高清视频在高速公路抛洒物管理中的应用.pdf

婧 高清视频在高速公路抛洒物管理中的应用 近年来，随着高速公路路网的快速发展，长三角地带已 形成了复杂的路网嵌套局面，沪杭甬高速公路贯通杭州湾两 岸诸区域中心城市和经济发达市县，交通枢纽已有近十个， 经过各交通枢纽的车辆分流、混流情况比较复杂，如何解决 区域内高速公路因抛撒物引起的各种管理问题，规避意外事 件的运营管理风险，减轻管理成本，是各业主目前直接面临 的重大课题 规划建设一套全天候对沪杭甬高速的所有通过交通枢纽 进出车辆进行车牌识别，抓拍全景照片与特写照片(全景照 片清晰度达到能够全天候看清车辆全貌，对大货车能够判断 车厢所装载物品特征；特写照片能够清晰看到车牌与前脸特 征)，记录所有车辆在沪杭甬高速上的行驶路径与时间段以 及每个检测点的清晰图片，这样一旦今后出现因抛洒物而引 起的诉讼纠纷时，依据抛洒物特征，通过锁定的时间范围， 查找事故路段经过的装载抛洒物车辆的相关证据，提交有关 管理部门，来减少业主对抛洒物引起的事故所承担的责任 技术方案 本方案所选系统不仅能对沪杭甬高速交通枢纽进出车 辆进行车牌识别，形成每辆车经过检测点的图片，对可疑抛 洒物车辆的事后跟踪提供依据；又能得到进出交通枢纽的车 流量动态参数(车流量、平均速度、占有率等)的检测数 据，做到对进出沪杭甬高速公路的通行车辆封闭式管理。

本 系统投入一套设备得到多种应用结果，既能解决因抛洒物带 来的管理问题；又能获得交通枢纽前后的车流量及其他动态 指标，通过这些指标，及时掌握全路段每个交通枢纽前后分 流、混流的通行数据，为沪杭甬高速公路的精细化的营运管 理、优质化服务提供直接数据化的支撑；同时也节约了营运 管理成本本系统经过多次方案论证，现对方案简述如下 系统构成分三个层次：外场部分、断面检测点处理部 分、全路段的中心管理部分，如图1 90中国交通信息化2010．08 WWw cHINA}TS CN 浙江沪杭甬高速公路股份有限公司石胜华 l 外场部分主要为检测系统前端部分，含高清摄像机、 高清镜头、辅助光源、千兆交换机、以太网光端机、高清 视频流车辆检测设备(简称HVE)、机柜等；外场部分安 装在沪杭甬高速公路每一个交通枢纽前后的龙门架上，形 成对互通交通枢纽的路段闭环管理模式，设置点的位置选 择如图2所示 图2 由于每个检测点选用高清视频车辆检测系统(HVE)， 不仅实现检测点断面流量检测功能，同时提供了较高的车牌 识别功能和清晰的特写照片与全景照片 断面检测点处理部分，主要设备包括：断面数据服务 器、断面网络设备和数据光端机等；中心设备包括中心数据 服务器、管理主机、配套的网络设备等。

工作流程：每个检测点动态数据实时上传到HVE进行 处理加工后，将结果数据包包括实时的车牌识别结果(车牌 号、车牌颜色)与实时车速、行驶道号、抓拍车辆图片(3 张)、全景车辆照片等传送到断面数据服务器，图片保存时 间为1个月，断面服务器进行数据汇总后形成车道／断面车流 总数、车道／断面平均车速、车道／断面占有率，并保存各类 统计数据与各类实时数据，再通过内部网络将统计数据实时 上传至中心数据服务器系统的数据流如图3 吝吝…吝吝 图3 后台配置系统专用的抛洒物管理系统软件，可供需求 不同的路段管理部门通过内部网络远程连接到断面流量服务 器，软件系统的查询面如图4 图4 NEWSOFT 广州新软 仝围领先ET[系统提供商 只需简单设置时间段、车牌颜色、行驶速度等参数，即可 方便检索到筛选后的断面车辆通行记录，包含清晰图片2张，其 中一张为全景车型照片，能够判断车厢所装载物品，一张为特 写照片，能清晰看到车牌与前脸特征，双击任一条记录后，弹 出如下效果图，能清晰地辨认车头及车厢，如图5 图5 一旦锁定可疑车辆，则可通过“锁定跟踪界面”： (输 入车牌号，与时间参数)，该界面可以把该车通过所有枢纽 检测点的图片按照时间先后次序形成记录输出，为快速查询 到可疑抛洒物车辆的事后跟踪提供了有力依据。

