派生監控發展趨勢 智能交通高清智能成必然
[ 導讀 ] 在我國,公安機關交通管理部門作為交通安全的管理和執法的主體,承擔著交通指揮、道路管理、車輛、駕駛員和行人管理,維護交通秩序,保障交通安全和暢通,維護社會治安等任務。
智能交通技術構成
  
1、無線通信技術
  
目前已經有多種無線通信解決方案可以應用在智能交通系統當中。UHF和VHF頻段上的無線調制解調器通信被廣泛用于智能交通系統中的短距離和長距離通信。
  
短距離無線通信(小于幾百米)可以使用IEEE802.11系列協議來實現,其中美國智能交通協會以及美國交通部主推WAVE和DSRC兩套標準。理論上來講,這些協議的通信距離可以利用移動Ad—hoc網絡和Mesh網絡進行擴展。目前提出的長距離無線通信方案是通過基礎設施網絡來實現,如WiMAx(IEEE802.16)、GSM、3G技術。使用上述技術的長距離通信方案目前已經比較成熟,但是和短距離通信技術相比,它們需要進行大規模的基礎設施部署,成本很高。目前還沒有一致認可的商業模式來支持這種基礎設施的建設和維護。
  
目前車輛已經能夠通過多種無線通信方式與衛星、移動通信設備、移動電話網絡、道路基礎設施、周圍車輛等進行通信,并且利用廣泛部署的WiFi、移動電話網絡等途徑接入互聯網。
  
2、計算技術
  
目前汽車電子占普通轎車成本的30%,在高檔車中占到60%。根據汽車電子領域的最新進展,未來車輛中將配備數量更少但功能更為強大的處理器。2000年一輛普通的汽車擁有20~100個聯網的微控制器/可編程邏輯控制模塊,使用非實時的操作系統。目前的趨勢是使用數量更少但是更加強大的微處理器模塊以及硬件內存管理和實時的操作系統。同時新的嵌入式系統平臺將支持更加復雜的軟件應用,包括基于模型的過程控制、人工智能和普適計算,其中人工智能技術的廣泛應用將有望為智能交通系統帶來質的飛躍。
  
3、感知技術
  
電信、信息技術、微芯片、RFID以及廉價的智能信標感應等技術的發展和在智能交通系統中的廣泛應用為車輛駕駛員安全提供了有力保障。智能交通系統中的感知技術是基于車輛和道路基礎設施的網絡系統。交通基礎設施中的傳感器嵌入在道路或者道路周邊設施(如建筑)之中,因此它們需要在道路的建設維護階段進行部署或者利用專門的傳感器植人工具進行部署。車輛感知系統包括了部署道路基礎設施至車輛以及車輛至道路基礎設施的電子信標來進行識別通信,同時利用閉路電視技術和車牌號碼自動識別技術對熱點區域的可疑車輛進行持續監控。
  
4、視頻車輛監測
  
利用視頻攝像設備(見圖16.4)進行交通流量計量和事故檢測屬于車輛監測的范疇。視頻監測系統(如自動車牌號碼識別)和其他感知技術相比具有很大優勢,它們并不需要在路面或者[FS:PAGE]路基中部署任何設備,因此也被稱為“非植入式”交通監控。當有車輛經過的時候,黑白或者彩色攝像機捕捉到的視頻將會輸入到處理器中進行分析以找出視頻圖像特性的變化。攝像機通常固定在車道附近的建筑物或柱子上。大部分的視頻監測系統需要一些初始化的配置來“教會”處理器當前道路環境的基礎背景圖像。該過程通常包括輸入已知的測量數據,例如車道線間距和攝像機到路面的高度。根據不同的產品型號,單個的視頻監測處理器能夠同時處理1~8個攝像機的視頻數據。視頻監測系統的典型輸出結果是每條車道的車輛速度,車輛數量和車道占用情況。某些系統還提供了一些附加輸出包括停止車輛檢測,錯誤行駛車輛警報等。
  
5、全球定位系統GPS
  
車輛中配備的嵌入式GPS接收器能夠接收多個不同衛星的信號并計算出車輛當前所在的位置,定位的誤差一般是幾米。GPS信號接收需要車輛具有衛星的視野,因此在城市中心區域可能由于建筑物的遮擋而使該技術的使用受到限制。GPS是很多車內導航系統的核心技術。很多國家已經或者計劃利用車載衛星GPS設備來記錄車輛行駛的里程并據此進行收費。
  
