雷视融合技术在智慧交管领域的应用研究

4月23日,由中国道路交通安全协会主办的道路交通安全治理创新应用技术交流活动在武汉国际会议中心举办,武汉市公安局交通管理支队警务技术一级主管钱庆聚进行主题分享,本文系现场演讲整理而来,未经本人审核,如有错漏,敬请谅解。

一、雷视融合技术概况

技术要点。

雷达波长较长,可以穿透探测,即使在恶劣天气条件下也能保持较好性能,但雷达的空间分辨率较低,难以精确识别和检测目标上的具体信息和低速及静止的目标;视频技术更易获取目标细节,能够精确识别物体形状,便于快速识别目标,但容易受到恶劣天气、光照等的影响,那么是否会有一种感知技术兼顾雷达和视频的优势?在这种背景下雷视融合技术应运而生。

相较于单一的雷达或是视频模式,雷视融合技术将雷达和视频信息进行特征提取、融合后再进行目标检测,即直接提取视频多帧图像和雷达实时点云特征进行特征级前融合,再获取目标的速度、距离、方位、目标唯一识别码等信息。雷视融合技术突破单一传感器局限,多维数据边采集、边标注、边融合,雷达视频融合匹配率、目标检测动向连续性更高,实现了雷达与视频的真正融合,在大场景轨迹取证、交通事件检测、交通流特征识别等方面将得到充分应用。

交通参数检测优势。

对比线圈、视频、雷达、雷视融合等不同检测技术特征来看,线圈的布设区域较小,检测精度容易受到车型影响,视频的有效检测范围为15-80米,雷达的有效检测范围为40-500米,而雷视融合技术的有效检测范围为15-500米,能准确检测流量、轨迹、占有率、车速、车辆类型、排队长度、交通事件等各类参数,流量检测准确度在95%以上,排队长度检测误差在10m以内,且能在全天候环境下工作,不受雨、雾、大风、灰尘、光照等因素影响。

二、雷视应用场景分析

交通参数采集。

基于雷视融合技术的特点,其在交通管理最直接的应用就是交通参数采集,精准检测排队长度、车流量、道路通行状态、停车次数、车辆速度、车头时距、空间占有率、目标实时轨迹信息等多种类交通参数信息,并能配合信号控制系统改善交通秩序,如单点自适应控制、动态干线绿波控制、区域控制等,同时能够实现对路网、路段及路口道路交通状态更精细化的分析和预测,联动信息发布平台实现交通信息精准动态指示。

交通事件检测及违法取证应用场景。

采用雷达视频融合技术,充分发挥雷达可知和视频可见的能力,可以对拥堵、行人、路障、施工、抛洒物、事故 、压线、逆行、未保持安全车距、斑马线未减速、蛇形行驶、右侧超车、机动车低速行驶、飙车、连续变道、大车占道、加塞、超速、低能见度、违停等20余种交通事件进行检测。除此之外,还可以对不按导向行驶、违法变道、逆行、路口停车、未戴头盔等20余种交通违法进行取证。未来,该技术的使用可能替代电子警察和卡口,同时,针对涉速度类型的事件和违法行为也具备天然优势,并能够依托雷达的精准轨迹感知能力,对交通事故等进行轨迹还原分析。

全息路口应用场景。

面向路口精细化管控场景,利用雷视感知设备实现路口全覆盖和全感知,实现路口运行监测、车流拟合投射、综合指标研判、事件报警回溯、全景视频监控、交通运行分析及事件分析等功能,可以联动信控实现自适应控制优化,助力路口监测、研判分析、优化治理等精细化治理工作的开展。全息路口涉及信控场景和数字孪生场景,信控场景聚焦交通参数采集和信控优化,能够有效支撑路口流量采集、实时运行监测、信控调优等业务,数字孪生场景集交通参数、事件检测、违法检测、评价、诊断于一体,能够支撑路口运行监测、违法抓拍、研判分析、车路云一体化等业务。

交通态势研判应用场景。

利用雷视感知数据,结合交通工程模型与大数据技术,以标准、全局、科学的语义刻画城市交通运行规律,提供道路全场景的交通流状态监测、问题报警、预测以及交通组织决策等业务手段,提升城市交通管理智能化水平。例如,基于雷视融合的排队长度检测准确、直观、可验证性强;雷视融合检测范围广,适用于不同拥堵程度的场景;雷视融合检测指标更全面,不仅用于拥堵检测,且能进行交通评价;雷视融合检测能够识别车牌,实现交通溯源、问题诊断、空间分析等应用。

道路安全冲突预警应用场景。

主要针对急弯会车、上下坡会车、国省道穿越村庄等因为交通盲区导致的交通事故频发或突发等场景,利用雷视融合技术提前检测,提前预警,提升道路安全水平。

车路云一体化应用场景。

在车路云一体化过程中,雷视融合技术作为必不可少的路侧交通特征监测手段将得到更加广泛的应用,雷视一体机在路侧端提供车流量、车道占有率、车头时距、车牌、车型、排队长度等事件参数,同时检测超速、逆行、变道、违停、事故、非法入侵等事件信息,为车路云一体化提供全息感知支撑。

三、武汉应用探索

下面介绍武汉交警针对雷视融合技术的实战应用。

一,是为缓解唐家墩路马场路路口的交通拥堵问题而采用的虚实线变道抓拍实战应用。

唐家墩路马场路路口连接新华路、香港路,机场二通道快速路,属于连接江汉核心商圈的重要通道,机场二通道下高架连接段与路面层车流交织情况特别严重,交织长度200米以上,交通拥堵排队长达2公里。

针对该路口的交通流特征,采用传统视频抓拍无法做到长距离精准采集,为此,武汉交警利用雷视融合技术,精准采集交织范围内各车道交通流特征并分析路口交通流量流向,最终确定将快速路高架车辆、地面车流在路口导向车道采用虚实线方式,隔离机场二通道下高架路段与地面层的交通流,减少了路口交织,从而大大提高了路口通行能力。经过优化,2周时间就将2公里拥堵降到800米以内,缓堵效果显著。

二,是针对东湖梨园转盘的全息路口实战应用。

东湖梨园转盘毗邻东湖风景区,是二环线连接徐东大街和长江二桥的重要通道,每逢节假日交通压力巨大。针对该情况,该环岛利用雷视融合技术,精确采集车辆车牌、位置、速度、轨迹等多种基础数据,根据车流饱和情况动态调整信号控制策略。如在节假日车流量激增,环岛出现拥堵时,启用路口信号灯控,保障环岛通行有序;当流量进一步增长,则自动启用管控措施,封闭环岛部分出入口,减少环岛内冲突点,提高通行效率。

责任编辑：石旭