智能视频分析技术助力智慧城市交通改善

     一、国内交通环境分析  

    近十年我国城镇化发展迅速，目前国内城市人口密集区，机动车和非机动车数量讯速增长，同时相对匮乏且陈旧的道路交通设施、布局不尽合理的城市路网已经不堪重负，导致城区交通拥堵频繁、交通秩序混乱等问题日益严重。特别是早晚流量高峰期间，道路人流、车流量基本处于饱和或超饱和状态，车辆行驶缓慢，加上车辆违规行驶、商贩占道摆摊设点、车辆乱停乱放、侵占道路等现象比较严重，使得“上马路看车展”已越来越成为城区交通的一种常态，是城市交通管理的难点和热点。

　　根据中国科学院《中国新型城市化报告2012》报告发布，对中国50个城市上班路上的平均时间进行了排名，北京以52分钟居榜首，广州、上海以48分钟、47分钟紧随其后，深圳以46分钟居第四。报告还提出，2011年的中国内地城市化率首次突破50%，达到51.3%。这意味着中国城镇人口首次超过农村人口，中国城市化进入关键发展阶段。

　　十年前，中国的二线城市，交通拥堵很少见，但是近5年来，交通拥堵已经成为二线甚至三线城市的常态。全国百万人口以上城市有80%的路段和90%的路口通行能力已经接近极限。

　　交通拥堵使交通延误、车速降低、时间损失、燃料费用上升、排污量增加，同时诱发交通事故，影响人们的工作效率和身体健康。而对于城市交通管理者来说，一方面是日渐增长的交通压力，另一方面却是警力人员的捉襟见肘，如何利用科技手段加强管理效率，增进交通良性循环成为很多城市交通治理和发展的重要思路之一。高清摄像机的广泛使用和基于高清图像的视频分析技术的发展，有效的解决了技术手段问题，使得智能交通信息化系统在每个城镇得以广泛应用。

　　二、视频分析技术的应用现状

　　视频分析技术就是使用计算机图像视觉分析技术，通过将场景中背景和目标分离进而分析并追踪在摄像机场景内目标。用户可以根据的分析模块，通过在不同摄像机的场景中预设不同的非法规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，系统会自动发出告警信息，监控指挥平台会自动弹出报警信息并发出警示音，并触发联动相关的设备，用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组并采取相关预防措施。这种技术前几年只是在标清摄像机中做一些简单的应用，如越界、人员聚集等，但是标准摄像机有者自身的先天不足，取景范围受限，图像不清晰，尤其在快速变化的道路上很难有效的分析和取证。

　　随着高清摄像机的大量使用，高清图像的视频分析技术也得以快速发展，如今已在城市智能交通系统中得到广泛应用。其中应用最多的是电子警察系统、交通卡口系统和动态车流量监测系统。

　　1、在电子警察系统中的应用

                      图1车辆检测流程

　　视频分析技术在电子警察中的应用，主要是利用视频分析技术对行进车辆的行为进行分析，通过测流程高清摄像机抓拍的实时视频，对每一帧图像进行比对分析，运用智能算法计算图片的变化分析监控区域内车辆的变化曲线，进而检测车辆经过并判断车辆的违章行为。其中主要的检测方式有：

　　（1）车辆检测原理

　　采用基于运动检测的车辆检测方法，其核心原理是通过学习建立道路背景模型，将当前帧图像与背景模型进行背景差分得到运动前景像素点，然后对这些运动前景像素进行处理得到车辆信息。该方法效果的优劣依赖于背景建模算法的性能。其流程图如图1所示。

　　整个检测过程分为以下几个步骤：

　　由高清摄像抓拍主机获取实时的视频流。