AI+武汉智慧交通
发布时间：：2023-03-01
近日，在赛文交通网和闪马智能联合主办的AI智能交通管理创新应用研讨会中，武汉市公安局交通管理局付琳就武汉市智能交通管理工作，作了《AI+武汉智慧交通》报告。
该报告就武汉市智慧交通发展建设的相关案例进行了深入分析。介绍了“车脸“识别和公安交通集成智慧平台AI应用等智能交通管理，分析了武汉市响应政策所作的规划，阐述了武汉市电动自行车交通秩序的综合治理。
5G、AI等新兴技术已经不仅仅是科技的代名词，其实早已渗透到人们的日常生活中。尽管大多数人还不了解人工智能技术，但不可否认地是，人工智能技术正在一步一步地走进并影响着人们的生活。广泛的典型应用就是语音识别和人脸识别。
案例1：“车脸”识别
在武汉交管工作中，通过深度利用人工智能和计算机视觉技术，对高清卡口电子警察前端设备所产生的海量视频图像进行车脸识别。主要识别以下特征：
2）粘贴特征：年审标识、保险标识、能用标识行车记录仪、个性化图案。
通过特征识别实现车辆准确识别，结合车牌号牌识别搭建的平台，在实战中发挥巨大效能。平台建成以来累计预警200余万次，利用平台查获假套牌车辆6100余辆，查处毒驾违法500余起，服务各战线查处违法犯罪、破获案件3万余起。
2017年，武汉市交警支队建设了车控网+项目，该项目针对安防监管中数据不融合、平台不融合、应用不融合等问题，深度利用人工智能和计算机视觉技术，探索针对卡口（含停车场、加油站等泛卡口和电警）、视频监控、电磁轨迹（电子围栏、WIFI热点）、电子车牌、浮动车数据等海量多维数据关联应用的新模式——武汉公安“车控网+”。从数据集成和应用集成角度，实现对以车辆为作案工具的刑事犯罪和假套牌车、改装车、违禁行停车等的精确打击，提升武汉治安防控管理水平，深化视频智能化全警应用。
满足全市视频、图像、GPS信息等多维数据的实时分析、快速查询及关联应用，实现对全市车辆的管控，即“控什么车”、“怎么控”、“控到什么程度”，以及人员、车辆的并轨关联。支持5000种以上车型的车头、车尾识别，精确到、型号、年款，支持识别10种细分类别。
1）卡口实时搜车：实现按车型搜车、按类别搜车、按车牌搜车、批量车牌搜车、同车型搜车、自定义特征搜车、以图搜车、渣土车搜索、危险品车搜索、二/三轮车搜索、模糊特征搜索等功能。
2）视频目标追踪：实现行人目标检索、二轮车/三轮车目标检索和汽车目标检索。
3）卡口车辆研判：结合公安实战经验，总结多个技战法模块，主要包括初次入城、落脚点分析、轨迹重现、同行车辆、遮挡面部检测、多点碰撞、实时目标车辆追踪、假/套牌车筛选、违法检测等功能。
人工智能技术在模糊特征搜车、以图搜车、遮挡面部检测、污损号牌警示、假牌车筛选、克隆车检测、套牌车筛选等实战功能中发挥了关键作用。
案例2：交通事件检测
武汉交管局在交通事件检测上进行了大量的调研，对海康、大华、哈工大、阿里、清华大学、新创中天、川大智胜等7家全国主流的事件检测算法厂家进行了测试。
事件类型包括：交通拥堵事件、交通事故、车辆停止事件、违法事件（逆行、压黄线检测、压实线检测、连续变道检测、不按导向车道行驶检测等）、能见度、非机动车（行人）事件、抛洒物事件、隧道烟雾事件、道路积水等。
在广泛深入技术调研的基础上，建设了武汉交通视频分析应用系统，该系统可结合计算机视频分析技术能够在不新增路面设备的情况下，接入现有的视频数据，在不同视频质量、光照、天气等实战场景中，根据细节差异快速有效识别出人、车、事（故）、物。突破人力巡查无法覆盖的全城“盲点”、“沉睡数据”，以算法自动监控全量数据，实时分析全城视频数据流，一旦发生交通事故（事件），即刻向交警“秒级报警”，实现警力资源的释放和有效的聚焦利用。
下图是交通事件检测系统的部分功能图，包括交通流采集、事件场景配置、事件统计和LED发布：
下图是系统结构图，分为视频接入层、视频分析层、应用层。系统可以完成车辆停止、交通拥堵、行人、非机动车、抛洒落物、隧道烟雾、车道中倒车、逆行、不按规定车道行驶、占用应急车道行驶、借道超车、穿插排队车辆、非紧急情况在应急车道停车、骑、轧车行道分界线、能见度检测、交通事故、道路积水、道路破损17类事件检测。
