破解交通困局   智能技術"牽引"智能交通建設

　　我們生活的城市，交通擁擠和交通事故是全球城市道路所面臨的共同問題。我國智能交通已有十多年的歷史，但擁堵和事故現(xiàn)象依然嚴重，甚至愈演愈烈，究竟是何原因？政府每年在交通領域的投入逐年增多，卻使城市慘不忍"堵",人們開始暢想四通八達的交通方式。于是，將目光投向智能技術的發(fā)展。可以說，未來我國智能交通建設，智能技術將牽"引著"其發(fā)展，是城市交通建設中最為核心的技術突破點。


　　智能交通中智能技術作用


　　如前表述，智能交通首要解決智能化。通過智能視頻分析技術，可以從視頻中分理出一些值得關注的關鍵信息，并通過實時分析加工，獲取交通狀況信息，同時對實施現(xiàn)場路況作出即時反應。智能視頻分析技術源自計算機視覺（CV,ComputerVision）技術。計算機視覺技術是人工智能（AI,ArtificialIntelligent）研究的分支之一，它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關系，從而使計算能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內(nèi)容。而視頻監(jiān)控中所提到的智能視頻技術主要指的是："自動的分析和抽取視頻源中的關鍵信息。"如果把攝像機看作人的眼睛，而智能視頻系統(tǒng)或設備則可以看作人的大腦。智能視頻技術借助計算機強大的數(shù)據(jù)處理功能，對視頻畫面中的數(shù)據(jù)進行高速分析，過濾掉用戶不關心的信息，為用戶提供對監(jiān)控和預警有用的關鍵信息。


　　目前市場上的智能視頻分析技術通常都具有以下功能：圖像采集：一般圖像信號通常是以壓縮圖像流的形式存在，將圖像流解壓還原成原始圖像格式后再進行分析；運動物體檢測，發(fā)現(xiàn)圖像中運動的物體。當然去除了由相機自身引入的變化，外界環(huán)境引入的變化，如抖動和風；多物體跟蹤：在復雜環(huán)境下，如多個運動物體，多個攝像機，運動物體之間互相遮擋，消失及重現(xiàn)等情況下進行有效跟蹤；行為特征分析：行為特征分析是從圖像中尋找滿足預先設定的行為特征的事件。如車輛的停止或者突然加速，當聚集人員過多時報警，人員倒地，或者其它異常情況。


　　智能視頻分析技術需要不斷改進。以輝銳天眼的智能視頻分析技術為例，在智能化功能方面有所創(chuàng)新，如，動態(tài)背景建模技術：利用自適應高斯背景模型，能夠從復雜背景中檢測出運動目標。利用擴展的EM算法，為每個像素建立多個混合高斯分類模型，該模型可以自動更新，并能自適應地將每個像素分類為背景、影子或者運動前景，在復雜背景的情況下也能較好地完成運動區(qū)域的分割，能夠有效克服背景圖像的動態(tài)變化，如天氣、光照、影子及混亂干擾等的影響；形狀信息和運動特性的融合：將運動目標的形狀信息和運動特性相結(jié)合，利用分散度和面積信息，區(qū)分人、車及混亂擾動。非剛性物體（人）的運動相比于剛性物體（車輛）運動而言具有較高的平均殘余光流，同時它也呈現(xiàn)了周期性的運動特征，據(jù)此可以將人與車區(qū)分開來，利用時間一致性約束使得分類更加準確；利用光流場分析和動態(tài)輪廓技術，結(jié)合水平集理論進行目標跟蹤和軌跡描繪該系統(tǒng)利用活動輪廓的方法，利用封閉的曲線輪廓來表達運動目標，利用該運動目標的輪廓，確定每個物體的質(zhì)心，結(jié)合LK光流法跟蹤質(zhì)心，結(jié)合Level Set理論在圖像序列中檢測和跟蹤多個運動目標；利用隱馬爾可夫模型匹配時變數(shù)據(jù)，對目標行為進行特征分析：利用隱馬爾可夫模型HMMs（Hidden Markov Models）：HMMs對時變數(shù)據(jù)進行特征匹配。HMMs的使用涉及到訓練和分類兩個階段，訓練階段包括指定一個隱馬爾可夫模型的隱藏狀態(tài)數(shù)，并且優(yōu)化相應的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出概率，以便于產(chǎn)生的輸出符號與在特定的運動類別之內(nèi)所觀察到的圖像特征相匹配。對于每一個運動類別，建立一個HMM.匹配階段涉及到一個特定的HMM可能產(chǎn)生相應于所觀察圖像特征的測試符號序列的概率。


