VROAD高清视频事件检测方案要点.docx

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VROAD高清视频事件检测方案要点

VROAD高清视频交通事件

检测系统技术方案

智达威路特科技有限公司

2010年6月

目录

第1章系统设计原则和依据5

1.1.系统设计原则5

1.1.1系统的实时性5

1.1.2系统的高可靠性5

1.1.3系统的实用性5

1.1.4系统的安全性5

1.1.5系统的扩展性6

第2章.系统总体设计需求8

2.1.概述8

2.2.设备介绍8

2.3.系统结构9

2.4.系统网络结构9

第3章.系统功能10

3.1.视频事件检测子系统10

3.1.1事件检测功能10

3.1.2交通数据检测功能11

3.1.3电子地图功能12

3.1.4事件图像抓拍、录像功能12

3.1.5虚拟电视墙集中显示功能13

3.1.6交通数据、交通事件报警的统计、分析、查询功能14

3.1.7操作人员权限和操作日志管理功能15

3.1.8信息共享及发布功能15

3.1.9设备工作状态自检和报警功能15

第4章.主要技术规格16

4.1性能指标16

4.2压缩和存储16

4.3高清视频检测器16

前言

高速公路事件是指破坏正常交通流量并造成交通堵塞的非重复性随机发生的事件，它包括交通事故、车辆抛锚、道路养护或施工等临时的大型活动。

事件发生后对其进行快速可靠的探测，对减少交通延误，保障道路安全，防止二次事故发生具有十分重要的意义。

另外，随着高速公路的交通量不断增加，交通事故明显上升，有的事故甚至导致了严重后果。

如1996年11月，沪宁高速公路由于能见度低，引发了44辆车辆连续追尾相撞，导致10人死亡，造成5小时交通阻塞的严重交通事故。

1997年12月类似的一起交通事故发生在京津塘高速公路上。

在高速公路上，交通事故如果得不到及时处理，会带来许多不良后果。

如交通警察不能尽快获取事故信息，无法及时实施救援工作等。

同时，中国的高速公路一般采取收费方式，若事故或交通堵塞不能及时检测和处理，必然会引起车辆的绕行，降低了高速公路运营效率，给高速公路运营公司带来巨大的经济损失。

因此，研究高速公路事件检测与管理具有十分的重要意义。

第1章

系统设计原则和依据

系统设计原则

1.1.1系统的实时性

VROAD高清视频交通事件检测系统是一个集视频信息采集、信息传输与交换、综合监测集成管理平台为一体的多业务、多任务的综合应用系统。

对系统实时性有很高的要求。

在前期系统的建设中，我们采用内存比对模块等方式，使得中心系统的实时性得到保证。

在通讯系统中，通过在应用层对TCP/IP协议进行封装，使得通讯系统的实时性得到保证。

在前端系统，我们采用最新的硬件配置，使得前端识别的实时性得到保证。

1.1.2系统的高可靠性

我们从运行环境、网络、软硬件、系统校时及数据库等多个方面充分考虑系统的高可靠性，确保系统安全稳定地运行。

1.1.3系统的实用性

系统的实用性原则我们必须坚守。

我们将系统的实用性目标细化如下：

操作简单，界面直观，提示明确，风格统一，用语规范。

1.1.4系统的安全性

系统的安全性应当从以下几个方面综合考虑：

网络安全：

网络安全系指网络的设计应该充分考虑抵御来自非法访问者的侵入和攻击。

因此，系统应该是一个相对独立的内部网（Intranet），然而，该系统不可避免地要与公共数据通信网在传输介质上有部分的重叠，无法从物理上彻底与系统外部网络隔断，所以，防火墙功能是十分必要的。

在中心系统设计中，三层交换机本身具备防火墙的功能。

在通信服务器上，由于在应用层对TCP/IP协议进行了封装，在软件上实现了防火墙的功能，将前端与中心进行了隔离。

身份识别：

能够进入系统的用户在功能使用和数据访问权限上是有等级之分的，中心系统将建立身份与数据、身份与功能的访问和使用权限描述矩阵，对系统内所有用户进行分类，并确定其对功能的使用权限和对数据的访问权限。

