DSY-RVM AI-高速公路智慧视频监测
交通部发布《全国高速公路视频联网技术要求》和《全国高速公路视频联网监测工作实施方案》，要求“强化交通基础设施养护，加强基础设施运行监测检测”，建设并运行部省两级视频云平台，全面建设“可视、可测、可 控、可服务”的高速公路运行监测体系，更好地满足人民群众高品质出行需求。
与此同时，由中国公路学会发起，交通运输部路网监测与应急处置中心主编的《公路视频监测技术要求》已经发布，目的均为提高高速公路视频监测水平。
动视元AI+公路视频监测系统，包含视频事件检测、视频结构化、智慧服务区监测等功能，可完全满足《全国高速公路视频联网技术要求》、《全国高速公路视频联网监测工作实施方案》、《公路视频监测技术要求》，同时提供面向业务展示平台的成熟系统方案。
在现有技术方案中，整体系统过于复杂、庞大，道路监控视频系统、道路门架视频系统、服务区视频系统都存在不同的设备、平台，业务使用方同时要在不同的系统中切换。
各个类型的点位得监控视域不同，功能不同，但都为监控中心使用者服务，使用者需要常态化查看通过视频结构化后的数据为高速公路正常通行进行决策，而不同厂家不同平台带来的繁琐性为使用者带来了不便。
同时，由于各个系统相对独立建设、后台设备算力规模越来越大、且缺乏统一规划，同时，各个系统都会在设计时留出算力冗余，因此，算力的闲置浪费也同时产生。此外，现有技术方案中，需要在设计阶段就明确各类视频视域下需要进行智能分析功能，在实际运行后发现需要新增不同视域的点位检测时，需要不同供应商提供多种形态的产品，在实施中也存在诸多麻烦。
北京动视元科技有限公司自主研发的AI+公路视频监测系统，采用“1+N”的设计思路，充分挖掘算力资源，合理有效调配算法运行，可以针对全路段的所有监控视频进行统一的监测分析，发挥系统的最大价值。
系统中，“1”为“智慧场景管理大脑”，通过智能资源优化调拨，负责接入数据（视频）资源分配、算力资源调配、算法库调用、算法升级、分析场景预设等智慧化管控功能，智慧大脑通过耦合协议，与算法库、算力资源、存储资源建立管控通道，形成资源动态交互，随时掌握资源分配状况，能够将有限的硬件资源充分发挥其作用，避免建设浪费。
“N”为适配路段、门架、服务区、隧道等场景的算法资源库。利用先进的图像处理算法和计算机智能优化算法，对前端采集的视频图像进行处理。算法库中，除了具备停车、逆行、拥堵、行人穿越、抛撒物等交通事件检测功能外，还提供了根据场景定义的视频结构化分析功能，结合交通事件检测算法，形成场景化的监测能力。
系统可以同时满足《全国高速公路视频联网监测工作实施方案》、《公路视频监测技术要求》、《视频交通事件检测器》等标注文件要求。能够实时地进行检测、报警、记录、传输、统计，从而有效地对道路交通进行管理，提高公路网的交通运输能力，为道路的交通安全管理和道路运营提供极大的帮助。
本方案将动视元AI+公路视频监测系统集中安装在监控中心等室内环境，将外场采集的数字高清视频流采用ONU、点对点光纤上传至中心集中处理，并将处理后的视频数据、检测数据、报警信息直接通过以太网交换机传输给数据库服务器、综合管理平台工作站以及其它上端系统。
（1）先进性：视频数据经以太网通道传输，采用动态压缩和多种数据编码方式，兼容多种传输系统，可与其他系统融合从而组成统一的传输平台。可适应大场景监控和小场景分析的多模式应用；
（2）可靠性：采用中心处理架构时主要数据分析处理节点安装于监控室内环境，可以提供较为理想的工作环境，利于设备的稳定运行，对于设施集中维护、工作状态监控也较为方便。
（3）易用性：根据业务需求，将高速公路的分析场景进行有条件的预置，形成场景化、模块化的检测能力包，用户只需要根据检测场景选择对应的功能包或场景包即可，使用便捷，无需进行专业的设备环；
（4）经济适用性：根据场景和算法不同，有效调用算力，充分利用硬件资源，避免算力浪费；
（5）开放性：管理平台可定制化开发，提供数据接口和相应开发包，可以无缝接入第三方平台；
（6）扩展性：系统可根据检测场景的不同，进行功能定制和系统对接，并可通过专有协议对接第三方算法资源。
整体方案包括前端数字高清视频采集设备（外场设备）、传输系统、AI+公路
视频监测系统、业务展示平台等部分组成。
在新技术方案中，采用统一的服务器组进行智能分析，可以在一个服务器中同时满足不同视域下的检测需求，并提供统一的接口协议汇总。
实际使用者只需在一个软件中即可检测所有视域下的数据，并可在一个平台中查看这些数据，能够宏观观察高速公路整体运行情况。
同时，该方案无需在设计中明确各个摄像机的具体应用场景，只要预计监控设备总数即可，并在后续新增不同点位的检测需求时，可统一规划增加数量，无需考虑多品牌设备接入问题和多场景业务应用需采购多种品牌产品算法的问题。
