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中国智能交通协会

智慧行人过街预警系统

2022-07-08   来源:中国智能交通协会


刘刚、吴罡、蒋良煜、于润之
扬州市法马智能交通设备有限公司



  1、系统概述
  近年来,行人无视交通规则,肆意闯红灯一直是城市“顽疾”,且行人闯红灯是行人交通违法中最普遍、最明明显也是数量最多的一种交通违法行为。这种违法行为不仅对交通违法者本人的人身带来极大的危险,而且有碍道路畅通,更是造成交通事故发生的重大诱因。随着城市建设和精神文明思想的倡导,交通文明、安全出行越来越引起有关部门的关注,更重要的是影响城市精神文明的形象。对于城市交通管理者而言,重点和难点是如何通过各种交通违法行为的整治,从根本上提高行人的安全意识,着力改变老百姓的交通陋习,减少交通违法行为,使得城市的交通环境更安全、更有序、更畅通。
  2、路口现状
  行人闯红灯交通违法行为长期存在,而且交警在执法过程中常常遇到“法不责众”的尴尬局面。由于管理难度大,致使不少交通民警产生畏难情绪和消极心理,形成了行人肆意闯红灯、无视交警指挥等不让行、不服管的怪现象。
  针对这种情况各地的交管部门也都推出了各自的监督、管理手段:
  (1)一面红旗
  上下班高峰时段,在主要路口设置文明监督志愿者岗位,通过口头的规劝,减少行人闯红灯的行为。如图1所示:



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图1 一面红旗



  (2)一条红绳
  在红灯期间用绳子阻隔行人通道,采用物理手段杜绝行人闯红灯的可能。如图2所示:



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图2 一条红绳



  (3)一面人墙
  利用手拉手的开关式人墙,指挥行人大军的“走”与“停”。如图3所示:



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图3 手拉人墙



  以上监管方式都需要人力现场劝导,存在费时、费力,效果差的情况,但是在新的解决方案出现前,这样的方式依然是大多数地区的首选。
  3、系统总体设计
  3.1、总体架构
  行人闯红灯自动检测报警系统由前端子系统、网络传输子系统和后端管理子系统组成。当不需要后端平台时,则网络传输子系统与后端管理子系统可以不进行配置。如图4所示:



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图4



  前端子系统主要由智慧行人过街预警一体化立柱组成,产品集人行灯、人行闯红灯抓拍摄像机、工控主机、语音播报、电子显示屏、递减灯条、LED 显示屏等于一体,安装与使用方便。
  3.2、系统功能
  本系统通过视频自动检测行人闯红灯行为,联动路口高音喇叭实现对闯红灯行人的警示和提醒,并在  LCD 屏上上显示行人闯红灯行为。可有效规范行人出行习惯,大大降低行人闯红灯的事故发生率,提高城市的文明程度。
  3.2.1 行人闯红灯违法行为自动检测功能
  行人在红灯状态下越过警戒线,进入人行横道的,系统自动检测行人越线行为,抓拍行人闯红灯全景图像,同时联动对向摄像机抓拍图像。
  系统将三张行人闯红灯过程图片和一张行人特写图像进行自动合成,形成完整的行人闯红灯画面信息。

  3.2.2 联动告警功能系统通过语音警示和对违章图片抓拍的即时警示方式,规范行人过马路的交通行为,能够降低行人乱闯红灯引发的交通事故和提高市民文明交通意识。系统采用图像识别自动检测算法,自动检测行人过马路的违章现象;一旦发现违章行为,能够以语音及图像的方式给予警示。
  3.2.3 广告发布功能
  系统采用高亮度室外显示屏,不仅可以实时曝光行人的违章行为,还可以在没有行人违法状态时播放交通宣传标语以及公益性广告等。
  用户可登录系统管理端制作节目,灵活组合背景图、视频、音频、图片、字幕和实时数据等,排版组合成多媒体节目,各区域播放内容使用单独的播放列表进行控制,并可以设置节目单有效播放时间。同时支持节目单导入导出功能,对节目单进行快速更改。实现不同的场所、不同受众、不同时间段播放不同的信息内容。
  3.2.4 后端平台功能(扩展)
  1、用户管理:(1)用户修改密码;(2)增加用户,删除用户,编辑用户信息;(3)用户权限管理配置,权限分为多种级别,高级别的用户拥有更多的权限;
  2、设备管理:(1)智能行人灯设备录入、编辑、删除、检索等;(2)路口关联设备如喇叭等的录入、检索安装时间、安装人员等维护性功能;(3)智能行人灯设备通讯异常在线诊断分析;(4)智能行人灯设备远程操作编辑功能,可远程设置显示屏图片、宣传图案等本地可操作的功能;(5)设备的其它类型的故障上报分析告警;(6)违章管理。(7)闯红灯人脸识别唯一认证 ID 存储,可对接公安系统查询身份信息;(8)违章图片关键取证信息存储:包含人脸照片,违章时间点,取证照片若干张,违章次数统计等;可在前端页面,随时检索查阅违章记录,生成个人违章记录时间轴;存储时长可达 3 年。(9)黑名单功能:违章次数达到最大阈值的情况,自动列入黑名单;也可以手动添加、删除、编辑   黑名单后台数据;黑名单带排行榜功能,自动排序违章次数最多的 100 人;(10)违章训导记录:对违章人员训导后,可录入系统,记录训导过程流水及结果,后续可调取资料查阅,可接入第三方训导管理系统;
  3、数据分析(1)区域性违章统计分析报表。(2)数据库存储健康状态监控定制化。(3)功能开发,可根据客户要求,完成界面及功能的定制化扩展开发或对接。
  3.3、方案特点
  3.3.1、解决现场取证执法警力不足问题
  本方案采用非现场自动取证,系统能够全天候工作,在一定程度上消除道路交通管理在时间和空间上   的盲点,可以缓解警力不足和现场执法取证难的问题,保证行人闯红灯违法行为都能得到及时纠正、有效 遏制。

