高速公路区间测速收费站报警拦截方案-三线圈测速

1、高速公路区间测速收费站报警拦截系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司目 录第1章总体概述61.1 系统概述61.2 设计原则71.3 设计依据81.4 设计目标8第2章系统总体设计102.1 系统应用要素102.2 系统工作原理102.3 设计思想112.3.1 基于公安交警业务的开放式打防控系统112.3.2 基于分布式系统的集中管理策略122.3.3 基于高清图像处理技术的采集手段122.3.4 基于车牌识别的自动监测模式122.4 系统实现思路132.5 系统体系结构142.6 系统核心技术路线142.6.1 基于高清图像处理技术的采集手段152.6.2 车牌前端识别技术152.6.3

2、 “线圈检测+视频检测”双检测模式保障系统抓拍捕获率152.6.4 车牌识别同时输出视频流152.6.5 基于车牌识别的超速违法自动监测报警152.6.6 数据集中存储与前端缓存相结合保障数据安全162.6.7 基于公安业务的开放式打防控系统162.6.8 基于分布式系统的集中管理策略162.6.9 智能分析应用与深度数据挖掘相结合提供更多有用证据162.6.10 前端系统结构简单稳定172.6.11 建设开放式管理平台18第3章高速公路车辆智能检测记录监控系统详细设计193.1 建设点位193.2 系统结构193.3 系统组成203.3.1 车辆检测单元（含测速）203.3.2 图像采集处理

3、单元213.3.3 前端数据处理及上传单元213.3.4 网络传输单元223.3.5 视频监控单元（选配）223.4 系统工作原理223.5 现场布局示意图233.6 系统功能243.6.1 超速违法车辆抓拍功能243.6.2 卡口车辆抓拍功能253.6.3 全景监控功能253.6.4 车辆特征识别功能253.6.5 高清图像记录功能283.6.6 速度检测功能293.6.7 跨中线抓拍功能303.6.8 嫌疑车辆报警功能323.6.9 数据传输功能323.6.10 机箱防盗报警功能323.6.11 智能补光功能323.6.12 前端备份存储功能343.6.13 数据断点续传功能343.6.1

4、4 网络远程维护功能343.6.15 自动校时功能343.7 系统性能指标343.8 前端系统主要设备选型363.8.1 卡口抓拍单元363.8.2 车辆检测处理器373.8.3 补光灯383.8.4 终端服务器39第4章收费站车辆智能检测报警拦截系统详细设计414.1 建设点位414.2 系统结构414.3 系统组成424.3.1 收费闸道424.3.2 拦截站434.4 收费闸道现场布局示意图444.5 现场安装样图454.6 系统工作流程464.6.1 监控拦截流程464.6.2 交通违法处罚流程484.7 系统功能494.7.1 卡口车辆抓拍功能494.7.2 高清图像记录功能494.

5、7.3 车辆特征识别功能494.7.4 数据传输功能524.7.5 嫌疑比对报警功能524.7.6 现场违法处罚功能534.7.7 异常自检及自动恢复功能534.7.8 防盗报警功能534.7.9 图像防篡改功能534.7.10 查询统计功能534.7.11 前端备份存储功能544.7.12 数据断点续传功能544.7.13 智能补光功能544.7.14 网络远程维护功能564.7.15 自动校时功能564.8 系统性能指标564.9 主要设备技术指标574.9.1 牌识抓拍单元574.9.2 牌识补光单元584.9.3 终端服务器59第5章测速告知牌615.1 区间测速预告标志615.2 区

6、间测速起点标志615.3 区间测速终点标志625.4 全程区间测速告知标志625.5 区间测速告知标志制作图示例62第6章高速公路综合数据管理平台设计646.1 中心平台结构设计646.1.1 平台软件架构图646.1.2 平台工作流程646.1.3 平台主要设备、模块656.2 中心平台架设环境设计686.2.1 硬件环境及服务器参考配置方案686.2.2 软件环境716.2.3 网络环境716.3 平台功能设计726.3.1 平台主要功能设计726.3.2 控制管理功能详细描述756.3.3 配置管理功能详细描述846.3.4 资源信息获取功能详细描述89第7章存储设计917.1 存储方案

