特种车辆特征识别技术在智慧城市建设中的应用

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　　摘  要：有效落实车辆特征识别技术，保证智慧城市道路体系监督与管控水准，一方面须明确需要监控地区的监控地域布局，明确地域气候、车辆流线、道路类别等数据，确定具有针对性的車辆信息采集系统。另一方面，还需要做好车辆特征识别系统施工流程的管控工作，做好外场设备安装、电力供应与信号传输渠道的调控，并提供可靠的防护措施，以便更好地保证车辆特征识别工作顺利开展。该文基于特种车辆特征识别技术特征展开分析，在明确系统结构与技术应用要求的同时，期望能够为后续车辆特征识别系统的构建提供良好参照。
　　关键词：智慧城市;特种车辆;特征识别;技术应用
　　中图分类号：TP391             文献标志码：A
　　1 项目概况
　　该项目位于上海市临港地区，该地区是上海市智慧城市建设体系的重要组成部分，为了更科学地管控地域车辆通行环境，使城市交通持续保持安全且畅通的状态，现需要在临港主城区位置设置车辆特征识别系统，通过数据采集、筛选、处理、存储与解析流程，监督现场环境中是否存在非法渣土车、非法垃圾清运车等车辆，以便遏制非法垃圾倾倒等问题发生，并提高地域执法人员的整体工作效率。目前，车辆特征识别系统覆盖范围以沪城环路为主体设置防线，在临港大道与申港大道等出入口位置安装。
　　2 车辆特征识别技术
　　2.1 算法应用
　　从算法类型角度来看，目前车辆特征识别技术采用的算法共分为LBP算法、主分量分析法与傅里叶变换特征算法3种类型。其中，LBP算法需要在原有基础上进行改良，根据图像内容描述测量算子，并在硬件方面做出调整，以便提升测量特征值的提取速度，使车辆特征处理效率得到显著提升。主分量分析法的重点是将多重指标降至信息不重复的几种目标，以此来提升信息识别效率，使信息利用率与后续处理效率得到提升。傅里叶变换特征算法能够根据车辆基础数据提取有效信息，使数据满足可靠性与可利用性要求[1]。
　　2.2 功能特点
　　首先，车辆特征识别系统需优先对车辆的三维图像数据进行采集，其中涵盖了车型、车牌、颜色与轴型等数据内容，并且识别率控制在98%以上。其次，信息采集设备基于视觉时光流法，能够对视野内的所有车辆信息进行分离，避免信息混淆或错乱等问题出现。再次，借助时光流法对车辆行驶的追踪功能，能够对处于指定地域的车辆违规问题进行检测，并将信息传递至对应管理平台。最后，车辆特征识别系统基于多数据采集与追踪算法，能够自动分析车辆是否存在逃费等问题，并能够根据车辆信息存储至对应的文件夹内。另外，该系统也能够以道路为主体计算流量数据，确定适宜的通行费额度。
　　2.3 性能优势
　　首先，车辆特征识别技术可以通过信息采集装置，持续对区域内所有通行的车辆进行抓拍，并在短时间内得到对应车辆的信息。其次，基于车型、车牌、时间段与区域参数等数据，能够为管理平台提供快速检索渠道。再次、基于追踪算法，能够判断车辆是否存在逃费等行为，降低稽查工作的成本与压力。最后，借助自动化数据分类与存储系统，车辆特征识别技术能够根据车辆信息提供对应的车型信息库，使车型库信息内容得到持续扩充。
　　3 系统结构分析
　　3.1 整体设计
　　车辆特征识别系统的重点是识别车辆信息，为其他车辆管控系统与职能的展开提供资料参考。因此，系统整体设计的结构主要分为信息采集设备与智能核查功能2个方面。其中，信息采集设备着重采用人眼摄像与像素动态瞬时分配技术，以便通过跟踪算法对多目标车辆信息进行捕捉与检测。智能核查软件着重采用大数据及AI匹配算法，能够通过摄像机捕捉到车辆信息，与ETC交易流水数据进行核对，再借助人工智能、图像处理、信息识别与重点筛选等措施，提供具有针对性的数据内容，并最终产出车辆信息报表[2]。
　　3.2 管理系统与模块划分
　　根据车辆特征识别技术运用与技术特征可知，管理系统内涵盖了运行模块、管理模块、实时显示模块、数据查询模块4个部分。
　　运行模块：运行模块主要负责识别车辆信息，通过追踪算法与车辆数据解析的措施，完成视频化处理需求。相关信息能够与ETC数据进行核对、匹配与审核，以便为后续稽查工作的开展提供详细且可靠的数据参照。
