《信息技术基础与应用》课件1第六章

案例6基于网络视频监控的行人流量统计发布与旅游应急指挥系统A6.1客流量统计与发布系统的意义A6.2视频客流量分析统计系统的特点 A6.3视频客流量分析统计系统的构成 A6.4客流量实时统计发布系统

当今社会瞬息万变，机会稍纵即逝，如何在最短的时间内对市场的微弱变化作出快速、精准的反应，并且最大限度地提高服务质量，从而实现高效的运营管理已经成为各类旅游、商业运营成败的核心要素。A6.1客流量统计与发布系统的意义基于网络化视频监控的行人流量统计与实时发布系统可以提高旅游景点、文化娱乐等公共场所的运营管理，客流量信息的精准分析统计必然成为每个运营管理者的首要入口。XD-VMS(VideoMonitorSystem)的科研人员经过数载的精心研究和无数次的试验终于可以随时、随地地掌控不同区域的客流信息，从而为日常经营决策的科学性、购物和休闲环境的舒适性、人力资源调配的合理性等提供科学依据。

1．系统功能

网络视频监控系统的主要功能如下：

(1)防止人流量过多而发生不必要的意外，建立安全的公共场所；

(2)通过统计各出入口的客流量以及客流进出的方向，可以精准判断各出入口设置的合理性；

(3)通过统计各主要区域客流量，从而对整个区域的合理分布提供科学依据；

(4)通过统计客流量，可以客观地发布景区、景点的客流数据；

(5)根据客流量变化，可以精准地判断特殊时段和特殊区域，从而为更有效的物业管理以及对营业、维护、安保等人员的合理调度提供科学依据，避免不必要的财产损失；

(6)根据区域内滞留的客流量可以合理地进行电力、人力等资源调整，控制商业运作成本；

(7)通过统计比较不同时期的客流量，可以科学评估营销、促销等运营策略的合理性，为运营管理者提供科学依据；

(8)通过客流量统计，为评估和优化宣传广告和促销预算提供科学依据；

(9)根据客流量可以科学决定回馈客户资金的使用；

(10)通过客流量的统计可以精准判断营业时间，等等。

客流量统计系统可以安装在楼宇中、展览大厅、景区门口、公交汽车，以及火车或轻轨列车上。

图A6.1给出了客流量采集点的分布。通过摄像头可获得流量信息和测量位置信息，并将该信息分给公众，不同部门也可从中获取自己所需的资料，以便于及时掌控。

图A6.1客流统计前端测量位置点示意图

2．现有计数系统的比较

1)人工计数

优点：适用于点检测，费用相对较小，从心理上觉得比较可靠。

缺点：短时间(如半小时)内可靠性较高，但随着时间的延长误差大幅增加；当客流量增大时，误差率大于30%。

2)单束被动式红外传感器

优点：可以区分有生命的对象和无生命的对象。

缺点：区别能力差，不能区分单人还是多人，误差率大于60%。

3)单束主动式红外计数器

优点：价格相对较低。

缺点：不能辨别行进方向，不能区别人或物体、单人或多人，只适用于窄小通道。

4)多束被动式红外顶置帘

优点：能区分对象是否有生命。

缺点：无法辨别行进方向，计数区域有重叠，统计精确度不高于80%，安装时受宽度和高度的局限。

5)视频检测系统

优点：可以辨别行进方向，隐蔽；可以与保安系统相连，相对精确度大于90%。

缺点：受亮度、光照条件变化、人流量密集程度的影响较大，不能在黑暗或强光室外使用，精确度受计数区域重叠的影响，当用于宽阔通道时价格昂贵。

“简洁、高效”是客流统计系统的设计理念。通常把繁琐、复杂的智能视频分析计算放置于后台，时刻保障计数的准确性与稳定性，把简单、易用的界面留给用户。只要有一台能上网的计算机，使用IE或Firefox浏览器即可随时访问。A6.2视频客流量分析统计系统的特点总结起来，它具备以下特点：

(1)准确度高，人数统计准确率大于95%；

(2)查询功能强大，提供任意时段客流分布、对比、汇总，查询每日最繁忙时刻、滞留，人数最多时刻、人均滞留时间等，每周进出客流统计、同期对比，各通道、门口进出人数对比，年度对比，等等；

(3)对客流信息进行深度数据分析，可按年、月、周、日生成分析报告，提供丰富的图形及报表数据，给决策者作为重要数据参考；

(4)使用方便，用户可通过浏览器(支持IE、Firefox)直接访问，无需安装其他软件；

(5)系统设置管理简单，通过浏览器轻松操作；

(6)用户使用权限分级控制，对低级用户系统管理配置信息隐藏保密；

(7)多区域分级控制，便于前端点的分布式管理。

客流量统计系统分为前端和后台两部分。前端由若干摄像机构成，具体数量根据现场通道和门的数量而定。前端负责采集视频信号，并将信号通过视频线缆传输到后台；后台负责对信号进行采样、分析、处理和记录，并提供数据挖掘、报表浏览与信息发布等服务。A6.3视频客流量分析统计系统的构成