根据对历史检测数据统计分析，交通事件识别的精度高达90%以上。提升视频智能化应用水平（视频结构化、摘要、检索），提高工作效率。通过视频分析、人工确认、信息发布，为交通管理智慧化提供了新的方法。提高了视频的使用价值。
案例3：公安交通集成指挥平台AI应用
2020年省部两级下发深化公安交通集成指挥平台建设方案，方案中有关指导意见要求：新增车像人像智能识别、音视频协同指挥等基础软硬件环境，新增无证驾驶、准驾不符、驾乘人员未按规定使用安全带等违法行为智能检测预警、多层级音视频融合指挥调度以及道路交通应急事件采集，报送、处置、监管等系统功能。
2020年省部两级下发了深化公安交通集成指挥平台建设方案，方案中相关的指导意见和要求是新增车像，人像智能识别，音视频协同指挥等基础软硬件，新增无证驾驶准驾不符和车程人员未按规定使用安全带等违法行为的智能检索预警，多层级的音视频融合指挥调度，以及道路交通应急事件的采集、报送、处置、监管等系统功能。
根据公安部交管局的通知要求，武汉交管进行了“公安交通集成指挥平台升级改造”项目建设（以下简称“集指AI项目”），于2021年立项，2022年2月开始实施，目前基本建设完成。
应用人工智能人脸识别新技术，建立卡口图片人脸智能识别预警系统，主动检测定位卡口过车图片中目标车辆主、副驾驶人人脸图像，自动提取人脸特征信息，主动发现具有失驾、无证驾驶、准驾不符等交通违法行为的嫌疑驾驶人，与吸毒、在逃、临控等大公安关注人员进行实时比对，实现对车内人员的管控。
应用深度学习、图像快速比对等技术，建立车辆特征智能识别与图片检索比对系统，通过车辆年检标志、保险标志、摆件、挂件等嫌疑车辆外观特征进行检索，发现其未遮挡或者悬挂真实号牌的通行图像，自动提取不系安全带、打电话等交通违法行为。
应用AI图像识别技术，对违法证据进行可信度智能分类分级，识别各类明显不符合执法取证规范的各类违法场景，自动剔除无效违法证据照片，提升民警筛选审核违法工作效率。
对伪造变造号牌、挪用号牌、遮挡号牌等严重交通违法行为实现打击。自动提取主副驾驶不系安全带、开车使用手机等交通违法行为识别预警。少支持2500种车辆型号识别，车牌识别准确率不小于95%，驾驶人未系安全带和开车使用手机识别准确率不小于70%。
单条违法识别时间不超过2秒，准确率99.9%以上，检出率30%以上。闯红灯、不按导向行驶、违反禁止标线、逆行、超速、不礼让行人、违反禁令标志等常见违法行为，有效违法识别正确率不低于90%。无效违法识别正确率不低于94%，且有效违法误删率不高于0.8%。
案例4：视频故障诊断
2021年初部署“零感网御物联网运维综合管控平台”负责对市交管局30000多台件外场交通电子设施、设备一体化运维。通过图像诊断进行设备故障诊断，实现以下功能：
1）集成了“可变阈值视频质量诊断”算法，提升恶劣气候条件（如雾霾、暴雨等）下视频质量诊断的准确性。
2）丰富的诊断算法，支持黑屏、花屏、视频冻结、视频遮挡、颜色异常、对比度异常。
3）标注异常检查：《GA/T751-2008视频图像文字标注规范》
通过以上应用实例，不难看出人工智能技术在智能交通应用上需求稳定、功能明确，且具有普适性的功能已进入成熟的应用期。其算法也经过了数年的迭代优化，达到了稳定、准确、满意的使用效果，这是战术性的功能。人工智能的战略性应用场景是需要深度研究与探索的。由于交通的复杂性、实践性和随机性等原因，必须由交管部门与高校、科研院所、互联网公司、科技公司依照新基建战略要求，共同推进党和对交通信息化工作。
为贯彻总书记关于智慧城市建设的系列重要讲话精神，以及关于智慧城市建设的工作部署，全国各大城市正在加快推进新型智慧城市建设。智慧交通为智慧城市的核心板块。
全球智慧城市大会在西班牙巴塞罗那举行，武汉荣获2021年度“复苏创新”大奖！武汉将智慧城市作为经济回暖、城市发展的核心引擎，建设“武汉云”和“城市大脑”，持续开展数据治理，提速城市精细化管理。
武汉公安局交通管理局根据部局的规划，也制定了2021年度2025年度的武汉公安交通管理科技信息化发展规划，也就是武汉市交管局的十四五规划。
