高速道路交通违规事件识别检测系统 RNN

燧机科技SuiJi

于 2025-02-17 20:05:13 发布

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文章标签： rnn 人工智能深度学习神经网络机器学习

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/SuiJiAi/article/details/145690520

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高速道路交通违规事件识别检测系统基于 YOLOX+RNN 的深度学习算法，高速道路交通违规事件识别检测系统通过现场摄像机可以高效地识别出多种交通违规行为，如机动车违停、车辆拥堵、车辆逆停、车祸、车辆侧翻和机动车违停占道等。高速道路交通违规事件识别检测系统不仅是一种先进的技术手段，更是创新行业智能监督管理方式的重要体现。它改变了以往交通管理中依赖人工监控的模式，实现了平台远程监控从“人为监控”向“智能监控”的转变。

循环神经网络（Recurrent Neural Network, RNN），指的是一类以序列数据为输入的神经网络模型。与经典的前馈网络不同之处在于，RNN模型处理序列数据能够获取到更多的语义信息、时序信息等。通常，序列数据指的是一条数据内部的元素有顺序关系的数据，如文本、如文章、语句；时序数据，如一周的天气、三个月的股市指数等。通常可用于语音识别、语言模型、机器翻译及时序分析等。

RNN处理任务示例——以NER为例
NER（Named Entity Recognize，命名实体识别）任务，表示从自然语言文本中，识别出表示真实世界实体的实体名及其类别，如:

句子（1）: I like eating apple! 中的 apple 指的是苹果（食物）

句子（2）: The Apple is a great company! 中的 Apple 指的是苹果（公司）

一般的DNN网络中，输入方式为逐元素输入，即句子内的词单独独立地输入模型进行处理，这将导致上下文信息丢失，这样的结果会导致每个词的输入仅会输出单一结果，与上下文语义无关。如上图示例，若训练集中的苹果一词大部分标记为苹果（食物），则测试阶段所有的苹果也将标记为食物；反之则测试阶段将都标记为公司。

随着我国高速公路网络的不断延伸，道路交通流量日益增大，交通违规事件的发生频率也随之上升，给道路安全和交通管理带来了严峻挑战。传统的交通监控方式主要依赖人工巡查和事后处理，不仅效率低下，而且难以实现对违规行为的实时监测和预警。为解决这一问题，基于深度学习技术的高速道路交通违规事件识别检测系统应运而生，它为交通管理领域带来了革命性的变革。这不仅能够提高高速公路的安全性和通行效率，还将为公众的出行提供更加便捷和安全的保障，推动我国交通事业的高质量发展。

# parameters
nc: 3  # number of classes
depth_multiple: 1.0  # model depth multiple
width_multiple: 1.0  # layer channel multiple
 
# anchors
anchors:
  - [12,16, 19,36, 40,28]  # P3/8
  - [36,75, 76,55, 72,146]  # P4/16
  - [142,110, 192,243, 459,401]  # P5/32
 
# yolov7 backbone
backbone:
  # [from, number, module, args]
  [[-1, 1, Conv, [32, 3, 1]],  # 0
  
   [-1, 1, Conv, [64, 3, 2]],  # 1-P1/2      
   [-1, 1, Conv, [64, 3, 1]],
   
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 2]],  # 3-P2/4  
   [-1, 1, Conv, [64, 1, 1]],
   [-2, 1, Conv, [64, 1, 1]],
   [-1, 1, Conv, [64, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [64, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [64, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [64, 3, 1]],
   [[-1, -3, -5, -6], 1, Concat, [1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 1, 1]],  # 11
         
   [-1, 1, MP, []],
   [-1, 1, Conv, [128, 1, 1]],
   [-3, 1, Conv, [128, 1, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 2]],
   [[-1, -3], 1, Concat, [1]],  # 16-P3/8  
   [-1, 1, Conv, [128, 1, 1]],
   [-2, 1, Conv, [128, 1, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 1]],
   [[-1, -3, -5, -6], 1, Concat, [1]],
   [-1, 1, Conv, [512, 1, 1]],  # 24
         
