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宇视科技:云监控打造智能交通王牌——丹东公安从预警到防控

宇视科技是智能交通领域的新兵还是悍将?一起来看完丹东市公安局交通警察指挥中心建设工程案,或可从中找到答案。
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  宇视科技是智能交通领域的新兵还是悍将?一起来看完丹东市公安局交通警察指挥中心建设工程案,或可从中找到答案。

  主讲人/宇视科技 周春梅

  1050台高清点布控

  2013年9月,丹东市公安与宇视科技合作完成一套智能交通系统部署,其中涉及智能综合指挥调度平台、多功能智能视频监控系统、鹤大高速丹通段交通监控系统等三个项目,将丹东市以四层布控牢牢防护起来。

  在前端,1050台图像采集设备,其中700多台内置算法的高清一体化智能卡口、电子警察抓拍单元,部署于市内、高速、收费站、国省干道,以光纤连接到中心设备;1.5PB容量的IPSAN存储可以将照片保存6个月,视频保存15~30天;

  中心管理平台统一以地图作为窗口进行相应的功能和业务展示,单级平台容纳百亿级数据量,查询和统计能在3秒内返回,基于大数据的各项性能展示,可同步提供轨迹碰撞、拥堵分析等智能研判。

  在这1050台摄像机中,拍照的时候就可将图像进行语义化和结构化,记录下车型、颜色等过车信息。通俗地说,除了存储交通违章、记录清晰的街景、事件外,这是一套可以从历史存照中比照车牌信息,寻找犯罪嫌疑人信息,生成逃逸路径分析、并进行布控指挥的智能交通系统,完全遵循交警应用业务配置,并具备公安实战要求。

  云监控:从预警到管控

  作为丹东智能交通方案提供商,宇视科技通过部署云监控,在丹东市实现对机动车、道路及公安交通警务活动的智能化、信息化管控,社会治安综合治理,发挥“预警、监控、取证、震慑、决策、管控”六方面的作用。

  预警作用:提前发现可疑事件、目标等,为防范、打击违法犯罪争取时间;

  监控作用:市区主要路口、城市出入口等重要交通地点24小时不间断实时影像存贮,并可再现;

  取证作用:为案件提供有效证据;

  震慑作用:严密了交通、治安防控网络,减少道路交通违法事件;

  决策作用:提高了指挥决策能力,在大型活动的交通安全保卫、群体性事件的处置中发挥出重大作用;

  管控作用:加强城市道路交通的管理控制能力,有效推动应急联动机制和“数字城市”的建设。

  GIS展示 多系统融合调度

  高清画质、定可靠

  系统采用500万相机进行记录,分辨率达2592×2048,可更清晰的反映图片各项细节特征,其中包括拍摄范围路况、车况、车牌、车身颜色、车标、车内人脸信息、信号灯状态等特征。

  500万摄像机是前端系统的核心单端,为保障相机的长期稳定运行,系统采用IP66防护等级、配套电源防雷、网络防雷、电压保护、电流保护、风扇及加热等多项周边防护措施,确保系统7×24全天候可靠运行。

  电警违法、一机双用

  500万摄像机覆盖3车道,夜间采用同步LED灯进行补光。相机内置智能算法,除提供传统闯红灯外,通过智能分析判断不按标线行驶、逆向、压线、违法变道、违法调头及机动车占用非机动车道等违法事件,对违法事件抓拍三张违法图片的同时,可提供同步视频流。

  宇视科技的IT,助其迅速掌握智能分析的核心算法。区别市场主流的用“球机+服务器”分析(一个服务器带四个球机),它把算法加载在球机里面,就是用一个球机即能做一些数据智能分析。如果有700百个点位,即能省下上百台服务器的费用。

  事件检测、全局部署

  500万相机除了部署在十字路口完成违法事件检测外,还部署到城市出入口、高速公路和城市主干道,完成卡口、违法逆行判定、违法压线判定等多类型事件检测。

  业务融合、GIS展示

  前端采用500万摄像机作为采集单元,后端平台通过GIS界面进行统一展示三个层面的功能:

  通过电子地图,显示前端状态、完成相应的功能调用;

  通过某一点及预先的半径范围,可查询周边摄像机,调阅实况、录像等;

  分析前端道路情况,GIS实时显示红绿灯状态及主干道道路拥堵情况。

  丹东智能交通系统实现了基础数据管理、违章查询、车辆布防、处罚管理及非现场执法导入、GIS展示、拥堵分析及警务管理,将电子警察系统、卡口系统、视频监控系统、GPS系统进行统一管理,与诱导发布系统、信号控制系统、GPS卫星定位系统等子系统,完成相互的数据融合调度。

