基于大數(shù)據(jù)的視頻監(jiān)控技術(shù)在交通管理中的應(yīng)用

張 莉

（安徽公安職業(yè)學(xué)院， 安徽 合肥 230031）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，道路交通環(huán)境也日趨復(fù)雜，各級(jí)公安機(jī)關(guān)交通管理部門(mén)不斷深入實(shí)施科技強(qiáng)警戰(zhàn)略，在緩解城市交通擁堵、預(yù)防和減少交通事故、服務(wù)便民等方面已初顯成效，視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用是信息化時(shí)代背景下交通管理部門(mén)不可或缺的管理手段，在分析、研判和預(yù)測(cè)方面都發(fā)揮著重要作用。

一、基于大數(shù)據(jù)的視頻監(jiān)控技術(shù)

視頻監(jiān)控是監(jiān)控方式的一種，顧名思義，道路交通管理視頻監(jiān)控是利用視頻技術(shù)實(shí)時(shí)記錄、分析、檢查、存儲(chǔ)、再現(xiàn)道路狀態(tài)的圖像和音頻相結(jié)合的道路交通管理手段和方法。

視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，經(jīng)歷了模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)、智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)和智能高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程。模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)依托光學(xué)成像技術(shù)和電子技術(shù)，雖然其圖像質(zhì)量差，范圍應(yīng)用規(guī)模較小，但開(kāi)啟了電子監(jiān)控系統(tǒng)。隨著數(shù)字壓縮編碼技術(shù)和芯片技術(shù)的發(fā)展，隨后進(jìn)入了系統(tǒng)設(shè)備能容納大量視頻信息的數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)達(dá)使得圖像編碼處理單元由后臺(tái)走向了前端，視頻圖像在攝像機(jī)端編碼后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳到后臺(tái)，數(shù)字化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決了海量數(shù)據(jù)來(lái)源的問(wèn)題，新的需求接踵而來(lái)，就是對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析、理解、識(shí)別、檢索，這是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)基于其背景建模、目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤等一系列的算法分析，提高了對(duì)海量數(shù)據(jù)的識(shí)別、預(yù)警、分析等效率和能力。

目前實(shí)際應(yīng)用中，各種類型的產(chǎn)品和系統(tǒng)架構(gòu)均有一定的比例，并均將繼續(xù)存在一定時(shí)間，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，智能網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)代表了視頻監(jiān)控技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向。

二、基于大數(shù)據(jù)的視頻監(jiān)控技術(shù)的功能

（一）數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)、決策關(guān)聯(lián)

隨著交通管理領(lǐng)域信息化建設(shè)腳步的加快，通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端獲得龐大信息、海量的數(shù)據(jù)，稱之為“大數(shù)據(jù)”，大數(shù)據(jù)的“大”既指海量更指數(shù)據(jù)的計(jì)算能力和潛在價(jià)值。大數(shù)據(jù)具有“大規(guī)模（Volume）”“快速（Velocity）”“價(jià)值（Value）”“多樣（Varity）”的“4V”特點(diǎn)，可以不斷實(shí)現(xiàn)采集-存儲(chǔ)-分析-預(yù)測(cè)-誘導(dǎo)的良性循環(huán)。以美國(guó)為例，在現(xiàn)代化智能交通管理系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)后，交通擁堵率降低了20%。

數(shù)據(jù)資源的整合和共享是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的生命力，打破區(qū)域、地域、行業(yè)的限制，最大限度地收集數(shù)據(jù)信息，用歷史和近來(lái)的數(shù)據(jù)，利用信息集成優(yōu)勢(shì)，梳理整合，開(kāi)發(fā)核心數(shù)據(jù)庫(kù)；發(fā)現(xiàn)規(guī)律，分析建模；對(duì)大量樣本進(jìn)行全面而連續(xù)的監(jiān)控，深度挖掘，找出癥結(jié)和優(yōu)勢(shì)，為管理決策提供基礎(chǔ)支撐。例如，亂停車的歷史數(shù)據(jù)可以輔助停車場(chǎng)的規(guī)劃，對(duì)“堵點(diǎn)”的歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可以輔助道路規(guī)劃；對(duì)“事故黑點(diǎn)”的數(shù)據(jù)可以輔助管理的方向；對(duì)“歷史出行”的記錄可以輔助公交營(yíng)運(yùn)的規(guī)劃等。

（二）數(shù)據(jù)與管理的關(guān)聯(lián)

