城市轨道交通智能视频图像分析系统的应用探索

近年来，我邦轨道交通行业发达迅猛，因为其不占地面道途、客运量大、能耗低等上风，各都市踊跃加入轨道交通兴办。同时，因为其安好牢靠、迅速便捷等特质，轨道交通也逐渐成为市民出行的首选。截至2020年6月30日，中邦内地已有41个都市开通了都市轨道交通，总长度抵达6917.62公里。客运量方面，正在疫情影响下，2020年6月世界总客运量仍抵达了17.37亿人次，日均客运量5790.52万人次。

地铁车站行动地铁的枢纽节点，是地铁任职水准、治理水准、智能化水准的直接呈现。跟着巨量客流带来车站客运营业的浩瀚压力，眼前车站客运营业人工打点为主，缺乏集成水准高、类型团结的智能化工夫技能，眼前方网客流连续攀升，单站客运任职压力日趋厉肃。古代的自愿化体系因兴办阶段分别彼此间较为寂寞，营业推行需求操作众个终端。同时车站员工需求高频次正在众区域推行人工巡检，并洪量利用纸质台账和布告，智能化水准亟待提拔。与此同时，跟着工业4.0、物联网、人工智能等前沿工夫的迅速发达及搬动操纵的迅速普及，旅客需求也正在连续改变和拓展，消息获取的容易性、众样性，导向消息的实时性、精确性，乘坐体验的充足性和众元性，被越来越众的市民所眷注。

为此宁波市轨道交通集团有限公司运营分公司行动宁波轨道交通的兴办单元和运营单元，与浙江大华工夫股份有限公司撮合完工了樱花公园站灵敏车站样板点的打制，以车站智能视频图像领会体系为主旨切入点，对古代视频监控体系举行智能化改制，从进步车站灵敏水准、进步车站运营功效和效益、革新旅客用户体验的角度开拔，依托更众的优秀工夫技能，使车站不妨为地铁平素运营供给更为高效的事业式样、尤其优质的旅客自助任职以及尤其智能的辅助决议。

宁波市都市迅速轨道交通自2014年5月开通第一条线途运营以后，轨道交通兴办范畴迅速伸长，城轨类型向网状辐射、城际延迟。据《宁波市都市迅速轨道交通兴办筹划（2013-2020年）》显示，宁波市估计于2020年前酿成轨道交通基础网，总里程可达172千米；预测线网酿成后市区内部公交出行量达560万人次，占市区出行全式样比例为34.4%；轨道换乘系数为1.40，均匀运距为11.7千米，客运强度为1.2万乘次/千米。

然而跟着宁波市轨道交通的迅速发达和客流量的激增，对轨道交通的压力也逐渐减少，特别是对运营治理和群众安好保险等方面的压力一日千里。现阶段合键是通过长久的运营体会连系古代视频监控举行配合，可是跟着视频监控体系各上层单元治理的车站数目越来越众，现有的古代视频监控体系面对着很大的离间，合键呈现正在：

正在各治理单元监控室的空间有限，只可通过轮换画面来监督一齐的场景，不行同时获知扫数视频图像的监控消息；

单车站的空间大、设置众、客流繁杂，存正在较众安好隐患，如乘客的极度举止（打斗斗殴）、客流的拥堵踹踏、禁入区域的私行冲入、自愿化设置的突发阻滞等，通过古代视频轮播或者事业职员查看视频的式样已无法实时应对这些突发事务，同时对地铁安好治理职员酿成的压力浩瀚，易发生不良社会影响；

跟着地铁车站自愿化、智能化的连续兴办，怎样提拔乘坐体验众元性、消息获取容易众样性、旅客导向实时精确性、车站境况安逸性、广告投放整洁性、出格态乘客（老弱病残）容易性也成为地铁运营治理职员需求研商的主要题目，针对少少阴恶举止（如旅客遁票、尾随、插队等）急需提出管理手段；

固然视频监控体系包蕴的消息量浩瀚，但现正在对消息的愚弄率极小。是以，有需要考虑正在地铁境况中，怎样愚弄智能视频领会来自愿取得相干消息、并发现数据，为地铁运营治理、应急办理、安好提防等供给维持和凭借。