在武汉公安交管信息化“十四五”规划中指出：面对新形势，公安交通管理部门必须紧扣科技发展脉搏，自觉对标党部署要求，坚持建设管理双管齐下、新旧业态融合发展，积极助推道路交通管理智慧化提升，打造共建共治共享的交通治理新格局，服务交通强国建设大局。
在新基建发展浪潮下，公安交通科技工作应充分运用5G、大数据、人工智能、物联网、区块链等新技术，积极探索车联网与自动驾驶，推进交通管理无人化、智慧化升级，在新一代信息技术的驱动下加快实现业务创新和流程再造，提高公安交通管理工作的科技含量和整体效能。
其中“进一步加强交通管理科技建设保障体系”章节分三部分要求，加强新技术应用：
疫情防控常态化对武汉交通管理工作提出了新的要求。2020年4月，总书记在浙江考察时强调，要立足当前、着眼长远，加强战略谋划和前瞻布局，坚持平战结合，完善重大疫情防控体制机制。当前，新冠疫情防控由应急状态转为常态化，武汉公安交通管理部门亟需吸取疫情防控经验，不断加强公安大数据智能化建设应用，深入推进放管服改革，建立与后疫情时代相适应的警务运行机制，实施精准防控，坚决防止疫情反弹，坚决守护全市人民健康。
由于疫情，交通出行的方式已经悄悄的改变，电动自行车交通问题日益突出。给交通管理提出了新的挑战。
武汉市电动自行车交通秩序综合治理
在我国城镇化率高速增长和城镇人口规模迅速扩张的时代背景下，电动自行车、电动三轮车等非机动车因其方便快捷、不易堵车成了很多家庭重要的交通工具，日渐流行，同时快速发展的外卖行业、快递行业也加剧了这种趋势。
近年来武汉市电动自行车数量增长迅速，2021年全市上牌数同比增长45.2%，目前保有量已近200万辆。随着非机动车保有量不断上升，一些问题也随之而来：非机动车驾驶人员交通安全意识薄弱，闯红灯、逆行、人行道行驶和占用机动车道行驶等违法行为数量持续上升，违法行为反复发生，导致交通环境日趋复杂，交通秩序混乱，道路拥堵加剧，也给交通安全带来很大的隐患。
2021年10月起，为保障城区道路交通环境，进一步落实创建全国文明城市部署要求，规范电动自行车秩序，武汉市组织开展以电动自行车为的交通秩序综合治理，启动“史上严”电动自行车违法整治行动，对电动自行车闯红灯、逆行、不按道行驶、违规载客等十种违法行为见一起查一起，为服务加快打造“五个中心”、建设现代化武汉、营造安全、有序的交通环境。
城市的发展过程中，基于安全需求及监管需求，已经安装海量的视频摄像机。摄像机全天候工作，以视频的形式记录下城市运行的数据。
此次行动中我们借助上海闪马智能基于多年AI视频分析及大数据技术搭建针对本次治理的智能交通平台，利用现有道路中视频监控资源，在不改变前端摄像机布局的前提下，通过将我们公安视频专网现有视频数据资源接入人工智能系统，能够全天候自动对重要路口及区域的电动自行车违法行为进行检测识别抓拍及预警。
每条违法数据都有对应的违法信息、违法过程图片及视频，我们直接通过平台对预警的数据进行审核，准确率达到95%以上，相比之前人工看视频的方式，极大的提升了工作效率。
智能交通平台可视化图表展示总体违法类型分布、违法时间趋势分布、违法时段分布、违法路口排名及企业类电动车违法数量排名，进行数据提取、分析和利用，为科学化管理提供数据支持。
智能交通平台通过不同路口非机动车每天流量以及违法行为数量的对比展示电动自行车守法率，更直观的反应电动自行车违法的状况，为针对性开展交通安全宣导、优化警力部署、规范非机动车通行路径方面提供数据支撑，从而做出科学化的决策。
智能交通平台还支持对违法车辆的企业属性进行识别，支持识别美团、饿了么、普通车辆等类型。通过这次闪马智能搭建的智能交通平台借助摄像头对电动自行车进行企业属性识别，对外卖行业、快递行业驾驶非机动车的配送员的行驶轨迹和违法行为进行记录，对比分析这些数据后，对交通违法行为突出的企业定期进行约谈。从去年十月今，涉及配送骑手的交通违法查处量下降了35%。
武汉交管局将大数据人工智能等前沿科技用在了现实交通治理中。相信未来武汉会有越来越多智慧的路、智慧的街，成为更智慧的城市，智慧化的改变也会给人们带来更加便捷舒适的生活。
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