7、917.1.1 存储需求917.1.2 存储技术对比917.1.3 存储方案选择937.2 数据存储设计937.3 图片存储设计947.4 视频存储设计94第1章 总体概述1.1 系统概述高速公路是国民经济发展的命脉，是人民群众工作生活不可缺少的重要组成部分。与一般公路相比，高速公路具有线型好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点，交通安全控制一直是高速公路管理中最为重要的问题。高速公路的路况好、全封闭，超速成为在高速公路上运行车辆的主要违法行为，是造成交通事故的主要原因之一，因车辆超速行驶引起的交通事故、违法案件也逐年上升，不仅造成人员伤亡和财产损失，而且造成高速公路的通行能力下降，服务

8、水平降低。在此情况下，有必要利用先进的科技手段建设高速公路超速综合治理系统，在高速公路关键路段建设超速违法取证系统，并对违法超速行驶行为进行拦截处罚，从而对驾驶员起到震慑作用，来减少超速行驶行为，保证高速公路高速、安全、经济的运营管理。同时提升管理部门道路交通管理水平，进一步创新交通管理方式，增强公安机关服务群众的能力及充分发挥高速公路快速、安全、舒适和高效率等功能。区间测速系统是建立在定点测速系统和车牌识别基础上的测速系统，其主要是通过固定区间车辆的通过时间来测量在固定区间的平均速度。行驶距离为两个测速点之间的距离，行驶时间为通过两个测速点的时间差，对高速公路的某些区段实施全天候区间测速并进

9、行智能化管控。按照“集中管理、实时监控、自动报警、信息共享、动态处警”的要求，利用计算机、图像处理、模式识别、远程数据访问等信息通信技术，在全省统一的技术标准规范之下，通过新建高速监控指挥综合平台将前端设备采集的信息逐级向上汇集，并与其他有关公安信息资源库进行关联整合，新建高速监控指挥综合平台。1.2 设计原则总体方案设计合理，建设目标明确，符合有关国际通用标准、协议和规范，符合国家与部颁标准及公安机关相关规定要求。从技术和机制上保证信息共享和综合利用，其操作平台、数据格式、通讯接口与协议等必须是开放（标准或公开的）的，具有良好的可靠性、可扩展性和可维护性，并与相关系统实现无缝对接。根据相关标

10、准规范要求，按照“结构上的整体性，技术上的先进性，使用上的稳定性，经济上的合理性，操作上的友好性，升级上的可拓展性”进行设计。1、先进性本系统采用先进的、具有前瞻性的视频监控技术，包括百万像素数字高清技术、高清视频编解码技术、高清视频存储技术、高效检索技术、摄像机高密度集成技术、视频智能分析技术、先进的综合管理平台技术等。在系统设计过程中，充分借鉴、利用国内外的先进技术和成功经验，在系统结构上和设备选型上精益求精，将这些代表行业发展趋势的先进技术有机结合在一起，设计出一套性能优异的视频检测区间测速系统。整个设计具有一定的超前意识而不局限于目前的使用条件和规模。2、稳定性区间测速系统是一个系统牵

11、涉面多、规模大、运行环境复杂、使用率高的复杂系统，系统设计时将统筹考虑所用设备和控制系统，选用国内外成熟、可靠、标准化的知名产品，符合当前技术和公安交管部门管理工作的发展方向，同时系统选用成熟的技术，减少了系统的技术风险。系统中核心的高清抓拍设备、存储设备、重要的服务器及后台服务软件等，具备断电恢复时设备及软件自动恢复正常连接、断网恢复后设备及软件自动恢复正常连接等故障自动恢复的能力，启动过程无需过多人工干预。3、经济性以行业标准作为设计依据，充分考虑用户实际需要和技术发展趋势，在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，实现最优化的系统设备配置，降低系统造价。4、可扩展性系

12、统采用灵活、开放的模块化设计，赋予结构上极大的灵活性，为系统扩展、升级及可预见的管理模式改变留有余地。核心设备如存储设备、中心服务器等具有强大的扩展功能，可随着交通需求的不断增长能够很方便的扩充和平滑升级，为以后的扩充和发展提供技术上的保障。支持与公安各业务子系统对接，实现信息共享。5、易维护性与易用性从满足公安实战需要出发，系统采用简洁、友好的人机界面，具有多媒体化操作设计，在出现系统故障时，方便管理人员简便快捷的进行处理。前端设备支持远程升级和远程故障排除功能，维护便捷，降低系统运维管理成本，同时可自动检测系统中设备的运行状态，并显示出详细参数，以辅助管理人员及时准确地判断和解决问题。使用

