TEAiCare-Box4000-TEA功能功能技术指标技术指标参参 数数视频处理芯片DM6437视频分辨率704*576视频帧率25 帧/S视频输入路数1 路4 路视频输入接口BNC检测响应速度0.1s是否具有自动抓图功能是交通信息分析器图像抓拍格式JPEG以太网接口1 个 RJ451 个 RJ45RS-232/485有/有有/有输入0 路或 2 路或 4 路4 路输出6 路或 4 路或 2 路（输入、输出共 6 路）4 路内置交换机无有I/O 信号输出光藕隔离开关量继电器输出I/O 输出保持时间2S 可调I/O 通过电流150 mA2A接口I/O 阻抗导通时：2635 断开时：1000M导通时：100m断开时：1000M外形尺寸（mm）105*116*51（带支架）442*190*43.6重量130g600g最大功耗4W16W尺寸及重量电压DC 12V20%AC 220V(10%)工作温度-20 度70 度环境条件湿度 50 dB 视频输出 1 Vpp，75 欧姆Y/C 输出 Y：1 Vpp / C：0.3 Vpp 同步可以选择内部锁定、线路锁定、HV 锁定和同步锁定（脉冲锁定）电子快门自动