中国第一家智慧校园交通系统

李春雷（博士、副研究员，作者单位为中国海洋大学保卫处） 梁 鸽（易倍研究院研究员）

高校校园交通安全问题是学校保卫安全的重要课题之一，现在国内外建设技术也参差不齐，建设内容相对片面，没有形成统一高效的全方位智慧化交通管理。海大三个校区，交叉出入管理，分区而立，毅然做到国内外先进水平，实现了综合智能高效管理，树立了可视智慧物联智能交通应用的典范。

海大交通管理的问题和需求

“立足于海大核心需求，解决实际问题，系统建设强调实战应用，提升综合智能化程度水平”这是海大研究制定系统建设的出发点和立足点。

中国海洋大学，拥有三个校区，崂山、鱼山、浮山校区，间隔一定距离，往来车辆众多，校区具有同样的问题和现状，但没有形成有效的系统化建设和管理，诟病混乱不堪，例如：崂山校区停车位充足，但是没有合理规划管理，致使内外车辆乱停乱放；崂山校区内有诸多封闭、半封闭的停车区域，没有合理的车辆诱导系统，使得管理效率低下；在一些主干道路缺少测速抓拍，不能对超速车辆进行有效控制，另外，缺少对在校行驶车辆轨迹的追踪及研判；保卫人员工作量偏大，出现问题往往通过人工手段予以解决，需要实现系统的智慧化管理，减轻工作人员劳动强度，提升校园智慧化管理水平。

所以，如何做到车辆出入有序，对违章的智能处理，对车辆区分及收费自动化？如何保障教学区、生活区的正常秩序，防止车辆的违规行驶或停留？如何把控重要路段的行驶速度，有序疏通和引导车辆规范行驶？如何管理校园停车场，对于车辆的引导、停放规范合理高效？如何融合形成统一高效、全方位、智慧化校园交通管理系统？这也是海大所认真详实规划的思考点。

海大交通系统建设项目分析

海大智慧交通系统的建设善于自我分析、立足问题、碰撞需求、繁杂验证，从规划设计到施工验收历时两年有余，经过三轮方案设计评估，终于磨砺出锋，精以锤成。建设方案有几个原则：一是合理性，贴合海大校园实际情况；二是智能化，采用一流先进技术构架和分析技术；三是全方位，立足校园建设，形成立体化智能交通系统；四是融合性，形成高效统一的智能研判分析系统。

例如在上课、生活的核心区域设置禁行区和禁停区，禁止机动车通行和停放，配置违停抓拍球机，实现违章停车的抓拍和监测；在关键地段位置设置限速抓拍摄像机，实现车辆安全行驶布控，放置LED 屏进行提醒和显示记录；对违反规定的机动车驾驶员进行劝导、告知；采取停车收费制度限制校园通行、停放车辆的数量；建立校内停车场，规范校园车辆停放管理；引进智能化交通管理设备，提高高校交通管理效率等措施。优化校园车辆管理方式，进一步加强校园道路交通安全的管理和监督。

最终，海大智慧交通项目建设规划从自身实际出发，详实验证，调研分析，规划设计了立足海大，领先全国的智慧智能交通建设项目。海大智慧交通系统的建设，考虑如何来设计和落地？经过海大专家团队详实求证和调研，达成一致意见：1）在三个校区间逐一分析项目实施的内容及整体结合的方案可行；2）项目建设应用先进全交换构架系统使得系统可靠性、部署难等问题得以规避解决；3）解决的实际问题的应用方法从需求出发，归结于基础技术支撑的逻辑合理。

海大智慧交通项目建设

项目采用先进硬件设备及图像分析技术，通过智能化图像分析算法，自动化实现车辆的抓拍和识别、违章停车检测、自动球机控制、车辆全景抓拍、车牌特写抓拍、车牌号码识别、违章信息输出等先进技术功能。建设包括出入口、停车场、校园管理、移动监控、综合研判多方面应用，实现信息的共享和研判，对校园车辆形成了大数据化的结构，实现校园车辆实战管理。

所以，确定分别建设包括海大车辆出入口管理系统、停车场管理系统、校园车辆智能管理系统、移动监控管理系统、综合研判分析管理系统五个方面的系统建设：

车辆出入口管理系统
海大在三个校区相关出入口，建设出入口XX 套抓拍系统，实现对车辆出入口的记录和信息提取。

利用车牌识别技术、自动道闸系统、门岗客户端、LED 屏等设备做联动整合，除可以做出入口控制系统外，还支持灵活的校园停车收费方式，包括自助缴费机，手机终端缴费等等。原理为通过高清智能卡口抓拍单元使用DSP 内嵌的视频车辆检测技术，基于该视频流进行车辆提取跟踪，并第一时间触发相机抓拍。车辆特征提取技术进行了深层次的优化，大大提高了各种环境下不同种车辆的视频检测准确率。

