一种IPv6与IPv4双栈兼容的道路监控视频分析系统的制作方法

本发明属于智能交通和道路交通安全技术领域，具体地涉及一种验证IPv6与IPv4双栈兼容的道路监控视频分析系统。

背景技术：

随着智慧城市、平安城市、智慧交通的深化，遍布于道路的大街小巷的视频监控正成为维护交通秩序，社会治安的有利武器。智能视频分析技术（IVS技术），进入中国已有些年头，随着平安城市的建设和城市监控建设的普及，近两年来智能视频监控迎来了发展的新契机。智能视频分析技术的应用范围非常广，比如交通应用：如车牌识别技术，当车辆违章时通过图像分析识别出车牌；其二为安防应用，就是当值班人员面对十、百、千的摄像机，无法真正的在风险产生时预防或干预，多数靠事后回放相关的图象；其他还有很多应用场景，如商业上人流统计、防止扒窃等等。以上应用的理念是将分析和识别转交给计算机或者芯片，从而使人从“死盯”监视器的工作中解脱出来，由计算机对视频信息进行分析，当计算机发现异常问题的时候，产生报警。

目前，现有道路智能监控设备分析功能少，需要搭载的硬件系统昂贵，并且部署必须集中在机房等不足。现有道路智能监控设备至支持ipv4协议，终端用户必须通过路由器才能获取分析结果。本发明因此而来。

技术实现要素：

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种IPv6与IPv4双栈兼容的道路监控视频分析系统，通过对多项图像分析功能进行性能优化，功耗低、发热量少，可以在低功耗无风扇的室外工控机上运行。为工控机操作系统配置ipv6通信模块，并在应用层采用web service技术，对外提供统一的信息交互接口，使得所有支持ipv6的设备均可访问道路监控智能分析的结果。

本发明的技术方案是：

一种IPv6与IPv4双栈兼容的道路监控视频分析系统，包括布设于道路各监控点的网络摄像头，所述网络摄像头通过交换机连接监控管理端，所述监控管理端包括中央管理服务器和存储服务器，所述中央管理服务器用于管理和控制网络摄像机工作，所述监控管理端连接视频分析端，所述视频分析端包括视频分析集服务器、数据库服务器以及工控机，所述视频分析集服务器包括多个检测功能组，所述工控机包括ipv6通信模块、报警模块和信息交互接口，所述工控机的应用层通过web service构建；所述视频分析端获取视频信息，通过多线程机制调度至不同的CPU处理单元并行计算，根据不同的检测功能组对视频信息进行处理分析，得出检测结果，对检测结果进行数据格式封装，通过ipv6协议发送信息；当检测功能组检测到相应的交通事件超过设定阈值时，通过报警模块进行报警。

优选的，所述工控机在获取视频信息后，进行预处理，包括对视频信息进行综合背景差分，得到视频帧信息。

优选的，所述检测功能组包括：道路拥堵检测模块、车辆计数模块、违章停车检测模块、道路异常检测模块、道路侵占检测模块、非机动车闯入检测模块、逆行检测模块、应急车道违行检测模块、烟火检测模块及雾霾检测模块。

优选的，所述ipv6通信模块与中心机房和用户终端通信连接，所述中心机房和用户终端安装有监控客户端，所述监控客户端包括视频分析管理模块，用于对视频分析集服务器进行远程配置、管理，查看分析结果或者查看工作站状态。

与现有技术相比，本发明的优点是：

本发明对分析算法进行集成优化，综合背景分析功能，并对各个不同的算法灵活定义其检测频度以及检测帧率，功耗低、发热量少，使其在不失核心信息的同时可以在低功耗无风扇的室外工控机上可以部署运行。为工控机操作系统配置ipv6通信模块，并在应用层采用webservice技术，对外提供统一的信息交互接口，使得所有支持ipv6的设备均可访问道路监控智能分析的结果。该方式弥补了原有ipv4协议，终端用户必须通过路由器才能获取该结果这一弱点，使得终端用户可以直接访问道路监控智能分析服务，很大程度提供信息传输的时效性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明IPv6与IPv4双栈兼容的道路监控视频分析系统的部署架构图；