总结来说，新旧方案对比情况如下：
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设备厂家 |
部署方式 |
变更工程量 |
数据分析结果使用 |
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原技术方案 |
多 |
繁琐 |
困难 |
倾向微观 |
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新技术方案 |
少 |
简易 |
简单 |
倾向宏观 |
3.4、系统构成实现各种现有视频图像、现有视频分析数据的采集
接入层是系统运行的数据基础，接入层提供的视频图像、视频分析数据为计算层提供多类型、多维度数据输入。
本系统采用面向服务的SOA架构，其接入层采用模块化组件设计，不仅能够满足当前系统数据接入需求，还可以充分满足未来更多设备类型、数据种类的持续扩展升级需求，能够更好的保护用户投资利用原有设备，节省用户设备投资费用。支持通过厂家SDK实现业内主流摄像机厂家、平台、存储设备的视频流接入。支持通过GB28181-2016、ONVIF、RTSP等主流协议对接第三方设备和视频平台，可将视频资源按照统一格式进行接入处理。支持高速公路全部视频全量接入。
实现视频检测数据化、虚拟化，数据清洗，数据存储
计算层是系统运行的硬件和软件基础，负责对未进行视频数据化的图像进行检测分析，目标背景分离技术、运动物体跟踪检测技术、模式识别技术及多层神经网络技术。根据系统架构和分布类型访问要求，可采用IP-SAN、NVR、存储服务器等多种方式。可以满足不同数据的存储容量、存储周期、访问速度、访问方式的需求。
实现模块化功能，运用AI+技术满足业务需求
计算层通过接入层数据和资源层的资源，运用AI+分析技术满足具体的高速公路智能交通业务需求；因为有了资源层的底层设计基础，计算层可以根据具体的业务需求特点进行定制和扩展，并可以根据不同路网、路段、隧道等区域的交通管理需求进行模块选择和部署。
计算层可以根据不同的业务流程需求，对资源层数据资源和接入层基础数据进行抽取利用，并与相关的业务部门基础数据和信息资源进行融合、匹配，并为业务层提供贴近实战、满足行业应用需求的管理策略和信息流。
业务层是基于各功能管理客户端和WEB服务器实现，各个业务功能模块运行结果通过事件检测及结构化数据进行地图弹窗、图表报告等多类型展示。交通状况视频检测综合信息管理平台通过以上四层构架，能通过定制开发满足高速公路片区中心交通管理者的基于路网管理需求的智能交通系统业务管理、交通流调度疏导、信息共享、部门沟通与协调、交通运营资源效能评估等综合应用需求。
动视元AI+公路视频监测系统采用CPU+GPU的硬件架构，可满足视频智能分析和数据通信的高效和互不干扰；系统采用DeepStream和CNstream等视频分析部署框架，满足高吞吐量，低延时，并发路数高的特点。
系统具备高智能、自适的能力，在特殊情况导致无法采用固定相机或无云台预置位时，可自动识别出路面上的车道线、等内容，保留停车、行人、拥堵等核心功能的前提下，摒弃传统的人工画线方式。
视频智能分析算法支持主流国产芯片的兼容适配；算法可支持最小352*288像素的视频流，并向上兼容；算法满足昼夜双重检测，可自动切换夜间模式并在无需夜间补光情况下，只依靠车辆前灯或尾灯即可实现基本的目标检测和异常事件分析功能。算法支持车辆在图像中≥30*30像素时的目标检测，并分析目标所产生的运动轨迹。
智能调度引擎模块，主要是对客户端的请求，进行分析之后，结合系统目前现状，选择最适合的操作模式。
自动切换。主要针对前台应用来说，不同的业务模块需要的资源是不一样的。有的所需的资源很大，而有的则很小，系统会自动根据所需资源的大小，动态改变连接模式。
系统可针对不同视域搭配不同AI算法，可在单台服务器中同时实现交通事件检测、车辆结构化检测、智慧服务区检测算法。并对每个应用，分配不同的计算资源。比如某个应用数据量非常大，那么分配给他的计算资源就相对多一些。有些相对小，则分配的资源就相对小一些。这样就可以达到资源的合理化使用。
在各种气候、环境条件下，只要人眼能看见车辆的移动，即使在隧道内没有照明的情况下，只要车辆有正常的前灯或尾灯照明，即可毫无障碍的检测事件、事故。
机架服务器式视频事件检测系统实现3类报警，并能自动上传分中心。系统可进行全画面检测，只要在摄像机的图像画面范围内发生的交通事件和事故，系统都能通过设置进行检测。