　　管理模块：管理模块主要是审核与整理所有车辆信息数据，为数据调用与存储提供规范化的管控平台，以便为稽查等工作的开展奠定基础。另外，管理模块也可以根据地方道路的要求筛选或修改某些资料数据，为管理部门提供管理渠道。
　　实时显示模块：实时显示模块是将现场采集数据在最短时间内传递至监督与管理平台的举措。在应用过程中，既需要在显示平台基础上提供高清影像，便于车辆管理工作开展，同时还需提供车库信息核对平台，以便车库信息的管理效率提升。
　　数据查询模块：数据查询模块是通过数据检索与连接渠道提供的数据采集措施。在应用过程中，应提供快速减速渠道，使车辆相关数据在短时间内得到统筹，为标记存在逃费风险的车辆数据管控奠定基础。
　　4 技术应用
　　4.1 施工流程设计
　　为确保特种车辆识别系统的功能性得到充分发挥，并能够为城市交通体系持续提供数据，为后续智慧城市建设工作的开展奠定基础。技术人员需结合地域交通环境需求与特征，提供适宜的施工方案，这样才能保证工程施工质量与效果。
　　从施工流程角度来看，在车辆特征识别系统设计工作结束后，管理人员需根据施工要求对不同设备与材料进行审核，做好入场检验工作，确保所有材料与设备规格符合施工要求，能够为施工技术的落实奠定基础。
　　做好材料审核与深化设计工作后，管理人员需要按照无缝钢管敷设→外场基础制作→光电缆敷设→计算机设备网络安装→外场钢构件吊装→外场设备安装→供配电与防雷设施安装→供电系统调试→外场设备单机调试→通信系统调试→系统联调的流程进行施工。 　　其中，外场设备的安装需要严格按照设备开箱检验→基础方向→设备基础检验→垫铁安装→设备吊装→安装精度调整与检测→设备加固与灌浆→零部件装配→设备零件润滑与设备试运行的流程进行施工。过程中，做好现场施工流程与数据的审核、监督工作，以此来保证外场设备的安装质量与功能性。
　　外场基础施工应按照施工准备→基础放养→基础开挖→基础垫层施工→基础配筋→基础浇筑→养护→安装接地体→接地测试→底线坑回填与现场清理的流程进行，通过基础结构与防雷接地工作的审核管理，为外场设备结构与系统运行安全性提供保障。
　　最后，在电缆、光缆敷设施工中，应按照施工机具排布→线缆盘布置与审查→线缆展开→线缆敷设与固定→接头处理与安装→线缆检测的流程进行施工[3]。
　　4.2 传感器点位布置
　　特种车辆特征识别技术的运用目标是加强地域车辆行驶与违规行为的监督能力，为城市交通体系管理工作的开展奠定基础。其中，传感器是用于监督道路通行环境与状况的装置，在道路系统中应用时，需要与摄像机设备进行关联，当采集到准确的数据信息时，需通过处理器对影像数据进行初步处理，而后再转换信号格式，将数据信号传递至监管平台内，以便满足车辆通行的准确信息与场地监督的要求。
　　在传感器点位布置期间，施工人员需要做好摄像机镜头的检查工作，判断镜头能够覆盖的范围，再根据覆盖范围确定该项目摄像机与传感器的安装数量。该项目摄像机镜头可根据现场环境的需求调整焦距，因此在点位高度设置方面，仅需要满足道路车辆通行限高即可。而从临钢城区主要出入口布局角度来看，该项目共覆盖了临港大道与申港大道等5个主要出入口与2个垃圾易倾倒场所。因此，传感器应设置在以上5个位置。其中，道路出入口位置需要设置双向断面的车辆抓拍与识别系统，垃圾易倾倒场所应设置可移动视频监控与自动检测系统，具体数量需要根据现场实际情况进行选择，并且摄像头与传感器应尽量避免安装在道路弯道位置，这样可以使数据采集效率与质量可控[4]。
　　4.3 施工技术应用
　　在摄像头安装过程中，常存在摄像机镜头安装与调试方面的问题，极易影响车辆特征的拍摄效果，因此，施工技术人员要做好电缆敷设、光缆敷设、摄像头安装以及太阳能光伏供电设备的安装工作。同时要确保所有装置与线缆质量可靠，这样才能提高车辆信息采集效率，保证安全性以及可靠性。
　　4.3.1 电缆敷设
　　电缆敷设施工的工艺流程如图1所示。
　　在敷设过程中，首先，依靠放线架进行顺直展放，禁止电缆出现扭劲的现象。同时在敷设电缆的过程中，主要采用电缆敷设车进行敷设，速度一般控制在15 m/min左右。其次，在进行穿管敷设的过程中，则采用人工敷设的方式，施工人员在管道两端进行呼应施工，每根管穿一根，出口位置安排专人看管。此外，当电缆敷设结束后，组织人员进行固定。
　　4.3.2 光缆敷设