13、稳定易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，即降低了对管理人员专业技能水平的要求，也节省了日常频繁的维护费用。1.3 设计依据l 机动车测速仪（GBT21255-2007）l 公路车辆智能监测记录系统通用技术条件（GA/T497-2009）l 道路交通安全违法行为图像取证技术规范（GA/T832-2009）l 机动车号牌图像自动识别技术规范（GA/T833-2009）l 公安交通管理外场设备基础施工通用要求（GA/T652-2006）除上述规范以外的遵循国家现行的其它相关规范和标准要求。1.4 设计目标通过本次系统建设将高速公路主要出入口、重点路段纳入到一个完善的交通管理防控体系中，通

14、过监控中心综合管控平台对数据进行高效管理和合理业务应用，以达到显著提高高速公路交通管理水平和治安管理水平的建设目标：1) 在高速公路主要出入口、重要路段部署高速公路车辆智能检测记录监控系统，实现对进出高速公路的机动车辆进行全面监测、嫌疑布控等功能，并对超速车辆进行抓拍； 2) 在高速公路车辆智能检测记录监控系统的基础上进行升级，部署区间测速系统，计算机动车区间行驶平均速度，对违反限速规定的通行车辆进行自动监控、甄别和记录；3) 在重要收费站口建设车辆智能检测报警拦截系统，实现对高速公路收费站关键节点的进行全面监控，动态掌握区域内的治安信息，并对违法嫌疑车辆进行实时比对报警、拦截处理；4) 通过

15、高速公路车辆智能检测记录监控系统、区间测速系统和收费站车辆智能检测报警拦截系统，获取高速公路上全面的、详尽的、实时的车辆运行信息，为交通指挥调度提供数据支持；5) 应用高清智能分析技术及时、准确的对采集到的高清图片数据进行车牌号码识别、车辆号牌颜色识别、车身颜色识别以及车型辨别等处理，并将处理结果与布控数据库中的数据进行比对分析，实现联网布控报警等功能。通过智能化应用显著降低监控人员的工作强度，缩减报警响应时间；6) 对系统数据进行深入分析与挖掘，实现行车轨迹显示、跟车关联性分析、假/套牌车辆分析等功能，为公安交警业务提供有力支持；7) 通过本次高速公路交通管理综合防控体系的建设与发展，整体推

16、动高速公路及城市综合管理信息化的进程。第2章 系统总体设计2.1 系统应用要素1) 选定的区间测速路段行驶路径无二义性，保证监测空间封闭；2) 选定的区间测速路段的道路长度无二义性；3) 选定的区间测速路段其法定标准限速值相同；4) 选定的区间测速路段两个端点的监测系统能够准确采集到同一辆车的完整过车记录及车体正面图片；5) 选定的区间测速路段两个端点的监测系统能够精确标定每个车辆通过该点的时刻，时间采用北京时间，24小时制，精确到0.1秒；6) 前端设备与中心平台能够保持时间一致性。2.2 系统工作原理当某一辆车先后通过区间测速路段两个端点的监测系统的时候，每个监测系统对车辆信息采集，包括：

17、车牌号码、车牌颜色、车辆类型、车身颜色、过车时间等，而区间测速需要的关键值就是过车时间。我们假设该车先后通过区间测速路段两个端点的监测系统所产生的两个瞬时时间分别为T1和T2，而已知该路段的长度为S，则该车通过这个路段的区间平均速度为：V=S÷（T2-T1）。系统工作原理示意图2.3 设计思想参考我司多年智能卡口系统、电子警察系统和区间测速系统工程项目的经验，依据我司对公安、交通部门业务需求的深入理解，对系统进行全面又有针对性的规划和设计，在设计过程中秉承以下设计思想。2.3.1 基于公安交警业务的开放式打防控系统系统设计与软件平台开发紧紧围绕公安交警业务需要，根据具体项目需求开展实

