智慧交通中运用智能视频监控技术的研究

李 枫

（昆仑芯（北京）科技有限公司，北京 100193）

0 引言

智慧交通是指将物联网、人工智能、自动化控制系统等先进电子技术运用于交通领域的一种形式，是立足智能交通基础，实现交通安全的最大保障。近年来，智能视频监控技术被越来越多地运用到智慧交通的不同领域，给相关部门监控车辆、行人等提供很大便利，通过该技术能够更加准确方便地收集相关数据，并能对相关数据和时间进行预测，为工作提供有力的数据支撑。研究智能视频监控技术能提升智慧交通系统的精确性，对智慧交通的发展具有积极意义。

1 智能视频监控技术相关概述

1.1 智能视频监控论述

智能视频监控技术主要是通过计算机视觉技术来分析视频监控场景和图片，并根据人们的需求将分析场景中的图片进行提取的一种技术。相较于传统视频监控技术，智能视频监控具有明显的优势，弥补了传统视频监控技术的缺陷。近年来，随着人们生活水平的提升以及汽车行业的迅速发展，道路上的车辆越来越多，交通负荷不断增加，智慧交通也随之上线，智能视频监控技术在其中发挥了绝对优势，能够让交通管理更加规范。因此，不断加强智能视频监控技术的研发，对国家道路交通的发展具有积极作用。该技术能够实现道路交通24h 监控，监控的清晰度和准确度也大大提升[1]。

1.2 智能视频监控技术的特点

智能视频监控技术在高速公路、城市交通以及各类交通领域发挥着不容忽视的作用，能够实现智慧化交通管理，该技术特点颇多，主要体现在以下两个方面。

（1）建维便利性。首先是后期维护更加便捷，运行中的监控设备出现了故障，工作人员可以直接将设备拆除并替换新的，坏的视频在维修期间不会影响现场的检测，更不用将行车道路封闭，维护十分便捷；其次是现场安装限制较小，由于该设备安装简单，不需要破坏行车道路，施工范围小，不会对道路交通造成影响。

（2）技术先进性。首先该设备功能强大，前端设备能采集不同场景的视频，比较方便灵活，而后端设备扩展性好，能够兼容不同的系统和设备，运行效率很高；其次是检测角度和范围比较广，该视频技术拍摄范围很广，能及时拍摄重点交通事故等，信息采集量大，能帮工作人员快速掌握交通现场情况；其次是该技术检测参数多样化，能够检测道路交通中车辆参数、路面情况、车辆行驶情况等不同信息，详细情况如表1 所示；最后是拍摄现场及时可视，智能视频监控技术将现场采集的图片信息传输到后台，后台通过预警处理，在指挥中心的大屏将图片展示出来，从而不断协助工作人员发现问题、解决问题，对社会交通安全有积极作用[2]。

表1 智能视频监控技术检测参数表

2 智慧交通中的智能视频检测算法

2.1 帧间差分法

帧间差分法能够将视频监控中采集的视频和图像进行差减运算，分别选取相邻的两帧，然后通过亮度、直方图等显示的特征参数采集，并结合结果预设相应阈值，将目标对象分离，再将阈值和计算出的结果进行比较，最后对拍摄对象的运动状态进行判断。当目标移动比较迅速或者间隔时间较长的时候不容易捕捉到目标，会有重影的现象发生，当目标物体移动较慢或者间隔时间比较短时，目标区域的差分会被减掉，会有空洞现象出现。

2.2 背景差分法

这种方法主要将采样视频图像和预设的背景参考模型进行比较，将相同的像素点之间的灰度值进行差分运算，确定采样视频中的目标对象，进而获取采样视频图片中的目标信息。在这种方法中，背景图片的获取可通过将采集视频图片中的信息平均后得出，结合不同场景选择不同的背景图片，在这个过程中，背景图片的刷新频率也不断提升，能够不断增强背景图片的适应性。

2.3 光流法

该方法需要运用光流坐标系，通过移动目标光流和相邻像素点的光流方差，凭借检测图像像素点之间的强度变化来检测目标物体，需要将监控拍摄图像中所有像素点的信息提炼出一个速度矢量，检测出目标物体相关参数，如速度、运动方向等[3]。

不管是哪一种方法，均各有优缺点，表2 将各种方法的优缺点归纳其中。

表2 常用智能视频检测算法的比较

3 智能视频监控技术在智慧交通中的应用分析

3.1 社会治安

（1）乘客行为分析。主要针对一些存在异常行为的乘客，比如持有危险器械的乘客，通过智能监控视频能及时报警，防止犯罪事件危害社会。该技术还能分析乘客的相关行为特征，发现乘客中存在的各种情况，遇到危险的时候可及时呼叫安保或者警察，保证乘客的人身和财产安全。并且能为交通轨道等设置禁区，在轨道四周设置警戒线，防止发生越界行为，防止出现危险交通事故[4]。

