对大桥全程监控视频分析技术应用的探索

摘要: 本文通过舟山跨海大桥全程监控技术的介绍,阐述了智能管理系统和智能视频技术的特点和功能，并指出了系统目前的存在问题，为以后系统技术改进提供借鉴。

关键词 :全程监控视频分析智能管理

中图分类号： X924.3 文献标识码： A

一 前言

舟山跨海大桥作为目前舟山群岛和大陆相连的唯一陆路通道，是舟山群岛新区港口集装箱物流输送的大动脉。舟山跨海大桥作为我国规模最大的岛陆联络工程，总投资超过130亿元。是全国为数不多实现全程监控的高速公路，位于金塘岛的跨海大桥监控中心也是目前国内最先进的监控中心之一。总投资约1200万元，舟山跨海大桥cctv监控系统摄像机基本实现了全程覆盖。全长50公里高速公路上共安装摄像机248台，平均大桥上间距200米设置一台摄像机，路基段在上下坡、转弯、开口部、锚室等特殊地段设置摄像机，基本实现了全程监控。

二 全程监控改造的应用背景舟山跨海大桥开通伊始采用的是传统的监控系统，由于大桥沿线海景壮丽，由于监控点数量繁多，利用人工监控的方式常常由于监控画面过多而遗漏一部分事件，并且也很难做到及时发现，及时对违章停车等事件进行处理。据了解，自2009年12月25日开通以来，停车观光等交通违法行为时有发生，仅2010年庆长假期间，平均每天就有二三十起违法停车现象发生。为了进一步提高管理的效率，保证大桥路面行驶的安全，舟山跨海大桥管理中心决定在监控系统中增加智能分析的部分，主要有以下智能监控的需求：（1）非法停车检测（2）车辆慢行检测（3）行人出现检测（4）抛洒物检测

对于智能视频技术本身来说，高质、稳定的图像源是实现高精度识别和分析的关键。但该项目中，由于监控摄像机要全部安装在桥面灯杆上，而整个大桥跨越近50公里的海面，海上巨大的风浪造成摄像机的抖动非常明显；此外，舟山跨海大桥光线变化较多，视频画面经常出现明显的阴影、明暗的变化，如果遇上阴雨天气，摄像机上还会有水珠水雾等。这些对于智能视频分析技术的应用，系统部署以及实施等，都是极大的挑战。

为杜绝此类危险事件发生，进一步确保桥面畅通，舟山跨海大桥管理中心决定安装一套更为领先的智能管理系统。经过充分调研，最终杭州海康威视成为大桥智能管理系统的提供商。通过采用智能视频分析技术，全天候地对车辆违章停车、车辆减速、行人出现、遗落物等各类交通异常事件进行智能检测，有效提升了高速交警处理危险事件的效率，保障大桥正常安全运营。

三全程监控系统改造工程

浙江舟山跨海大桥2010年7月31日全程监控系统改造工程基本完成，安装了这套国内领先的智能管理系统。在大桥上，每隔几百米的路灯柱子上就装有一个监控探头，这些探头组成了整个舟山跨海大桥的智能管理系统。据相关负责人介绍，目前，大桥上平均每200一个监控点，基本实现了监控无盲区，桥面上的实时情况能在第一时间传回跨海大桥应急救援中心。 系统通过视频解析，可以在短短几秒钟的时间内，根据画面的运动情况，有效识别大桥桥面上的停车、行人徘徊行走等违规行为以及车祸等相应情况，并实现自动分析报警。高速交警随后用一辆执勤车进行了试验，当车子停下来后，救援中心的智能管理系统终端设备就开始报警。

图1舟山跨海大桥监控中心

经过在现场持续的调试和总结，并通过海康威视算法工程师专门的技术攻关，以及近三个月的升级、测试，最终，投入使用的舟山跨海大桥智能管理系统现场使用效果得到了很大的提升，误报率得到了有效的控制。

四智能监控系统的功能和特点系统部署上，根据实际情况，考虑到项目为新建的监控系统，DVR（硬盘录像机）是必要的设备，因此，项目采用基于DVR的解决方案，即产品形态选用内嵌智能分析算法的新一代智能硬盘录像机海康威视iDS-9116HF-SH，减少了基于DVS及后端服务器解决方中相应设备的投入。在该工作机制下，前端桥面监控的模拟视频通过光端机接入iDS-9116HF-SH，进行24小时的录像备份。同时，利用设备内嵌的智能分析功能模块，全天候对车辆违章停车、车辆减速、行人出现、遗落/留物等各类交通异常事件进行检测，并将报警上传到监控中心。当有异常事件发生时，监控中心的智能管理软件发出语音报警提示，提示当前发生异常事件的地点及事件类型。同时客户端上自动全屏弹出报警视频画面，便于监控中心人员进行报警确认。另外，监控中心通过电视墙实时显示前端监控画面。

