深度学习高速公路隧道视频事件检测系统方案
一、项目背景以及技术概述
1.1 项目背景
改革开放30多年以来，我国社会发生了天翻地覆的改变，尤其是公路建设，发生了突飞猛进地变化。总的来说，我国的高速公路建设跃上了一个新的台阶。高速公路建设与地方经济的发展息息相关，是密不可分的。常言道“要致富，先修路”这是经济发展的必要前提，没有便利的交通，就没有经济的发展。
当代高速公路正朝着智能化方向发展，逐步形成“智慧高速公路”科技理念。智慧高速公路提出引入互联网思维和技术，对传统高速公路机电系统和管理服务进行重构再造，初期建设任务是通过信息交换与共享、数据融合与挖掘，提升高速公路运营管理水平和出行服务质量，实现省域高速公路监控管理、应急指挥、辅助决策、业务办理、出行指引等服务的信息化和智能化。 。
而高速公路路况信息的采集、交通策略的制定、控制指令的下达、路况信息的发布，都需要监控系统。监控系统为高速公路提供了最直观和最及时的信息支撑。每天公路监控中心利用监控设施进行交通的日常监控，采取定时电子巡逻的方式，确保了路面异常事与物的及时排查和清理，并有效缩短交通事件发现和反应时间,减轻道路巡查和监控人员的劳动强度,从而提高了高速公路智能化管理水平。
1.2隧道现状
随着我国经济的快速发展，高速公路及高速公路隧道的建设项目与日俱增，隧道安全运营问题显得越来越突出，除隧道本身的土建施工质量外，隧道的监视与控制管理成为公路隧道安全正常运行的重要课题。全国截至2016年底，共有公路隧道15181处，其中特长隧道（3千米以上）815处，长隧道（1千米至3千米）3520处，中短隧道（1千米以下）10846处。
2012年以来，全国隧道共发生重大以上道路交通事故和其他安全事故4起，从隧道交通事故后果看，近5年隧道事故死亡率（每起事故导致的死亡人数）为0.48人/起，是同期全部事故死亡率的1.6倍。
隧道内环境复杂、进入隧道时光线突变、车辆突然慢速行驶、变道不明洒落物等已成为最容易影响隧道内交通安全的问题，严重影响后车行驶的安全（引发二次事故），风雨雾天导致前端摄像机镜头晃动及模糊致使监控画面出现抖动不清，隧道内光线时明时暗，加上前端摄像机采用都是年代久远的模拟摄像机，收集的视频信息效果不佳，因而监控中心容易忽视对事件画面的捕捉，因此在复杂的环境下增加交通事件视视频分析及实时预警系统的技术手段第一时间辅助人工监控显得非常重要。
1.3建设智能化项目的意义
通过智能视频分析系统能有效检索相关的违规行为的信息，再通过报警提醒人员去察看相关的情况，以减少管理成本，提升监控效率：
减少人力资源的投入
传统视频监控使得监控人员必须在每时刻关注电子巡逻系统，此方式必须增加人力资源才能避免盲点，因此使用先进的智能分析技术，节省信息中心人员的投入，也从节省道路巡查人员的投入。
具有24×7不间断地智能分析
智能视频分析系统，彻底改变了以往完全由安全工作人员对监控画面进行监视和分析的模式，并采用智能算法与用户定义的安全模型进行对比，一旦发现有安全威胁，立刻向监控中心预警或报警。
其中非现场执法设备主要是固定检测设备，作用是对监控相对薄弱或失管失控的路段进行监控。近年来，事件检测作为道路交通的重要安全保障方法，得到了广泛应用。但目前基本上所有的视频监控系统都需要人实时去监视。由于连续监视会导致人很容易疲劳，导致整套系统存在一些缺陷。主要表现在：
◆ 被动监控：目前的监控系统大部分情况下都仅起到一个“录像”的工作，即将一段时间内的视频源使用DVR录制下来，异常情况甚至于突发事故已经发生之后，再进行事后的查验。
◆ 人类自身的弱点：有时无法察觉安全威胁，注意能力不可持久。
◆ 监控时间：视频监控系统在大部分情况下，视频源的视频画面并没有被安全人员看到，很可能在这些时间内就有值得注意的异常现象出现。