18、地调研、现场勘察等工作，分析调研结果，设计“高清区间测速收费站报警拦截系统”的基调是基于公安交警业务的开放式打防控系统：系统内部的处理流程和展示界面将全面符合公安交警业务需要；系统架构吻合开放式系统的设计理念，更具人性化的使用操作以及简约式的系统检测功能。能与中心平台实现数据交互与资源共享；能实现对道路过往车辆的构成、流量分布、违章情况进行常年不间断的自动记录，平均速度测定，对布防区域内车辆的准确跟踪、对布控车辆的实时比对、对犯罪分子实施精确打击。2.3.2 基于分布式系统的集中管理策略系统设计采用分布式系统的集中管理策略，区间测速系统前端采用分布式架构，单个区间测速系统前端可独立运行，其工作

19、状态正常与否不影响其他前端的工作。应用传输网络将各区间测速系统前端接入至管理中心，通过通信协议、函数接口实现前端与后端管理平台之间的互联互通。一方面将前端捕获的数据信息、设备状态信息传输至后端管理平台供各类业务应用，另一方面将后端管理平台的管理信息发布到区间测速系统前端，实现对前端主要设备的管理、监测以及维护升级。重视系统长期运行的容错性和易维护性。强调管理平台运维客户端对散布在辖区路面的前端的集中管理作用；管理方式通过可视化图形界面完成；能及时判断前端主要设备的工况；故障通知具备多种发布手段，包括声光提示、短信提示等等，以确保故障维修的及时性和准确性。2.3.3 基于高清图像处理技术的采集手

20、段随着高清图像处理技术的不断发展与普及，采用基于高清图像处理技术的采集手段，选用200万像素CCD（1600H×1200V）高清网络摄像机，获取高清晰的车辆正面特写照片，能清晰展示车辆正面特征、车牌特征等。采用强光抑制、智能补光技术、成像控制技术确保高清网络摄像机在强逆光、夜间、强顺光等复杂环境中依然能输出清晰的车牌照片。2.3.4 基于车牌识别的自动监测模式高清抓拍摄像机内置车牌识别算法，对每张抓拍的高清照片进行识别并输出识别结果，将车牌号码、车牌颜色等信息上传到中心管理平台，实现与数据库布控名单的比对报警功能。比如：基于车牌号码的布控名单比对功能、黑名单比对功能；基于车牌号码、车

21、牌颜色结合比对的套牌车分析功能、跟车关联性分析功能等。2.4 系统实现思路根据项目建设需求，提出以下实现思路：u 建设高速公路车辆智能检测记录监控系统，对超速违法车辆实现高质量的自动抓拍，并且实现卡口功能，对所有通行车辆进行捕获记录，识别车辆特征信息，实现自动识别、自动比对、自动报警等功能，做到车辆留牌号和违法能查处。u 高速公路车辆智能检测记录监控系统采用线圈检测为主和视频检测为辅的触发方式，系统在正常情况下以高捕获率的地感线圈检测为主，在线圈失效情况下可自动切换至视频检测方式，实现全天候24小时不间断的捕获通行测速点车辆。u 高速公路车辆智能检测记录监控系统图片抓拍和高清全景录像相结合，以

22、防抓拍摄像机出现故障时，无刑侦信息。u 在新建的高速公路车辆智能检测记录监控系统基础上实现对限速值相同的封闭区间车进行区间测速抓拍功能。u 在收费站进出通道设置收费站车辆智能检测报警系统，对违章车辆、超速车辆、布控车辆等车辆信息及时传送到拦截点，通过声光报警、LED大屏显示、短信通知等方式，告知值班民警，对车辆进行拦截处置。u 在高速公路上设置区间测速告知标志，在实施区间测速的路段的起点前方200m1000m处设置预告标志，并在起点和终点分别设置起点标志和终点标志，提醒高速公路上的驾驶人员注意行车安全，减少交通事故发生。u 在指挥中心建设高速监控指挥综合平台，接收新建前端设备发送的数据，实现区

23、间测速系统统一管理功能。从而达到以下核心目的： 1）实现对高速公路沿线的关键节点进行全面监控，动态掌握区域内的治安信息，提升道路交通和治安管理水平，进一步创新交通管理方式。2）减少高速公路交通事故多发地、重要路段的交通事故发生率，提高高速公路行车安全性，增强公安机关服务群众的能力及充分发挥高速公路快速、安全、舒适和高效率等功能。3）实现对进出高速公路的机动车辆进行全面监测、嫌疑布控等功能。4）实现对单点超速和区间超速车辆的有效治理。5）不仅实现本次项目各项系统功能，而且在全省统一的技术标准规范之下，通过新建高速监控指挥综合平台将前端设备采集的信息逐级向上汇集，并与其他有关公安信息资源库进行关联

