视频事件检测系统在高速公路的应用

黎兆勇

高速公路运行管理中，视频事件检测非常关键，直接影响着高速公路的整体运行安全。文章结合崇靖高速公路工程实例，介绍了视频事件检测系统的应用原理与功能。

崇靖高速公路;视频事件检测系统;应用

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0 引言

作为高速公路运营管理一个非常重要的组成部分，对路面异常事件的实时检测、发出预警、及时处置会对交通领域产生不容忽视的影响。最近几年，由于对高速公路的异常事件没有进行及时有效地处置而导致的交通事故频繁发生，对高速公路的行车安全造成了严重威胁。在这种情况下，技术人员必须做好视频事件检测系统的研究应用，保证高速公路的运行安全。

1 工程概况

崇靖高速公路地处山区，地势复杂，桥隧比高达22.2%，急、险、陡、弯路段多，且“两客一危”车辆较多，监控、管理难度大，靠人工巡检无法及时发现突发异常事件。为随时了解道路的通行情况，提升交通事件检测率，提高处理突发事件的效率，保障高速公路的安全运行，需在事故多发和安全隐患较大的路段部署星光级高清监控设备，并应用视频事件检测系统进行检测。

2 视频事件检测系统的应用

在崇靖高速公路急、险、陡、弯、桥和事故多发路段部署星光级监控摄像机，可实现路面交通状况的实时监控。通过后台系统对前端监控摄像机采集的视频进行检测分析，可实时检测该监控点发生的各类交通事件，并发出报警指示，以便相关部门人员及时对相应的交通事件进行处置并发布预警信息，使司乘人员及时了解道路交通状况，保障高速公路的安全畅通及司乘人员的安全出行。

视频事件检测由视频监控和事件检测两部分组成。星光级监控摄像机图像采集设备能满足在夜间超低照度环境下的监控需求。星光级监控摄像机有两个优势：（1）设备优势——透雾技术。为了解决白天特殊环境监控的问题，浅透雾对图像不同区域景深与雾浓度进行滤波处理。（2）低照度技术——星光级监控。针对高速公路夜间微弱补光的情况，系统运用“星光级”摄像机，能在超低照度下得到较好的图像。

事件检测模块能通过对道路交通事件进行实时检测，将事件视频图像及报警区域图像切换到主监控画面，代替人眼对道路监测系统中视频图像画面进行处理和综合分析，从中得到所需要的事件信息及数据，对道路上突发的异常事件进行实时检测，实现第一时间内自动报警。

2.1 系统原理

视频事件检测系统是高速公路检测管理中一种不可或缺的工具。系统构建的主要目的是帮助高速公路监控指挥中心或分中心完成对区域范围内高速公路运行安全的监控。崇靖高速公路路面视频事件检测系统的基本原理是通过后台纯软件模式，直接读取前端摄像机实时视频，进行视频事件分析，并具有AI人工智能，完成对道路的监控。其可以通过系统设定的方式，在视频事件检测系统对应的摄像机显示图像中，对检测区域进行确定。区域范围内的任何异常现象都能够被及时捕捉，系统会自动向工作人员发送报警信息。因为使用了高清摄像机，能够实现对异常信号的精准捕捉，使事件的归类更加清晰，也可以为分析研究提供便利。

2.2 对比分析

2.2.1 基于异常事件分析仪的检测系统

目前常见的视频检测系统，由异常事件分析仪及事件管理器组成。异常事件分析仪的主要功能为交通事件检测、交通流量检测、事件报警和图像存储等。事件管理器的主要功能为事件显示、查询和管理，流量统计，生成报表等。其工作原理是把异常事件分析仪设置于机房，通过视频分配器分出前端摄像机的视频信号接入视频检测器，在前端子系统中进行相关设置并进行事件分析，把检测到的相关结果传送到事件管理器再进行归纳分析。每个异常事件分析仪可检测的视频数量有限，因此需根据检测视频数量配置相应的异常事件分析仪及视频分配器等辅助设备。该系统成本较高，扩展性不够灵活，无AI自学功能，提高事件检测的有效性依赖于人工手动对视频图像中需要检测的地方细化和设置多个检测区域。

