可变情报板发布内容可信性检测系统探究.pdf
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1、技术TECHNOLOGYDOI:10.13439/ki.itsc.2023.10.014可变情报板发布内容可信性检测系统探究吴忠,黄白羽(江西方兴科技有限公司,江西南昌330 0 2 5)摘要:为确认可变情报板实际发布内容与后台控制系统发送内容是否一致,本文提出了一种可变情报板发布内容可信性检测系统。该系统由可变情报板、播放控制子系统、实时图像采集子系统和智能识别子系统构成。播放控制子系统控制可变情报板发布信息,实时图像采集子系统通过摄像头实时获取可变情报板发布的内容,并传输至智能识别子系统,与播放控制子系统中设置发布的目标内容进行相似度计算,从而达到检测发布内容可信性检测的目的。当检测到不可
2、信内容时系统会立刻自动报警,便于管理人员及时确认和修复,保障公路交通安全。关键词:可变情报板;可信性检测;智能;公路交通现代化交通系统中,广泛使用可变情报板发布城市道路和高速公路相关的信息,达到诱导交通的目的。借助后台控制系统,交通管理员可将包括交通事故、道路施工、交通管制、路段拥堵、恶劣天气等在内的多种道路信息,通过有线或无线通信的方式发送给远程的可变情报板本地控制端,再由本地端控制发布相应内容。1背景及需求交通系统通常将可变情报板部署在主要决策地点的上游,如匝道出口、高速路网切换处、其他道路与主路的交汇点等;交通瓶颈和交通事故多发地,以及需要获取恶劣气象信息,如冰雪雾风的道路区域;特殊设施
3、或事件上游,如大型体育场、会议举办地等。在可变情报板的帮助指导下,驾驶员可以及时了解最新路况从而正确驾驶,并且即时调整或制定驾驶路线。现有专利提供了一种面向交通信息发布系统的安全保护方法,通过CA认证、传输数据加密等技术,保证远程传输给信息发布系统数据的保密性、完整性和可用性。此外,该防护系统还使用线路报文探测法来判断是否存在非法接入。一且检测到传输线路中有非法接入,系统会立刻上报非法接人信息,并关闭交通情报板显示屏,避免情报板发布虚假信息误导交通。虽然该专利技术能够保证情报板信息在发布前相关过程中的安全性和可靠性,但是不能保证信息发布后情报板显示内容的可信性。目前,针对可变情报板发布交通信息
4、后,确认情报板发布内容真实有效性的方式主要有:工作人员借助可变情报板附近的非专用摄像头获取发布内容,人工确认;对于无法被摄像头拍到的可变情报板,通过人工巡检来确认发布内容;通过巡查员、驾驶员反馈等其他方式获取可变情报板的发布内容,再人工确认。以上方法的缺陷在于情报板内容确认周期长、实时性差,且成本较高。因此,函需有效的技术手段,来实现实时性更佳、成本更低、可自动化进行的可变情报板发布内容可信性检测。2系统设计本文提出的可变情报板发布内容可信性检测系统由可变情报板、播放控制子系统、实时图像采集子系统和智能识别子系统4个部分组成,系统架构如图1 所示。各个子系统之间可采用4G、5G等无线通信方式或
5、者光纤等有线通信方式进行数据交互。播放控制子系统智能识别可变情报板子系统实时图像采集子系统图1 系统架构2.1可变情报板接收播放控制子系统传输的数据,并将内容发布到显示屏。当可变情报板接收到需要发布的信息后,会将“正在下载”“开始播放”等状态反馈给播放控制子系统。2.2播放控制子系统交管人员在播放控制子系统确定需要发布的交通信息,传输给可变情报板进行内容发布。可变情报板待发布的内容以播放表的形式预存在播放控制子系统内,也可以根据需要对子系统内已有的播放表重新编辑。播放表内可以包含多条不同内容进行滚动播放,也可以仅设置单条内容。同一播放表内各条内容的播放时间可以不同,时长根据需要确定。播放控制子