24、整合。2.5 系统体系结构整个系统结构由高速公路车辆智能检测记录监控系统、收费站车辆智能检测报警系统、区间测速告知标志、网络通讯及高速公路综合数据管理平台组成。高速公路区间测速系统体系结构图2.6 系统核心技术路线从设计思想出发，在迈向最终系统的过程中，我们采用以下核心技术路线：2.6.1 基于高清图像处理技术的采集手段随着高清图像处理技术的不断发展与普及，摒弃传统标清抓拍系统建设方式，采用基于高清图像处理技术的采集手段，选用200万像素CCD高清网络摄像机，获取高清晰的车辆正面特写照片，能清晰展示车辆正面特征、车牌特征。2.6.2 车牌前端识别技术车辆牌照自动识别算法（车牌识别、车牌颜色识别

25、）集成在卡口抓拍单元中，识别结果由卡口抓拍单元直接输出，提高了识别准确率及识别响应时间，也降低了前端控制主机（终端服务器）的工作量，1台终端服务器最多可以管理12个车道的摄像机，具有更高的性价比。在环境无雾、车牌挂放规范、无污损且不含五小车辆情况下，系统全天候号牌识别准确率不小于95%。2.6.3 “线圈检测+视频检测”双检测模式保障系统抓拍捕获率以地感线圈检测为主、虚拟线圈检测为辅，两者相结合的车辆捕获触发机制。通常情况下采用地感线圈检测，当地感线圈或车检器故障时，前端系统能自动切换到虚拟线圈检测模式，并能向平台发送告警信号，通知维修人员进行维修。当地感线圈修复以后，前端系统能自动切换回地感

26、线圈检测模式，恢复到常规工作状态，切换过程无需人工干预。最大限度地避免因地感线圈或车检器故障造成长时间漏车、无记录的现象出现。2.6.4 车牌识别同时输出视频流系统采用的摄像机在车牌识别的同时可输出高清数字视频流和模拟视频流，数字视频流可以通过以太网络获取，模拟视频流CVBS通过CVBS接口输出。2.6.5 基于车牌识别的超速违法自动监测报警在高速公路收费站出口处设置的牌照识别摄像机支持内置车牌识别算法，对每张抓拍的高清照片进行识别，将车牌号码等信息上传到管理平台，实现与数据库超速违法记录名单的比对报警功能。2.6.6 数据集中存储与前端缓存相结合保障数据安全在中心机房部署集中存储系统（IPS

27、AN），在外场配置数据缓存设备，借助软件平台的调度功能与前后端通信链路构成综合存储系统。前端系统与中心系统之间通信正常时，车辆关联数据自动实时上传至中心系统，若发生链路中断或其它故障，数据将缓存在外场系统，待故障恢复后，系统自动将缓存在前端的数据补录至中心系统，确保存储资料的完整性。2.6.7 基于公安业务的开放式打防控系统系统内部的处理流程和展示界面将全面符合公安业务需要；系统架构吻合开放式系统的设计理念，更具人性化的使用操作以及简约式的系统检测功能。能兼容已建卡口前端子系统，能与中心平台实现数据交互与资源共享。2.6.8 基于分布式系统的集中管理策略系统设计采用分布式系统的集中管理策略，各

28、前端子系统采用分布式架构，可独立运行，某前端子系统的工作状态正常与否不影响其他前端子系统的工作。应用传输网络将各前端子系统接入至管理中心，通过通信协议、函数接口实现与中心管理平台之间的互联互通。一方面将前端捕获的数据信息传输至中心管理平台供各类业务应用，另一方面接受中心管理平台的统一管理，实现对前端子系统主要设备的管理、监测以及维护升级。重视系统长期运行的容错性和易维护性。强调管理中心运维客户端对散布在高速道路上的前端子系统的集中管理作用；管理方式通过可视化图形界面完成；管理细粒度能达到对前端子系统主要设备的工况及时判断；故障通知具备多种发布手段，包括声音提示、走马灯状态标示等等，以确保故障维

