一、引言

　　隨著社會科技的進步與經濟發展，現代化的交通出行方式與出行工具極大地提高了城市生活的速度，方便了人們的日常生活與工作。與此同時，隨著城市機動車數量的不斷攀升，有限的城市道路資源與居民駕車出行需求之間的矛盾也更加突出。交通擁堵、交通事件以及由此引發的交通環境污染等問題日益嚴峻，并逐漸上升為引發廣泛關注的社會問題，如何解決城市道路交通擁堵問題成為了擺在相關交管部門面前的一大難題。在此背景下，大規模推廣應用智能交通技術來提高道路交通管理水平和交通系統運行質量便成為了實現道路交通系統良性運行的大勢所趨。

　　作為整個智能交通系統的重要技術支撐，視頻智能化分析技術已得到大規模的應用。基于視頻分析技術的道路綜合違法監測系統，可以實時對道路中的車輛進行檢測分析，一方面，其可以對車輛違法行為進行抓拍，起到規范駕駛員駕駛行為與緩解交通擁堵問題的作用。另一方面，其也可以得到實時的交通流量信息，供城市交通管理部門進行參考，這將在最大程度上起到合理建設道路網絡體系、及時進行交通疏導等作用。

　　二、視頻分析技術在城市交通體系中的應用

　　圍繞整個城市交通體系，視頻分析技術大致可以應用在三個道路區域：十字路口、道路路段、以及移動行駛的公交車，這種設計可以實現對整個道路交通體系的全方位覆蓋。通過對城市路口、路段和移動式三種覆蓋方式的綜合違法監測，使建立城市無縫覆蓋的交通違法監測網、交通流量采集網與智能感知信號控制系統成為可能，這在直接為交通信息發布、交通誘導和交通執法提供有力技術手段的同時，必然將更好的提高交警執法效率和城市交通整體管理水平。

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　　物聯網的核心概念是物品的自動識別和信息的互聯和共享、并實現實時管理和控制。這一特點非常符合交通違法監測、交通流量監測與誘導、交通信號控制等智能交通應用的特征。

　　 感知層：一般安裝在實際的道路現場，感知層設備主要是對道路交通信息進行實時監測采集。

　　 傳輸層：只要實現數據的傳輸，負責將感知層采集到的數據傳輸到交管中心。在實際應用中可以選用光纖、網絡、無線等方式。

　　 應用層：應用層主要涉及到同交管人員的交互，如果將前端獲取的交通信息顯示給交管人員。對于違法信息，需要將數據寫違法管理平臺。方便對違法車輛進行違法后處理。對于交通流量信息需要通過電子地圖的方式顯示給客戶，另一方面可自動的講信息反饋給道路交通誘導系統，方便交通信息的發布。

　　1、城市路口綜合違法監測

　　城市道路路口作為城市交通的重要節點，是影響整個城市交通的關鍵。在十字路口安裝基于視頻分析技術高清電子警察系統，可實時對路口通行車輛進行監測。首先，系統可以檢測出道路交通流量、車道占有率、排隊長度、平均車速等交通參數信息。通過和路口信號控制機相連可以更加有效的進行道路信號控制，使得紅綠燈時長更加合理，減少車輛等待時間;其次，系統可以對路口車輛違法行為進行監測，從而起到規范駕駛員駕駛行為的目的。這不但可以減少路口突發事件，進一步減輕道路的擁堵情況，還能增強駕駛員的安全。

　　 闖紅燈違法檢測：系統可直接對路口車輛進行檢查，當紅燈狀態時如果有車輛經過便對其進行捕獲抓拍。

　　 不按車道行駛違法檢測：直行車道左右拐、右拐車道直行與左拐、左拐車道直行與右拐等違法行為。

　　治安卡口：在進行路口違法行為檢測的同時，系統還能起到綠燈卡口的作用。

　　車牌識別：對于違法車輛的車牌，系統可自動進行號牌識別，識別結果可以直接寫入數據庫。

　　交通參數統計功能：系統可以對路口過往車輛實時進行統計，得到的數據實時發送交通控制信號機，信號機可以根據實時的車輛信息對紅路燈進行合理控制。

　　數據上傳：通過IP網絡系統可將違法數據以及交通參數數據實時上傳到交通指揮中心。對于違法數據交管中心可以對違法數據進行下一步處理，而交通流量信息可實時在指揮調度平臺上顯現，通過交通信息發布系統可以實時的發布出去。

　　2、路段綜合違法監測

　　相比于路口的交通狀況，路段中的情況要好一些，需要的功能也比路口簡單。同樣也是交通參數統計、道路違法檢測兩個方面。其中主要的違法行為是不按車道行駛，例如“加塞”、占用應急車道、壓實線等。這些違法很容易造成路段中的交通事故，從而加重道路的擁堵情況。

　　基于智能視頻分析技術的道路綜合違法檢測系統，可以實現對路段交通的實時監測。另外，采用嵌入式智能一體機作為成像以及控制設備的系統，可以采用太陽能方式供電、3G無線數據傳輸，可方便的進行遷移，從而達到了可以在路段靈活布控的目的。這將大大增加電子警察系統的覆蓋范圍，無論是從成本還是工程角度考慮都是系統的應用變得更加合理。

　　不按車道行駛違法檢測：路段中的車輛違法行為主要包括：壓實線違法、車輛逆向行駛、占用應急車道違法等。系統可直接分析出各種路段車輛違法行為對其進行抓拍，抓拍之后可對違法車輛號牌實時進行車牌識別。

　　交通流量參數統計功能：通過實時的圖像分析，系統可以得到路段中的交通參數信息，包含車道占有率、平均車速等。

　　同路口綜合違法監測系統一樣，路段系統得到的交通參數信息和車輛違法信息可以實時通過IP網絡上傳到中心交管平臺。

　　3、移動式綜合違法監測

　　大力發展公共交通體系，已經成為緩解城市道路擁堵問題的有效解決方式之一。而公交專用道因其投資省、見效快、技術要求低等特點，已經被各大城市所采用。然而，在實際中公交專用道經常有被社會車輛占用的情況，這種情況下建立一套占用公交車道違法監測系統顯得尤其必要。

　　基于智能視頻分析技術的移動式綜合違法檢測系統利用高清智能設備對占用公交車道的車輛進行檢測，一旦檢測到有公共車輛進入便對其抓拍。系統采用GPS車輛定位已經3G無線傳輸，可方便的安裝在公交車的車頭或車尾，對車輛運行全程進行監控實時得到車輛的位置信息，并將車輛的違法數據以及位置信息一同上傳到交管中心。