智慧交通中的安防应用技术浅析

我国经济快速发展，城市化进程提速，人民群众生活水平显著提高，机动车保有量、驾驶人数量激增，人、车、路、环境等交通要素逐渐失衡，突出表现为道路使用效率低下、交通参与者素质不高、道路交通组织优化进程迟缓等问题，给公安及交警部门对于道路的管理带来压力与挑战。

智慧交通的管理对象分为人、机动车、非机动车，面对管理对象需要应用不同的技术手段，当今安防技术的不断创新，能够解决大部分过去解决不了的难题。通过深度学习、视频跟踪、物联感知等先进安防技术，实现针对交通领域的行人、机动车、非机动车、道路的管理，以教育为主、处罚为辅，大力倡导机动车礼让斑马线、行人/非机动车过马路遵守信号灯等文明交通行为，促进交通参与者知法、守法，提升国民素质水平，增强交通出行的安全意识、文明意识，力争打造一个安全、文明、畅通的交通强国。

一、视频监控在“智慧交通”领域中起到关键作用

智能安防发展至今，视频监控在安防中是不可或缺的技术。在安防行业各类系统中70%以上的应用都需要监控设备来采集图像，追溯案事件发生的过程。而在智慧交通领域中，越来越多的安防监控设备被广泛引用到大街小巷，对交通秩序提升和交通事件管理起到了关键作用。

图1  各类形态交通执法设备

由于城市道路环境复杂多变，为适应不同的应用场景，产生了丰富的交通执法设备形态：其中护罩形态的固定式摄像机，架设在路段中央，稳固可靠，用于全天候记录过往车辆的号牌和图像；内置球型云台的摄像机，安装在路侧可兼顾多种角度和场景，对违停车辆进行抓拍；一种新型融合雷达和视频为一体的摄像机，可实现多种交通事件和道路信息的采集；另外还有带射频信号采集的多维感知摄像机，可将手机信息与车辆信息相结合，实现更多种数据和信息的关联。

二、“智慧交通”中安防技术的创新应用

在交通道路管理中有着环境复杂、管理对象差异化明显、提取信息需求多等特点，随着安防中对视频处理、信息提取、物联感知等方面不断成熟，安防技术在交通领域主要有以下几点创新应用手段：

1.环保补光技术

由于高功率爆闪灯在交通卡口中广泛应用，造成的光污染严重，导致司机在夜间行车瞬间致盲，给驾驶带来诸多安全隐患，周边市民也被频繁爆闪强光影响夜间休息。而如果不配置爆闪灯抓拍，成像效果又很差。目前AI图像融合技术，可以把两个高速运动的车辆视频融合（手机的双镜头只能处理图片，处理全天24h的视频），两个视频分别处理图像亮度与颜色，融合后即使没爆闪灯也既能看清车牌，又能看清车内驾驶员的五官。

图2  环保补光灯与传统补光灯对比

2.多维感知技术

多维感知技术除了应用传统的视频监控，还融合了目标结构化（人脸、人体、机动车、非机动车）、IMSI采集（手机信息）、人车码聚合（信息关联与提取）技术。IMSI（国际移动用户识别码）采集是安防里最先提出和产品化的，众所周知IMSI是和手机卡唯一绑定的，手机与身份可建立关联，因此可作为人员身份的辅助判断依据。通过人员、车辆、手机信息综合掌握并建立关联，就能更快找到一个人或一辆车，提高追踪、破案效率。

3.视频结构化技术

视频结构化技术可以对机动车、非机动车、行人进行区分识别。在视频图像中经过的每一辆车，都会识别出车牌、车型、车款、车身颜色、年检标、遮阳板、纸巾盒、挂件、摆件、不系安全带、开车打电话、特种车辆等细分特征。同时还可以做到关键字检索，比如搜索通过路口的蓝色雪铁龙，只要输入关键字就会自动检索和分类，极大的减小公安部门的工作量。

图3

三、未来应用趋势

近年来智能安防在智能交通行业应用趋势主要围绕绿色、安全、大数据三个方向，将围绕国家政策有针对性的优化产品和提升技术，结合自身优势不断创新，推出系列化解决交通难题的方案和系统。

方向一：绿色环保

在关于全面推进绿色交通发展意见中提出，绿色交通不止体现在能源消耗方面，在交通基础设施建设包括非现场执法设备也要满足生态环保无污染的问题。 

环保卡口系统，采用环保补光、双帧融合技术，配合环保补光灯，有效减少大功率抓拍补光灯带来的光污染。

全系太阳能交通产品，包括太阳能卡口抓拍、太阳能违停、太阳能电子警察，系统具有共同的特点，环保新能源独立供电。太阳能供电与传统电缆供电相比，前者省去了很多复杂的布线；传输采用4G/5G无线传输，内置后备电池，安装和使用更方便，适合临时布控的需求使用，符合绿色环保的同时，从根本上解决了部分道路设施建设取电困难的问题。

