概述

    视频监控系统是道路交通指挥系统的一个重要组成部分，它能为交通指挥人员提供道路交通的直观信息与实时交通状况，便于及时发现各种交通违章和其他可疑情况，有利于交通指挥人员迅速作出响应；视频监控系统的实时录像功能同时也是处理交通事故和协助社会治安整治的取证手段。可以说，视频监控对于加强安全防范和交通管理至关重要。

    伴随经济增长和城市化进程的发展，新的城市交通基础设施的不断兴建，人、车流量都不断增长，相应的，视频监控系统也一再扩容。在监控系统越来越庞大、监控信息量越来越多的情况下，单纯依赖有限的交管人力资源来实现全时、全面的监控，成为几乎不可能的事情。

    本方案的提出，旨在利用当今最前沿的智能视频分析技术，对目前的城市道路交通监控系统进行改造，实现道路交通中异常行为的智能识别、提前发现和自动报警，从而减轻交管监控人员的工作负担，提高监测准确度，使城市道路交通管理工作更加有效。

    设计原则

    1. 先进性：在投资允许的范围内，方案采用先进的技术和产品，一方面要能反映系统的先进水平，另一方面要有一定的前瞻性和发展潜力，以便在尽量长的时间内满足社会发展的需要。

    2. 实用性：产品选择要适应建设单位的功能需求和投资预算，能有效解决用户实际问题，给用户带来实际价值。

    3. 可靠性：系统工作稳定，能满足用户7*24监控的严格要求；维护和检修方便。

    4. 安全性：不破坏原有系统的基础架构和安全机制，智能视频分析系统须有严格的权限管理

   5. 经济性：基于现有监控平台的有效补充和升级，不必更换原有设备，有效保护投资；降低人力需求，有效节约系统运作成本。

    6. 扩展性：技术不断发展，需求也在不断改变，系统设计要充分考虑今后发展的需要，满足系统扩容的需要，能灵活部署，并与现有系统整合。

    需求分析

    城市道路交通视频监控系统的主要作用：

    （1） 路况监视：各路口的摄像机会及时将所监控区域的实时图像传回交通指挥中心，使交通指挥人员实时掌握各路口和路段的交通状况，例如：路段人车流量、信号灯是否正常工作、是否有违章行为和交通事故发生。这些信息能帮助交通管理部门及时采取合适的处理方式。

    （2） 录像：视频监控的图像会保存到交通指挥中心的录像服务器上，作为处理交通事故、违规行为甚至是治安犯罪等各种突发情况的取证依据。

    对视频监控系统的主要要求：

    （1） 满足7*24小时运行要求。系统运行必须稳定可靠，故障率低，检修方便。
    （2） 画面延迟小，图像清晰度高。
    （3） 技术领先，有一定前瞻性，满足较长期间的需求。
    （4） 多层级联网，并能适应灵活扩容的需要。
    （5） 能有效减轻交管部门工作负荷，缓解城市增长迅速与交通警力不足间的矛盾。[NextPage]

    当前主流解决方案：

    从技术上讲，城市道路视频系统目前基本有两种解决方案：
    1. 利用模拟摄像机对现场图像进行采集，通过视频线或者光端机传输到监控中心，在监控中心通过视频矩阵的线路切换输出到监视器上。
    2. 采用数字视频压缩技术和网络传输技术，将摄像机采集的现场图像经过编码压缩后通过网络传输到监控中心，在监控中心经过视频解码后还原成模拟图像显示在监视器上。

    当前的视频监控方案能有效的实现现场图像的采集、远程传输和海量存储，实现了监控的分布部署和集中管理。基于IP网络技术和视频编码技术的监控系统可灵活扩展，有效降低了部署成本。从而逐渐成为道路交通视频监控的主流方案。