29、修的及时性和准确性。2.6.9 智能分析应用与深度数据挖掘相结合提供更多有用证据在保证车牌识别准确率（含车牌号码与车牌颜色）的前提下，将大量的车辆关联记录（高清图片、高清视频、过车信息、识别结果）构造数据仓库，并通过软件平台的数据挖掘技术进行挖掘分析。更准确地执行套牌车分析、跟车关联性分析等有助于公安破案的技术手段。支持区县级、地市级、乃至全省范围的数据信息资源共享，完成全网统一自动布控报警，车辆轨迹跟踪，刑侦破案原理数据挖掘，中心应急指挥调动综合警力办案等业务功能。公安业务应用之车辆轨迹追踪2.6.10 前端系统结构简单稳定前端系统主要由百万级像素高清摄像机、高清镜头、处理主机和补光设备组成

30、，由于使用标准化的IP接口，使系统的主要部分：高清相机与处理主机间只需要一根网线便能完成通讯，不需要增加其他连接设备，同时易于与其它设备连接。前端设备杆具上除设备机箱外仅需要安装补光设备和一个高清摄像机。2.6.11 建设开放式管理平台管理平台采用成熟、主流的技术构建，充分兼顾公安业务需求和技术的发展，充分考虑与公安其他信息系统的连接，建设可扩展的开放平台。1. 基于SOA体系设计系统框架，采用J2EE体系作为应用实现的规范，通过将前台展示、中间业务层和后端数据存储相分离的架构思想，来支持卡口系统管理平台的多层架构设计，并可以满足跨硬件平台、跨操作系统的要求；2. 采用基于开放标准与技术的We

31、b Service实现卡口资源共享，实现跨平台异构多源数据的访问和互操作；3. 采用B/S方式架构，页面展现使用AJAX，提供更好的用户交互体验； 4. 管理平台软件使用Oracle企业级数据库，并采用WebLogic商用应用中间件，不直接对外开放数据库通讯端口，保证数据库系统的安全；5. 平台各服务系统支持分布式部署方式，可以根据业务发展要求分批部署，灵活扩充，关键服务器还支持集群部署；系统各服务模块可部署在通用服务器硬件设备上，并具备较强的扩容性，能随着卡口接入点的增加对平台进行硬件和模块的扩容不影响现有业务；6. 平台软件支持SSL协议加密方式进行传输，并支持公安部统一使用的USB密钥P

32、KI认证方式，保证身份认证的安全性；第3章 高速公路车辆智能检测记录监控系统详细设计3.1 建设点位高速公路车辆智能检测记录监控系统建设在高速公路沿线的重要路段，实现对进出高速公路的机动车辆进行全面监测、嫌疑布控等功能。建设点位如下：3.2 系统结构高速公路车辆智能检测记录监控系统前端设备通过传输网络链路，与指挥中心平台系统实现实时连接和数据通讯。如下图所示：高速公路车辆智能检测记录监控系统示意图高速公路车辆智能检测记录监控系统对正常通行和超速车辆进行抓拍记录，通过传输网络链路上传到指挥高速公路综合数据管理平台。在指挥中心，通过高速公路综合数据管理平台，实现车辆监看、数据查询、数据统计、嫌疑车

33、辆超速车辆布控与下发等操作。同时在指挥中心，进行实时的区间测速比对工作，将比对结果匹配且认定违法的数据，转发到违法嫌疑库中。3.3 系统组成高速公路车辆智能检测记录监控系统主要由以下功能单元组成：n 车辆检测单元：含地感线圈和车辆检测器；n 图像采集处理单元：含高清摄像机和辅助照明；n 前端数据处理上传单元：含主控主机；n 网络传输单元：含路口交换机和光纤收发器n 视频监控单元：含高清全景摄像机、辅助照明设备。高速公路车辆智能检测记录监控系统前端组成结构图3.3.1 车辆检测单元（含测速）系统采用“三线圈+车辆检测器”的方法进行车辆速度检测，车辆检测器记录车辆经过三个线圈的时间差，结合线圈间距