1. 科學(xué)預(yù)警的價(jià)值

對(duì)于常態(tài)化預(yù)警報(bào)警，每個(gè)管轄部門(mén)都會(huì)評(píng)估這個(gè)地區(qū)、區(qū)域、路段的交通通行的能力，形成一個(gè)周期性過(guò)車信息模型，由此在系統(tǒng)中設(shè)置一定的參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)某一天或某一時(shí)段過(guò)車信息超過(guò)設(shè)置參數(shù)或不符合信息模型規(guī)律，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，指揮中心將啟動(dòng)相應(yīng)措施來(lái)應(yīng)對(duì)。具體到查處、偵破偽造變?cè)焯?hào)牌車輛案件時(shí)，每一輛經(jīng)過(guò)卡口的車輛，都會(huì)被卡口的攝像設(shè)備攝錄，攝錄內(nèi)容包括車牌、車型、顏色和車體的部分特征，這些信息迅速傳輸?shù)浇K端，與終端的車輛信息庫(kù)迅速進(jìn)行比對(duì)。與傳統(tǒng)的查處方式相比，其更精準(zhǔn)、更快捷，特別是對(duì)車流量大的路段，也不會(huì)因?yàn)椴樘幍男袨槎档驮撀范蔚能囁佟?/p>

2. 法律證據(jù)的價(jià)值

執(zhí)法規(guī)范化建設(shè)是公安機(jī)關(guān)開(kāi)展“三項(xiàng)建設(shè)”中非常重要的一項(xiàng)任務(wù)，是公安工作的核心和生命線，對(duì)落實(shí)依法治國(guó)方略、保障人民群眾利益，有著十分重大的現(xiàn)實(shí)意義和極其深遠(yuǎn)的歷史意義。強(qiáng)化執(zhí)法規(guī)范化建設(shè)，對(duì)執(zhí)法人員嚴(yán)格按照實(shí)體法和程序法來(lái)辦理案件是重要保障。在案件辦理中，證據(jù)是“會(huì)說(shuō)話的眼睛”，證據(jù)獲取的方式、證據(jù)的完整性、關(guān)聯(lián)性等對(duì)案件的定性、定量起到?jīng)Q定性作用。視頻監(jiān)控是“會(huì)記憶的眼睛”，通過(guò)前端攝錄的內(nèi)容，經(jīng)過(guò)傳輸，顯示并記錄在后端，在違法行為查處、交通事故的認(rèn)定中，可以隨時(shí)從目錄中提取，動(dòng)態(tài)顯示該違法行為或事故的整個(gè)過(guò)程，這一證據(jù)在對(duì)案件查處時(shí)起到重要的定案、定性、定責(zé)、定量的作用。例如，醉酒駕車的頂包案。不過(guò)，由于大量信息需要記錄存儲(chǔ)，這對(duì)于服務(wù)器的存儲(chǔ)能力、搜索能力、計(jì)算能力等提出了高要求。

3. 精準(zhǔn)管理的價(jià)值

視頻監(jiān)控技術(shù)是智能交通多種技術(shù)中的一種，且是大數(shù)據(jù)重要來(lái)源，多種技術(shù)手段的互補(bǔ)應(yīng)用有助于管理者從立體的視角去觀測(cè)城市交通狀況，多元的采集過(guò)程增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的精確性，避免了城市交通的監(jiān)測(cè)盲點(diǎn)。在處置突發(fā)事件緊急調(diào)度時(shí)，監(jiān)控視頻發(fā)揮著“瞭望臺(tái)”的作用。例如，當(dāng)指揮中心接到報(bào)案人報(bào)案，某地方出現(xiàn)擁堵或是發(fā)生交通事故，接警電話由于不是面對(duì)面的對(duì)話，可能在信息溝通方面不夠具體，報(bào)警人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的描述上有誤差，指揮中心民警實(shí)際上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況了解并不多，在指派警力的警種、人數(shù)及后援支持上可能與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際查處的需求有出入。如果報(bào)警路段安裝視頻監(jiān)控設(shè)備，當(dāng)報(bào)警人告知事發(fā)具體路段或路口時(shí)，指揮中心民警可以將鏡頭推向該路口，實(shí)時(shí)狀態(tài)一目了然，仿若身臨其境，有針對(duì)性地選派警種和人員，有利于加強(qiáng)社會(huì)治安防控和民警自身安全保護(hù)。