    随着城市道路数量和人车流量的增加，要求有越来越多的摄像机被部署，城市交通管理监控系统需要不断扩容。当前的视频监控方案逐渐暴露出以下问题：

    （1） 一个监视器显示分时显示多个摄像机画面、一个监控人员要面对很多监视器，能真正被监控到的信息量比例很小，漏报的概率很高。

    （2） 在大量增加监控点的情况下，监控人员的工作负荷越来越很大，整套系统运作的准确度严重依赖于监控人员的责任心、工作状态等人为因素。

    （3） 受以上两个因素的影响，目前的系统对突发事件基本上只起到录像作用，供事故发生后再从大量的信息中搜索、回放查看，实时报警的能力很弱。

    方案设计

    智能视频解决方案是基于目前快速发展的计算机视频内容识别技术，用户可设置某些特定的规则，视频监测系统会识别目标行为是否符合这些规则，由此判断是否需要做出反应，例如联动报警等。如果认为目标行为没有违反规则，系统将不作出反应。这样可有效减轻监控人员的工作负荷，提供工作效率。

    方案功能描述:

    部署于监控区域的摄像机将采集到的现场图像通过视频线、光纤或者IP网络传送到交管分中心，交管分中心会将这些图像数据经过视频矩阵或者视频矩阵输出到电视墙上，同时进行录像备份。交管分中心采集到的数据也可以经过专网上传给上一级的交管中心，上一级交管中心可实时查看现场图像或者提取存储资料。形成一个分层级的、分布部署和集中管理的监控体系。

    本方案是一套基于交管部门原有视频监控系统的改造方案，这里不对原有系统的功能部分做详细说明，重点阐明新增加的智能视频分析部分。

    智能视频分析设备Trigger和Behavior Watch从连接电视墙的模拟视频输出端获取视频源，经过编码后进行视频内容分析。因此不管原有监控系统是采用模拟化的方案还是数字化的方案，都可以很容易实现智能视频分析功能。

    该方案中的智能视频分析技术，包含以下八大功能：

    （a）VMD（静态移动检测）警报：设定区域内一旦有任何变化被侦测到，即触发一个VMD报警，应用于周界监控等相关领域。[NextPage]

    （b）静态目标警报：当监测到一物体保持静止状态超过设定时间范围后，即出发一个静态目标报警，可应用于道路、隧道等临界区域的车辆事故侦测或物品遗留、丢失等领域。

    （c）现场出现警报：一旦有物体出现在预先设定的敏感区域内，不管是移动进入还是突然出现，将会触发现场出现警报。应用于非法进入限制区域、非法闯入高度警戒地区等领域。

    （d）路径监测警报：用于监测一个物体在同一方向或两个方向上，从一个区域移动到另一个区域。应用于界限穿越、交通路口对象移动等领域。

    （e）目标移走警报：一旦物体被完全移出所规定的敏感区域，将触发一个物体别移动警报。应用于展览等监控场合。

    （f）目标行动警报：在敏感区域内一旦有静态物体开始移动，将触发目标开始移动警报。用于交通管制区域监控等领域。

    （g）定向移动警报：一旦有物体在预先定义的位置从一方向开始移动，将触发定向移动警报。用于单向通过、交通规则管制等领域。

    （h）速度警报：速度警报能够测定速度，并且当目标超过预先设定的速度范围后，将被触发。用于检测车辆高于或低于某一设定速度等领域。

    应用举例：

在城市道路交通视频监控应用中，本方案可监测多种交通违规和其他异常情况，例如：

    1. 监控逆向行驶：
    本方案的定向移动报警功能可用于判断汽车在道路上的行驶情况。如果逆向行驶，系统会自动识别并立即报警，同时在监视设备上会画出被监控目标的运动轨迹，非常直观。

    2. 监控违规转向、掉头等：
    路径检测功能可用于判断汽车在道路上是否有违规转向，违规掉头等行为。

    3. 违规停车：
    静态滞留物监测功能可用于判断违规停车，当汽车在禁止停靠路段违规停车超过一定时间后，系统将报警。

    4. 货物跌落：
    从车辆上跌落的货物或其他遗弃物，有可能引发交通事故，该方案可识别此类事件并及时报警。

    5. 车辆速度监测：
    速度监测功能在发现车辆超高速行驶时，将立即报警。该功能也可监测超低速行驶。

    6. 交通管制区域监控：
    目标行动报警功能可用于交通管制区域的监控，在该区域内一旦有静态物体移动，会触发报警。

    7. 其他功能
    根据道路交通监控的需要，可灵活设置使用本方案中所提供的智能功能，满足其他监控需求，例如防护栅栏翻越等。

    方案产品描述：
    该方案的智能视频分析部分包含MATE提供的以下产品：

   Trigger:
    Trigger是一台功能强大的视频内容分析设备，体积小、能耗低、工作稳定。可实现入侵、徘徊、逆行、遗留、消失等多种可疑行为自动报警。Trigger 4 由两个数字信号处理器(DSP)构成，同时分析四路模拟视频。Trigger2 是采用单个DSP分析两路模拟视频。

