摘要:本文對現階段高速服務區存在的各種突出問題分析梳理,通過基于智能視頻技術的高速公路服務區精細化管理是一種現代化服務區車輛及設備自動化管理系統,以促進服務區停車場車位及設施利用率,最大限度地提高服務接待能力,同時又具有服務區打擊逃費功能,是將服務區完全置于智能管理下的服務管理系統。它主要是針對服務區優質管理需要,以管理安全、操作方便、更高效、人性化的服務車輛及人員為目標的智能化管理系統。
關鍵詞:智慧服務區、智能視頻分析技術、防逃費、大數據
服務區是高速公路上必不可少的配套資源設施,隨著我國高速公路的迅猛發展發展高速服務區,服務區的數量和服務區車輛與日俱增,特別是節假日期間大量車輛和人員進入服務區,給服務區的管理帶來了巨大考驗,如何及時掌握服務區車輛和人員數量動態,根據車型引導車輛停車,采取布局合理的服務區服務設施,控制合理的車流量和人流量,是對服務區更加精細化管理的重要組成部分,也是打造“智慧服務區”的成果展現。
一、服務區在管理中的問題
1.1服務區內換掛、甩掛逃費
隨著高速公路通車里程的迅猛增長和聯網規模的不斷擴大,特別是計重收費普及以后超限單車通行費大幅增加,部分人員在既得利益的驅動下,在服務區內進行貨車的換掛、甩掛等逃避通行費,給國家和企業帶來經濟損失,也給正常的運營秩序帶來較大的沖擊。
1.2服務區停車場車輛停放無序
高速服務區都建有客貨車分類停放區,遇到節假日大量車輛涌入服務區,不按標志車位規范停車,導致服務區停車場混亂,停車區域擁堵容易造成剮蹭等交通事故發生。
1.3危險品運輸車停車不規范
危險品運輸車行駛途中保障其安全及其重要,特別是服務區為人流密集地區,危險品運輸車亂停亂放,不在?;奋囄怀鐾7?,一方面會造成車輛擁堵,另一方面也會造成公共安全隱患危機人身安全。
1.4對服務區車流量、人流量掌握不及時
隨著服務區客流量快速的增長,尤其在節假日期間,大量的車輛及旅客涌入服務區,給服務區的各項工作帶來巨大的考驗。因此,及時的掌握各個服務區的客流量及車流量數據,綜合各個服務區數據變化及時采取合理的措施,控制客流量及車流量,為人們出行提供最優最便利的服務同時,也大大減輕服務區的工作壓力。
1.5服務區大數據應用不深入
高速公路服務區在日常的運營過程中, 產生了海量的、異構的數據, 即大數據, 這些數據還在快速的增長. 大規模產生的數據, 給數據的存儲和分析帶來了巨大的挑戰, 如何深入的、科學的、高效的存儲這些大數據, 并能對其進行快捷的訪問和分析, 更好的服務于交通, 是一個迫在眉睫的問題。
首先討論了高速公路中大數據的來源以及數據的特點, 然后分析了研究大數據的意義和大數據處理技術, 并分析了這些技術在高速公路大數據中分析中所面臨的挑戰。
二、系統設計
基于智能視頻技術的高速公路服務區管理方式是一種現代化服務區車輛及設備自動化管理系統,以促進服務區停車場車位及道路利用率,最大限度地提高服務接待能力,同時又具有服務區打擊逃費功能,是將服務區完全置于計算機管理下的高科技機電一體化產品。它主要是針對服務區優質管理需要,以管理安全、操作方便、更高效、人性的服務各車主及旅客為目標自動化統計系統,通過視頻技術多維車輛特征分析、車牌抓拍、車位引導系統的使用,提供全面停車指引服務,可以極大地提高服務區停車場服務水準,并提高服務設施的自動化程度和動態監控能力,按照車型合理安排停車,提高停車設施泊車利用率,減少排隊進入服務區時間,樹立服務區停車場優質服務的形象;同時對服務區出口的車輛根據號牌識別信息自動和入口車輛進行號牌、車型的比對,重點判斷貨車服務區內甩掛、換掛等逃費行為,對存在逃費行為的車輛進行上級反饋和預警;服務區智能卡口系統對進入服務區的車輛數量、車型等實時監控;后期視頻云監控系統建設,監管人員可以通過手機APP實時查看管轄服務區運行狀態是否正常,方便隨時發布管理動態,來實現服務區運行狀況和信息發布聯網管理,打造現代化的智慧服務區。
三、系統架構
3.1智能視頻分析服務區網絡拓撲設計
總體網絡拓撲為,前端利用車輛特征信息采集識別設備采集車輛或者人流量信息,傳到后臺服務器上進行服務區出入口的車型比對處理分析,得出相應的車型分析結果,服務器根據車型識別結果和服務區停車場的閑置車位數量,給停車引導顯示屏發出車輛引導信息;對進入服務區內的?;愤\輸車輛進行監控,不按規定停入?;穼S密囄粚l出警告;人流量統計分析系統實時分析園區內人流量活動數量,為管理者提供管理依據。
數據中心
數據中心直接接入服務區內前端采集的檢測數據。數據中心存儲數據類型,包括結構化數據和非結構化數據;結構化數據主要包括平臺涉及的所有高速公路業主公司高速服務區所涉及的設備和車道,以及設備檢測的車輛特征信息等;非結構化數據主要包括車輛特征圖片信息。
服務區&停車區
服務區和停車區入口、出口安裝車輛特征信息采集設備,車道過車時將采集的車輛特征數據由前置工控設備存儲。