1．前端系统

前端客流量计数系统是整个系统的核心部分，负责对输入视频进行分析，计算出通道或者指定区域进出的人数。视频输入可以是模拟式的，也可以是数字式的。对于模拟式输入，系统需要通过采集卡对视频进行采集；对于数字式压缩视频，使用网络摄像机、视频服务器或嵌入式硬盘录像机作为系统网络输入。

前端客流量计数系统需要进行配置，设置客流量计数区域和进出方向等信息，整个系统的主要计算在这里完成。前端客流量计数系统的输出是实时人数信息。根据用户的需要，还可以输出视频图像。客流量计数处理单元一般可以计算多路输入视频。根据总的需要进行人数计数的视频数量，一般需要使用多个处理单元，实现本地客流量计数，本地数据库管理、本地查询报表和用户权限管理等功能。

前端系统适用于商场、超市、连锁店以及购物中心等，外表美观大方，隐蔽性强，主要用于门口客流进出的精准统计，其安装方式见图A6.2和图A6.3。摄像头可安装在门内侧通道棚顶处，垂直向下照射，覆盖宽度为2.5m～3.5m(随棚高而变化)，要求监控画面与门口基本保持平行。前端系统布防布局和系统分布式架构如图A6.4和图A6.5所示。

图A6.2前端系统安装方式一

图A6.3前端系统安装方式二

图A6.4网络化视频行人流量统计与实时发布系统前端系统布防图

图A6.5系统分布式体系结构图

2．后端系统

后端客流量计数综合管理平台可以连接多个客流量计数前端，其主要功能包括搜集前端服务器数据和视频图像、对数据进行计数与分析、支持远程终端报表查询。客流量计数系统后端综合管理平台用于控制多组客流量计数处理单元。

如在世博园园区中，每个景点中都有一些摄像头与客流量计数系统。综合管理平台可以通过网络与每一个景点连接获取景点的客流数据信息。后端客流量计数综合管理平台可以通过网络与每一个景点连接多个客流量计数前端，其主要功能包括搜集前端服务器数据和视频图像，对数据进行计数与分析，支持远程络端报表查询。

由图A6.6可以看出，客流量计数系统与综合管理平台是通过有线连接的，但也可以通过无线的方式进行互联，还可以通过短信息的方式进行数据传递。

图A6.6系统拓扑结构示意图总之，从视频中分析出人数是一个非常复杂和有挑战性的计算机视觉与人工智能问题。一个解决方案是采用运动区域检测算法来实现的，其基本原理是在固定摄像头里提取出运动区域，根据这些运动区域进行计数。当运动区域和人的大小相似的时候，就可以认为有一个人通过。当多个人距离较近的时候，采用人体大小的先验知识，把一个运动区域分割为多个单人区域，从而对客流量进行估计。当然，视频流是实时连续的，运动区域的检测和分割需要在每一帧内不停地计算。此外，还要对每一帧间的运动区域进行跟踪，把不同时间的运动区域连接起来，从而给出正确的客流量和行人运动方向。还有一种基于图像特征和神经元网络的算法，其基本原理是先在图像中采集一些能够反映人体特点的、比较粗糙的特征，比如图像边缘密度等，然后通过神经元网络学习人数与图像特征之间的非线性关系。随着计算机视觉与人工智能技术的发展，更加可靠、快速的人数计数算法与产品正在不断出现。

系统将对前端的客户信息进行定时统计，按约定时间(每一小时)，将客流量数据发送到统计中心，然后统计中心经网络发布给需要的用户和广大客户。图A6.7和图A6.8分别给出了景区、车载客流统计与发布系统的整体示意图，图A6.9～图A6.11给出了部分系统统计功能界面的示意图。

A6.4客流量实时统计发布系统在管理中心的主计算机中，系统可以根据地理信息进行直观显示，并标注到电子地图上，使得数据清晰、明了、直观。在发布形式上，系统可以根据需求以短信、邮件、广告屏等形式告知。

图A6.7景点客流数据统计与发布

图A6.8车载客流数据统计与发布

图A6.9客流统计分布图

图A6.10客流周内对比分析图

图A6.11一周监控点客流对比分析示意图综合管理平台十分类似于我们开发的数字旅游应急指挥系统，图A6.12～图A6.17分别给出了数字旅游应急指挥系统的部分功能界面展示。该系统一般是运行在指挥中心平台上的，客流只是其中的一部分，其主要功能有数字地图与Google图的数据融合定位与

展示、数据统计分析、景区三维仿真漫游、景区监控点布防与实时观察，应急情况预案展示和队伍调度，执勤人员监管等多项功能。该系统界面友好、时尚，响应快捷，动感行强。图A6.13给出了数字旅游应急指挥平台主控界面，该界面除支持二维电子地图外，也支持Google卫星正摄图，还可将三位仿真漫游图叠加在数字地图上，通过数据融合技术实现多元数据的统一访问。

另外，该系统还可以通过系统集成，将各种相关的信息管理、信息发布、信息统计挖掘分析等集成到一个平台上以实现资源共享。

图A6.12数字旅游应急指挥平台操作界面

图A6.13数字旅游应急指挥平台主控界面

图A6.14景区景点视频展示界面

图A6.15景区客流量统计界面

图A6.16景区多景点视