34、，换算出车辆行驶速度，将对应的速度信息传输至卡口抓拍单元。与卡口抓拍单元之间采用RS-485串口通信，车辆检测器通过485信号触发高清摄像机进行过车抓拍，同时将车辆速度信息传递给高清摄像机。考虑到外场环境、路面状况以及突发事故等因素可能造成的线圈破损，为了在地感线圈突发受损后有相应弥补措施，采用视频检测手段作为线圈检测手段的备份。系统实时监测地感线圈的工作状态，当地感线圈不能正常工作时，自动切换至视频检测模式进行触发抓拍。视频检测功能集成于高清摄像机内，无需额外增加设备。3.3.2 图像采集处理单元图像采集处理由高清摄像机加辅助照明组成。系统选用的高清摄像机采用高清CCD+高清ISP+高性能嵌

35、入式DSP一体化架构设计，集高清视频采集、高清视频处理等核心功能于一体。200像素高清抓拍相机有效像素达到1600*1200，所拍摄的图片能清晰的分辨车牌号码、车牌颜色、车辆类型、车身颜色、人员脸部特征等，车牌识别率能否保证取决于车牌在照片中所占像素的多少，本系统所采用的号牌识别算法能够在车牌横向像素点不小于120时保证号牌识别的准确率95%以上。高清摄像机能同时输出高清照片和车牌识别数据，具备强光（逆、顺）抑制功能，减弱白天日光对高清摄像机和夜间机动车大灯对卡口抓拍单元拍照的影响，从所拍照片上能清晰呈现机动车正面全貌和车牌特征。3.3.3 前端数据处理及上传单元前端数据处理及上传单元由主控机

36、加相关软件组成。主控机用嵌入式低功耗无风扇设计，能够在室外恶劣环境下正常工作，采用大容量工业级硬盘作为存储介质，能够保存大容量车辆信息记录，当超出最大存储容量时，自动对车辆信息和图片进行循环覆盖。卡口系统前端数据可以在主控机内就地备份存储，并上传中心管理平台。当网络传输通道故障情况下，主控机可以暂存车辆通行数据，当通信恢复以后，临时存储的数据能自动续传，补录到中心管理平台集中存储。续传策略有两种可选：历史数据优先上传、最新数据优先上传。3.3.4 网络传输单元网络传输单元主要由路口工业交换机、光纤收发器以及光纤等资源组成，实现卡口前端子系统与中心平台之间的互联互通。3.3.5 视频监控单元（选

37、配）视频监控单元由高清全景摄像机加上补光设备组成（含光控开关、补光灯等），实现每个方向的所有车道全覆盖。全景摄像机具有强光抑制、日夜模式自动转换等功能，以实现24小时全天候不间断的高质量图像视频信息采集。高清全景摄像机的数据输出接口为RJ45（100M电口），通过网线接入路口工业交换机。3.4 系统工作原理高速公路车辆智能检测记录监控系统前端设备作为本系统的核心部分，它直接对违法车辆生成可作为执法依据的违法记录，其工作原理流程如下图所示：线圈卡口工作流程示意图如上图所示，在监控车道安装前后三个环形地感线圈，地感线圈接入车辆检测器；车辆检测器实时进行车辆检测、速度计算和线圈状态检测，并把车辆信息

38、、速度信息和线圈状态信息发送为高清摄像机；高清摄像机接收到车辆检测器的信息后，判断车辆是否超速，如果监测到车辆有违法超速行为时，进行超速违法行为图像采集，如果车辆不超速，则进行卡口图像采集；图像采集时高清摄像机控制辅助照明装置同步补光，采集的图片压缩为易于保存和传输的JPEG格式，在图片下方叠加地点、路口编号、拍摄时间、车速等数据；在高清摄像机检测到线圈故障时，自动启用视频检测抓拍功能；高清摄像机把卡口和超速抓拍数据发送给主控主机，主控主机进行图片合成、数据备份存储，同时把抓拍数据和前端设备状态信息发送到中心通讯服务器。3.5 现场布局示意图根据需要可选用抓拍车辆前牌、抓拍车辆尾牌或前后车牌同

39、时抓拍三种方案。其中抓拍车辆前牌方案可以看清前排驾驶室人员人脸；车辆尾牌方案可以避免补光设备对驾驶人员的正面影响，但无法看到前排驾驶室人员人脸；前后车牌同时抓拍方案可以看清前排驾驶室人员人脸，同时可对前后牌进行对比报警，防止司机遮挡车牌、拆卸车牌。高速公路车辆智能检测记录监控系统可采用龙门架、L形立杆或借用高速公路上的跨线桥安装抓拍设备。1) 抓拍车辆前牌方案现场布局示意图抓拍车辆前牌现场布局示意图2) 抓拍车辆尾牌方案现场布局示意图抓拍车辆尾牌现场布局示意图3) 前后车牌同时抓拍方案现场布局示意图前后车牌同时抓拍方案现场布局示意图3.6 系统功能主要功能要求如下：3.6.1 超速违法车辆抓拍