图2为本发明多线程调度示意图；

图3为本发明视频分析流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例：

下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步说明。

如图1所示，一种IPv6与IPv4双栈兼容的道路监控视频分析系统，包括布设于道路各监控点的网络摄像头，每一路的网络摄像头通过交换机和光纤转换器连接到大型交换机，大型交换机连接监控管理端，监控管理端包括中央管理服务器、存储服务器和客户端设备。

中央管理服务器用于管理和控制网络摄像机工作，存储服务器用于存储网络摄像机采集的视频信息。

监控管理端连接视频分析端，视频分析端包括视频分析集服务器、数据库服务器以及工控机，视频分析集服务器包括多个检测功能组，工控机包括ipv6通信模块、报警模块和信息交互接口，工控机的应用层通过web service构建。视频分析端获取视频信息，通过多线程机制调度至不同的CPU处理单元并行计算，多线程机制调度如图2所示，根据不同的检测功能组对视频信息进行处理分析，得出检测结果，对检测结果进行数据格式封装，通过ipv6协议发送信息；当检测功能组检测到相应的交通事件超过设定阈值时，通过报警模块进行报警。

视频分析端可以部署于分析工作站或者前端路侧工控机，基于监控视频流进行实时道路状况检测及交通事件检测，并根据报警规则向服务器报警，或将分析结果上传至数据库服务器。

如图3所示，工控机在获取视频信息后，进行预处理，包括对视频信息进行综合背景差分，通过综合背景差分无需对每个检测功能组进行背景差分计算，优化性能。对差分完的视频帧信息进行各个检测功能组的处理，分析得出结果。

检测功能组包括：道路拥堵检测模块、车辆计数模块、违章停车检测模块、道路异常检测模块、道路侵占检测模块、非机动车闯入检测模块、逆行检测模块、应急车道违行检测模块、烟火检测模块及雾霾检测模块。

道路拥堵检测模块，实时监控道路的拥堵程度，统计一定时间段内的车流量、车辆速度、车辆区域与路面区域比值等，按比例得出拥堵系数：

道路拥堵系数t（范围为1~10，其中1为不拥堵，10为非常拥堵），可由用户设定阈值，当拥堵指数大于预设值时，向服务器报警，并将拥堵路段的位置信息、拥堵程度、拥堵时间等信息上传到服务器。

车辆计数模块，车辆计数功能主要对机动车道上行驶过某一指定区域内的车辆进行计数，并且可以将车辆数量信息实时上传到服务器。算法主要思路：预先选取检测区域后，当该方向的车辆中心通过该区域时，该方向的车流量自增1。

违章停车检测模块，违章停车检测应用对路边禁停区域的非法停车进行检测，并将非法停车的车辆信息上传到服务器。支持同时检测多个区域。算法主要思路：预先选定违停区域后，当进入区域车辆静止时间累计超过时间T后，判定该辆车违停。

道路异常检测模块，道路异常检测对通过对道路通行区域进行实时监控，检测区域内的遗留物及因交通事故导致的占道车辆，并向服务器进行报警。算法主要思路：预先选定道路通行区域后，当该区域由物体静止时间累计超过时间T后，判定有遗留物或因交通事故导致的占道车辆。

道路侵占检测模块，道路侵占检测对路侧实时监控，检测区域内违建，地摊等占道行为，并向服务器进行报警。算法主要思路和违章停车检测相同。

闯入检测模块，闯入检测对机动车道进行实时监控，检测行人、非机动车是否违章穿越或者行驶在机动车道上，并向服务器进行报警。

逆行检测模块，对道路通行区域进行实时监控，检测是否有机动车有逆行违章行为，并向服务器进行报警。算法主要思路：预先选定车道的正确行使方向，当进入该区域的车辆累计违停概率超过时，该车被判为逆行。

应急车道违行检测模块，对应急车道进行实时监控。检测是否有机动车违章占用应急车道，并向服务器进行报警。算法主要思路和违章停车检测相同。

烟火检测模块，对监控区域内进行烟火检测，如发生烟火事件，向服务器进行报警。

雾霾检测模块，对监控区域内进行雾霾检测，如检测雾霾比较严重，向服务器进行报警。

ipv6通信模块与中心机房和用户终端通信连接，中心机房和用户终端安装有监控客户端。针对每路视频流，可同时开启以上10种分析应用或开启部分应用。用户终端可以直接访问道路监控智能分析服务，对视频分析集服务器进行远程配置、管理，查看分析结果或者查看工作站状态。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。