黃健

摘 ?要：有效落實車輛特征識別技術(shù)，保證智慧城市道路體系監(jiān)督與管控水準，一方面須明確需要監(jiān)控地區(qū)的監(jiān)控地域布局，明確地域氣候、車輛流線、道路類別等數(shù)據(jù)，確定具有針對性的車輛信息采集系統(tǒng)。另一方面，還需要做好車輛特征識別系統(tǒng)施工流程的管控工作，做好外場設(shè)備安裝、電力供應(yīng)與信號傳輸渠道的調(diào)控，并提供可靠的防護措施，以便更好地保證車輛特征識別工作順利開展。該文基于特種車輛特征識別技術(shù)特征展開分析，在明確系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與技術(shù)應(yīng)用要求的同時，期望能夠為后續(xù)車輛特征識別系統(tǒng)的構(gòu)建提供良好參照。

關(guān)鍵詞：智慧城市;特種車輛;特征識別;技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號：TP391 ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 項目概況

該項目位于上海市臨港地區(qū)，該地區(qū)是上海市智慧城市建設(shè)體系的重要組成部分，為了更科學(xué)地管控地域車輛通行環(huán)境，使城市交通持續(xù)保持安全且暢通的狀態(tài)，現(xiàn)需要在臨港主城區(qū)位置設(shè)置車輛特征識別系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)采集、篩選、處理、存儲與解析流程，監(jiān)督現(xiàn)場環(huán)境中是否存在非法渣土車、非法垃圾清運車等車輛，以便遏制非法垃圾傾倒等問題發(fā)生，并提高地域執(zhí)法人員的整體工作效率。目前，車輛特征識別系統(tǒng)覆蓋范圍以滬城環(huán)路為主體設(shè)置防線，在臨港大道與申港大道等出入口位置安裝。

2 車輛特征識別技術(shù)

2.1 算法應(yīng)用

從算法類型角度來看，目前車輛特征識別技術(shù)采用的算法共分為LBP算法、主分量分析法與傅里葉變換特征算法3種類型。其中，LBP算法需要在原有基礎(chǔ)上進行改良，根據(jù)圖像內(nèi)容描述測量算子，并在硬件方面做出調(diào)整，以便提升測量特征值的提取速度，使車輛特征處理效率得到顯著提升。主分量分析法的重點是將多重指標降至信息不重復(fù)的幾種目標，以此來提升信息識別效率，使信息利用率與后續(xù)處理效率得到提升。傅里葉變換特征算法能夠根據(jù)車輛基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提取有效信息，使數(shù)據(jù)滿足可靠性與可利用性要求[1]。

2.2 功能特點

首先，車輛特征識別系統(tǒng)需優(yōu)先對車輛的三維圖像數(shù)據(jù)進行采集，其中涵蓋了車型、車牌、顏色與軸型等數(shù)據(jù)內(nèi)容，并且識別率控制在98%以上。其次，信息采集設(shè)備基于視覺時光流法，能夠?qū)σ曇皟?nèi)的所有車輛信息進行分離，避免信息混淆或錯亂等問題出現(xiàn)。再次，借助時光流法對車輛行駛的追蹤功能，能夠?qū)μ幱谥付ǖ赜虻能囕v違規(guī)問題進行檢測，并將信息傳遞至對應(yīng)管理平臺。最后，車輛特征識別系統(tǒng)基于多數(shù)據(jù)采集與追蹤算法，能夠自動分析車輛是否存在逃費等問題，并能夠根據(jù)車輛信息存儲至對應(yīng)的文件夾內(nèi)。另外，該系統(tǒng)也能夠以道路為主體計算流量數(shù)據(jù)，確定適宜的通行費額度。

2.3 性能優(yōu)勢

首先，車輛特征識別技術(shù)可以通過信息采集裝置，持續(xù)對區(qū)域內(nèi)所有通行的車輛進行抓拍，并在短時間內(nèi)得到對應(yīng)車輛的信息。其次，基于車型、車牌、時間段與區(qū)域參數(shù)等數(shù)據(jù)，能夠為管理平臺提供快速檢索渠道。再次、基于追蹤算法，能夠判斷車輛是否存在逃費等行為，降低稽查工作的成本與壓力。最后，借助自動化數(shù)據(jù)分類與存儲系統(tǒng)，車輛特征識別技術(shù)能夠根據(jù)車輛信息提供對應(yīng)的車型信息庫，使車型庫信息內(nèi)容得到持續(xù)擴充。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