2.2.2 基于后台纯软件分析的检测系统

基于后台纯软件的检测系统在后台软件系统集成了异常事件分析仪（前端子系统）及事件管理器（后端中心管理系统）的功能，对比基于异常事件分析仪的检测系统，其有着更加明显的优势：（1）不需要进行大量前端硬件设备的购置，能够在很大程度上节约成本，降低消耗，同时也能够有效减少改造成本及运营成本;（2）能够根据实际需求，自主进行需检测视频摄像机的选择工作，开展相应的事件检测，可扩展性及兼容性强;（3）在基于纯软件的检测系统中，可采用云计算及大数据等先进技术，设置相应的AI自学习功能。通过人工智能的不断学习，对系统功能进行完善，提高异常事件检测率及响应率，而且功能的提升不需要额外添加前端设备。

经过综合比较和分析，崇靖高速公路采用基于后台纯软件的视频事件检测系统。

2.3 系统功能

视频事件检测系统的功能大致可以分为四大类：（1）事件检测。能够实现的功能主要包括停车检测、拥堵检测、逆行检测、行人检测以及车辆低速检测等。（2）事件处理。能够实现的主要功能包括声光报警、事件图像查看与处理，分车道区域报警、重要事件上报以及分报警提示等级等。（3）统计道路状态信息。可以实现车流量统计以及车道平均速度统计功能。（4）视频播放。可以实现报警事件录像回放以及视频播放实时分析等功能[7]。

2.4 系统应用

当交通事件发生时，借助视频事件检测系统，工作人员能够及时把握事件的发展情况，以最快的速度进行处理，避免类似事故的重复发生。如在高速公路险峻路段，视频事件检测系统能够对路面状况进行实时监测，及时发现潜在隐患（如路面抛洒物、落石等）和突发事故，安排專业人员及时处理，保证道路畅通。模块化的设计使得视频事件检测系统可以对客观状况进行真实准确的反映，为管理人员提供第一手资料，系统也可以在后台完成对监控图像的全天不间断分析。视频事件检测系统本身基于纯软件系统模式，借助前端摄像机采集视频图像，经由网络将拍摄到的数字视频信号传输到视频事件检测服务器中，运用云计算技术进行分析。通过检测系统的分析处理，可以实现相应的模型匹配以及目标跟踪，当检测到道路异常事件时，系统自动对视频数据进行截取和分析，将发生报警的视频保存到视频存储服务器，将异常事件数据记录到系统，并在系统客户端进行报警提示。系统实时对视频中的车辆运行信息进行分析，得到车流量统计以及车道平均速度统计。通过这样的方式，能够实现对高速公路的自动监视摄像以及实时交通流量的统计等。以其中的险峻路段为例，借助视频监测，能够将实时交通流量以及车辆速度与历史平均值进行对比，如果发现异常，可以及时预警并进行调控，避免安全事故的发生。

崇靖高速公路的路面视频事件检测系统于2018年7月部署实施完成，工程成本比基于异常事件分析仪及事件管理器组成的视频检测系统预算节约了将近50%。自运行以来，系统已检测出多次路面异常事件，其中包括5次危化品车辆事故事件、3次边坡滑坡事件等。经过系统的AI自主学习，目前路面异常事件检测准确率已由初始的90%上升到98%，并且还在继续提高，极大提升了高速公路运营的应急处置效率。

3 结语

总而言之，高速公路运行管理中，视频事件检测非常关键，直接影响着高速公路的整体运行安全。将视频事件检测系统应用到高速公路运营管理中，可实现对路段的全天候立体化监测。在发现异常事件时，系统能够自动进行分析，做出相应的报警和记录，协助高速公路管理部门及时准确地判断和处理异常事件，提升对风险隐患的防控能力，减少异常事件可

能造成的拥堵和安全事故，以此推动高速公路事业的稳定健康发展。

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