    Trigger拥有以下目标移动报警、静态物体报警、路径监测报警、突然出现报警、定向移动报警和目标离开报警六大智能特性。[NextPage]

    Trigger基本规格和特点如下:
  嵌入式结构：硬件平台运算，每一路视频最高可同时分析5种行为。
  基于TCP/IP网：基于IP地址的设备管理和通信，报警信息网络输出。
  过滤干扰：可有效过滤小动物、晃动的树枝、光线的变化、遮挡物的阴影及雨雪的干扰等。

    自定义目标尺寸：当视频范围内的运动目标的尺寸大于最大设定尺寸或小于最小设定尺寸时，算法将忽略对其运动特征的跟踪和分析。

  支持多客户端访问：MJPEG的视频图像可发送到多个客户端。
  全天候监控：准确率高，误报率低，7*24小时性能稳定。
  双向音频接口：不仅可用于现场监听，也可用于向现场保安人员传达语音命令或警告入侵者。

  报警视频网络存储：可将报警视频图像存储到外部扩展的报警视频录像服务器AVCS，以备事后通过视频管理系统浏览和回放.

  元数据服务器：bbbbdata Server可帮助技术合作伙伴将Trigger的信息集成到他们的应用环境。集成程度可以从简单的报警通知到系统监控能力、报警快照等。

    Trigger的应用范围和准确率：
  人或3米及以上的机动车辆发生各种入侵行为的情况下，就会触发行为识别系统运行。

 覆盖范围：每台连接的摄像机可以覆盖至少水平50米的范围，目标物距离最多达到300米（对人）或1公里（对机动车）。

  监测成功率：事实上，性能会随着实际场所和目标物参数而变化，对于行走中的人或全地形交通工具的监测成功率和报警率如下（按单台摄像机、30天期内的平均值）：
  监测成功率：95%
  日误报次数：1次
  日虚报次数：1次

  轨迹：在每台摄像机监控的视频范围内，监控轨迹可达到20个，目标物的轨迹在视频画面实况显示，目标物的轨迹保存以便随时回放或离线调取。
 
  破坏行为的监控：行为识别能够对未经授权的人员针对系统的下列企图进行监控和报警：进出、绕过、欺瞒、阻塞或其他试图破坏系统的行为。
  视频和基准损失：行为识别可监控和通报视频信号或基准损失。
  摄像机支持：行为识别支持黑白、彩色、近红外和热成像摄像机。

    Behavior Watch:
    Behavior Watch基于MATE专利智能视频技术的分析系统。比起Trigger, Behavior Watch增加了两大功能：速度监测报警和目标被移走报警。它可以安装在bbbbbbs XP系统上运行。
    其主要规格如下：
    （1） 支持4路视频输入
    （2） 监测成功率95%，日误报次数1次；日虚报次数1次。

    Cortex （Cortex Server和Cortex Viewer）：
    Cortex 是一种先进的视频分析管理软件系统，用来管理MATE智能视频产品家族的所有视频分析设备。Cortex能同时管理多路视频分析设备的实况视频报警。能够对远端的多个视频设备进行远程配置和控制，实现目标的监测与跟踪、行为识别及报警和视频传输。

    AVCS
    AVCS是一套存储系统，可将每次报警前后的视频片端保存到下来，并可以很容易的检索和播放。

    方案优势：
    本方案具备以下优势：
    1. 成本节约：
    模块化的部署方式，基于现有监控平台的有效补充和升级，不必更换原有设备，不必大规模布线，有效保护原有投资。本方案实施后可有效降低交管部门监控系统的人力需求。

    2. 高效可靠
    全天时工作，自动分析视频并报警，误报率低，降低因为监控人员人为失误引起的高误差。同时本方案将传统的“被动”视频监控化转为“主动”监控，在报警发生的同时实时监视和记录事件过程。在减轻监控人员工作负荷的同时，提高了整套监控系统的工作效率和准确度。