前置服務器將數據規整和清洗后,通過專網上報公司數據中心計算分析、統計計算、匯總處理。
3.2智能視頻分析服務區邏輯架構拓撲圖
數據接入方向:
在服務區前端檢測點,由前端智能識別設備采集各服務區過車的特征數據,前置服務器對采集的數據進行清洗、緩存、然后平臺接口層通訊按照統一協議接口傳送數據到達平臺。
平臺接口層各功能業務模塊接口對數據進行完整性判斷后,按照配置把數據推入相應的消息隊列。
消息總線分配和管理各個消息隊列的調度和緩存。
計算&統計功能層響應消息總線通知,分業務功能進行實時計算過程軌跡、流量計算、異常數據計算、布控稽查計算、逃費預判后把計算結果回送消息隊列;分業務功能進行離線數據的統計生成報表后推送到消息隊列。
功能模塊層響應消息總線通知,按消息隊列分類進行數據存儲入數據庫、圖片進入文件存儲層;歷史數據(超過預設閾值年份)存儲入數據庫。
數據查閱方向:
展示層采用B/S 模式,SpringMVC層架進行展示,客戶端通過瀏覽器作為運行介質和用戶交互,響應用戶操作產生控制結構數據推送到平臺接口層。
接口層分為兩大部分,一為業務功能查詢接口實現正常業務數據的查詢和管理,二為實時視頻轉發接口實現車道實時監控。
消息總線分配和管理各個消息隊列的調度和緩存。
業務模塊層響應消息總線通知,各業務模塊分別處理預設置消息隊列消息,查詢計算數據庫或者文件系統后把結果數據返回到消息隊列。
展示層在SpringMVC 通過模型層響應消息總線的通知,獲取結果數據綁定到視圖層實現數據的展示。
3.3智能視頻分析服務區功能接入拓撲圖
數據采集模塊單據包括服務區入口車輛特征信息數據采集、服務區出口車輛特征信息采集、?;奋囕v識別監控、人流量分析,通過視頻分析采集到車輛特征信息,可以把相關大數據信息接入到打逃應用、布控應用、報表應用等多項功能接入。
四、主要功能
4.1車型分類系統引導不同車型進入停車位
車型分類系統應前端車型識別采集設備需要可以明確區分客1-客4、貨1-貨5、特殊車輛(危險品運輸車輛)的車型信息,并通過中心服務器識別該車型后,根據該車型信息計算出服務區內剩余的車位信息并發出指引標識,需要按照指示牌導引線進行行駛,指引車主選擇合適的停車位停放車輛,按照車型分類區分停車位,大小車輛分別停放,規范停車秩序,使車位能夠得到有效利用。
4.2識別危險品運輸車輛
服務區視頻車輛分析系統是通過前端識別設備采集車輛圖像,車輛特征提取系統分析后可以識別帶有危險品標志的車輛例如危險標志燈、危險車輛側面標志等其他危險品標志,運輸車輛進入服務區后前端采集設備分析出危險品運輸車后,直接引導該類型車輛進入危險品運輸車輛專用車位進行停放,減少事故的發生。
4.3服務區客流量及車流量統計分析
服務區流量統計系統由高清智能卡口攝像機、網絡傳輸系統、數據處理系統等構成,是利用計算機視覺技術先進的視頻算法,對進出服務區卡智能口監控畫面進行分析、處理、應用的過程,完整的流量統計系統,主要包括以下幾個步驟:背景學習過程、移動的目標提取與跟蹤、移動目標的識別判斷。系統具有專業的智能檢測功能和豐富的擴展接口,其獨特的后端分析系統,賦予產品高靈活性和高穩定性的特點。
流量統計系統不僅可以分析服務區客流量數據,還可以為服務區獲取不同時段分布的人數統計、人群行為異常、場內滯留人數分析等信息,從而有利于管理人員現場調度管理、判斷人群及車輛擁擠程度、實現服務區安全高效管理;對于服務區管理中心,服務區管理人員可利用該統計系統了解顧客行為,來評估服務區所提供的服務設施是否方便、足夠、達標等。此外還可以對服務區由于顧客過多擁擠引起的安全隱患及時報警。
4.4智能視頻分析系統實現防逃費功能
智能視頻分析服務區系統對服務區出入口數據進行采集,以車牌號碼為索引,對出口車輛進行車輛特征比對,主要比對的特征為車臉、車身及車尾,比較其差異性,以此判斷該車輛存在哪種類型的異常情況,如換牌換卡、套牌、甩掛和換掛等逃費行為。
對于比對異常的車輛數據,通過報警功能在平臺上提示用戶,該車疑似逃費車輛,需要通過人工進行核實。
工作人員可通過平臺的過車查詢功能對車輛進行跟蹤查詢,包括服務區出入口車頭車尾高清圖、車身圖片等;通過掌握的車輛信息對嫌疑車輛進行復核,以確定車輛是否為逃費車輛,最終將此車牌號標注為嫌疑車輛,加入平臺黑名單;當該車再次被識別時,平臺通過報警功能提示用戶進行攔截。
五、結束語
“智慧服務區”已被大多數高速公路服務區管理單位所接受,這是現代服務區一體化管理的信息化理念。它將新一云計算技術、物聯網、傳感器技術、運籌學、人工智能和系統綜合技術有效地集成應用于高速公路服務區信息化建設,并通過人工智能、大數據管理系統收集、分析和處理,結合服務區布局調整、軟硬件設施的升級改造、服務功能優化等進行匹配,必將推動服務區新的產業升級,推動服務區管理的科學化和服務的創新。