  大数据落地突破口

  丹东位居三线城市,智能交通系统每月都有近2亿条的数据量,如果按需存储6个月,数据量飙到10亿并不在话下。在这种海量数据环境下,大数据的应用与挖掘,数据线索、数据查询对平台服务器提出了更高的挑战与要求。

  而大数据处理是宇视科技在智能交通领域布局的第二张王牌。在丹东智能交通项目中,卡口和电警已突破了视频监控的语义化和结构化的应用范畴,成为大数据率先落地应用的领域。

  丹东智能交通系统自投入使用近一年来,协助破获了多起杀人案、盗车案、逃逸案、抢劫治安案件等等。

  稽查布控

  丹东智能道路交通管理系统中的机动车稽查布控模块具有比对分析报警功能,当嫌疑车辆经过卡点时,系统能够自动报警。如系统投入应用一个月下来,分析出1500多辆可疑车辆信息,其中三十辆是出租车。对这三十辆出租车的号牌被稽查布控,那么,在任何一个卡口点位,只要上报了这辆车牌,系统马上就报警,报警以后就变为一个警情,然后就可通过警员卫星定位进行布控。

  “1114肇事逃逸案”正是通过这种稽查布控的方式侦破的。2013年11月14日,丹东市振兴区201国道民航机场附近发生一起交通肇事案,受害人当场死亡,肇事车辆逃离现场。系统专案组确定肇事车辆为红色曙光大柴神皮卡车,随后对近一年来出入附近区域的同型号车辆逐一进行信息比对。通过细致的摸排,最终确定号牌为辽A6XXX5为涉案嫌疑人。

  另外,丹东公安曾接到临市的一个协查请求。该市的一个煤矿企业发生一起千万物资被盗案件,请丹东协查涉案车辆在丹东市的行踪。以前只能说“爱莫能助”,而今却是“分分钟”即可解决的问题。丹东交警表示,在智能交通系统中输入该车牌号之后,随即检索一下,即可查询到该车在丹东是否有行驶的历史轨迹,包括其出现的具体区域,然后进行分析,分析出它每天出门的第一个卡口以及最后回家时的卡口是同一个卡口,进而锁定这个卡口附近有哪些小区。最后对附近小区进行布控,待相关嫌疑人进入后,来个瓮中捉鳖。

  假牌套牌检测

  智能识别系统的优势在于能够确保时效性、准确性、实用性,通过征求一线民警的意见,配合研发人员进行深入分析,我们不仅对缉查布控系统进行了调试改进,还结合多次实战演练经验,查缉效率已经有明显提高,并可将系统的报警信息快速准确地传递给一线民警,进行违法查纠。

  假牌套牌检测是比较典型的大数据挖掘的应用。丹东智能交通系统的卡口和电子警察,过一辆车做一个记录。那么,如此海量的过车数据,通过套牌分析的功能进行筛选,其中必需制定一定的规则。例如同一车牌号码,在相近的时间段,出现在相距甚远的路段,那其中必有一辆为假牌。此外,系统还可以通车管库的信息做比对,比如说车管库登记的这个车牌是黑色,然系统抓拍的图片是白色的。那这个信息有误差,肯定有一个是假的,可以确定为嫌疑对象。

  车辆GPS定位

  丹东智能交通平台能够根据警情,安排资源。因为警员和重点车辆是一样的,自身携带GPS模块。他们的位置信息能够实时的上传到PGIS地图上。若通过某路段大量的卡口和电子警察,对过车数据流量进行控制,就可实现交通诱导控制。这种应用符合方便出行的理念,针对重点车辆,如 通过安装GPS模块,回传车辆的超速、连续行驶的时间等,对“两客一危”这类车辆进行管控, 而这些是以前无法做到的。

  警卫路线

  众所周知,现在政要外出考察都不能封路,但是安保工作需照旧。那么如何开展呢?实际上,在丹东智能交警管理平台里面,通过GIS地图,可自动生成警卫路线信号灯绿波控制方案。指挥中心形成一个可集中控制、统一调度的交通诱导策略,如自动调用警卫线路的视频图像、自动生成警卫任务布警方案及调警方案、大型警卫任务自动指挥调度,保障政要考察、外宾来访、明星出演、马拉松运动会等交通路线安全、畅通、有序。

  在2013年辽宁第十二届运动会之时,丹东交警对参赛运动员的车辆即透过智能交通系统部署了警卫路线的安保方案,通过这套智能交警平台对警卫对象参观访问的具体地点以及通行线路、活动区域等进行点线面的整体监控。

