宁波道路交通事件自动取证系统护卫高速路安全

浦 岷、俞欢求、浦世亮、黄丹平、车 军

宁波道路交通事件自动取证系统护卫高速路安全

浦 岷、俞欢求、浦世亮、黄丹平、车 军

2012年3月，一套事件检测智能抓拍跟踪系统在杭甬高速宁波段启用。该系统简化了交警的工作，降低了事故发生概率，护卫着高速路的安全。

2012年3月，宁波高速交警在杭甬高速宁波段启用了海康威视自主开发的事件检测智能抓拍跟踪系统。该系统主要针对高速公路上出现的倒车、逆行、违章停车等危险行为做出自动分析报警，同时利用自动跟踪球机对违法车辆进行拉近放大（看清车牌）。

事件检测智能抓拍跟踪系统可以实现报警弹图功能，同时记录报警录像和报警图片，支持事后取证。中心系统软件提供语音报警功能，监控人员可进行实时查看，同时可与大屏系统和报警系统联动，实现文字上墙报警、现场鸣笛报警和语音报警等功能。

据宁波高速交警介绍，一旦该系统自动报警，经研判违法行为不会在短时间消除时，指挥中心工作人员可发出指令，让距离现场最近的巡逻警车前往处理。

图1：系统架构

项目背景

2010年，全国私人轿车保有量超过3443万辆，高速总里程超过6.5万公里。随之而来的就是各类高速公路交通违法、异常事件的大量增加。违法停车、逆行、倒车等高速公路上经常出现的交通违法现象严重影响了高速正常运转，同时也给高速公路带来安全隐患。虽然目前已有高速公路监控系统的建设，但是目前的监控系统靠人为监视无法达到主动报警、自动取证、及时提示危险信息、及时现场处理等目的。

针对以上现象，高速交警宁波支队联合杭州海康威视设计研发了道路交通事件自动取证系统，主要采用目前先进的视频智能分析技术和球机自动跟踪技术及车牌识别技术等高新技术，对高速路面上的车辆行为进行自动分析识别、判断，对高速公路上发生的停车、逆行、倒车等恶性事件进行跟踪记录，提供一段有效的视频记录，能够看清整个违法过程。同时提供实时报警、现场报警以及语音喊话等提示功能，提示后方车辆注意安全。通过这样的方式解决目前高速公路严重交通违法行为取证困难的现状。此系统同时可以辅助地实现对车流量、车辆平均速度等进行统计分析，给出报表供交警部门参考。

此系统主要应用于：

大型互通枢纽;

高速公路出入口;高速桥面出入口;

城市快速路出入口。此系统相对于传统的交通事件检测系统有如下特点：

能够自动跟踪放大，对车辆的交通违法行为进行记录，看清车牌；

能够实时报警，提示后方车辆注意安全，降低危险事故发生；

操作简便，和违法数据库无缝对接。

技术原理简介

此套道路交通事件自动取证系统采用目前最新的车辆跟踪算法、背景建模、模式识别算法和球机自动跟踪算法、车牌识别算法等多领域的视频技术，实现对画面中特定区域，如车道内等区域的车辆、行人、其他物体等进行识别和分辨，根据其运动规律等特征来判断是否有交通违法事件发生。当检测到有交通违法事件发生时，将检测到的交通违法类型、位置信息等发送给跟踪球机，触发跟踪球机进行放大跟踪，在跟踪过程中，球机启用自动跟踪算法自动调整跟踪位置和跟踪倍数，以保证跟踪记录的有效性。

系统架构及组成

本系统的架构如图1所示，由前端自动跟踪球机的实时视频流通过网络传输至事件检测服务器进行智能分析,当检测到有交通违法事件后，将位置信息发送给球机进行定位跟踪。管理软件通过网络对高速事件检测服务器及前端设备进行远程控制、管理、维护、检测规则设置以及数据下载等操作。前端的球机可以和报警器联动，在交通违法现场发出声光报警、语音喊话等，提示驾驶人员及时消除违法行为，在交通违法现场的后方发出声光报警提醒后方来车注意，同时在中心机房可以在led显示屏上显示报警信息，提示值班人员。

本系统主要可以分为：前端视频采集单元、事件检测单元、事件报警单元、后端管理单元。

前端视频采集单元

前端视频采集单元主要就是带智能跟踪功能的球机。前端摄像机必须按照一定的施工角度要求架设，确保系统的整体性能和效果。

图2：停车位置取证

图3：倒车交通违法

图4：交通数据统计报表

事件检测单元

交通事件检测单元是本系统的核心单元，内部装载交通事件检测模块与数据库模块，对视频画面中的交通事件进行实时检测，检测到交通违法事件后给出坐标信息，触发球机进行实时跟踪。