3.1 整體設(shè)計

車輛特征識別系統(tǒng)的重點是識別車輛信息，為其他車輛管控系統(tǒng)與職能的展開提供資料參考。因此，系統(tǒng)整體設(shè)計的結(jié)構(gòu)主要分為信息采集設(shè)備與智能核查功能2個方面。其中，信息采集設(shè)備著重采用人眼攝像與像素動態(tài)瞬時分配技術(shù)，以便通過跟蹤算法對多目標車輛信息進行捕捉與檢測。智能核查軟件著重采用大數(shù)據(jù)及AI匹配算法，能夠通過攝像機捕捉到車輛信息，與ETC交易流水?dāng)?shù)據(jù)進行核對，再借助人工智能、圖像處理、信息識別與重點篩選等措施，提供具有針對性的數(shù)據(jù)內(nèi)容，并最終產(chǎn)出車輛信息報表[2]。

3.2 管理系統(tǒng)與模塊劃分

根據(jù)車輛特征識別技術(shù)運用與技術(shù)特征可知，管理系統(tǒng)內(nèi)涵蓋了運行模塊、管理模塊、實時顯示模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊4個部分。

運行模塊：運行模塊主要負責(zé)識別車輛信息，通過追蹤算法與車輛數(shù)據(jù)解析的措施，完成視頻化處理需求。相關(guān)信息能夠與ETC數(shù)據(jù)進行核對、匹配與審核，以便為后續(xù)稽查工作的開展提供詳細且可靠的數(shù)據(jù)參照。

管理模塊：管理模塊主要是審核與整理所有車輛信息數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)調(diào)用與存儲提供規(guī)范化的管控平臺，以便為稽查等工作的開展奠定基礎(chǔ)。另外，管理模塊也可以根據(jù)地方道路的要求篩選或修改某些資料數(shù)據(jù)，為管理部門提供管理渠道。

實時顯示模塊：實時顯示模塊是將現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)在最短時間內(nèi)傳遞至監(jiān)督與管理平臺的舉措。在應(yīng)用過程中，既需要在顯示平臺基礎(chǔ)上提供高清影像，便于車輛管理工作開展，同時還需提供車庫信息核對平臺，以便車庫信息的管理效率提升。

數(shù)據(jù)查詢模塊：數(shù)據(jù)查詢模塊是通過數(shù)據(jù)檢索與連接渠道提供的數(shù)據(jù)采集措施。在應(yīng)用過程中，應(yīng)提供快速減速渠道，使車輛相關(guān)數(shù)據(jù)在短時間內(nèi)得到統(tǒng)籌，為標記存在逃費風(fēng)險的車輛數(shù)據(jù)管控奠定基礎(chǔ)。

4 技術(shù)應(yīng)用

4.1 施工流程設(shè)計

為確保特種車輛識別系統(tǒng)的功能性得到充分發(fā)揮，并能夠為城市交通體系持續(xù)提供數(shù)據(jù)，為后續(xù)智慧城市建設(shè)工作的開展奠定基礎(chǔ)。技術(shù)人員需結(jié)合地域交通環(huán)境需求與特征，提供適宜的施工方案，這樣才能保證工程施工質(zhì)量與效果。

從施工流程角度來看，在車輛特征識別系統(tǒng)設(shè)計工作結(jié)束后，管理人員需根據(jù)施工要求對不同設(shè)備與材料進行審核，做好入場檢驗工作，確保所有材料與設(shè)備規(guī)格符合施工要求，能夠為施工技術(shù)的落實奠定基礎(chǔ)。

做好材料審核與深化設(shè)計工作后，管理人員需要按照無縫鋼管敷設(shè)→外場基礎(chǔ)制作→光電纜敷設(shè)→計算機設(shè)備網(wǎng)絡(luò)安裝→外場鋼構(gòu)件吊裝→外場設(shè)備安裝→供配電與防雷設(shè)施安裝→供電系統(tǒng)調(diào)試→外場設(shè)備單機調(diào)試→通信系統(tǒng)調(diào)試→系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的流程進行施工。

其中，外場設(shè)備的安裝需要嚴格按照設(shè)備開箱檢驗→基礎(chǔ)方向→設(shè)備基礎(chǔ)檢驗→墊鐵安裝→設(shè)備吊裝→安裝精度調(diào)整與檢測→設(shè)備加固與灌漿→零部件裝配→設(shè)備零件潤滑與設(shè)備試運行的流程進行施工。過程中，做好現(xiàn)場施工流程與數(shù)據(jù)的審核、監(jiān)督工作，以此來保證外場設(shè)備的安裝質(zhì)量與功能性。

外場基礎(chǔ)施工應(yīng)按照施工準備→基礎(chǔ)放養(yǎng)→基礎(chǔ)開挖→基礎(chǔ)墊層施工→基礎(chǔ)配筋→基礎(chǔ)澆筑→養(yǎng)護→安裝接地體→接地測試→底線坑回填與現(xiàn)場清理的流程進行，通過基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與防雷接地工作的審核管理，為外場設(shè)備結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)運行安全性提供保障。