方向二：安全文明

在《持续开展城市道路交通文明畅通提升行动的计划》提出，各地要坚持依法治理城市交通，健全城市综合执法体系，保持城市交通秩序常态严管态势，持续开展常态化交通违法整治。其中重点提到要严查不礼让斑马线、非机动车逆行、行人闯红灯等重点违法行为；严管电动自行车通行秩序，要科学优化城市核心区及重点区域、拥堵点段的交通组织，根据交通流量变化规律和道路条件缓解交通拥堵，持续推进城市道路交通信号灯配时智能化工作。

可以看出，解决交通治理问题，依然要利用先进的智能化交通技术手段，技术发展是我国城市交通管理提升的重要措施。

目前针对机动车闯红灯、违停、超速、逆行等基本的违章行为，各地已通过建设各类电子警察、卡口系统、违停系统进行非现场违法抓拍，对驾驶员起到了震慑作用，规范其驾驶行为。但针对机动车的一些不文明行为、非机动车和行人的违规出行行为以及道路的流量管理等仍有所缺失，这也正是《持续开展城市道路交通文明畅通提升行动的计划》尤为关注的问题。

特种电警系统面向行人、机动车、非机动车、道路四个对象分别建设针对性的智能系统，为记录不文明的人、车、非机动车出行行为、监测道路运行情况提供技术手段，对交通参与者形成强大的威慑效果，可以促使其遵守交通法律法规文明出行，提高交通安全，缓解交通拥堵，提升交通管理智能化、自动化、精细化水平。

方向三：大数据应用

2019年9月19日，中共中央、国务院印发了《交通强国建设纲要》（简称“纲要”），进一步强调了智能交通，尤其是交通大数据中心发展的重要性。《纲要》提到，到2020年完成决胜全面建成小康社会交通建设任务和“十三五”现代综合交通运输体系发展规划各项任务，为交通强国建设奠定坚实基础，到2035年基本建成交通强国。《纲要》要求大力发展智慧交通，推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合；推进数据资源赋能交通发展，加速交通基础设施网、运输服务网、能源网与信息网络融合发展；构建泛在先进的交通信息基础设施；构建综合交通大数据中心体系，深化交通公共服务和电子政务发展。

图4

目前全国已建设了大量的电警、卡口、道路监控系统，每天产生海量的图片及数据，未来数据量还将继续大规模增长。但数据资源并未得到有效地分析利用，缺乏快速的线索查找手段和高效的分析能力，仅通过人工查看费时费力，所获得目标线索零散，无法做有效的线索比对和资源共享，容易遗漏嫌疑目标，严重影响数据的应用效率及办案速度。

加上越来越多的犯罪嫌疑人或交通肇事者具有反侦察能力，通过使用假牌、套牌或进行车牌遮挡、摘掉等行为进行伪装，遇到该类案情，过去通常只能依据车辆本身固有和难以更改的信息，如品牌、型号、颜色等从海量过车视频图像中依靠人工进行查找和识别目标车辆，费时费力。

目前我们可借助人工智能和多维的大数据管理技术，对海量数据，以交通违法、交通事故、交通情况分析为基础，开展交通信息综合分析研判，进行数据挖掘，尤其针对套牌车分析、违法行为分析、车辆频次分析、出入城分析等；加强事前、事中实时应用，做到事前缉查布控、事中及时告警，提升交警业务能力；支持实时路况、车流量/出入城的态势查看、交通事件查询和统计等功能，同时应能对路段拥堵情况进行排名，为信号灯控制、交通疏导提供有效数据，以便交管部门及时指挥执勤民警处理拥堵事件，提升道路利用率、科学调度交警警力、提升管理决策水平。

结语

我国智能安防在交通领域的应用与研究仅十余年的基础，虽起步较晚，但相关政府交通管理部门非常重视智慧交通的发展和研究。尽管在智慧交通的道路上还面临诸多困难，一些新技术手段还不足以支撑和解决所有难题，但随着物联网、云计算、大数据和人工智能等安防新技术的不断推进，智慧交通市场势必呈现高速增长趋势，加上高新技术手段的革新和投入，势必帮助城市交通迈向更高效、更绿色、更安全、更便捷的新时代。

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作者：郗胜奎  天地伟业技术有限公司

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中国公路学会交通工程

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编辑| 孙晨

审核| 陈小妮