6、探測車輛和設備
  
部分國家開始部署所謂的“探測車輛”,它們通常是出租車或者政府所有的車輛,配備了DSRC或其他的無線通信技術。這些車輛向交通運營管理中心匯報它們的速度和位置,管理中心對這些數據進行整合分析得到廣大范圍內的交通流量情況以檢測交通堵塞的位置。同時有大量的科研工作集中在如何利用駕駛員持有的移動電話來獲得實時的交通流量信息,移動電話所在的車輛位置信息能夠通過GPS系統實時獲得。例如,北京已經有超過10000輛出租車和商務車輛安裝了GPS設備并發送它們的行駛速度信息到一個衛星。這些信息將最終傳送到北京交通信息中心,在那里這些信息經過匯總處理后得到了北京各條道路上的平均車流速度狀況。
  
智能交通技術發展
  
1、高清化
  
細節決定成敗!近幾年“高清”的概念在視頻監控行業火熱以來,越多來越多的廠商開始推出“高清”化的產品。但現實情況是,目前我國在絕大部分新建或改建的高速公路安防項目中,監控前端推行主要是“標清主導、高清為輔”模式,如在車水馬龍的鬧市區如何看清一個人的面部特征、看清楚車輛的牌照、甚至車輛細節等是很重要的;在城市道路交叉口、道路區間、在高樓大廈的大廳內,擁擠喧鬧的出入口、停車庫的出入口、高速公路等場合,高清視頻監控大大提升智能交通系統的應用價值。但是,[FS:PAGE]目前高清攝像機并不普及,只是剛剛開始,這需要加大市場的發展和推廣高清攝像機力度,實現高清的目標,讓用戶看得更清、更遠。目前智能交通中的卡口抓拍、超速抓拍、電子警察等絕大部分還是標清產品,各地逐步用高清產品替代標清產品。相關廠家正面臨一次產品“大洗牌”,要求廠家能抓住這個契機,把智能交通做為重點扶持行業。
  
2、智能視頻分析技術
  
智能視頻分析技術源自計算機視覺與人工智能的研究,這一研究應用于智能交通視、將能借助計算機強大的數據處理能力過濾掉圖像中無用的或干擾信息、自動分析、抽取視頻源中的關鍵有用信息,從而使傳統的監控系統中的攝像機不但成為人的眼睛,也使“智能視頻分析”計算機成為人的大腦,并具有更為“聰明”的學習思考方式。在智能交通應用最多的智能視頻分析技術主要是:車牌識別、交通流量檢測、車輛逆行、遺棄物、車牌數據管理、黑名單比對、交通事件管理、交通流數據管理和違法數據管理等。
  
在智能交通領域,以上這兩者技術相輔相成的,高清視頻技術可以給我們帶來高清晰、無延時的包含豐富完整信息的高質量的交通信息視頻源,而智能分析技術則可以通過智能化的信息挖掘給交通管理部門帶來多樣化的應用。沒有高質量的視頻源,視頻智能分析就會因為視頻分辨率的問題大大降低準確率,就會因為場景問題,大大減少信息量;相反沒有視頻智能分析,那交通行業的高清視頻應用就僅僅停留在“看”的初級階段,而沒有上升到“用”的高級階段。
  
3、多媒體調度
  
在智能交通現狀分析中能看出信息化建設是智能交通建設重點,那么,加快建立一套融合先進的多媒體通信、多媒體指揮調度以及信息綜合處理等技術的智能交通系統,并建立實時、準確、高效的綜合運輸和管理調控,是大幅度提升智能交通運輸效率和高速公路交通服務水平的有效途徑之一。這種融合視頻通信的智能交通系統建設,它可在集成視頻、語音、數據的基礎上對公路運輸管理系統進行更加便捷、直接、清晰的調控,并可實現多形式的融合視頻通信應用,為智能交通系統也給公路系統的指揮調度帶來很大的便利。從技術趨勢分析需要有三部分的建設內容:可聯通多方視頻會議,進行緊急視頻會議、建立視頻監控及視頻聯動,對現場進行實時監控和支持3G網絡的視頻回傳,提升應急事件處理能力。
  
