浅谈基于视频的城市道路交通智能管理系统建设
时间：2021-05-13 00:03:21 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：分析了城市道路交通管理的现状，介绍了基于视频的城市道路交通管理系统的建设背景、建设目标和建设原则，阐述了整个系统的结构、功能，详细描述了建设过程中涉及的各个子系统并提出了相应的解决方案，最后对系统的未来发展作出了规划。
关键词：智能交通管理；视频；车牌识别；交通事件检测；交通诱导GIS
中图分类号：TP18 文献标识码：A
A Video-based Traffic Management System of Urban Road Construction
HUANG Cheng-tao
(Tianjin University of Finance and Economics, Tianjin 300222)
Key words: ITMS；Video；License Plate Recognition；Traffic Incident Detection；Traffic-induced；GIS
1 城市道路交通管理的必要性
随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快，如何解决城市交通问题已经成为城市可持续发展的一个重要课题，城市道路交通管理工作也面临着严峻的挑战。由于我国城市基础设施建设和道路交通管理没有相应匹配发展，使得道路交通常常成为在城市综合功能中一个较为突出的问题：道路拥挤、交通阻塞、乘车难、行车难等问题依然影响着市民的日常工作和生活，影响了整个城市的良性循环，改善道路交通，加强科学管理研究已显得十分迫切和重要。
目前我国城市交通发展的历程相当于西方国家的60～70年代，与发达国家相比，城市机动车密度还比较低。尽管如此，由机动车引发的环境污染问题和城市交通堵塞问题也很严重，这从另外一个角度说明了我国在道路交通管理方面还存在各种各样的问题。
2 智能化——提高城市道路交通管理的重要手段
为了解决城市的交通问题，改善城市道路交通系统的性能，首先需要通过改造路网系统、拓宽路面、增添交通设施以及道路建设等城市交通所必需的"硬件"建设来实现。但是，单纯提高硬件又是远远不够的，因为无论是哪个国家的大城市，可供修建道路的空间总是有限的，大量的建设资金筹措起来比较困难，尤其是交通拥堵情况比较严重的大城市；同时由于交通系统是一个相当复杂的大系统，单独从车辆方面考虑或者单独从道路方面考虑，都很难从根本上解决问题。此外，能源和环境问题的严重性也日益为人们所认识。
这时候需要通过采用科学的管理手段，把现代高新技术引入到交通管理中来，提高现有路网的交通性能，从而改善整个道路交通的管理效率，提高道路设施的利用率，实现城市交通管理的科学性和有效性。因此，运用先进的信息技术，建立一种大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的智能化城市道路交通管理系统（ITMS）是提高管理水平的重要手段。
3 基于视频的智能化城市道路交通管理系统的定义
城市智能化交通管理系统(ITMS)是在具备一定条件的道路设施基础上，利用先进的电子、信息、传感、计算机网络、控制及系统工程等高新技术，使人、车、路一体化，形成实时、准确、高效的综合性交通运输管理系统，它是信息化社会经济和技术发展的必然要求，也是解决交通问题的根本途径。
智能化城市道路交通管理系统的基础是路面信息的采集，只有在获取足够路面信息的情况下才能做出正确的决策和分析。通过线圈、雷达等探测器是传统的感知方式，但是这两年来，视频技术得到了长足的发展，通过视频对行人、车辆、道路的状态自动的进行分析、处理、判断、报警是智能化交通管理系统发展的最新趋势。本文详细分析了基于视频的ITMS系统结构和组成，对其中应用的关键技术做出了简明扼要的相应的阐述。
4 基于视频的城市道路交通智能管理系统总体设计
4.1系统建设目标
以交通综合监测为主要建设内容，初步建成适合城市道路交通特点的、具有高效快捷的交通数据采集处理能力、决策能力和组织协调指挥能力的城市道路交通智能管理系统。
系统以采用视频作为系统的信息源，以城市电子地图信息为整合平台，结合警力分布、交通管理设施及其它专业化的信息系统，综合显示拟建视频监控、交通信号控制、交通违法监测等系统的运行情况。
系统通过简单直观的界面，除提供基本的空间数据浏览、查询功能外，还可以在电子地图上直观提供实时的城市各主要道路的交通流量、车速、突发事件等动态交通信息，车辆行驶轨迹，旅行时间等以便交通管理人员做出快速响应。
4.2系统结构与总体框架概述
系统基于视频综合监测建立一整套综合交通信息采集、处理和应用分析系统，对前端视频采集设备（包括视频监控、卡口、电子警察、超速抓拍等）采集到的视频图像进行综合复用，中心进行集成处理，以此为基础构建整个城市道路交通智能管理系统集成的基础数据源。系统总共包括十个业务支撑子系统和一个GIS集成平台：（1）视频监控系统；（2）事件检测与交通流自动检测系统；（3）交通违法监测系统；（4）旅行时间检测系统；（5）交通信号控制系统；（6）GPS车辆定位系统；（7）交通诱导屏系统；（8）交通移动指挥通信车系统；（9）通信系统；（10）无线调度系统。
视频监控系统，事件检测与交通流自动检测系统，交通违法监测系统又统称为视频综合监测系统，它作为整个交通智能管理系统的感知部分，在综合采集的视频基础上，通过不同的集成处理单元，配合GPS车辆定位系统，对交通事件、性质、流量、状态等信息做出完全智能的分析和判断。通过旅行时间检测系统、交通信号控制系统和交通诱导屏系统，对城市交通做出自动或者人工干预下的管理，同时通过数据仓库和交通辅助决策支持系统生成交通决策支持信息，提供给管理人员参考。
交通移动指挥通信车系统、通信系统、无线调度系统相对独立，属于通信和指挥调度系统，是作为系统中的行动执行部分。
4.3系统设计原则
（1）可靠性原则：选用高可靠性设备和设计方案，系统中关键设备具备兼容性和扩展能力。
（2）先进性原则：在保证可靠性的基础上选用最新的技术及设备，确保系统的先进性。
（3）开放统一性原则：系统整体设计，充分考虑与其它系统的数据接口，技术方案和设备具有良好的互联、互操作能力及升级能力，遵循统一与开放相结合的原则。
（4）兼容性和可扩展性原则：系统设计应基于当前系统基础上，进行系统的设计、建设，同时要保证系统的可扩展性，确保系统易于扩展；系统能提供多路与其他应用系统的数据接口。
（5）安全性原则：所有设备必须有相应的防护措施，符合公安交通管理业务的有关规定和安全性要求。
5 重点子系统建设和系统集成方案
5．1视频监控子系统
视频监控系统的摄像机主要安装在市中心城区的重点路段、重点地区，实现主要道路的实时监视。
中心重要地带（市政府、车站、广场等）配置枪式云台摄像前端，由高清晰度低照度摄像机、大变焦镜头（10－300mm以上）和云台组成；主要路段（交通流量最大的主街）配置高速球形摄像前端；主要路口（与交通违法监测系统全景摄像机复用）配置枪式固定摄像前端。这些前端摄像机的视频信号通过非压缩的视频光端机回传以后通过视频分配器，分别进入矩阵、嵌入式硬盘录像机、交通事件检测集成处理单元和交通违法集成处理单元。