事件报警单元

事件报警单元主要是前端的扬声器及声光报警设备，主要是和系统联动进行前端现场的喊话提醒及后端车辆注意，以降低危险事件发生概率。

后端管理单元

后端管理单元主要是客户端管理软件，可对交通事件检测服务器进行远程设置、智能规则设置等操作，可以处理各种交通事件报警、读取及下载服务器的统计数据，针对交通数据可生成各种类型的报表，以及包括柱状图、饼状图、折线图等统计图。

系统主要功能

停车事件取证功能

此功能主要是当检测到有停车事件时，球机进行自动跟踪放大直到能看清车牌为止，主要目的是提供车辆的有效信息。提供一段不小于10秒钟且文件小于10M的录像证据，录像中叠加路段名称、时间、地点等信息，整段录像能够看清车辆颜色、车型、车牌等信息。具体效果如图2所示。

逆行（倒车）事件取证功能

此功能主要是当检测到有停车信息时，球机可进行自动跟踪放大直到能看清车牌为止，主要目的是提供车辆的有效信息。提供一段不小于10秒钟且文件小于10M的录像证据，录像中叠加路段名称、时间、地点等信息，整段录像能够看清车辆颜色、车型、车牌等信息。具体效果如图3所示。

车流量统计及报表功能

此功能提供路段车流量统计数据，能够按车道进行检测，统计车流量。同时能够按日、年、月等条件提供数据报表和统计图表（见图4）。

快速查询及交通违法处理功能

本系统可以快速按通道、按事件、按时间进行交通违法事件的查询。同时本系统和目前浙江高速交警的违法数据库无缝对接，具有针对交通违法事件的查看、审核、校对、人工修改、自动上传、人工标记等处理功能，能够较好的实现交通违法事件的处理。

图5：实际使用效果图

前端声光报警提示及语言喊话功能

本系统检测到交通违法事件后，可在监控中心管理软件上实现声音、语音、弹图片等提示报警，同时可以触发前端的声光警和语音喊话功能，进行自动语音喊话提示和声光报警提示，提示声音可以录制语音提示或者声音提示。同时可以给前端声光报警器一个信号，进行声光提示，提示后方车辆减速慢行，以达到降低事故的目的。系统可以实现报警弹图片，同时记录报警录像和报警图片，提供给交警作为取证用。同时此系统可与大屏系统和报警系统联动，进行文字上墙报警和现场鸣笛报警和语音报警等功能。

自动校时功能

系统能够自动与标准时间服务器进行校时，保证系统时间与服务器时间同步。

系统性能

该系统的性能参数如下：

目标被检出的最小像素为 5×5个像素；

对于恶劣天气，性能会比理想天气情况下检测率指标降低≤10%；

检测率：95%

准确率：85%(有效检测记录占总记录的比值)

系统响应时间：停车:5秒 逆行：1秒

误报数每日每路≤1次；

系统无人值守稳定运行大于5000小时；交通违法录像不小于10秒，文件大小不大于10M夜间能够检测到各种交通违法时间并能够报警提示。

系统实际使用情况

本系统自2012年3月8日在高速交警宁波支队辖区的高桥枢纽正式投入使用以来，效果显著。

第一，在违法查处方面，一个月内共抓拍各类交通违法行为2200余起，其中在高速公路车道内停车、在高速公路上逆行、在高速公路上倒车的严重违法行为280起，交警部门将违法数据接入全国公安交管综合应用平台，目前已有多名违法驾驶员接受处理，其中部分严重违法的驾驶员被处以罚款200元、记12分的处罚。被记满12分的驾驶员根据规定需要参加交通安全法律法规学习，并经过考试合格后才有资格驾驶车辆，对违法驾驶员造成极大的震撼。

第二，在安全行车方面，由于该系统在取证的同时，自动实现对现场违法驾驶员和后方来车驾驶员的声光和语音警告，及时消除安全隐患同时提醒后方来车注意前方路况，降低了事故发生的概率，经高速交警宁波支队事故部门统计，安装了交通事件自动取证系统的高桥枢纽的事故数量和严重程度较安装前都有明显的下降。

与传统的高速路监控系统相比，这套智能抓拍系统有效解决了“靠肉眼查看录像经常出现事件遗漏”等问题，对规范高速公路行驶秩序和提高行车安全管理有很大帮助。该系统上线后得到了央视、浙江日报、都市快报、宁波晚报等多家国内知名媒体的报道（见图5）。

类似的系统，接下来还将在姜山北、宁波北等其他3个互通区安装。据高速交警总队有关人士透露，该系统在宁波作为一个试点，若效果不错，将来会在浙江全省高速路逐步推行。

作者单位：
浦岷、俞欢求：浙江高速交警宁波支队
浦世亮、黄丹平、车军：杭州海康威视数字技术股份有限公司