  3.3.2、解决手动抓拍取证易受人的因素影响问题
  相比现场执法取证,本系统为非现场自动提醒规范,摆脱了受限于警力不足的问题,有效解决执法成本高、效率低问题,减少现场执法矛盾冲突。
  3.3.3、应用领先的智能分析算法,提高环境适应性
  采用基于图像特征和机器学习的算法,综合行人的运动、颜色以及轮廓等特征,支持复杂场景下的抓拍,避免阴影、相机抖动带来的误检影响,通过视频检测方式自动检测行人过马路的违法行为。
3.3.4、语音提醒和显示屏曝光
  本系统在发现违章行为后,即以语音和图像方式给予以警示,图像通过采用高亮度室外显示屏发布,不仅可以实时曝光行人的违规图片,而且可以在绿灯时段播放公益性广告、交通宣传标语等,进一步提升了该系统在宣传交通文明、提高市民素质方面的作用。
  4、产品介绍与主要单元功能  

  4.1、产品介绍、图5、图6所示:   


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图5  


  

  双面 90 度一体化产品效果图   

 

 

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图6  


  

  4.2、主要单元功能
  4.2.1、LED 模组屏模块
  (1)支持多时段调光设置.(2)支持标语实时修改.(3)递减倒计时.
  显示颜色与机动红黄绿颜色进行同步,专为机动车驾驶员观看,显示标语可通过网口实时本地或远程更改,并带有递减功能,屏的亮度有 0—31 个等级可以设置,通过软件可进行不同时段不同亮度的设置, 达到客户想要的亮度效果。并带有递减功能,在最后时间模组屏开始递减,用以提醒车辆驾驶员灯色即将切换。
  4.2.2、摄像头、主控模块
  自主 AI 算法、功能模块,完全脱离常规摄像机自带算法模式,解决处理效果差、速度慢、功能固化等问题,可根据客户定制修改功能模块。(2)视屏采用 RSTP 模式,接入更加简单不受相机限制。(3)支持闯红灯数量统计。(4)支持人流量统计。(5)支持抓拍图片实时上传。(6)支持外部通讯播放指定语音。(7)闯红灯抓拍、行人数量统计窗口可随意调换或切换指定图片屏蔽。(8)行人闯红灯抓拍预览、人流量统计可显示或切换指定图片屏蔽。(9)支持客户广告播放和软件主界面之间无缝切换。(10)行人闯红灯设置警告线和抓排线,位置可根据实际路口自由设置。(11)提供警告、闯红灯自定义语音播放,提供数据接口供外部设备使用。(12)视屏叠加字体大小可自由设置。支持闯红灯黑名单人数统计。(13)支持灯控路口和非灯控路口模式。(14)支持主副机数据交换.(15)支持信号灯、LED 屏时段调光。(17)支持 LCD 时段开启、关闭。   

  4.2.3、LCD 屏模块
  (1)广告投放 (2)普法宣传 (3)违法曝光
  LCD 屏可通过 USB 口进行广告的修改与投放,在没有行人违法行为时可进行普法宣传或广告投放,在有违法行为时则进行违法曝光。
  4.2.4、扬声器
  (1)行人闯红灯提醒.(2)语音播报.(3)多时段音量设置.(4)语音可定制化.
  当行人有闯红灯时,通过摄像头与主控的联动扬声器会发出语音提醒,在没有违法行为时可以播放宣传 标语,语音内容均可定制化,播放的音量可通过盲人钟调试器进行多时段设置,已达到人性化设置,避免扰民。
  4.2.5、正面红绿双色灯条
  (1)递减倒计时.(2)指示行人.与人行红绿同步,给并带有递减功能,提醒行人灯色即将改变。
  5、总结
  系统以保障过街行人的安全便捷,最大限度地减少行人过街对机动车正常运行的影响为目标,对行人过街设施进行规划,考虑在不同条件下过街行人的不同选择行为,确定城市道路过街设施规划设计的标准,并改善重点区域的过街设施,通过完善行人过街设施体系的规划与一系列实施举措,逐步建成适宜步行的城市环境,为市民提供一个安全、便捷、舒适、优美的出行环境。
  针对于目前严重的行人闯红灯现象及美化市容的需要,致力于设计一款一体化人行红绿灯及行人闯红灯人脸识别抓拍系统,通过人脸识别技术及图像库对比智能分析,对红灯状态穿越斑马线的行人进行记录并通过声音、影像等形式进行提醒、曝光,对闯红灯现象进行监督、警示。从根本上提高行人的安全意识,着力改变老百姓的交通陋习,减少交通违法行为,使得城市的交通环境更安全、更有序、更畅通。