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：
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：
图1 一面红旗
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：
图2 一条红绳
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：
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：
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。
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。
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。
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：
图5
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图6
4.2、主要单元功能
(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。
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。
(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。
(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。
