余亮

(江西瑞林电气自动化有限公司，江西南昌 330038)

在设置有红绿灯路口的人行道处，由于行人存在从众心理[1]和对管理部门“法不责众”的侥幸心理，闯红灯的现象屡禁不止。这种交通陋习不但易造成重大的交通安全事故，扰乱正常的交通秩序，同时也破坏了城市的文明形象。目前，针对这种违章行为，大多数城市仍主要通过路口执勤交警现场教育维持秩序。但由于路口众多、时间不间断、行人屡教不改，仅依靠微薄的警力现场教育，很难杜绝或减少这类交通违法行为的发生。针对上述问题，本文结合江西省南昌县某道路路口行人闯红灯项目，提出一种行人闯红灯自动预警及显示曝光系统。

1 系统设计构想

系统采用视频监控[2]、人脸识别[3]及大数据分析等较为成熟的技术手段，对行人闯红灯的违章行为采取自动监视，结合语音播报提示[4]和人脸特写等约束方式，在不用人工介入的情况下，规范行人过斑马线的行为。对于屡教不改的违章人员，通过系统获取其住址和联系方式，由相关执法人员进行处罚及教育；同时可关联征信系统，影响其贷款等行为。具体处理过程如图1所示。

图1 系统对行人闯红灯的处理过程

2 系统架构

系统包括前端采集曝光、网络传输、中心存储管理等3个部分，系统架构框图如图2所示。

图2 系统架构图

由图2可以看出，该系统前端采集曝光部分由路口处设置的专用摄像机、扬声器、红绿灯信号检测器、室外显示大屏和智能终端管理主机等设备组成。专用摄像机用于行人闯红灯自动检测和违章行为图像抓拍；扬声器用于声音播报提醒；红绿灯信号检测器用于实现专用摄像机和交通信号灯间联动控制；室外显示大屏用于行人闯红灯违章行为过程曝光显示；智能终端管理主机用于违章证据前端存储和管理。网络传输部分由工业级网络交换机和工业级光纤收发器组成，通过相关设备接入公安交警专网，违章证据实时上传总控中心平台。中心存储管理部分由违章数据接入平台、违章数据共享平台、交通信息发布平台、脸部特征识别平台、数据库及存储服务器等组成，实现数据接入、共享、存储以及违章行人脸部特征识别比对、审核等功能。

3 违章取证及自动预警系统

3.1 系统配置及原理

违章取证采用视频检测方式，在路口的每条人行道处两端均设置1台900万像素网络高清抓拍专用摄像机，用于人行道双向检测；并配置相同数量的室外扬声器。专用摄像机的音频接口连接至室外扬声器，可直接触发语音播报。每个路口还需设置1台智能终端管理主机，实时接收、存储和管理路口处所有专用相机传输的视频和图片数据，通过以太网方式上传总控中心。

违章取证及自动预警系统工作原理为：当人行灯为红灯状态时，联动信号通过红绿灯信号检测器反馈至专用摄像机。专用摄像机内置计算机智能跟踪、行人检测及人数判断算法，通过对视频图像的逐帧处理实现红绿灯识别，及对行人的检测与追踪，并据此判断行人是否存在闯红灯行为，实时输出检测结果。即当有行人出现时，自动跟踪行人的运动轨迹并记录运动方向，当信号灯处于红灯状态并且有行人越过等候区时，专用摄像机自动启动内置抓拍功能，获取人脸图片，上传至脸部特征识别平台进行分析，并与人脸数据库比对并识别，同时根据抓拍后的结果自动提醒、曝光。

具体流程如图3所示。

3.2 网络高清抓拍专用摄像机参数需求

专用摄像机需满足表1所示技术参数要求。

4 信息发布及显示曝光系统

在每个路口设置一套室外信息发布及显示曝光系统，系统由室外LED显示屏、控制单元、信息播放装置及大屏控制软件等组成。其中LED显示屏规格为13 m2，像素间距为6 mm，具备自动亮度调节功能，可在不同亮度环境下获得最佳播放效果，系统设备要求防护等级IP65以上，包含AV、S-Video、VGA、DVI、YPbPr、HDMI、SDI和 RJ45 等多种信号接口。

图3 违章取证流程

表1 网络高清抓拍专用摄像机技术要求

大屏控制软件接收专用摄像机抓拍的违法合成图片，并将合成图片实时发送至路口曝光屏上进行曝光。系统由中心联网发布平台接入管理和控制，具备文字和图片动态显示、视频和实时视频播放、信息离线发布、行人闯红灯监控报警发布、一机多屏部署、分屏控制和信息显示等功能。总控中心可统一控制路口各大屏配套的发布程序，实现大屏发布内容的灵活管理。在没有违法行为发生的时候，可以发布天气信息、交通管制信息、安全文明宣传标语、路口实时视频等；在有违法行为发生的时候，可以发布违法过程合成图片；在有紧急信息需要发布时，还可以通过插播的方式即时发布。

5 总控中心设置

在总控中心设置用于交通信息发布、人脸识别比对及中心存储等三类服务器及相关平台软件，用于管理、存储、控制及显示违法证据信息。

交通信息发布平台负责将路口违章取证采集到的违法人员脸部特征图片推送给人脸识别服务器实现脸部特征识别比对，并将人脸识别服务器返回的识别结果予以展现。识别结果包含人员姓名、单位、住址等身份信息以及相似度，再通过人工审核的方式予以确认和管理，同时支持按路口、人员身份、时间维度统计行人闯红灯的违法信息。

人脸识别平台将网络高清专用摄像机抓拍到的行人人脸特征图片与常住人口信息库中的人员图片实时分析比对，返回达到预警相似度值的人员身份信息及对应相似度。

中心存储实现实时视频、违法图片、违法数据的存储，根据存储时间配置相应硬盘容量。

6 结语

本系统所选用一体化嵌入式网络高清抓拍专用摄像机、智能终端管理主机、室外信息发布及显示曝光装置和各类服务器等设备，集多种功能于一体，集成度较高。设备之间接线简单，系统设备相关配置、平台人机交互操作均易于掌握，减少了实施人员安装、调试及维护等工作量。系统采用网络架构，易于后期扩容操作，可兼容至其他智能交通系统。