图2舟山跨海大桥智能管理系统拓朴图

整个智能视频监控管理系统，是在传统视频监控系统的基础上融入智能分析技术，主要完成以下功能：智能分析功能自动检测异常停车事件自动检测车辆慢行事件自动检测行人闯入事件自动检测抛洒物事件管理配置功能添加（注册）、修改、删除智能分析设备，监测智能分析设备的运转情况，对异常情况进行中心报警提示智能规则的配置功能，用户可以根据需求在视频中配置各项报警规则报警联动配置功能，用户可以根据需求配置智能报警联动方案支持分区域/分功能管理智能分析监控点监控功能支持在预览画面显示智能分析结果，包括显示警戒规则、目标框和报警信息支持在报警列表栏显示报警列表，报警列表记录了报警的时间、事件类型、发生地点等信息，用户可以在报警列表中点击查看报警抓拍图片及回放报警录像。报警查询及日志管理功能支持按时间段、监控点检索、回放录像资料支持按智能报警类型搜索及回放录像资料支持智能报警日志的搜索及管理功能支持下载、备份录像资料

自动报警功能：全天候主动对所有视频进行智能分析，有异常事件发生时，自动上传报警，无需人工长时间盯看大量的监控画面； 丰富的报警提示方式：当有报警发生时，智能管理软件自动发出语音报警提示，提示当前发生异常事件的地点及事件类型，客户端上自动全屏弹出报警视频画面，便于监控中心人员及时进行报警确认，让工作人员在几秒钟之内就能搜索到路面的违法情况，改变了人工监控方式难以有效避免疏忽发生的现状；智能监控系统的主要特点：

报警精度高：采用先进智能视频分析技术，结合项目实际调试磨合，漏报率低，误报率低，例如对于监控点远处的停车事件依然具有非常高的检测率，减少了对异常事件遗漏处理情况的发生；报警取证：自动保存报警图片、报警日志、报警录像，当有需要时，可以用作事后取证。系统的智能规则设置灵活、设备安装简单，勿需用户投入额外的学习成本；安全性：系统采用多级权限管理，保证用户的隐私安全；系统整合：采用内嵌智能分析功能模块的前端编码设备，智能分析、编码、录像、报警上传于一体。相对于普通监控系统，在不需要额外增加设备的基础上即可实现智能事件检测功能，系统整合度高，减少了设备投入成本。高稳定性：基于纯嵌入式技术，采用高速专用媒体处理DSP，实现监控点的音视频编码和网络传输，监控前端无须PC机或工控机支持，具有超强的稳定性，提升用户设备的性价比。

五 全程监控实施成效和意义

舟山跨海大桥全程监控系统改造工程共投资 1200多万元，新增加摄像机136台，使大桥桥面、弯道及危险路段监控覆盖率由原来的38%提升至100%，为大桥的安全运营提供了技术上的保障。

如今，舟山大桥智能监控系统每天检测到的非法停事件可车达三四十起之多，对保障舟山大桥桥面通畅起到了极为重要的作用，得到了用户的高度认可，经全程监控效果检测数据如下表1

表1全程监控效果数据表

注：上表数据依据监控中心事故记录表。

5.1 监控系统应用效果：实际应用效果如下（以下为部分报警图片）：

图3非法停车检测 图4车辆慢行检测

图5抛洒 物检测

图6行人检测

5.2 全程监控意义5．2．1 开辟大型陆岛联络工程“智能化”管理的先河舟山跨海大桥全长50多公里，桥面监控点（监控画面）共有上百个，项目本身的规模以及监控点的数量目前在国内同类项目中都居于前列。而此次采用智能监控系统，也是国内同类项目中的率先之举。由于新系统的应用，解决了之前传统监控带来的人工工作量大，捕获信息不及时、不全面的诸多问题，将大桥的交通管理水平和效率提升到了新的层次。

5．2．2 智能监控在大型交通管理项目中的实战应用舟山跨海大桥的智能管理系统，结合了用户的特定需求，实现了对所监控路面的非法停车、车辆慢行、行人出现、抛洒物遗留等多种异常事件的智能检测。系统具有非常高的检测率，例如检测目标可以小到路面上的一张纸。高精度和高检测率，大大减轻监控人员的工作负担，让智能监控系统真正发挥于实战。

5．2．3实现人工与科技相结合，提高监控人员的工作效率。

在跨海大桥上率先使用了视频检测系统，对全桥进行全程实时监控，有效监控桥上重大事件、违章停车、抛落物等情况，确保事故有效、快速的处置。

5．2．4监控视频的人性化排列。

舟山跨海大桥监控中心为了让监视人员一目了然，把全程监控所有的图像按照监控布点的地理位置，进行了物理排列。从舟山起点的1号摄像机到蛟川收费站的138摄像机，从左到右分上下两排显示在9台32寸显示器上。监控人员可以熟悉的知道摄像机在什么位置。这样的排列更好的加快了大桥应急救援的效率。

六 结语：

早些时候，智能视频分析技术在高速公路监控系统有局部的应用。现阶段车牌识别技术已日臻成熟并获得应用广泛，而交通事件检测分析和交通状态检测应用也正在快速扩大。随着视频分析技术的发展，其智能化管理的优势将越发明显，智能视频分析技术在高速公路领域的发展将有着广阔的前景，并发挥到越来越重要的作用。

参考文献：

基于图像处理技术的车牌识别的研究 阮晓波 合肥工业大学 2010

新华网最大跨海大桥实现“智能化”管理 新华网 2011,11.2

作者简介：

朱波 男，1986年生，助理工程师，大专，毕业于浙江海洋学院，浙江舟山跨海大桥有限公司工作，从事高速公路机电建设管理。