　　從上可以看出，智能視頻分析技術能應用在安防各個細分行業(yè)，在智能交通應用領域中，安防智能化的作用體現(xiàn)在：


　　首先，在車輛管理和車輛控制中呈現(xiàn)出了信息采集與處理方式的多樣化。應對不同天氣出現(xiàn)的不同交通事故，勢必要采取不同的處理方式；在信息采集方面，汽車上裝有車載定位系統(tǒng)，監(jiān)控指揮中心可對汽車運行位置及車上情況進行實時監(jiān)控。


　　其次，智能交通系統(tǒng)不僅是對車輛信息進行跟蹤和定位，對于路況信息、擁堵路段也進行了智能化的分析。北京的環(huán)路上，每隔一段路就會出現(xiàn)電子路況顯示屏，告訴行車的人們前方路段車流量情況。該信息提示牌就是利用交通信息采集系統(tǒng)，將信息整合到顯示屏上，豐富了交通信息的內(nèi)容，為出行提供了便利。 當人們越來越享受私家車給百姓出行帶來的便利時，以年輕人為主的自駕游成為當下流行的旅行方式。在交通信息系統(tǒng)中，也有專為外出旅行人員及時提供的多種多樣的旅行服務，盡管在狹小的車內(nèi)，你也可以了解到天氣、住宿、美食等信息，這是一種新型的服務體系，是智能交通子系統(tǒng)中待完善的信息系統(tǒng)。


　　再次，智能交通系統(tǒng)主要是為了緩解路面擁堵，特別是在高速路中設有ETC電子收費系統(tǒng)。裝有該系統(tǒng)的汽車可以以時速20km的速度快速通過，同時并通過精準的識別系統(tǒng)記錄下車牌信息。信息采集的高精度性在電子收費系統(tǒng)中展現(xiàn)得淋漓盡致。


　　通過智能視頻分析技術，可將視頻采集設備變身為物聯(lián)網(wǎng)智能感知器，尤其是在智能交通中，通過客流統(tǒng)計、違規(guī)車片照片、司機疲勞狀態(tài)等關鍵信息的利用，為智能交通調(diào)度、規(guī)劃、行為管理等提供非常優(yōu)秀的應用。"十二五"期間智慧城市的加速建設，帶動智能交通的迅猛發(fā)展，基于智能視頻分析技術的智能交通系統(tǒng)將得到大規(guī)模資金投入。


　　智能交通中智能化應用現(xiàn)狀


　　智能交通最理想的應用狀況，當然是所有對交通視頻的監(jiān)看都可以由視頻分析技術來完成，但目前而言卻不現(xiàn)實，估且先不說目前視頻分析技術還沒有發(fā)展到這么高的程度，僅僅說交通事件或狀態(tài)是如此復雜，連人都幾乎不可能完全理解或捕捉，又何談智能化程度不可能超過人類的計算機呢？故而，我們只來看看交通領域中目前有哪一些行為是有可能通過智能視頻分析技術來實現(xiàn)自動檢測和自動報警的，其實這一類的行為也是有很多的。


　　違章或故障、事故停車：在車道上或禁止停車區(qū)域出現(xiàn)停車現(xiàn)象，不論是因車輛故障停車或違章停車，都或?qū)儆跇O為危險的事件，或?qū)儆谝滓鸾煌ㄗ枞倪`章行為，需要及時進行處理，而事故停車也需要管理部門及時知曉盡快處理以恢復交通，視頻分析技術可以及時發(fā)現(xiàn)停車行為，提醒交通管理部門及時處理。


　　違章左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)：在某些道口，是不允許進行左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，否則不但容易引起交通阻塞，也容易引起交通事故導致生命財產(chǎn)的損失，通過視頻分析技術自動檢測違章左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)行為，可以對這些違章行為進行有效處罰，以提高交通監(jiān)測系統(tǒng)的威懾力，從而減少違章行為的發(fā)生。


　　違章變線：在某些路段（如隧道內(nèi)），正在高速行駛的機動車輛隨意變線是一種違章行為，容易導致交通事故的發(fā)生，應該及時發(fā)現(xiàn)和處理。視頻分析技術通過監(jiān)測車輛的行駛軌跡，并與車道線進行比較，可以發(fā)現(xiàn)違章變線行為。


　　壓黃線行駛：在交通法規(guī)中，壓黃線行駛是一種嚴重的違章行為，應該予以嚴肅處理。視頻分析技術通過監(jiān)測車輛

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