由此可睹，需求基于已有的视频图像举行深切考虑和领会，并连系各样工夫操纵有用缓解或管理上述题目，保险正在轨道交通迅速发达的趋向下仍能对车站举行合理管控，省得产生安好职守事变等境况。

跟着时期的进取，视频监控工夫掩盖了社会生存的方方面面。它的操纵大致可能分为2类，即利用界限和利用成效。正在利用界限方面，百般行业简直城市操纵视频监控工夫，举例来说，小区物业的治理、办公室的安好监控、泊车场的安好监控；电厂、变电站的无人监控；电子消息治理中百般把握机房的长途监控；高速途收费站对来往车辆的监控，道途上对车流量和违章车辆的监控；公途、桥梁、铁途、机场的治理监控；公安破案、牢狱治理和军事基地的安好提防；文献室、档案室、金融机构的禁锢和警报。正在利用成效方面，视频监控工夫被操纵于工场临蓐线监控、大庭广众禁锢、医疗卫生监护和长途造就等，这是愚弄了视频监控的安好提防、消息搜捕和治理提醒成效。

正在视频监控工夫发达的历程中，它资历过和正正在资历以下历程：当地模仿图像监控—PC端众媒体监控—嵌入式视频任职器监控—智能视频监控。

（1）以矩阵为主旨的古代模仿图像监控体系是第一代视频监控体系，摄像机、专用视频电缆、切换矩阵、监督器、模仿录像设置及盒式录像带等组成了体系。但此体系有领域小、间隔短的监控限度。

（2）以硬盘录像机为代外的折半字化监控体系是第二代视频监控体系，此体系的显着特性正在于它能充足阐扬预备机工夫的成效，让用户正在浏览和治理方面取得尤其人性化的工夫增援。第二代工夫管理了不少模仿矩阵工夫的困难，它是第一代工夫的拓展。

（3）以前端汇集视频为代外的整个字视频监控体系是第三代视频监控体系，视频的事业流程是前端图像收罗—转换成数字信号—通过汇集举行传输—愚弄汇集对监控举行浏览、把握与存储。

智能视频图像领会体系通过拣选优秀、成熟的智能视频领会工夫连系营业操纵体系，充足愚弄现有摄像机举行地铁智能化、细致化监测与领会，可能将营业数据与运营职员举行有用整合，提拔车站内极度事务感知技能和办理功效，提拔运营治理水准，为将来正在全网举行工程化增加供给工夫验证和参考。合键有如下方面：

（1）正在最大限制的愚弄现有摄像机视频资源的条件下，愚弄智能视频领会工夫，智能感知车站极度事务和客流数据，充足调动既有的资源，可能正在较少的加入下取得较好的操纵收益；

（2）无需占用更众的站内空间，便可能告终车站运营治理和客流管控，无论正在既有线途仍旧新修线途，更利于落地告终；

（3）无需减少更众的职员装备，以至可能省略局部职员事业强度，不妨有用连系现有运营人力资源装备，进步人力资源愚弄率；

通过本次考虑，将仍旧较为成熟但未正在轨道交通行业获得充足操纵的人工智能工夫举行操纵，对营业体系举行添加完满，大幅提拔地铁运营形态的感知技能，对车站极度事务和客滚动向举行领会，为灵敏地铁的告终奠定根本。同时，可认为轨道交通运营治理、客流领会、职员排班等供给数据维持和凭借，对进步车站应急办理技能和大众出行任职水准，创设安好、高效的运营治理系统具有至极主要的效用。

双目立体视觉调解两只眼睛取得的图像并观望它们之间的区别，使咱们可能取得显着的深度感，创设特性间的对应相合，将统一空间物理点正在分别图像中的映像点对应起来，这个区别，咱们称作视差(Disparity)图像。