4. 事故預(yù)防的價(jià)值

道路交通是由人、車、路和環(huán)境四要素構(gòu)成，交通事故的預(yù)防需要社會(huì)協(xié)同治理。造成交通事故發(fā)生的原因是多方面的，如車輛的構(gòu)造、道路設(shè)施、道路規(guī)劃、道路隱患、肇事人的身份和生理特性等，通過(guò)多起事故或者多年數(shù)據(jù)的匯總、分析得出的結(jié)論，無(wú)論是對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的指導(dǎo)，還是對(duì)管理重點(diǎn)和方向的指導(dǎo)，抑或?qū)痪瘓?zhí)法常態(tài)化和應(yīng)急化政策的制定都發(fā)揮重要的指引力。

5. 信號(hào)誘導(dǎo)的價(jià)值

視頻監(jiān)控所采集的信息包括交通流信息，如車流量、瞬時(shí)速度、時(shí)間平均速度、車隊(duì)長(zhǎng)度等，也包括交通事件信息，如車隊(duì)擁堵、違章停車、越線等。通過(guò)大區(qū)域監(jiān)測(cè)，獲取相關(guān)信息，有利于對(duì)交通信號(hào)控制方案進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化，調(diào)整紅綠燈時(shí)間并使其自動(dòng)進(jìn)行燈色轉(zhuǎn)換，有利于縮短車輛在路口的停車等待時(shí)間，提高通行效率。

6. 緩解擁堵的價(jià)值

城市交通治堵是一項(xiàng)精準(zhǔn)化和應(yīng)用化的工作，治堵不只涉及一個(gè)路口、一個(gè)路段，而是涉及整個(gè)區(qū)域，要立足全局思考。交通控制與誘導(dǎo)有著內(nèi)在一致性，兩者在數(shù)據(jù)、信息及策略等多種層次上的協(xié)同工作可以更有效緩解城市的擁擠狀況。通過(guò)視頻監(jiān)控，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)對(duì)某一路口、路段的車流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)超過(guò)閾值立即啟動(dòng)預(yù)警，查找擁堵原因，“對(duì)癥下藥”，可以為交通管理人員實(shí)行交通干預(yù)和控制、交通信號(hào)燈調(diào)節(jié)、引導(dǎo)交通分流提供決策支持。

（三）數(shù)據(jù)與服務(wù)的關(guān)聯(lián)

信息化的手段是政府提高社會(huì)服務(wù)管理效率的必然選擇，這既體現(xiàn)在利用數(shù)據(jù)實(shí)施的交通控制上，同時(shí)也能為群眾的出行發(fā)揮交通引導(dǎo)作用。比如有一些交通管理部門(mén)通過(guò)視頻監(jiān)控獲取的流量信息，與“百度地圖”“高德地圖”等共享資源，根據(jù)車流量為群眾出行路線選擇提供合理規(guī)劃，同時(shí)對(duì)進(jìn)入該路段正在通行或等待的駕駛?cè)?，能夠根?jù)該路段排隊(duì)長(zhǎng)度和通行速度，給出預(yù)計(jì)通過(guò)該路口或路段的時(shí)間。比如公安部交管局、科研所與百度合作，開(kāi)發(fā)“春運(yùn)平安播報(bào)，伴您平安回家”的軟件，只需輸入通行路段名稱，即可了解擁堵長(zhǎng)度、平均速度、重要節(jié)點(diǎn)流量、團(tuán)霧多發(fā)路段等資訊，為平安出行提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。道路交通管理工作無(wú)論在哪個(gè)時(shí)代、哪個(gè)階段、用哪種方法，最終的落腳點(diǎn)都是服務(wù)于群眾的安全、便捷、高效的出行。隨著科技的不斷發(fā)展，道路交通管理者要轉(zhuǎn)變思路，靈活運(yùn)用科技手段，賦予數(shù)據(jù)更多的“靈性”，矢志不渝地實(shí)現(xiàn)安全、暢通、高效的道路交通管理宗旨。

三、視頻監(jiān)控技術(shù)在城市交通管理工作中的實(shí)效

通過(guò)對(duì)安徽省某市交通管理工作的調(diào)研、數(shù)據(jù)的分析，研究發(fā)現(xiàn)近年來(lái)基于大數(shù)據(jù)的視頻監(jiān)控技術(shù)在預(yù)防事故、緩解擁堵等方面發(fā)揮著重要的作用。

某市道路總里程2587公里，其中省道172.43公里，城市道路158公里，縣道245公里，鄉(xiāng)道365公里，村道1647公里。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，該市汽車保有量迅猛增長(zhǎng)，交通網(wǎng)壓力越來(lái)越大。交通指揮中心的建設(shè)以及以車輛大數(shù)據(jù)研判為核心技術(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)、綜合管控平臺(tái)、視頻圖偵實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)、設(shè)備運(yùn)維管理平臺(tái)的功能整合，構(gòu)建了完整的城市智慧交通指揮體系。