在操作上，实现车辆无卡出入，自动确认，快速通行，大大提升车辆出入效率。灵活设定出入策略例如：特殊时期全部放行、自动放行、许可放行、收费放行、人工放行等模式。出入管理实现预付费、自动缴费、手机端缴费等服务。

校内教职工登记车辆可默认为白名单用户，对于校园出入口和校园内停车场进出，无干预自动放行，但超速行驶、违章停车等情况发生，系统会根据设置的上限值自动把用户拉入到黑名单，系统不在自动放行，而是提醒工作人员，对黑名单用户进行警告等工作。针对违法报警事件，值班人员可以通过中心管理平台对违法车辆进行布控，出入校园时，系统不予以放行，实现保安及有关部门的稽查工作。

海大有三个校区，通过实现车辆出入管理建设，将三个校区的车辆可以准确的统计，包括停放时间，出入状况、缴费情况、黑白名单情况、稽查情况等，为校园车辆管理提供了有效的车辆相关的数据。

停车场管理系统
据勘查，例如崂山校区共有980 个停车位，对这些车位进行规划及车位划线，解决车辆乱停乱放问题，最终达到的目的是规范教职工固定车位停车，引导外来车辆有序停车。

在校内封闭及半封闭停车区域设置停车引导系统，对这些区域进行规划及管理。在校区道路旁设置车辆轨迹查询摄像机及在主干路增设卡口管理系统等，实现对在校内行驶的车辆的追踪及管理。实现对校园车辆的全流程化诱导，从车辆进入校园到最终停车，全过程实现LED 诱导管理，快速到达停车场，极大提高出行效率。系统可以根据车牌信息档案记录，关联固定车位或相近车位，实现精准化诱导车位管理。

停车场管理系统，主要分为4 个组成部分，分别是：
◆ 停车场视频出入口系统；
◆ 全视频车位监控、识别和显示引导系统；
◆ 车辆查询和自助缴费系统；
◆ 管理服务器和存储系统；

停车场管理架构图

车辆到达停车场出入口，自动识别车牌放行，识别的同时会通过入口的语音提示信息进行确认。然后通过部署在停车场内的区域屏的视频引导单元获知各区域剩余车位数量，通过箭头指示前往自己认为最合适的区域（比如余位数最多或距离最近的区域）。然后通过车位前方的车位指示灯，快速找到空余车位，完成停车。

车辆进入停车位后，系统会自动更新空余车位数据。同时，视频智能终端将车辆图片信息发送给管理中心。

用户在返回停车场内准备取车时，可至取车查询终端前，输入自己的车牌号码（支持模糊查询），系统会显示该停车场的平面电子地图，并绘制最优步行路线，供用户参考，指导用户快速到达车辆停放位置。根据车辆停放时间，统计分析利用率，比如当车辆长时间停在校内一直未驶出，需要重点关注和处理。

校园车辆智能管理系统
海大校园车辆智能管理包括校园内违停抓拍功能和超速形式抓拍功能应用。

海大道路违章停车管理系统，系统支持大范围、多视角、不间断的自动违停抓拍。采用国际前沿的视频动态跟踪检测技术为核心，同时集合机器视觉技术，通信技术及自动控制技术和数据库技术。利用高清晰感光芯片器件作为检测传感器，通过对动态的交通视频图像实时处理, 能克服天气、环境变化等干扰，从而实现校园道路车辆行为检测、路况图像监控等多功能的智能违停抓拍系统。通过违章系统进行抓拍，第一时间发送至终端及显示屏，关联手机的驾驶员，会进行短信提醒。同时在系统里进行记录，对车辆信息和驾驶员进行记录，根据判定情况记录至黑名单中，实现车辆的数据应用。

海大超速抓拍应用，将视频检测算法运行在高性能的DSP 处理器中，利用车牌、车灯、车型多项特征来保证捕获率，同时算法中添加优化过滤器，对由环境光变化和其他动态物体干扰进行规避，全天候实时的对过往的车辆进行检测，同时实施30 帧/ 秒的高清录像，前端系统实时的将图片和高清录像传送给后端管理平台，通过平台的链接关联，最终实现对过往的数据进行视频+ 图片的记录。