（2）滞留品检测。主要针对机场、高铁、地铁等旅客流量较大的场所，进行滞留品检测能够有效预防一些危险事件，如恐怖袭击等。现实中，一旦这类场所出现长期滞留的物件，相关工作人员可推断是否具有危险性，通过智能视频监控技术提醒安保人员，防止恐怖事件的发生。

（3）追踪识别。通过视频监控技术能够对不同城市间的重点人员和犯罪嫌疑人进行监控，通过人脸识别、交通工具载量识别等判断出犯罪嫌疑人的活动轨迹，从而有效协助相关人员尽快抓捕罪犯，防止伤害无辜旅客。

3.2 交通管理

（1）交通管理。首先，智能视频监控技术在交通管理方面也发挥着重要作用，能够对车辆的形态和车牌等参数进行识别，及时获取车辆信息，并能够定位追踪某些特种车辆的行车信息。其次，可以在道路交通中的红灯十字路口进行抓拍，处理一些重点路段的违规行为等。最后，还能在城市中上下班高峰期以及一些拥堵路段进行车辆排队长度的测量，并结合道路状况缓解交通拥堵，让道路交通更加顺畅。

（2）交通流检测。工作人员结合视频监控画面，能够判断道路车辆情况，并结合摄像机检测结果，利用智能分析的方法检测区域内是否出现目标车辆，根据车辆识别数据的统计结果推断出目标区域的车辆情况。交通流信息检测是交通管理中的重点，也是管理的重要手段，工作人员结合智能设备进行数据采集，并进行分析整合计算，得到一系列宏观数据，指导相应人员有针对性地采取措施。结合智能监控设备的测速功能，能更好地掌握行车速度，计算出车辆在目标区域内的通行时间[5]。

3.3 交通安全

（1）交通安全监视。为了减少智能算法的漏判、误判，不同的交通场景需要不同的机器算法，智能视频监控技术在交通事故、路面异常等事件中的使用率是最高的，通过对这些事件提前进行预测，能够帮助工作人员尽快修复路面，恢复正常车辆行驶状态，节省时间。对于一些经常出现危险的路段，比如多雾、多泥石流的路段也可提前进行部署，通过自动化系统降低安全风险[6]。

（2）驾驶员疲劳度检测。为了降低由于驾驶员疲劳促生的交通事故发生率，对驾驶员的驾驶状态进行检测十分必要，智能视频监控技术可实现这一目标，能明显降低安全事故发生率。通过高清拍摄设备采集相关数据，能准确识别驾驶员头部、眼睛等状态，也可以结合车辆行驶状态，进行安全数据信息分析，判断车辆行驶是否存在异常。目前，交通安全管理会更加侧重“两客一危”车辆驾驶员的情况，通过智能监控视频技术能够更好地识别。

4 智能视频监控在智慧交通中的应用建议

不同交通场所对设备的要求不同，在现实中使用智能视频监控技术需要结合实际情况，比如公交车站的首站和末站的监控，需要结合两站之间的功能区域，根据需求进行智能视频监控系统的布置，保证该技术得到充分应用，具体布设原则如下。

（1）办公区域。对重点办公区域进行监控，明确区域人员情况，以及调度室、监控室等区域，为可能出现的风险保留证据。

（2）车辆和行人出入口。利用智能视频监控技术对这些出入口进行监控，为非法车辆出入或者可疑人员的调查保留证据。

（3）充电桩区域。可检测该区域的车辆出入情况，保留数据以供后续使用。

（4）站台区域。通过智能视频监控技术可记录站台区域内的乘客情况，准确识别流通人员，对候车区非法旅客的物件情况进行监视，保留相关证据[7]。

（5）停车区域。通过智能视频监控技术帮助工作人员掌握停车区域的车辆数目、车辆类型以及停车时间等，对一些乱停乱放、非法停放的车辆进行锁定，另外对夜间停放、违规载客或者违规上下客的车辆进行监控，并在危险情况出现时及时进行预警和监测，对该区域的一些遗留物件和可疑物品进行图像采集分析，一旦出现问题及时报警。

5 结语

智能视频监控技术作为一种新兴的道路交通监测技术，让国家的交通管理迈上了更高的台阶，作为交通系统监控技术，对国家的交通管理起着至关重要的作用，为智慧交通相关部署提供了更大的技术支撑。为了进一步优化智能视频监控技术在智慧交通中的应用，相关人员需要不断对其进行深入研究，在保留其基本功能的基础上，不断优化智慧交通中运用智能视频监控技术的模式，为我国交通事业的蓬勃发展作出贡献。