  除此之外,丹东智能交通系统还具备一些独到的功能。如轨迹碰撞:从A点到B点,经过五个卡口,然后通过点位,我可以筛选一下,在这个时间段,这五个卡口同时经过的出租车都能筛选出来,那这几个条件,比如说1、2、3、4、5个卡口,什么颜色的等等,这些可以作为查询条件。总结一下,就是这个数据挖掘,主要是在套牌的应用,还有一些与车关联的案件预防。比如在银行附近建立卡口,一辆汽车经过在某一时段出现十次、八次就有踩点之嫌疑,等等这些情况;朝鲜车牌识别:丹东地处中朝交界处,每天都有朝鲜车辆过境。因而就如深圳、珠海等地区类似,丹东智能交通系统也被要求识别朝鲜车牌;自学习功能:在路网中的智能球内植入对目标运动轨迹和行为特征的学习的模糊自组织神经学习算法。此处“自学习”不是说在其他地方学习,然后打包好,发给丹东,丹东就学会。整个学习的机制是在线完成的,就是说它可以把其他地方的经验在自己的范围内进行学习。

  【专家拍案】

  宇视智能交通:从实践中来,到实践中去

  朱明初:a&s编辑咨询委员、上海市公安局技防专家库成员、上海保安服务总公司原高级工程师,熟悉行业标准验收规范,拥有丰富的项目评审验收经验。

  核心观点——城市道路监控系统不是抓拍到闯红灯的数量越多越好,反倒是堵车问题的解决更为重要

  Q:现在不少城市都在扩建或改造包括电子警察、治安卡口、高速公路监控的智能交通系统。那么,原有建智能交通系统的城市,如何将改造或扩建的电子警察或卡口系统无缝接入到现有的平台中?

  周春梅:方案级的改造:由原标清或工控识别的方案升级改造为现在的“嵌入式一体机摄像单元”方案;规模级的扩建:方案已为嵌入式一体机方案, 进行后期扩建。

  以上两种情况再进行平台兼容时的关键是数据的共享。视频可以通过GB/T28181标准接入,而图片和过车数据则可以通过开放接口的方式与原有平台无缝对接。目前宇视做的很多项目都已经实现了与原有平台的数据共享。

  Q:在一二线城市,由于前端点位数千个甚至上万个,很难把路面上的监控摄像机汇聚到同一平台上。如上海,因为其布点范围甚广,光缆铺设投入大;道路交通管理涉及单位多,统一协调困难重重。宇视智能交通方案如何在一二线大城市落地?

  闫夏卿:宇视的研发设计有一个理念就是“从实践中来到实践中去”。因为技术和应用之间通常还有一段距离。技术本身需要为实际需求服务,方可接应地气。这是我们在丹东项目实践中的最大收获。

  未来,地级市交警公安针对智能交通系统还会提出更多样化的新需求。宇视会根据不同的模型、不同的数据去做分析。这并不一定说是宇视自己去做,也有可能通过其原有数字软件去做,且后者将来会越来越多。

  照理来说,丹东不是一个发达的城市,北京、上海等地会有更高的复杂度。不过,一个很有意思的现象,技术的革新往往从某个薄弱的环节开始。同样,在二三线城市的项目经验可以移植或扩散至北京、上海等超大城市。

  Q:丹东智能交通方案的一大闪光点便是超过700台前端相机内置智能分析算法。相比“摄像机+分析服务器”的模式,该类方案对前端摄像机的品质提出了特别高的要求。因为现在一些项目中即便是一些知名品牌的电警设备也出现图像模糊现象,这倒不是不是灰尘干扰,而是机器本身的问题。对此,宇视科技的前端设备性能保障有哪些独到之处?

  闫夏卿: 在设备品质把控方面,我们主要着眼于两点 ,一个是设计呈现出来的细节。宇视给自己定的标准高于行业标准。尽管这样直接会加大成本压力,不过我们的前端设备的返修率、损坏率,在行业里面是最低点的1/3。

  另外一点,我们在技术层面上解决了设备维护难题。宇视安防设备中使用的每一个配件,都会考虑和整机使用时间的匹配度。如刚才说到的爆闪灯。本来这个灯,不是宇视的核心技术,不过从前年开始我们就有尝试做自主研发,而且我们也一直在摸索补光技术,其实这也是出于产品性能与稳定性保障的考虑。