6、系统与实时图像采集子系统之间具有通信连接,方便管理人员远程实时查看可变情2023年第1 0 期(总第2 8 8 期)1 中国交通信息化111CHINAITSJOURNALVoI.288No.102023报板的显示情况。尤其当收到智能识别子系统报警时,可以人工确认对应可变情报板的发布内容。在情报板发布内容可信性检测的过程中,播放控制子系统还用于生成目标图像,即可变情报板需要发布的内容。2.3实时图像采集子系统实时图像采集子系统使用摄像头获取可变情报板的实时图像,即可变情报板当前播放内容的图像。子系统中的摄像头拥有唯一编号,该编号与其拍摄的可变情报板相对应。摄像头必须正对可变情报板,可以通过挂载在
7、路侧杆柱或其他方式进行部署,也可以适应性改造现有的监控摄像头。在可信性检测过程中,实时图像采集子系统会接收来自智能识别子系统的控制命令,控制命令包括开始采集命令、采集时长命令、采集间隔时间命令和重新开始采集命令。2.4智能识别子系统智能识别子系统负责检测可变情报板上发布的内容是否真实有效。通过与播放控制子系统和实时图像采集子系统的通信连接,智能识别子系统可以获取可变情报板发布的目标图像和播放的实时图像,判断发布内容的可信性,再将可信性检测结果发送到播放控制子系统。如果检测到可变情报板发布了错误内容,还会同时发送报警信息。检测可变情报板内容可信性时,智能识别子系统会向实时图像采集子系统发送包括开
8、始采集命令、采集时长命令、采集间隔时间命令和重新开始采集命令在内的控制命令。3系统原理本文中检测可变情报板发布内容可信性的步骤如图2 所示。步骤1确定可变情报板需要发布的内容,并控制所述可变情报板发布所述内容步骤2步骤3获取可变情报板需要发实时获取可变情报板正布的内容的数据,即目在发布的内容的图像数标图像据,即实时图像步骤4计算所述实时图像与所述目标图像的相似度,判断可变情报板发布内容的可信性图2 可变情报板发布内容可信性检测步骤3.1可变情报板内容发布交通管理人员确定需要发布的交通信息后,在播放控制子系统中编辑播放表,并将播放表数据发送给指定的可变情报板。3.2获取可变情报板目标图像在播放控
9、制子系统中,根据待检测发布内容对应的播放表,在内存中绘制出相应的时长为t的图像,作为该播放表的目标图像。对于不同播放表,目标图像的时长的取值可以根据实际进行设置,但是t需要小于该播放表的播放总时长T。若播放表中仅有一条发布内容,可以取稍小的值,从而减少所需的计算资源。当播放表中包含多条信息在情报板上滚动发布,的取值必须保证目标图像中含有播放表中所有信息的图像数据。3.3获取可变情报板实时图像通过实时图像采集子系统,每间隔时间T,获取时长为t”的可变情报板的实时图像。T和t的取值可根据实际需要设置。间隔时间T,越小,检测可变情报板发布内容的频率越高。实时图像的时长t的取值越大,可变情报板发布内容
10、可信性检测的可靠性越高。但如果T,取值太小导致检测频率过高,或t的取值太大,导致实时图像数据过多,都会增加通信链路的压力,占用较多的计算资源。此外,在每个实时图像采集周期内,还要求实时图像的时长t和对应目标图像的时长t满足关系:0.2 ttt-t,其中At代表实时图像相对于目标图像的延迟时间。当可变情报板开始发布播放表,会将“开始播放状态”上报至播放控制子系统。记播放控制子系统收到“开始播放状态”的时刻为Ti,实时图像采集子系统向播放控制子系统反馈其采集到可变情报板在T,时刻的图像的时刻为T2,则延迟时间t=Ti2-Ti1。但在实际场景下,可变情报板上报状态耗时为毫秒级,即T,的取值为毫秒级,
11、而实时图像采集子系统反馈其采集到的图像的时延为秒级,即T2的取值为秒级,因此可以认为tT i 2。t 的取值由系统进行配置。3.4判断发布内容可信性获取可变情报板的目标图像和实时图像后,智能识别子系统将计算两图像的相似度,来检测可变情报板发布内容的可信性。具体过程分为以下步骤。第一步,生成目标图像特征图。从时长为t的目标图像数据中,每间隔时间t,截取一顿图像,生成N个目标图像特征图,其中N=t/t,并作向下取整处理;第二步,生成实时图像特征图。从时长为t的实时图像数据中,每间隔时间t截取一顿图像,生成M个实时图像特征图,其中M=t/t并作向下取整处理;以上两步中,截取特征图的间隔时长t,和t可
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