　　光缆敷设的施工工艺流程如图2所示。
　　光缆敷设施工时，要求施工人员按照图2中的敷设工序进行作业。在实际敷设时，主要采用人工牵引法的敷设方式。首先，按照中间往两边的工序穿放，而中间穿放人孔一般选择高低差比较大的人孔。其次，在牵引过程中，如果光缆超过800 m，则不能一次性牵引，必须牵引到拐弯处或一定长度后，由人孔出倒“8”字，然后将“8”字翻面，让光缆端头移到外侧，继续布放，一端布放完后，从牵引头人孔往缆盘方向，沿孔壁一个一个人孔预留，另一端从缆盘上倒“8”字下地再放另一端，放完后，从缆盘人孔往牵引头方向预留。此外，光缆接续时，要求施工人员从前端或者尾端依次进行接续，注意剥、洁、切、熔、盘、封6个步骤的操作控制，确保光缆接续质量过关。
　　4.3.3 摄像头安装
　　施工人员需要率先摘除摄像机及镜头保护盖，审核镜头与摄像机旋口尺寸后，根据控制线轻轻旋入对应的位置，确保彻底旋紧后，再调整摄像机镜头的光圈与焦距。过程中，施工人员需要关闭摄像机电子快门与逆光补偿功能，借助现有摄像机镜头对现场环境进行监督，确定具体点位的清晰度后，再根据需求调整光圈与对焦环，以此来保证监视器图像质量。如果现场光照度变化较明显，施工人员最好将自动光圈镜头的电子快门关闭，手动光圈镜头的电子快门打开，将现场的基本照度控制在合格线以上，尽可能使现场图像的清晰度满足现场环境管控要求。另外，在摄像头光圈调控结束后，施工人员还需要将防护罩装配在摄像机支架上，避免外界气候等因素对摄像机设备造成损伤[5]。
　　4.4 太阳能光伏供电设备
　　在太阳能光伏供电设备的安装过程中，施工人员要严格按照基座工程安装→支架工程安装→光伏组件工程安装→电气系统工程安装→数据监测系统工程安装→数据采集装置安装的流程进行施工。此外，严格按照该项目标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的要求开展焊接工作，保证所有光伏组件上都有带电警告标识，依据《建筑电气工程施工质量验收规范》GB 50303的要求开展验收工作，合理安装通风百叶箱、防辐射罩，采用屏蔽线，保证太阳能光伏供电设备运行的稳定性。
　　5 系统调试与施工质量检测
　　系统调试工作涵盖了单相设备通电测试、单相设备功能测试、分系统功能测试、系统功能测试、系统运行测试5个环节。检测内容主要是审核各设备与电缆配电的可靠性与安全性、查看所有防护装置的装配质量、查验所有线缆与端子装配的合理性、检查故障警示与报警电子回路是否正常、查验系统是否能够正常工作，并能够将资料存储至车辆信息库内。
　　根据系统调试资料可知，该系统满足运行稳定与图像清晰的要求，能够为交通信息采集与管理工作的展开提供保障。但是在工程设备与材料的选择上，仍存在信息盲区。
　　因此，为控制系统质量，管理人员需要做好市场设备的调查工作，坚持择优采购的原则，对设备技术含量高且工艺复杂的厂商，应进行流程性的监督。监督应由业主代表与监理工程师共同执行，这样可以使系统构建质量与水准更透明。
　　6 结论
　　特种车辆特征识别技术的有效落实，既能够根据地域交通与功能环境，提供高效的车辆数据信息采集渠道，提供实时化的数据审核平台，同时凭借施工质量管控举措，也能够显著降低系统施工与调试损耗，使车辆特征识别系统运行的稳定性与成本更可控。因此，在论述特种车辆特征識别技术在智慧城市建设中的应用期间，必须明确系统构建面临的难题，并提供科学可靠的监管系统与举措，以便为智慧城市建设工作的展开奠定基础。
　　参考文献
　　[1]刘金江.车辆特征识别技术在高速公路中的应用[J].中国交通信息化，2019（3）：139-141.
　　[2]陈建良.人工智能在车辆特征识别中的应用研究[J].华东科技（综合），2019（1）：26.
　　[3]郭海涛.基于图像识别技术的区域交通拥堵状态判别研究[J].信息记录材料，2019，20（1）：74-76.
　　[4]陈毅.基于多特征融合的前方车辆在线识别[D].武汉：武汉理工大学，2018.
　　[5]罗瑞奇，钟忺，钟珞，一种改进Haar-like特征的车辆识别算法[J].武汉大学学报：理学版，2018，64（3）：244-248.
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