結語
  
當然,智能交通的技術攻關還有很多,比如集成應用、平臺建設、網絡架構等,與此同時,部分標準的缺乏也同樣會讓我們感覺[FS:PAGE]智能交通的發展之路還需要較長一段時間的沉淀,我們明日人相信和期待,智能交通會有美好的明天。
1、無線通信技術
目前已經有多種無線通信解決方案可以應用在智能交通系統當中。UHF和VHF頻段上的無線調制解調器通信被廣泛用于智能交通系統中的短距離和長距離通信。
短距離無線通信(小于幾百米)可以使用IEEE802.11系列協議來實現,其中美國智能交通協會以及美國交通部主推WAVE和DSRC兩套標準。理論上來講,這些協議的通信距離可以利用移動Ad—hoc網絡和Mesh網絡進行擴展。目前提出的長距離無線通信方案是通過基礎設施網絡來實現,如WiMAx(IEEE802.16)、GSM、3G技術。使用上述技術的長距離通信方案目前已經比較成熟,但是和短距離通信技術相比,它們需要進行大規模的基礎設施部署,成本很高。目前還沒有一致認可的商業模式來支持這種基礎設施的建設和維護。
目前車輛已經能夠通過多種無線通信方式與衛星、移動通信設備、移動電話網絡、道路基礎設施、周圍車輛等進行通信,并且利用廣泛部署的WiFi、移動電話網絡等途徑接入互聯網。
2、計算技術
目前汽車電子占普通轎車成本的30%,在高檔車中占到60%。根據汽車電子領域的最新進展,未來車輛中將配備數量更少但功能更為強大的處理器。2000年一輛普通的汽車擁有20~100個聯網的微控制器/可編程邏輯控制模塊,使用非實時的操作系統。目前的趨勢是使用數量更少但是更加強大的微處理器模塊以及硬件內存管理和實時的操作系統。同時新的嵌入式系統平臺將支持更加復雜的軟件應用,包括基于模型的過程控制、人工智能和普適計算,其中人工智能技術的廣泛應用將有望為智能交通系統帶來質的飛躍。
3、感知技術
電信、信息技術、微芯片、RFID以及廉價的智能信標感應等技術的發展和在智能交通系統中的廣泛應用為車輛駕駛員安全提供了有力保障。智能交通系統中的感知技術是基于車輛和道路基礎設施的網絡系統。交通基礎設施中的傳感器嵌入在道路或者道路周邊設施(如建筑)之中,因此它們需要在道路的建設維護階段進行部署或者利用專門的傳感器植人工具進行部署。車輛感知系統包括了部署道路基礎設施至車輛以及車輛至道路基礎設施的電子信標來進行識別通信,同時利用閉路電視技術和車牌號碼自動識別技術對熱點區域的可疑車輛進行持續監控。
4、視頻車輛監測
利用視頻攝像設備(見圖16.4)進行交通流量計量和事故檢測屬于車輛監測的范疇。視頻監測系統(如自動車牌號碼識別)和其他感知技術相比具有很大優勢,它們并不需要在路面或者[FS:PAGE]路基中部署任何設備,因此也被稱為“非植入式”交通監控。當有車輛經過的時候,黑白或者彩色攝像機捕捉到的視頻將會輸入到處理器中進行分析以找出視頻圖像特性的變化。攝像機通常固定在車道附近的建筑物或柱子上。大部分的視頻監測系統需要一些初始化的配置來“教會”處理器當前道路環境的基礎背景圖像。該過程通常包括輸入已知的測量數據,例如車道線間距和攝像機到路面的高度。根據不同的產品型號,單個的視頻監測處理器能夠同時處理1~8個攝像機的視頻數據。視頻監測系統的典型輸出結果是每條車道的車輛速度,車輛數量和車道占用情況。某些系統還提供了一些附加輸出包括停止車輛檢測,錯誤行駛車輛警報等。
5、全球定位系統GPS
車輛中配備的嵌入式GPS接收器能夠接收多個不同衛星的信號并計算出車輛當前所在的位置,定位的誤差一般是幾米。GPS信號接收需要車輛具有衛星的視野,因此在城市中心區域可能由于建筑物的遮擋而使該技術的使用受到限制。GPS是很多車內導航系統的核心技術。很多國家已經或者計劃利用車載衛星GPS設備來記錄車輛行駛的里程并據此進行收費。
6、探測車輛和設備