双目立体视觉丈量伎俩具有用率高、精度相宜、体系机合简便、本钱低等甜头，出格适合于缔制现场的正在线、非接触产物检测和质地把握。对运动物体（搜罗动物和人体形体）丈量中，因为图像获取是正在倏得完工的，是以立体视觉伎俩是一种更有用的丈量伎俩。双目立体视觉体系是预备机视觉的枢纽工夫之一，获取空间三维场景的间隔消息也是预备机视觉考虑中最根本的内容。

双目立体视觉从数字图像中提取立方体、楔形体和棱柱体等简便法例众面体的三维机合，并对物体的体式和空间相合举行形容，把过去的简便二维图像领会增加到了繁杂的三维场景，标记着立体视觉工夫的降生。跟着考虑的深切，考虑的领域从周围、角点等特性的提取，线条、平面、曲面等几何因素的领会，直到对图像明暗、纹理、运动和成像几众么举行领会，并创设起百般数据机合和推理法例。

图像拼接工夫便是将数张有重叠局部的图像（也许是分别时分、分别视角或者分别传感器取得的）拼成一幅大型的无缝高辨别率图像的工夫。图像配准和图像调解是图像拼接的两个枢纽工夫。图像配准是图像调解的根本,并且图像配准算法的预备量平常出格大,是以图像拼接工夫的发达很大水准上取决于图像配准工夫的更始。大华全景拼接设置采用专用图像拼接打点芯片可能显示无缝拼接。

1）通过树立正在站长室（或车控室）的平台营业终端，可能实时接受各样极度境况的报警消息，并查看报警图片、报警录像、报警点位及时视频等，对站内产生的拥堵、摔倒等容易惹起安好临蓐事变的境况举行团结管控。

2）通过树立正在轨道交通分局的平台营业终端，可能实时接受各样极度境况的报警消息，并查看报警图片、报警录像、报警点位及时视频等，对站内产生的主旨部位彷徨、可疑物品遗留等也许导致安好事务的境况举行团结管控。

智能视频图像领会体系针对地铁车站场景内的各样营业需求，连系策略原则和行业领导文献的成效筹划，充足愚弄人工智能、机械视觉和全景拼接等优秀工夫，举行了智能成效操纵。合键如下：

正在地铁站的上下扶梯、大客畅通道等处，容易产生旅客摔倒事务。当客流量较大且未能实时挖掘时，容易进一步导致拥堵、踹踏等事务，导致旅客人身安好收到威吓。假设能趁早挖掘旅客摔倒事务，运营职员可实时对客流举行疏通，避免危境升级，有用省略安好临蓐事变的产生。

平台接受前端相机报警，举行报警图标和报警音响提示，并干系现场的及时视频、报警录像视频、报警图片等消息；

正在地铁站的安检口、检票机等处，因为检讨或收缴物品、插队等举止容易激发纠缠，进而导致旅客打斗事务，威吓人身安好。当其他旅客集合举行围观时，容易进一步导致拥堵、踹踏等事务，导致其他旅客人身安好也受到威吓。假设能趁早挖掘旅客打斗事务，运营职员可实时对旅客举行劝导、对客流举行疏通，避免危境升级，有用省略安好临蓐事变的产生。

平台接受前端相机报警，举行报警图标和报警音响提示，并干系现场的及时视频、报警录像视频、报警图片等消息；

正在地铁站的闸机口，会涌现尾随前面的旅客进出站，以举行遁票的举止，给地铁运营带来极大的收入亏损。假设能实时挖掘旅客遁票事务，运营职员可实时对旅客举行奉劝劝导、或接纳其他有震慑效用的技能，尽量避免遁票事务的产生，省略地铁运营收入亏损，保险地铁收益。

平台接受前端相机报警，举行报警图标和报警音响提示，并干系现场的及时视频、报警录像视频、报警图片等消息；

正在地铁站的地面收支口、安检区、站台等处，容易产生旅客拥堵事务。当客流量较大且未能实时挖掘时，容易进一步导致拥堵、踹踏等事务，导致旅客人身安好收到威吓。假设能趁早挖掘旅客拥堵事务，运营职员可实时对客流举行疏通，避免危境升级，有用省略安好临蓐事变的产生。