  Q:城市道路监控系统不是抓拍到闯红灯的数量越多越好,反倒是堵车问题的解决更为重要,尤其是像上海、杭州这一类大城市。

  周春梅:智能交通用于交警行业的主要业务一是处罚,目的在于规范驾乘行为, 减少事故发生概率;一是交通诱导,目的在于方便出行。而后者的问题现在更突出,因为它与我们老百姓每天的出行息息相关。完全可以利用卡口电警所上报的过车信息,进行一些算法计算分析后, 得出路况信息,再配合一些可视化手段将这些信息实时的发布,同时还应针对这些路况信息中的拥堵路段做出实时响应以缓解拥堵。另外,针对一段时间的路况信息汇总后,得出道路建设规划的方案才是最终目的。

  凌宁:a&s技术顾问,上海瑞润电子科技有限公司总经理,长期从事安防集成项目,工程实战经验丰富。

  核心观点——智能交通系统不仅需要前端抓拍细节细腻、清楚,还得匹配精准的智能分析算法。

  凌宁:方案中提及的“轨迹碰撞”如何理解?

  周春梅:那个轨迹碰撞,其实是我们给它起的一个名字。它实现的功能就是刚才描述的故事一样,即从A点到B点,挂有同一车牌的车辆同时经过了若干个卡口。可以这么理解,我开着一辆车,从机场到宇视公司所在地,我是走的这条线,然后,闫总也是开着一辆车,从另外一条线,到我们外围,走的是重复的地方,我们就把重复的地方筛选出来,或者说,我们想把已知地点重复的车找出来。

  闫夏卿:“轨迹碰撞”采用到大数据分析。只要数据存在,我们都可以做到。但是到底要做什么,要实现怎样的价值,还需根据交警用户提出的具体需求。

  最初,宇视对大数据的理解是在海量数据中检索,但是我检索的速度与以前不是一个数量级。“轨迹碰撞”只是一个基本的动作,在这个动作的背后,进行一个数据的叠加、交互和分享,又会有很多延伸动作。在暂无实际业务需求的情形下,该发挥什么样的作用目前还不明朗。

  凌宁:怎样才能让抓拍细节更细腻、清楚?

  周春梅:因为我们这个细节拍的清楚度,是对比车辆的一个关键因素。丹东项目中宇视提供的是200万摄像机用的是2/3英寸的CCD、500万摄像单元用的是一英寸的CCD。这样在CCD的靶面上,可以充分地抓拍到每个车道以及每辆汽车车头上面的信息。

  凌宁:宇视的智能交通系统算法有何特别之处?

  周春梅:在智能交通应用布局,宇视科技是软硬兼备。除了500万、200万的前端,还有专门研制针对道路监控的智能分析算法。我们的算法涉及到的有三大类,一大类就是我们的特征识别,比方说,汽车有汽车的特征,要将它与自行车、行人等其他物体区分开,就是一个特征的提取;第二就是车牌识别的技术,因为我们最后要呈现出来的就是车牌信息,那么我们就要通过车牌的识辨率来保证;第三是电子警察,就是刚才提到的,因为它是抓违法的,那算法就得通过行为来识别,是正常行驶还是违法行驶。

  如上三部分都是海量数据分析的一个基础。其中特征提取技术针对车辆独有特征进行感知,例如车灯、后视镜、轮廓、车牌等。感知之后可进行快速的学习,以提高系统识别率。

  凌宁:丹东项目中,智能交通系统的实际性能表现如何?

  周春梅:公安在布控、抓捕行动中,时间相差几秒钟,犯罪嫌疑车辆可能就开过路口,错失抓捕机会了。丹东智能交通系统中部署了搜索引擎服务器,模糊检索在四秒内返回,精确车牌检索在三秒内返回。即是,在上亿条数据当中,我们搜索一个车牌,就三、四秒钟的处理节奏。我们的这种在查询速度,已经是非常快了,而且还能保证整个系统正常运行。

  现在一些城市的道路监控系统实际拍摄到的车牌、行人图像都是比较清晰的,不过交警从业务出发关注的则是具体的性能参数。在丹东项目实际捕获率能达到99%,车牌白天可以达到99%,夜间能达到97%,车身颜色可以到85%。

  张淂福:a&s资深技术顾问、PELCO亚洲泰国及中国地区工程案例技术支持工作20年,熟悉掌握专业的产品技术应用经验,大型系统项目集成经验丰富。

  核心观点——脱离项目实际,再先进的方案也会“水土不服”。

  张淂福:项目实施过程中遇到一些挑战和问题,比如说选点立杆、开挖布线等施工环节以及夜视补光问题。还有自然环境因素,比如卡口设备架设好后调试时,其效果受到温差、雪霜等环境因素的干扰。因为丹东与南方的气候差异较大。对此,宇视科技是怎样去克服?