通过严格的身份验证机制保证系统的安全。

数据安全：

数据是系统的根本，数据的安全至少有两个层次的含义，一是数据的保密性；二是数据不被丢失或损毁。

对于数据的保密性，通过系统的网络安全机制和身份识别机制加以保证。

同时，中心系统还将建立完善的数据维护、更新、备份和保管机制，以确保任何情况下系统数据不被丢失和损毁。

1.1.5系统的扩展性

系统良好的扩展性应该包括两个方面：

系统功能的可扩展性：

系统功能的可扩展性是由系统开发平台和系统设计两个方面加以保证的。

系统开发平台提供工业标准的开放的开发接口，系统设计时，充分考虑日后系统的功能扩展，同时将对所设计实施的部分有严谨完备的设计文档。

系统规模的可扩展性：

主要是在网络带宽、服务器配置性能指标方面预留适当的扩展余地。

只要网络带宽和服务器配置留有余地，系统终端设备和用户的增加就不成问题。

第2章.

系统总体设计需求

概述

VROAD高清视频交通事件检测系统主要由视频采集和检测设备、综合传输及交换设备、综合监测集成管理平台三个部分组成。

系统按业务功能，可分为高清事件检测子系统、综合传输及交换子系统。

各子系统在综合监测集成管理平台的统一管理和控制下，共同完成基于视频信息的事件检测、视频监控、显示、存储、传输和交换等功能。

本系统根据高深高速的交通状况，采用高清摄像机作为传感器，利用交通事件检测检测设备对高清道路图像进行实时分析和处理，对交通拥堵、交通事故、逆行等严重影响交通通行能力和交通安全的事件进行检测和图像记录，以便于对事件作出及时响应。

所获得的事件过程图像便于分析事件的成因和后果，为改善交通组织和安全管理提供依据。

设备介绍

采集设备

相对于传统标清摄像机，高清摄像机优点明显：

图像显示质量很高，能够更好的捕捉细节，覆盖面更广，此系统使用高清摄像机。

图像处理设备

高清事件检测器：

采用DAD系列高清视频事件检测器，可以同时实现事件检测、高清录像等功能。

标准19’机架安装结构，高度1U，每台视频检测器可输入1路高清视频。

系统结构

系统由前端系统与中心综合应用和管理系统组成。

前端系统包括安装在外场的图像采集设备，中心综合应用和管理系统包括视频检测器、通信服务器、数据库服务器、各种应用服务器等；前端系统与中心系统通过传输系统连接。

系统网络结构

系统采用以光纤传输及交换平台为基础，以TCP/IP专用以太网为应用层的网络架构。

各子系统前端视频信息、数据信息通过综合传输及交换平台，实现与指挥中心应用层的信息传输和交换。

第3章.系统功能

视频事件检测子系统

系统功能图：

3.1.1事件检测功能

系统可以通过对高清摄像机的视频内容分析，实现对公路中的交通事件检测功能，主要类别如下：

●车辆停驶：

车辆停止移动10秒（可调）以上认为车辆停驶；

●车辆逆行：

车辆在车道中行驶方向和所设定的方向相反；

●行人：

有人出现在车道中；

●交通事故：

道路中的交通事故；

●交通拥堵：

车辆排队长度超过报警设定值；

●违章变道：

车辆在不能变道的区域变道。

●交通参数异常报警：

当车辆排队长度超过设定的阈值时，将向用户发出报警信息。

高清事件检测-停车（上图）

前端系统可以自动检测出上述事件，并将相应的事件检测数据（包括记录编号、设备编号、事件开始时间、事件结束时间、事件类型、事件图像坐标、检测地点、检测方向等）实时上传给中心相应的应用服务器，并同时提供为事件视频库服务的有效的事件视频图像指针信息。

系统检测到的报警信息可以传给CCTV监控系统。

3.1.2交通数据检测功能

该系统可实现对车流量、平局速度、占有率和车头时距等交通参数的检测，其中流量和平均车速的输出的时间间隔为5分钟（可调）。

系统将采集的交通数据进行分类存储，支持根据时间段（分钟、小时、天、周、月、年以及其他自定义时间等）、检测点（线圈、视频、微波等）、区域（路段、十字路口、自定义区域等）的查询，并可根据需要生成各类图形化的数据报表。