   [-1, 1, MP, []],
   [-1, 1, Conv, [256, 1, 1]],
   [-3, 1, Conv, [256, 1, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 2]],
   [[-1, -3], 1, Concat, [1]],  # 29-P4/16  
   [-1, 1, Conv, [256, 1, 1]],
   [-2, 1, Conv, [256, 1, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 1]],
   [[-1, -3, -5, -6], 1, Concat, [1]],
   [-1, 1, Conv, [1024, 1, 1]],  # 37
         
   [-1, 1, MP, []],
   [-1, 1, Conv, [512, 1, 1]],
   [-3, 1, Conv, [512, 1, 1]],
   [-1, 1, Conv, [512, 3, 2]],
   [[-1, -3], 1, Concat, [1]],  # 42-P5/32  
   [-1, 1, Conv, [256, 1, 1]],
   [-2, 1, Conv, [256, 1, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 1]],
   [[-1, -3, -5, -6], 1, Concat, [1]],
   [-1, 1, Conv, [1024, 1, 1]],  # 50
  ]
 
# yolov7 head
head:
  [[-1, 1, SPPCSPC, [512]], # 51
  
   [-1, 1, Conv, [256, 1, 1]],
   [-1, 1, nn.Upsample, [None, 2, 'nearest']],
   [37, 1, Conv, [256, 1, 1]], # route backbone P4
   [[-1, -2], 1, Concat, [1]],
   
   [-1, 1, Conv, [256, 1, 1]],
   [-2, 1, Conv, [256, 1, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 1]],
   [[-1, -2, -3, -4, -5, -6], 1, Concat, [1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 1, 1]], # 63
   
   [-1, 1, Conv, [128, 1, 1]],
   [-1, 1, nn.Upsample, [None, 2, 'nearest']],
   [24, 1, Conv, [128, 1, 1]], # route backbone P3
   [[-1, -2], 1, Concat, [1]],
   
   [-1, 1, Conv, [128, 1, 1]],
   [-2, 1, Conv, [128, 1, 1]],
   [-1, 1, Conv, [64, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [64, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [64, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [64, 3, 1]],
   [[-1, -2, -3, -4, -5, -6], 1, Concat, [1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 1, 1]], # 75
      
   [-1, 1, MP, []],
   [-1, 1, Conv, [128, 1, 1]],
   [-3, 1, Conv, [128, 1, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 2]],
   [[-1, -3, 63], 1, Concat, [1]],
   
   [-1, 1, Conv, [256, 1, 1]],
   [-2, 1, Conv, [256, 1, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [128, 3, 1]],
   [[-1, -2, -3, -4, -5, -6], 1, Concat, [1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 1, 1]], # 88
      
   [-1, 1, MP, []],
   [-1, 1, Conv, [256, 1, 1]],
   [-3, 1, Conv, [256, 1, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 2]],
   [[-1, -3, 51], 1, Concat, [1]],
   
   [-1, 1, Conv, [512, 1, 1]],
   [-2, 1, Conv, [512, 1, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 1]],
   [-1, 1, Conv, [256, 3, 1]],
   [[-1, -2, -3, -4, -5, -6], 1, Concat, [1]],
   [-1, 1, Conv, [512, 1, 1]], # 101
   
   [75, 1, RepConv, [256, 3, 1]],
   [88, 1, RepConv, [512, 3, 1]],
   [101, 1, RepConv, [1024, 3, 1]],
 
   [[102,103,104], 1, IDetect, [nc, anchors]],   # Detect(P3, P4, P5)
  ]

高速道路交通违规事件识别检测系统通过高速公路上的监控摄像机获取实时视频数据。这些摄像机分布广泛，覆盖了高速公路的关键区域，能够全方位地捕捉车辆的行驶状态。当车辆出现违规行为时，系统会迅速做出反应。例如，当检测到机动车违停时，系统会立即发出警报，并将违规车辆的位置、车牌号码等信息实时传输给交通监管部门。对于车辆拥堵情况，系统能够快速定位拥堵区域，并分析拥堵原因，为交通疏导提供科学依据。