部分國家開始部署所謂的“探測車輛”,它們通常是出租車或者政府所有的車輛,配備了DSRC或其他的無線通信技術。這些車輛向交通運營管理中心匯報它們的速度和位置,管理中心對這些數據進行整合分析得到廣大范圍內的交通流量情況以檢測交通堵塞的位置。同時有大量的科研工作集中在如何利用駕駛員持有的移動電話來獲得實時的交通流量信息,移動電話所在的車輛位置信息能夠通過GPS系統實時獲得。例如,北京已經有超過10000輛出租車和商務車輛安裝了GPS設備并發送它們的行駛速度信息到一個衛星。這些信息將最終傳送到北京交通信息中心,在那里這些信息經過匯總處理后得到了北京各條道路上的平均車流速度狀況。
智能交通技術發展
1、高清化
細節決定成敗!近幾年“高清”的概念在視頻監控行業火熱以來,越多來越多的廠商開始推出“高清”化的產品。但現實情況是,目前我國在絕大部分新建或改建的高速公路安防項目中,監控前端推行主要是“標清主導、高清為輔”模式,如在車水馬龍的鬧市區如何看清一個人的面部特征、看清楚車輛的牌照、甚至車輛細節等是很重要的;在城市道路交叉口、道路區間、在高樓大廈的大廳內,擁擠喧鬧的出入口、停車庫的出入口、高速公路等場合,高清視頻監控大大提升智能交通系統的應用價值。但是,[FS:PAGE]目前高清攝像機并不普及,只是剛剛開始,這需要加大市場的發展和推廣高清攝像機力度,實現高清的目標,讓用戶看得更清、更遠。目前智能交通中的卡口抓拍、超速抓拍、電子警察等絕大部分還是標清產品,各地逐步用高清產品替代標清產品。相關廠家正面臨一次產品“大洗牌”,要求廠家能抓住這個契機,把智能交通做為重點扶持行業。
2、智能視頻分析技術
智能視頻分析技術源自計算機視覺與人工智能的研究,這一研究應用于智能交通視、將能借助計算機強大的數據處理能力過濾掉圖像中無用的或干擾信息、自動分析、抽取視頻源中的關鍵有用信息,從而使傳統的監控系統中的攝像機不但成為人的眼睛,也使“智能視頻分析”計算機成為人的大腦,并具有更為“聰明”的學習思考方式。在智能交通應用最多的智能視頻分析技術主要是:車牌識別、交通流量檢測、車輛逆行、遺棄物、車牌數據管理、黑名單比對、交通事件管理、交通流數據管理和違法數據管理等。
在智能交通領域,以上這兩者技術相輔相成的,高清視頻技術可以給我們帶來高清晰、無延時的包含豐富完整信息的高質量的交通信息視頻源,而智能分析技術則可以通過智能化的信息挖掘給交通管理部門帶來多樣化的應用。沒有高質量的視頻源,視頻智能分析就會因為視頻分辨率的問題大大降低準確率,就會因為場景問題,大大減少信息量;相反沒有視頻智能分析,那交通行業的高清視頻應用就僅僅停留在“看”的初級階段,而沒有上升到“用”的高級階段。
3、多媒體調度
在智能交通現狀分析中能看出信息化建設是智能交通建設重點,那么,加快建立一套融合先進的多媒體通信、多媒體指揮調度以及信息綜合處理等技術的智能交通系統,并建立實時、準確、高效的綜合運輸和管理調控,是大幅度提升智能交通運輸效率和高速公路交通服務水平的有效途徑之一。這種融合視頻通信的智能交通系統建設,它可在集成視頻、語音、數據的基礎上對公路運輸管理系統進行更加便捷、直接、清晰的調控,并可實現多形式的融合視頻通信應用,為智能交通系統也給公路系統的指揮調度帶來很大的便利。從技術趨勢分析需要有三部分的建設內容:可聯通多方視頻會議,進行緊急視頻會議、建立視頻監控及視頻聯動,對現場進行實時監控和支持3G網絡的視頻回傳,提升應急事件處理能力。
結語
當然,智能交通的技術攻關還有很多,比如集成應用、平臺建設、網絡架構等,與此同時,部分標準的缺乏也同樣會讓我們感覺[FS:PAGE]智能交通的發展之路還需要較長一段時間的沉淀,我們明日人相信和期待,智能交通會有美好的明天。
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