全市道路監(jiān)控設(shè)施逐步建設(shè)，電子警察城區(qū)道路覆蓋率達(dá)到60%，雷達(dá)測(cè)速點(diǎn)省道覆蓋率達(dá)到50%?？诔鞘械缆犯猜史e達(dá)到30%，省道覆蓋率達(dá)到90%，鄉(xiāng)村道路覆蓋率達(dá)到40%。紅綠燈城市范圍覆蓋率達(dá)到80%，省道覆蓋率達(dá)到10%。隨著道路監(jiān)控設(shè)施的完善、新增、整合及視圖作戰(zhàn)平臺(tái)的改版完善，新交通指揮中心的實(shí)戰(zhàn)能力也隨之提高，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1. 視頻巡邏保暢通

指揮中心視頻巡邏小組每日對(duì)重點(diǎn)路口進(jìn)行視頻巡邏，發(fā)現(xiàn)道路擁堵、交通事故等情況立即調(diào)度周邊警力支援，確保道路的暢通有序。特別是在節(jié)假日、惡劣天氣、警衛(wèi)任務(wù)等特殊時(shí)段，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無(wú)間斷巡視。

2. 違法信息質(zhì)量高

為了更好地發(fā)揮新平臺(tái)的作用，對(duì)事故高發(fā)路段的卡口、電警的軟硬件進(jìn)行了全面升級(jí)，圖片和視頻質(zhì)量顯著提高，車牌識(shí)別率超過(guò)了90%，夜間視頻可見(jiàn)度較以往有質(zhì)的飛躍。城區(qū)還增加了10處違停自動(dòng)抓拍點(diǎn)。目前每月采集的信息涉及超速違法行為4000余起、闖紅燈等違法行為4500余起，較以往信息量提升了將近30%。

3. 案件破獲速度快

將視圖作戰(zhàn)平臺(tái)和前端設(shè)備相結(jié)合，通過(guò)技戰(zhàn)法、視頻濃縮等功能，破獲各類逃逸事故案件的精準(zhǔn)度和效率有了很大提高。近四個(gè)月內(nèi)偵破交通肇事逃逸事故案8起，其中3小時(shí)以內(nèi)偵破案件4起，6小時(shí)以內(nèi)偵破案件2起，24小時(shí)以內(nèi)偵破案件2起，較以往縮短了案件偵破時(shí)間40%。

4. 預(yù)警研判實(shí)力強(qiáng)

通過(guò)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，該市在最近四個(gè)月內(nèi)，實(shí)施布控車輛662起，查獲假套牌5起、逾期未年檢48起、違法未處理2181起，幫助他人找回貴重物品3起。

大數(shù)據(jù)技術(shù)已然成為交通管理的決策支撐，輻射到管理的各方面，發(fā)揮了信息查詢、科學(xué)預(yù)警的價(jià)值；發(fā)揮了法律證據(jù)的價(jià)值、社會(huì)服務(wù)的價(jià)值、提供決策支持的價(jià)值。用大數(shù)據(jù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)來(lái)補(bǔ)齊傳統(tǒng)管理模式的短板，成效已初顯，然而目前對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的挖掘和運(yùn)用與其實(shí)際價(jià)值潛力還有相當(dāng)?shù)牟罹唷?/p>

四、對(duì)在交通管理工作中應(yīng)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建議

1. 轉(zhuǎn)變觀念

觀念是人們?cè)谏鐣?huì)實(shí)踐中形成的一些觀點(diǎn)和看法。各地公安交通管理部門(mén)大力加強(qiáng)交通管理信息化建設(shè)和應(yīng)用，交通管理工作成效顯著，但在建設(shè)和應(yīng)用中仍然存在一些問(wèn)題，比如“跨越式的一蹴而就”“形象工程”“謹(jǐn)小慎微”“東一榔頭西一斧頭”等，必須通過(guò)轉(zhuǎn)變觀念來(lái)解決，讓視頻監(jiān)控技術(shù)的建設(shè)和應(yīng)用符合道路交通發(fā)展的規(guī)律，循序漸進(jìn)、穩(wěn)中有進(jìn)地發(fā)展。