系统在视频分辨率不低于704*576像素条件下，每个类型车道（行车道、紧急停车带）和任何交通设置（流动、拥堵、停/开等）下能自动检测下列交通事件：
——车辆停驶；
——交通拥堵；
——交通事故；
——车辆慢行；
——车辆超速
——车辆逆行；
——车辆遗弃物；
——车辆驶离；
——车辆压线；
——车辆变道；
——占用急车道；
——烟雾火灾；
——非机动车；
——行人；
——路障；
——施工；
——禁区闯入。
系统能够对报警的优先级进行分级以避免对同一事件进行多次报警。
系统可对交通流量、速度、车型、排队等参数进行自动检测，并在交通参数测量结果超过阈值时自动产生报警信息：排队长度超过阈值、车速超过阈值。所有的阈值在系统安装时设置，也可根据交通状况进行远程自动调节。
系统有具有存储报警录像功能，当检测到异常事件后，至少能够提供事发之前和之后的视频录像，前后不少于3分钟（该录像时间可调），并将这些录像传输存储到服务器中，录像存储格式为标准H264编码形式的D1视频。
系统通过对高速公路卡口抓拍高清图片进行分析，并将其与高清视频流图像逐帧分析技术相结合的AI智能识别，进行车辆特征多维度识别，识别数据包括：通过时间、车牌号、车辆品牌、车辆类型、车辆颜色等信息。能够进行车身特征建模用以输出精确的车身模型及输出车辆三维还原图像。为稽查系统打击偷、漏、逃费行为提供强有力的证据，实现高效、准确地车辆稽查。
系统在车牌横向≥120像素情况下识别机动车号牌。
系统在目标分辨率≥100*100的情况下对目标进行分析并形成结构化数据，至少包含下列数据：
——车身颜色；
——车型分类（至少包含小型客车、大型客车、货车、挂车、两轮车、危险品车辆等）；
——车辆品牌及子品牌；
系统可对分车道的实时交通状况进行检测：断面流量、平均车速，占有率、车间距、排队长度、平均车长等。每个测量结果都针对一个车道或者一组车道。
——可在大堂入口、商超入口等进行人体姿态识别及人流密度检测。
——可在上下行电梯位置进行电梯运行方向检测。
系统可针对接入的视频流，进行遮挡检测、模糊检测、亮度检测、冻结检测、噪声检测、闪烁检测、滚动条纹检测、黑屏检测。
系统可对视频中能见度进行检测，可对雨雪雾天气进行检测，可识别路面积水、积雪和明显结冰，并进行报警。
系统操作界面为简体中文，并具有扩容功能；系统具有形象化、方便的设置、维护管理的功能；具备在维护管理地的多级用户的操作权限的不同设置，支持多个不同权限用户同时对系统操作管理。
系统支持多管理工作站同时、分部工作，系统分析结果和测量出的交通参数可通过以太网数据通信（TCP/IP协议）对其他用系统开放，可通过数据库共享方式提交其他管理平台使用。可支持报警联动等其他用途，从而实现资源的共享；
系统电源中断恢复后可自动恢复运行。
——交通事件检测精度≥85%；
——交通参数检测精度≥85%；
——视频结构化数据精度≥90%；
——响时间0-300秒可调；
——虚报数：≤0.1次/天/路。（标准工况下平均值）
(外场监控视域图）
在ETC门架、服务区入出口等监控视频中，需要使用视频结构化系统，从中获取车辆车牌号、车身颜色、车辆品牌等数据，用于收费稽核等业务。该类视频视域场景较小，通常不会超过200米。
（ETC门架视域图）
在智慧服务区监控视频中，需要进行人流密度检测、停车位检测等，用于服务区整体管理。通常人流监控像机视域场景更小，一般不超过50米，而停车位监控视域场景极大，通常采用高点位摄像机，可覆盖整个服务区停车位。
（人流密度检测）
（服务区高点位）
6. 建设清单
6.1、设备清单
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序号 |
设备名称 |
品牌 |
配置要求 |
性能指标 |
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1 |
算力服务器 |
动视元 |
2U机架式服务器； CPU：不低于2颗Xeon E5 2680V4； 内存：不低于64GB DDR4 ECC，可扩展； 硬盘：不低于4个热插拔扩展盘位，配备2TB SATA硬盘*2块，支持raid功能； 网络：双千兆自适应电口； 推理卡：服务器最大支持扩展到4推理卡，推理卡计算性能不低于130TOPS@INT8（Tesla T4）； 电源：1+1热插拔冗余电源。 |
每张推理卡可支持任选接入以下视频数量之一： Ø 32路交通事件检测 Ø 16路视频结构化检测 Ø 16路智慧服务区检测 Ø 32路图像质量/气象/路面异常检测 |
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3 |
