剖析广州“开四停四”交通限行的实现技术

Frank • 2023-01-03 • 云技术社区 • 281 阅读

为缓解广州城区的道路交通紧张状况，广州已于2018年7月1日起进行管控区域的“外地牌车”实施“开四停四”管理措施通行规则，执法部门已于8月1日起正式依据规则进行非广州市籍车辆通行的拍摄取证工作。今天我们就从技术的角度，来剖析一下如何技术上实现“开四停四”的判定执法。

整个“开四停四”限行判定系统主要涉及三大功能模块：

图1：“开四停四”限行判定系统主要模块

一、电子警察影像采集及存储

电子影像采集及存储是非常成熟的系统，目前已形成多套解决方案：电子警察抓拍、卡口抓拍、治安监控、流量监控等。采集数据主要为图片或视频资料。

涉及到广州的外地车牌“开四停四”限行，由于是新法规，这里很大可能是一整套专门的拍摄采集系统，布局在管控区域内。据网上信息披露，广州2018-7-10新增启用 “170”套设备用于“开四停四”的说法。不过理论上，任何一个交通监控摄像头都可采集用于“开四停四”数据分析处理的影像数据。

由于这块技术最成熟，我们这里只列出技术架构图（见下图：电子卡口设置示意图及电子“卡口”抓拍系统架构）：

图2-1：电子卡口设置示意图

图2-2：电子“卡口”抓拍系统架构

在图像或视频资料的存储方面，由于数据量巨大，可以考虑使用腾讯云的文件存储（CFS）来满足，确保弹性扩展与共享访问。

二、外地车牌识别入库

在卡口由电子警察采集的图片资料，将通过采用机器学习的“图片识别”/ “视频关键帧”技术，将外地车牌的信息抽取出来，存放于外地限行数据库（LimitedPassDB）的originalInfoTable中。

这里图片资料识别的技术也很成熟，目前已广泛用于停车场、高速关卡等场景。系统架构图如下：

图3：车牌识别系统示意图

关于车牌识别的编程代码（python）实现，可以参考文章《用PaddlePaddle进行车牌识别》：https://cloud.tencent.com/developer/article/1065786

腾讯云也提供了“智能钛机器学习”平台服务，可以帮助用户进行模型型训练、评估与预测。

图4：腾讯云TI机器学习平台架构图

图片从服务器上传到 COS 对象存储后，您可以通过 TI 调度 CPU 和 HPC 集群对图片数据进行裁剪、格式转换等数据预处理；接下来采用 Faster R-CNN 或其他算法进行图象识别的模型训练，并优化参数直至最优；训练完毕的模型即可用于其他图片的图像识别预测，以判断图像物品的基本属性。

TI 的图片识别结果可广泛应用于公安领域的网络鉴黄，反恐的高危行为检测、嫌疑人特征检测，广告推荐领域的新商品识别、相似商品推荐，智能交通领域的车辆识别、行人识别、自动驾驶等场景。

三、违法识别判定

“开四停四”违法车辆识别判定，是我们文章重点要介绍的模块。实现方法如下：

1、符合条件的通行进行编码

首先，我们先要对符合外地车通行的措施与条件进行编码。广州外地车限行的措施见下图所示：

图5：“开四停四”管理措施

如果我们将通行标识为“1”,停驶标识为“0”，依图我们可以得出合规的通行标识码有8种：

100001

1100001

11100001

10100001

111100001

101100001

110100001

100100001

这8种符合条件的bitmap通行码，可以大大减少我们判定的复杂性。

2、记录跟踪外地车在管制区域内的行驶

在管制区域内任一点拍摄识别外地车（非粤A牌车辆），即入库1条uin为车牌号的记录addTraceRec到traceInfoTable表中。当天再有同一辆车的信息不再入库。显然，记录必须包括有字段-标识串flagStr，还可以有时间timestamp、违法标记isIllegal等字段。首次写入时：flagStr置为1。

第二天开始,拍摄到有记录的外地车牌，即update其标识串字段：flagStr=flagStr.’1’;

另外，还需要起一个定时任务（如每天23：59：00）：对于之前已有记录，但其他该天未拍摄到的，进行标识串字符补齐，flagStr=flagStr.’0’

3、外地车限行违法判定

使用定时任务来完成（如每天00：00：00）；针对flagStr.length>=5,执行判定，判定条件：

1）是否满足“停四”，是则清除记录；

If ‘0000’ in flagStr:

//flagStr=‘’

//isIllegal=0

deleteTraceRec() //清除traceInfoTable中记录

2）在上述1）的条件下，判断是否满足“开四”，不是则违法

else:

if flagStr not in (11110,11000,11100,10100,10010,10110,11010,111100,111000,101000,100100,101100,110100,1111000,1001000,1011000,1101000)：