前端采集图片能清晰反映路况信息、车辆特征信息，同时将车辆通过时间（精确到秒）、地点、路段信息、车速、限速信息、通行方向、车牌号码、违章类型、车牌颜色，车身颜色及车标等信息（复用公安系统的车辆划分识别技术）叠加在图片上，联动录像中能清晰地反映车辆的颜色、车辆类型、运动轨迹、或逆行、违章行驶等判定。

为了防止影响系统闪光灯眩目，采取高频脉冲方式和消光技术措施减少对周边环境的影响，不影响驾驶员安全驾驶和周围师生学习生活。摄像机自动配备偏振镜设备和补光技术，确保在太阳强光、逆光、雨雾、弱光照、夜间和车辆前挡风玻璃镀膜等情况下，抓拍图片清晰可判，记录车辆和驾驶员特征信息。

移动监控管理系统
海大配置移动监控管理系统，装配移动校园巡逻车，配置智能布控摄像机，实现车载随拿随放、过程记录、电池供电、无线传输、本地备份、轨迹定位等智能化操作应用，通过后端软件进行前端设备的管理。

电子地图联动：更直观的定位到监管地点，随地监控，随地传送，随地呈现，随地跟踪。降低人员的反应时间，联动视频弹出等操作。

智能布控摄像机内置GPS 和北斗定位，实时跟踪和记录轨迹过程，车辆行驶过程和速度、方位等信息，时刻准确反应在后端管理平台上。智能布控摄像机定时将当前位置信息通过UNP 通道上报到地图服务器，地图服务器收到经纬度信息后，一方面存储到本地数据库，另一方面，直接推送给客户端，实时掌握智能布控摄像机实时轨迹变化、历史轨迹查询。

利用智能布控摄像机内置的WIFI 热点，实现本地的浏览控制，通过手机APP 或IPAD等移动终端实现本地图像的浏览和控制。

系统能支持前端缓存和断点续传。前端摄像机配备SD 卡存储硬件，负责存储本摄像机的录像，当存储达到最大储存容量时，自动进行循环覆盖。网络中断，会等恢复后自动上传网络中断期间的数据至管理中心，防止数据丢失。可满足海大监控长达近5 天的高清视频存储。

UNP组网安全性
4G移动布控球通过内置UNP 模块与平台在4G 移动网络中建立UPN 加密视频数据传输隧道，进行控制信令与码流的传输，从而进行图像资源整合。

平台的出口路由器或安全设备仅需要为UNP 的端口号做白名单功能，任何访问平台的报文都必须经过UNP 通道，而接入UNP 通道则需要经过用户身份认证。

UNP 架构能够安全的保障视频数据在互联网上的传输以及视频接入终端内部网络的安全。

综合研判分析系统建设
建设综合研判分析系统，作为上层应用，能够关联子系统，以一体化方式共用管理平台和存储系统，实现校园智能系统的最简化设计和无缝融合设计。通过车辆出入口管理、停车场管理、校园车辆智能管理、移动监控管理进行数据汇总和上传，在监控中心统一可视化管理，实现整体校园的车辆综合研判和管理，将出入校园的情况进行分析：

◆ 针对不同时期以及出入频率情况，结合车辆属性关系，建立海大校园针对不断时期的车辆管理策略和应用办法。
◆ 根据停车场利用率和车辆停留时段，建立针对不同车辆的引导管理系统和“僵尸车”动态管理系统，智能化实现停车场的规范运行，切实提高停车场运营效率和车辆动态化管理水平。
◆ 对校园内的车辆行驶和停留，通过提示牌、短信等手段进行提醒，周期性跟违章车辆的约谈或警告，通过动态的进行车辆信息更新登记，保持系统的高效可靠运营。
◆ 针对移动监控管理，建立动态的巡视和档案，对于安全隐患以及违章行为进行记录和档案化整改处理。配置手动报警立柱，结合音视频联动实现互动式安防体系。
◆ 系统有效融合校园视频监控系统，通过车辆管理对校园治安以及社会治安起到协助治理作用，并且已经成功缉查了多起非法事件。

海洋大学将上述子系统进行融合管理，建立了针对海大实际情况的物联网+ 智慧校园交通管理系统，实现了校园车辆的立体化管理，开启了新一代校园交通智慧管理的应用，也吹响了校园智慧化安全保卫工作的新的号角。

取则行远，海大正在校园安防保卫的路上，求是进取，笃行励新，渐行渐远……