◆ 数据分析困难：传统视频监控系统缺乏智能因素，需要24小时完整的录像，占用大量磁盘存储空间，而且录像数据无法被有效的分类存储，最多只能打上时间标签，数据分析工作变得非常耗时，很难获得全部的相关信息。
二、微云通事件检测器的部署
2.1公路事件检测器部署
为了更好的提高事件检测覆盖率，需增加摄像机密度来弥补检测范围，针对视频事件检测存在的盲区进行覆盖。在现有设备的基础上增加摄像机的数量，压缩了摄像机之间的距离，将每个摄像机的监控范围缩小并增强可控范围，避免出现由于弯道遮挡或摄像机本身角度等问题出现的监控盲区。
另外，为了提高视频事件检测系统的覆盖率，需要在加装摄像机的同时，把每路摄像机加入视频事件检测系统，保障检测系统能够充分发挥其作用，为公路的运营管理做出应有的贡献。
2.2微云通事件检测系统架构
基于视频分析技术的智能化监控报警系统，综合有效地集中加入视频智能分析系统，并且本设计方案不破坏现有的普通视频监控系统，与现有的视频监控系统进行无缝衔接，WAY-WDTR系列作为独立设备追加到现有的监控系统中，接受并分析前端视频信号，将报警信息通过网络发送到中心的管理平台，实时观看现场的报警画面，同时也可输出开关信号与其他设备联动，有效提高系统的安全等级。
2.2.1设备连接拓扑图：
2.2.2设备连接说明：智能分析服务器与管理工作站加入监控中心局域网，通过监控中心平台取流或网络直接取流，把视频流加入智能分析服务器，当服务器分析到报警事件后，传输给管理工作站，形成实时监控报警。
三、微云通事件检测器功能的应用
微云通智能视频分析仪可以广泛的运用在道路交通视频监控中，他能很大程度的提升整个交通管理部门作业，对违章事件进行主动报警，及时预警。
3.1交通事故检测：车辆在道路上因过错或者意外造成车辆碰撞事故、人身伤亡等，发现立刻报警。
3.2违章停车检测：在特定或一段道路上设定以防区，车辆停留时间超过一定时间和位置时，产生报警。
3.3车辆逆行检测：防止车辆逆向行驶带来交通堵塞或者交通事故，当车辆设备逆行时，设备产生报警。
3.4货物洒落检测：为防止从车辆上滚落的物品或施工过程中遗留下的物件影响道路情况时，设备产生报警。
3.5火灾事故检测：对道路出现车辆自燃，事故引发的火灾能，产生报警。
3.6烟雾报警检测：对隧道能产出的烟雾做出及时反映，产生报警。
3.7车流量统计检测：对某一路段经过的车流量进行统计。
3.8平均车速检测：单位时间内车辆行驶的距离，平均速度 = 距离/时间
3.9团雾及能见度检测：针对高速公路中能见度低的恶劣环境进行检测，能够及时检测到能见距离，并针对较低的能见度发出预警。
3.10车型分类：能够按照交通运输部规定将车型分为货车、集装箱车、客车、摩托车等。
3.11视频存储功能
支持视频流的存储记录，将不同的视频图像存放到系统指定的存储区域。根据图像存储策略，自动覆盖历史数据。支持对高带宽码流进行存储；支持按照预先设置策略，进行减帧存储；
支持手动录像、自动定时录像、报警联动录像、循环录像等多种工作方式；
支持节假日设定、预录像设置；
存储应支持逐帧回放的需求；
录像工作表：可为每个摄像机指定录像工作表。工作表可按周一至周日以及节假日的不同时间段分别指定不同的动作设定；
在进行回放、快进、快退等操作时存储不能中断，保持不间断存储；
SAN存储网络系统应通过相关管理软件，实现对所有存储设备统一的性能管理、容量管理、分配管理、故障管理及配置管理。
3.12数据储存功能
综合检测中心应用系统接收交通事件数据存入交通事件数据库，同时负责生成单独事件录像数据库，每一个事件前后共1分钟左右，事件录像含有事件指针信息，根据特护情况，可以调节视频录像的长短。
3.13 深度学习算法功能
通过对大量车辆数据进行深度学习训练挖掘，提高了恶劣环境下车辆识别准确率，在高速公路出现异常交通时，第一时间发现并报警，实现了高效的交通事故处置机制，降低了二次事故发生率，准确率达到90%以上。