方案验证 业主为了求证方案的可行性，与北京信路威公司合作， 于2010年5月在沪杭高速步云枢纽的龙门架上安装了1套单方 图6 201o．o8中国交通信息化9 1 wWW Ct-IjNAlTS CN 婧 向断面检测系统，采用两台高清摄像机交叉覆盖方式进行4 车道实际测试，设备安装如图6 通过采集交通流量动态变化数据和车辆牌照识别的数 据，很快得到了验证，基本符合设计需求，但为了得到24／J~ 时清晰的全景照片，并考虑系统将投入的成本，我们做了多 种尝试，结果如下： ◇全景摄像机采用红外摄像机：该方案在白天效果很好； 夜间存在问题：大车车头能看清，但车厢基本无法辨认 ◇全景摄像机采用红外摄像机，并在同一龙门架上增加 了金卤灯：同样夜间存在问题，大车车头能看清，但车厢在 大多数情况下难以辨认 ◇全景摄像机采用300万像素的高清摄像机，同方法2增 加辅助光源：夜间效果也不理想 ◇全景摄像机采用1英寸的高端摄像机GE1900C：夜间成像 清晰，解决了夜间车厢看不清的问题，但传输媒介需千兆网络， 因此该方案不仅摄像机的成本比较高，同n~N~Jll传输成本 ◇全景摄像机采用2台300万像素的高清摄像机竖装，系 统如图7。

牌 剐器 图7 该方案全景图片全天候细节清晰，人眼能清晰看清车型 特征、车厢所载物品特征等，达到了预期效果，缺点是需要 摄像机竖装，使图像经过灰度拉伸看清了车厢特征，但灰度 拉伸后躁点会增多，夜间实测照片如图8 另外，在验证阶段，也对系统的一些指标、相关的工程 安装要求做了一些试验测试，主要包括： ◇在本系统实施中为了提高设备的识别率、检测率指 标，对HVE系统选用了路径识别应用的安装模式，使设备 全天候的车牌识别率>92％(正常天气环境，剔除脏污损遮挡 92中国交通信息化2o10．08 WWW CHINAITS CN 图8 牌)，车辆的检测率>97％ ◇系统采用了两类辅助光源：LED灯和金卤灯，LED补 光灯是利用车牌的反光特性，在夜间给摄像机补光以拍摄到 清晰的车牌图片；金卤灯用于道路照明，光线柔和，与LED 配合使用，本系统中在同一龙门架增加了3个250W的金卤 灯，一个向来车的方向照，一个垂直向下照，另一个向车走 的方向照，安装第一个灯的目的是为了增加看车型效果，安 装后两个灯的目的是为了在检测区域形成一条光带，以减轻 灯光对驾驶人员的影响 ◇若有条件在检测区域内(距安装牌照识别摄像机的龙 门架约60米)加装门架式辅助光源在夜间照亮检测区域，效 果应该会更加理想，但考虑到预想效果已基本达到，以及加 装的成本，本方案未做测试。

总结 通过实际验证测试，基于车牌识别的高清视频流车辆 检测(简称HVE)系统成功实现了系统设计的预想，不仅 提供了车辆牌照数据和高清晰度的检测点全景图片，幅面为 标清的4倍，细节清晰，可用性好，能看清楚车辆的外形与 货车车厢装载物品特征，适用于实现抛洒物事后追踪的管理 需求；还提供了较高的断面流量检测数据，用于营运管理分 析，值得高速公路营运管理业主借鉴 本系统将在沪杭甬高速各交通枢纽得到全面应用，已纳 入全程监控系统设计方案，于今年一并实施[卫l 。