城市道路智慧监控系统的设计

772019·恭贺新春·桂广网技专栏·《有线电视技术》2019年第1期总第349期聚焦运营商城市道路智慧监控系统是在工程实践基础上总结出来的一个综合性的高清视频监控系统，基于广电网络丰富的光纤传输网，在实现交通管理的基础上也实现了城市治安防控功能。智慧监控系统通过引入AI等多种视频智能技术的应用，解决了传统监控系统需要耗费大量人力物力的手工查证问题，同时也通过主动视频防控满足了平安城市的防控需求。1系统组成系统结构示意图如图1所示，该系统基于广电光传输网建设，智慧监控系统的图像信号和数据，前端监控点、派出所监控中心、市局监控中心都通过光纤接入。高品质的广电光传输网保障了高清视频数据所需的传输带宽和可靠的传输质量，确保视频图像可看、可控、可存储，避免了由于网络带宽和业务交换能力不够导致的图像延时、卡滞现象的发生。广电传输专网有以下主要特点。（1）稳定性采用全程环网传输，网络具备环路保护倒换功能，在环路光缆仅出现城市道路智慧监控系统的设计屈相耀雷登天广西广播电视信息网络股份有限公司南宁分公司摘要：本文主要介绍了城市道路智慧监控系统的系统组成和结构、应用环境、主要功能以及应用实践。关键词：城市道路智慧监控系统高清图2城市道路智慧监控系统组成图1系统结构示意图桂广网技专栏78《有线电视技术》2019年第1期总第349期·桂广网技专栏·聚焦运营商一次故障的情况下，业务倒换到保护通道传送，倒换时间小于50ms，不会出现业务中断现象。（2）可靠性采用双网络保护措施，即使在一套网络中断的情况下，业务也不会中断。因此具有更高级的安全性。（3）接口多样性可提供E1/E3/POS/GE等各类电接口或光接口，以及E1、RJ45、ATM等多种接入端口，根据现有路由交换设备任意选择，设备配置灵活，网络适应性强。（4）保密性广电网络与互联网完全物理隔离，保证了传输通道的安全和畅通。（5）安全性网络配置简洁明了，均采用底层的网络传输设备直接连接，不经过其他路由和交换设备转接，避免了泄密的危险，同时避免了因多设备转接可能产生设备故障而造成的网络中断，网络的安全保护能力更强。2系统结构城市道路智慧监控系统由前端视频采集子系统、数据传输子系统和后端业务支撑子系统组成，如图2所示。3应用环境该系统适用于城市快速路、主干道、次干道、支路等城市道路环境以及城乡结合路段、乡镇道路等，主要用于道路路面监控及特征目标捕获分析。一般单台智慧监控单元监控覆盖视场不大于双向6车道。最优应用环境为双向4车道道路断面/单台智慧监控单元。常规应用环境为单台智慧监控单元可实现对6车道及以下道路断面的高清视频监控的全覆盖；同时对临近智慧监控单元的2~3条车道的机动车进行自动抓拍，并完成对机动车特征属性的自动提取以及视频标签的自动叠加。4主要功能（1）道路全断面视频监视在满足系统应用环境要求的条件下，单台智慧监控单元能够在保证视频检测分析区域对像素点要求的同时实现对整个道路断面的监控视场全覆盖，监控中心可实时调看智慧监控单元的高清视频图像。（2）全天候高清视频录像智慧监控单元在进行机动车抓拍的同时还能够提供一路全实时的高清视频流（25/30fps@1920×1080p），视频流传输至监控中心，通过部署在监控中心的NVR或IP-SAN进行录像存储。（3）机动车通行记录抓拍系统能够对通过智慧监控点视频检测分析区域（临近智慧监控单元的2~3条车道）的机动车进行自动记录，抓拍1张照片并生成一条机动车通行记录。（4）非机动车通行记录抓拍系统在白天能够对通过智慧监控点视频检测分析区域（临近智慧监控单元的2条车道）的非机动车进行自动记录，抓拍1张照片并生成一条非机动车通行记录。（5）行人通行记录抓拍系统在白天能够对通过智慧监控点视频检测分析区域（临近智慧监控单元的2条车道）的行人进行自动记录，抓拍1张照片并生成一条行人通行记录。（6）机动车识别系统通过引入AI技术，实现机动车号牌自动识别、车身颜色识别以及车型判别等功能。