最后，在電纜、光纜敷設(shè)施工中，應(yīng)按照施工機具排布→線纜盤布置與審查→線纜展開→線纜敷設(shè)與固定→接頭處理與安裝→線纜檢測的流程進行施工[3]。

4.2 傳感器點位布置

特種車輛特征識別技術(shù)的運用目標是加強地域車輛行駛與違規(guī)行為的監(jiān)督能力，為城市交通體系管理工作的開展奠定基礎(chǔ)。其中，傳感器是用于監(jiān)督道路通行環(huán)境與狀況的裝置，在道路系統(tǒng)中應(yīng)用時，需要與攝像機設(shè)備進行關(guān)聯(lián)，當(dāng)采集到準確的數(shù)據(jù)信息時，需通過處理器對影像數(shù)據(jù)進行初步處理，而后再轉(zhuǎn)換信號格式，將數(shù)據(jù)信號傳遞至監(jiān)管平臺內(nèi)，以便滿足車輛通行的準確信息與場地監(jiān)督的要求。

在傳感器點位布置期間，施工人員需要做好攝像機鏡頭的檢查工作，判斷鏡頭能夠覆蓋的范圍，再根據(jù)覆蓋范圍確定該項目攝像機與傳感器的安裝數(shù)量。該項目攝像機鏡頭可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的需求調(diào)整焦距，因此在點位高度設(shè)置方面，僅需要滿足道路車輛通行限高即可。而從臨鋼城區(qū)主要出入口布局角度來看，該項目共覆蓋了臨港大道與申港大道等5個主要出入口與2個垃圾易傾倒場所。因此，傳感器應(yīng)設(shè)置在以上5個位置。其中，道路出入口位置需要設(shè)置雙向斷面的車輛抓拍與識別系統(tǒng)，垃圾易傾倒場所應(yīng)設(shè)置可移動視頻監(jiān)控與自動檢測系統(tǒng)，具體數(shù)量需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行選擇，并且攝像頭與傳感器應(yīng)盡量避免安裝在道路彎道位置，這樣可以使數(shù)據(jù)采集效率與質(zhì)量可控[4]。

4.3 施工技術(shù)應(yīng)用

在攝像頭安裝過程中，常存在攝像機鏡頭安裝與調(diào)試方面的問題，極易影響車輛特征的拍攝效果，因此，施工技術(shù)人員要做好電纜敷設(shè)、光纜敷設(shè)、攝像頭安裝以及太陽能光伏供電設(shè)備的安裝工作。同時要確保所有裝置與線纜質(zhì)量可靠，這樣才能提高車輛信息采集效率，保證安全性以及可靠性。

4.3.1 電纜敷設(shè)

電纜敷設(shè)施工的工藝流程如圖1所示。

在敷設(shè)過程中，首先，依靠放線架進行順直展放，禁止電纜出現(xiàn)扭勁的現(xiàn)象。同時在敷設(shè)電纜的過程中，主要采用電纜敷設(shè)車進行敷設(shè)，速度一般控制在15 m/min左右。其次，在進行穿管敷設(shè)的過程中，則采用人工敷設(shè)的方式，施工人員在管道兩端進行呼應(yīng)施工，每根管穿一根，出口位置安排專人看管。此外，當(dāng)電纜敷設(shè)結(jié)束后，組織人員進行固定。

4.3.2 光纜敷設(shè)

光纜敷設(shè)的施工工藝流程如圖2所示。

光纜敷設(shè)施工時，要求施工人員按照圖2中的敷設(shè)工序進行作業(yè)。在實際敷設(shè)時，主要采用人工牽引法的敷設(shè)方式。首先，按照中間往兩邊的工序穿放，而中間穿放人孔一般選擇高低差比較大的人孔。其次，在牽引過程中，如果光纜超過800 m，則不能一次性牽引，必須牽引到拐彎處或一定長度后，由人孔出倒“8”字，然后將“8”字翻面，讓光纜端頭移到外側(cè)，繼續(xù)布放，一端布放完后，從牽引頭人孔往纜盤方向，沿孔壁一個一個人孔預(yù)留，另一端從纜盤上倒“8”字下地再放另一端，放完后，從纜盤人孔往牽引頭方向預(yù)留。此外，光纜接續(xù)時，要求施工人員從前端或者尾端依次進行接續(xù)，注意剝、潔、切、熔、盤、封6個步驟的操作控制，確保光纜接續(xù)質(zhì)量過關(guān)。