  周春梅:: 其实在丹东项目之前,宇视已经积累了一些在东北项目的施工经验,比如我们提到的黑龙江的双鸭山和齐齐哈尔等项目,历经了几个项目后,不管是东北地区的极温,还是雨雪等环境因素,我们都在实际的开局施工中遇到并解决了这些问题,比如加热、除雪、除霜以及因为温度变化带来的红绿灯位置偏移等问题。 所以在丹东开局时, 在这些方面都处理的相对顺利一些。

  张淂福:丹东有朝鲜车牌的车辆,如果是在深圳,就不单单遇到香港车牌,因为他还有挂双车牌,这个可能会是你们遇到的问题。像境外地区还有一些特殊车辆、特种车辆挂的车牌位置是不一样的。

  周春梅:这其实是两个维度的问题,首先关于特殊车牌识别, 因为我们的算法是可以进行自学习经验积累的, 所以,可以针对特殊车牌进行训练。 其次是大角度识别的问题, 因为卡口电警安装的位置是垂直于车道安装, 所以拍摄到的车牌基本是很规范的照片。电子警察针对转向位置的车辆的算法主要是跟踪, 识别还是以停车线以内的正向车牌为主的。

  张淂福:刚才提及的“自学习”技术。如果宇视走上国际,可能会遇到我们之前所面对的“水土不服”的问题。

  周春梅:的确,多语言识别需要我们建立更多的样本库进行学习训练。 但从国际智能交通市场来看,我们面临的更大的问题是了解国际智能交通行业需求, 行业业务,甚至是使用习惯。而这个需求也许还会根据地域,或者国家的发达程度,会有不同纬度的需求。宇视一直提倡客户导向的核心理念,因此了解需求并规划产品才是解决之道。

  编辑观点

  方案特色

  1、过去几年里,电子警察、治安卡口以及高速公路监控项目中,软件与硬件是独立分开的。而今宇视科技已经做到集摄像机、智能分析算法以及智能交通软件平台等技术于一身。虽然单项技术暂不能确定是业界最先进的,然这种软硬件融合的架构,很大程度上提升了系统的稳定性与可靠度。

  2、该方案中融入了云监控的理念,在平台功能挖掘上有尝试采用大数据分析,较好地解决了高清时代海量数据有效处理的问题,全面提升了道路监控实战效能。

  3、方案介绍中提到一个“智能学习”的概念,通过云平台,使得一个地方的实践经验可以移植到其他城市。功能新颖,贴合实际需求。

  提升空间

  宇视的设备以及方案被认为是国产阵容中具有IT血统的“高大上”,不过或可在成本管控上做进一步调整,以扭转价格劣势。

  工程商心声

  “我们比较看重宇视的技术底蕴”

  ——辽宁金洋科技发展集团有限公司智能交通部部长 王万波

  通过技术考察以及多家技术方案比较,我们感到宇视科技在智能交通领域虽然涉足时间不长,但是对于智能交通行业的技术储备,行业发展方向的预测,技术研发的方向都非常符合本行业的发展,对于我们提出的一些功能要求,都能很好的给出相应的解决方案,特别在摄像机设计,元器件的选择、存储的安全性、稳定性方面的设计以及平台软件的许多特性都优于其它厂商,我们比较看重宇视的技术底蕴。

  个人看来,宇视科技提供的智能交通解决方案有如下优势或特点:

  1、平台软件功能非常丰富,视频监控方面(基本的视频功能实况、回放、下载、云台控制、实况上墙、同步回放、视频切片、视频浓缩、视频标签、视频分组、预案、抢球联动、报警)的功能设计非常细致,考虑重发,操作简便。交通功能(卡口、电警的管理、图片的查询,图片和视频的关联、区间测速的配置、警情研判、套牌分析、轨迹碰撞、跟车关联性)等功能设计非常强大实用。

  2、地图功能全面(支持在线地图和离线地图),支持轨迹实时跟踪和轨迹回放;

  3、大数据支持,目前数据量接近10亿,检索速度快。

  4、接口丰富,可以十分方便的和第三方软件进行视频和数据的交互。

  5、支持定制开发,特性功能较多。

  6、系统架构采用IP全交换模式,最大限度的发挥交换设备的能力,节约服务器,4000路高清实况、存储、回放只需要3台服务器。

  当然,如果宇视科技要想在智能交通领域占据一席之地,或可从以下四点进一步厘清和完善。

  继续加强平台软件的深入研发,集成更多交通管控功能,如信号灯控制、交通诱导、指挥调度等;

  发挥大数据的优势,进行深度的数据挖掘,在交通流量分析、车辆轨迹分析方面开发出特色功能;

  和集成商深度合作,发挥各自优势,完善产品线;

  加强和集成商、用户的技术沟通和交流,了解实际现场的个性化需求。

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