（7）机动车、非机动车、人图片分类检索系统采用轮廓识别法自动对机动车、非机动车、行人进行判别和分类，并将抓拍图片按机动车、非机动车、人进行分类存储。用户可根据实际应用需求设置图片的存储路径。（8）视频标签自动叠加系统自动将车牌号码、车牌颜色等车辆特征属性信息的识别结果以视频标签的形式叠加到录像视频流中并与抓拍的图片进行关联。（9）录像视频及图片快速检索系统可根据车辆特征信息进行精确或模糊条件查询，快速检索定位到所需关注的对象的录像视频及图片。（10）套牌车辆实时分析及布控系统可根据智慧监控前端点位坐标信息计算出任意两点之间的最短路径和理论最短行程时间，自动比对不满足最短行程时间间隔规则的相同号牌的车辆，实时发现锁定套牌嫌疑车辆，提示报警并执行套牌嫌疑布控。系统支持人工复核，如果确认不是套牌，可将该条记录从数据库套牌嫌疑过车表中删除。5道路智慧监控系统平台道路智慧监控系统利用物联网、大数据、传感器、智能控制、视频处理等技术，将路口道路监控设别、非现场执法设备、交通信号控制设备、交通流量采集与信息发布设备、交通设施、标志标线、交通管制信息等有机整合在一起，实现资源利用最大化。792019·恭贺新春·桂广网技专栏·《有线电视技术》2019年第1期总第349期聚焦运营商通过路口综合管理业务系统对各类资源进行灵活调度与综合管理，彻底摒弃多系统联动应用时需在不同系统间切换的弊端，全面提升出警效率与交通管理效率，为交通违法管理、交通秩序管理、警卫任务、缉查布控、交通服务、交通决策与调度等提供全新的思路与解决方案。5.1道路智慧监控系统数据流系统数据流程图如图3所示，分为数据采集、数据处理和数据应用三部分。信息处理层将收到的各种信息进行预处理、校验、分析和转换、融合和存储等，生成准确、全面的应用数据集合。5.2核心业务流程设计（1）突发事件应急处理流程设计突发事件管理主要对各种不同类型突发事件进行预案管理，根据突发事件的级别，采用相应的应急预案处理。突发事件应急处理流程图如图4所示。（2）实时路况显示流程设计视频图像综合管理平台通过接口查询交通流采集系统的实时路况和交通流数据，在GIS上显示路况专题图和统计图表，实时监控全路网交通状况。实时路况显示流程图如图5所示。5.3接口设计道路智慧监控系统接口类型分为消息、数据访问、地理信息三种接口。消息接口主要是用于对其他子系统进图3城市道路智慧监控系统数据流程图图4突发事件应急处理流程图80《有线电视技术》2019年第1期总第349期·桂广网技专栏·聚焦运营商行控制与调度时使用；数据访问接口采用WebService技术实现。（1）道路智慧监控系统与信号控制子系统的接口利用页面实现信号控制子系统与道路智慧监控系统的交互，可以通过界面进行控制信号的方案、相位等，交互信息如表1所示。（2）道路智慧监控系统与视频监控子系统的接口,实现道路智慧监控系统与视频图像综合管理平台的信息交互，交互信息如表2所示。（3）道路智慧监控系统与GPS子系统的接口实现GPS系统与道路智慧监控系统的信息交互，交互信息如表3所示。6应用实践根据以上设计方案，城市道路智慧监控系统在田阳县交通综合管理平台中得到应用，并在田阳平安综合治理中发挥了积极作用，受到相关部门的认可。CATV表1数据源端数据目的端数据内容详细信号系统道路智慧监控系统信号系统运行信息前端信号机相位、方案以及设备配置、故障等信息道路智慧监控系统信号系统控制命令调整前端信号机的方案、相位等表2数据源端数据目的端数据内容详细视频监控系统道路智慧监控系统电视监视系统运行情况前端摄像机的故障信息、视频矩阵的故障信息、编码/解码器的故障信息视频监控系统道路智慧监控系统视频图像各监控点的实时视频道路智慧监控系统视频监控系统下发到电视监视系统的控制命令控制摄像机云台的动作、控制摄像机的动作（调焦、拉近拉远等）、矩阵的切换表3数据源端数据目的端数据内容详细GPS系统道路智慧监控系统车辆、警员定位信息获取车辆及警员的地理坐标信息道路智慧监控系统GPS系统指挥调度车辆及警员指挥调度车辆及警员现场处理事件图5实时路况显示流程图