4.3.3 攝像頭安裝

施工人員需要率先摘除攝像機及鏡頭保護蓋，審核鏡頭與攝像機旋口尺寸后，根據(jù)控制線輕輕旋入對應(yīng)的位置，確保徹底旋緊后，再調(diào)整攝像機鏡頭的光圈與焦距。過程中，施工人員需要關(guān)閉攝像機電子快門與逆光補償功能，借助現(xiàn)有攝像機鏡頭對現(xiàn)場環(huán)境進行監(jiān)督，確定具體點位的清晰度后，再根據(jù)需求調(diào)整光圈與對焦環(huán)，以此來保證監(jiān)視器圖像質(zhì)量。如果現(xiàn)場光照度變化較明顯，施工人員最好將自動光圈鏡頭的電子快門關(guān)閉，手動光圈鏡頭的電子快門打開，將現(xiàn)場的基本照度控制在合格線以上，盡可能使現(xiàn)場圖像的清晰度滿足現(xiàn)場環(huán)境管控要求。另外，在攝像頭光圈調(diào)控結(jié)束后，施工人員還需要將防護罩裝配在攝像機支架上，避免外界氣候等因素對攝像機設(shè)備造成損傷[5]。

4.4 太陽能光伏供電設(shè)備

在太陽能光伏供電設(shè)備的安裝過程中，施工人員要嚴格按照基座工程安裝→支架工程安裝→光伏組件工程安裝→電氣系統(tǒng)工程安裝→數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)工程安裝→數(shù)據(jù)采集裝置安裝的流程進行施工。此外，嚴格按照該項目標準《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50205的要求開展焊接工作，保證所有光伏組件上都有帶電警告標識，依據(jù)《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50303的要求開展驗收工作，合理安裝通風(fēng)百葉箱、防輻射罩，采用屏蔽線，保證太陽能光伏供電設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

5 系統(tǒng)調(diào)試與施工質(zhì)量檢測

系統(tǒng)調(diào)試工作涵蓋了單相設(shè)備通電測試、單相設(shè)備功能測試、分系統(tǒng)功能測試、系統(tǒng)功能測試、系統(tǒng)運行測試5個環(huán)節(jié)。檢測內(nèi)容主要是審核各設(shè)備與電纜配電的可靠性與安全性、查看所有防護裝置的裝配質(zhì)量、查驗所有線纜與端子裝配的合理性、檢查故障警示與報警電子回路是否正常、查驗系統(tǒng)是否能夠正常工作，并能夠?qū)①Y料存儲至車輛信息庫內(nèi)。

根據(jù)系統(tǒng)調(diào)試資料可知，該系統(tǒng)滿足運行穩(wěn)定與圖像清晰的要求，能夠為交通信息采集與管理工作的展開提供保障。但是在工程設(shè)備與材料的選擇上，仍存在信息盲區(qū)。

因此，為控制系統(tǒng)質(zhì)量，管理人員需要做好市場設(shè)備的調(diào)查工作，堅持擇優(yōu)采購的原則，對設(shè)備技術(shù)含量高且工藝復(fù)雜的廠商，應(yīng)進行流程性的監(jiān)督。監(jiān)督應(yīng)由業(yè)主代表與監(jiān)理工程師共同執(zhí)行，這樣可以使系統(tǒng)構(gòu)建質(zhì)量與水準更透明。

6 結(jié)論

特種車輛特征識別技術(shù)的有效落實，既能夠根據(jù)地域交通與功能環(huán)境，提供高效的車輛數(shù)據(jù)信息采集渠道，提供實時化的數(shù)據(jù)審核平臺，同時憑借施工質(zhì)量管控舉措，也能夠顯著降低系統(tǒng)施工與調(diào)試損耗，使車輛特征識別系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與成本更可控。因此，在論述特種車輛特征識別技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用期間，必須明確系統(tǒng)構(gòu)建面臨的難題，并提供科學(xué)可靠的監(jiān)管系統(tǒng)與舉措，以便為智慧城市建設(shè)工作的展開奠定基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]劉金江.車輛特征識別技術(shù)在高速公路中的應(yīng)用[J].中國交通信息化，2019（3）：139-141.

[2]陳建良.人工智能在車輛特征識別中的應(yīng)用研究[J].華東科技（綜合），2019（1）：26.

[3]郭海濤.基于圖像識別技術(shù)的區(qū)域交通擁堵狀態(tài)判別研究[J].信息記錄材料，2019，20（1）：74-76.

[4]陳毅.基于多特征融合的前方車輛在線識別[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2018.

[5]羅瑞奇，鐘忺，鐘珞，一種改進Haar-like特征的車輛識別算法[J].武漢大學(xué)學(xué)報：理學(xué)版，2018，64（3）：244-248.