3.1.3电子地图功能

VROAD高清视频事件检测系统提供电子地图界面（支持GIS地图嵌入）管理功能，在电子地图界面能分路段显示摄像机安装位置、当前道路交通状况、交通信息，能够显示事件报警提示、报警摄像机实时画面自动弹出，并能通过双击某一摄像机调用该摄像机的实时图像。

事件自动弹出后，需要操作人员处理确认，系统自动记录处理时间等信息，以便事后查询。

VROAD高清视频事件检测系统的电子地图功能可支持BMP图片和GIS图，还可进行电子地图分级显示。

3.1.4事件图像抓拍、录像功能

VROAD高清视频事件检测系统可以根据用户的设置，完成相应的录像和图片抓拍功能。

事件录像可以按摄像机、按事件类型、按时间归档存储在系统的预录像子系统中，由系统服务器进行统一的管理调用。

系统可提供多种录像方式，如：

交通事件录像、自主选择录像、视频自动录像等，并可由管理员进行选择和设置。

当系统检测到交通事件时，可对事件过程进行自动记录和存储。

通过录像可对事故进行再现，以备后查。

录像时间可根据用户的需求进行设定。

另外，系统将具有录像设置功能，可由管理员、监控员自主设置，如人工设置在任意时间段、对任意外场监控摄像机的视频进行选择录像或自动录像。

3.1.5虚拟电视墙集中显示功能

VROAD高清视频事件检测系统具有软件虚拟电视墙集中显示功能，通过该项功能，可在一台显示器屏幕上显示全部摄像机的画面（根据网络带宽进行刷新），便于管理人员了解道路情况，并能通过双击某一画面来激活该摄像机的实时图像。

3.1.6交通数据、交通事件报警的统计、分析、查询功能

VROAD高清视频事件检测系统通过前端检测子系统得到的交通数据和交通事件报警记录，并将这些数据在后端管理系统中进行存储、整理、分析，用户可以根据需求设置按摄像机、按时段得到相关的交通信息，用于交通管理。

系统支持自动生成各类图形化报表，使得数据管理更加方便直观。

系统还支持按小时、天、月、年等进行报表打印和输出，支持柱状图、折线图显示。

3.1.7操作人员权限和操作日志管理功能

交通事件管理系统具有操作人员权限和操作日志管理功能，能方便得添加删除管理员组和管理员，可对每一位管理员按照摄像机分配权限；具有按人员和时间查询管理人员的操作日志的功能。

3.1.8信息共享及发布功能

VROAD高清视频事件检测系统软件在开发之处就将向其它系统提供数据作为它的基本功能之一。

通过视频检测管理软件的转发子程序，其它子系统可通过网络实时接收到事件检测仪的检测数据信息和报警信息。

该软件还具有录像共享和通过网络进行发布和传输的功能，可作为未来省级路网管理系统的组成部分，通过传输网络向上级管理中心提供数据信息等，同时可提供与CCTV监控系统的报警信息接口和报警协议，方便今后与CCTV监控摄像机的联动。

3.1.9设备工作状态自检和报警功能

交通事件检测与分析设备能够检测自身的工作状态，包括网络通信状态、视频输入状态、图像丢失与恢复信息等等。

当工作状态出现异常时，应能够通过前面板上所设置LCD显示器直观地显示，并能够通过网络传输给管理终端。

第4章.主要技术规格

4.1性能指标

交通事件检测准确率

●逆行检测率：

≥95%

●拥堵检测率：

≥95%

●交通事故检测率≥95%

●交通事件检测的响应时间

●平均检测时间≤10秒

●拥堵检测报警时间：

可选10秒或20秒

4.2压缩和存储

●每路视频为高清视频

●每路视频最多记录时间长度72小时

●支持事件触发录像方式，事件前后3~10分钟可设，最小时间间隔1分钟

4.3高清视频检测器

型号：

VRoadDAD-05

主要技术指标：

Ø网络接口：

2个100/1000M自适应RJ45接口；

Ø容量：

支持1路2/5百万像素的高清晰视频检测；

Ø19”标准机架式结构，厚度1U，2U安装空间

Ø功率：

小于100W

Ø输入电源：

220VAC

Ø环境温度：

-20C～+60C

Ø工作相对湿度：

0～90%