（1）“因地制宜”思路

要真正將視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用到交通管理中，必須調(diào)查研究該地區(qū)的道路交通管理的規(guī)律，明確適合放置視頻監(jiān)控的路口，以達(dá)到有效利用、全面管理的目標(biāo)。視頻監(jiān)控技術(shù)不是形象工程，攝像頭不是裝得越多越好，我們需要思考其中的有效性，保證用更少的成本達(dá)到更好的管理效果。我們要遵循集中與分步并舉實(shí)施原則，集中是指要設(shè)置的視頻監(jiān)控必須能形成關(guān)聯(lián)性，分步是指逐個(gè)層次慢慢推進(jìn)，切勿盲目追求技術(shù)的升級(jí)改造，要在設(shè)備選型、維護(hù)、平臺(tái)架構(gòu)、技術(shù)更新等方面能協(xié)調(diào)發(fā)展。

（2）“精細(xì)化”思路

大數(shù)據(jù)的“大”并不僅僅指數(shù)量多，更指有效數(shù)據(jù)的深度挖掘和運(yùn)用。數(shù)據(jù)挖掘是核心，首先要提高數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，為統(tǒng)計(jì)、建模、預(yù)測(cè)提供條件。其次，要整合各領(lǐng)域的資源，比如與交通、運(yùn)管、城建等部門(mén)協(xié)調(diào)共享道路、駕駛?cè)恕⒔煌üぞ?、重點(diǎn)車型等對(duì)道路交通造成影響的數(shù)據(jù)，使做出的預(yù)測(cè)更為全面準(zhǔn)確。最后，我們要將數(shù)據(jù)進(jìn)行充分分析挖掘，將數(shù)據(jù)服務(wù)于管理，提高交通管理效能。

2. 加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，培養(yǎng)專業(yè)隊(duì)伍和人才

視頻監(jiān)控技術(shù)的理念已經(jīng)深入到交通管理工作中，現(xiàn)階段影響視頻監(jiān)控技術(shù)成效的瓶頸主要是算法和工具，如在數(shù)據(jù)采集方面，重點(diǎn)解決高并發(fā)數(shù)的訪問(wèn)、操作問(wèn)題，使服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)載均衡并分片處理。在預(yù)處理階段，重點(diǎn)做好“生產(chǎn)庫(kù)”向“資源庫(kù)”的轉(zhuǎn)移和數(shù)據(jù)清洗等工作，滿足后續(xù)數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)計(jì)算需求。改變這一局面，需強(qiáng)化技術(shù)的效果，加強(qiáng)和科研單位和專業(yè)學(xué)院的合作，深入研究，破解這些難題。

視頻監(jiān)控的設(shè)備和技術(shù)投入使用后，日常工作中數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、研判預(yù)測(cè)、統(tǒng)一調(diào)度的工作仍然由公安交通管理部門(mén)的交警來(lái)承擔(dān)，我們要有意識(shí)、有方向、有針對(duì)性地培養(yǎng)該方面的復(fù)合型人才，通過(guò)制度的保障和激勵(lì)，使民警潛心鉆研，真正將數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的價(jià)值挖掘出來(lái)，為交通管理工作提供有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。未來(lái)發(fā)展中，科技將會(huì)逐漸代替人的作用，數(shù)據(jù)挖掘的工作將交由計(jì)算機(jī)執(zhí)行，戰(zhàn)略規(guī)劃層已經(jīng)提前設(shè)計(jì)完畢，交警的工作更多的是執(zhí)行層面。

3. 提升信息化管理規(guī)范化水平

視頻監(jiān)控技術(shù)的投入要依托第三方技術(shù)公司，后臺(tái)管理、運(yùn)營(yíng)由技術(shù)人員負(fù)責(zé)，事前簽訂保密協(xié)議，嚴(yán)格落實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)資源的安全和保密工作，充分保障交通參與者的隱私權(quán)。

道路交通管理工作應(yīng)堅(jiān)持社會(huì)化、法治化、智能化、專業(yè)化的方向，不斷提升道路交通治理能力現(xiàn)代化水平。突出防范在先，以大數(shù)據(jù)整合運(yùn)用為核心，實(shí)現(xiàn)信息主導(dǎo)警務(wù)，有效改善城市交通秩序，預(yù)防減少交通事故，積極服務(wù)社會(huì)發(fā)展。視頻監(jiān)控技術(shù)作為科技強(qiáng)警的一部分，我們堅(jiān)持科技引領(lǐng)、服務(wù)實(shí)戰(zhàn)，不斷提升公安工作科技化信息化水平，為打擊犯罪、公正執(zhí)法、服務(wù)群眾提供有力支撐。

[1]黃凱奇.智能視頻監(jiān)控技術(shù)綜述[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2015，（3）.

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