分配服务器（含智能分配算法） DSY-RVM-S2 |
动视元 |
2U机架式服务器 CPU：不低于2颗Xeon Silver 4210 10核处理器； 内存：不低于32GB DDR4 ECC，可扩展； 硬盘：不低于4个热插拔扩展盘位，配备 2TB SATA硬盘； 网络：双千兆自适应电口； 电源：1+1热插拔冗余电源。 |
可管理≤500路视频图像接入，可管理≤20台算力服务器。 |
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4 |
平台服务器 DSY- RVM-S3 |
动视元 |
2U机架式服务器； CPU：不低于2颗Xeon Silver 4210 10核处理器内存： 内存：不低于32GB DDR4 ECC，可扩展； 硬盘：不低于4个热插拔扩展盘位，配备 2TB SATA硬盘*2块，支持raid功能； 网络：双千兆自适应电口； 电源：1+1热插拔冗余电源。 |
可接入及呈现≤500路视频检测结果。 |
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2 |
存储服务器 DSY-RVM-S4 |
动视元 |
2U机架式服务器； CPU：不低于2颗Xeon Silver 4210 10核处理器； 内存：不低于32GB DDR4 ECC，可扩展； 硬盘：不低于10个热插拔扩展盘位，配备 4TB SATA硬盘*2块，支持raid功能； 网络：双千兆自适应电口； 电源：1+1热插拔冗余电源。； |
每100路接入图像需配备4TB*2硬盘。
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序号 |
软件名称 |
品牌 |
描述 |
性能指标 |
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1 |
交通事件检测算法 DSY-VED |
动视元 |
包含停车、逆行、拥堵、行人、抛撒物、车辆驶离、超速、慢速等交通事件以及交通参数的检测算法软件。 |
≥85% |
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2 |
视频结构化算法 DSY-SGF |
动视元 |
包含车身颜色、车辆品牌、车辆类型、车牌识别等功能。 |
≥90% |
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3 |
服务区检测算法 DSY-ESA |
动视元 |
包含停车位检测、人流密度检测、电梯运行方向检测等功能。 |
根据不同场景另行约定 |
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4 |
综合管理平台 DSY-P |
动视元 |
包含UI、业务呈现、数据统计、日志统计、权限管理、报表统计等管理功能。 |
根据接入和业务需求定制。 |
七、服务和支持
北京动视元秉承“真者，精诚之至” 的经营理念，坚持做人做事求真、求正、求新；恪守“产品提升技术，方案解决需求”的技术信诺，始终以为客户提供技术领先的产品，可靠性高的有效解决方案为己任。
（1）按照用户需求提供切实可行的解决方案；
（2）配合项目实施单位完成前期的项目联合设计；
（3）配合项目实施单位完成检测点的选址工作；
（4）根据外场状况协助确定与视频处理直接相关的部件型号、技术参数；
（5）提供产品实施过程中的外场信息采集设备的安装指导；
（6）提供视频处理器的安装调试、试运行技术支持工作；
（7）为客户提供包括：车辆检测数据、图片等的原始数据、信息，异常报警日志、事件视频记录等原始数据或接口供客户二次开发；
（8）为其他上端系统提供共享数据、联动接口二次开发支持，实现大智能交通监控系统的智能联动控制策略支撑；
（9）基于用户使用需求的实际使用情况，对软件功能进行二次开发，实现量身定做。
（1）对用户提供有限次的设备安装指导；
（2）对用户提供有限次的设备调试服务；
（3）对用户重点时间段提供无缝技术保障；
（4）为用户提供7*24即时响的远程疑难问题技术支持；
（5）系统缺陷责任期内，重点工程12小时响的现场支持服务；
（6）提供最终用户系统操作、维护培训服务；
（7）提供长期产品升级与需求变化的沟通与服务通道；
（8）用对户问题遵循收集、回馈、解决，按程序进行确保系统运行稳定；对用户提供设备（9）维护及软件更新升级服务；
（10）提供设备维修等服务。
*质保期和服务内容遵循合同条款