40、功能整体设备功能符合GA/T 497-2009 公路车辆智能检测记录系统通用技术条件。在监控车道安装前后三个环形感应线圈，当检测到车辆有违法超速行为时，每条违法记录实时抓拍2张图片，记录车辆号牌号码、车身颜色、车型信息以及环境信息反映违法过程。摄像机将采集下来的图片压缩成易于保存和传输的JPEG格式，在图片下方叠加地点、路口编号、拍摄时间、车速等数据，以保证信息的不可修改。3.6.2 卡口车辆抓拍功能系统对通过监测区域的机动车抓拍一张高清图片，实现车辆卡口功能。通过车辆图像捕获率大于99%，卡口图像能够清晰辨认车辆类型、车身颜色、所处位置，包括完整的号牌，可清晰辨别车辆号牌和车牌颜色等信息。3

41、.6.3 全景监控功能系统对每个方向进行24小时不间断实时监控，在指挥中心可以实时查看道路车辆通行信息，并在中心进行录像存储，保证过车信息不遗漏。3.6.4 车辆特征识别功能前端设备具备车辆号牌自动识别功能，其用于号牌识别的字符库齐全，即能识别在我国道路上行驶的机动车号牌，至少包括GA 36规定的号牌（除摩托车号牌、低速车号牌、临时号牌、拖拉机号牌外）、武警汽车号牌和军队汽车号牌等。白天车辆号牌识别准确率不小于90%；夜间车辆号牌识别准确率不小于85%（在行业标准标注的情况下）。系统可自动对车辆牌照进行识别，包括车牌号码、车牌颜色的识别。1）车牌号码自动识别在实时记录通行车辆图像的同时，还具备

42、对民用车牌、警用车牌、军用车牌、武警车牌的车牌计算机自动识别能力，包括2002式号牌。所能识别的字符包括:阿拉伯数字“09”十个英文字母“AZ”二十六个省市区汉字简称京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台；04式军用车牌汉字军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成号牌分类用汉字警、学、使、领、试、境07式武警车牌字符WJ样式的字母数字2）车牌颜色自动识别前端设备可自动识别蓝、黄、黑、白四种号牌颜色，号牌颜色识别准确率不低于90%。系统识别的车牌类型部分示例：3）车身颜色自动识别功能系统可自动对车身深浅

43、和颜色进行识别，可供用户根据车身颜色来查询通行车辆，为公安交通管理和刑侦案件侦破提供了科技新手段。系统可自动区分出车辆为深色车辆还是浅色车辆；并识别出9种常见车身颜色，9种颜色包括：白，灰(银)，黄、粉、红、绿、蓝、棕、黑。自动对车身颜色的深浅和9种常见车身颜色进行识别的原理简介如下：颜色识别树状结构颜色归类直方图示例 车身颜色识别图例3.6.5 高清图像记录功能设备抓拍超速图像包含不少于2张机动车全景高清晰图像和1张机动车号牌高清晰图像，附加其通过时间、地点、方向、号牌、车型、车速等信息，以分辨率1600*1200（200万像素）JPEG图像格式保存在现场主控制器上。设备抓拍卡口图像包含1张

44、机动车号牌高清晰图像及1张高清全景图像，附加其通过时间、地点、方向、号牌、车型、车速等信息，以分辨率1600*1200（200万像素）JPEG图像格式保存在现场主控制器上。图片编码采用JPEG格式，符合ISO/IEC 15444:2000的要求，存储采用JFIF文件格式，单张图片存储空间大小与图片分辨率的比值不大于150（单位：KB/MPixel），图片质量24bit彩色，单张图片分辨率不低于1600*1200像素。3.6.6 速度检测功能在超速违法取证过程中，速度证据是最重要的交通违法证据之一，如何保证测速的精度和可信度是超速违法抓拍设备的关键技术，经过大量的工程实践，在结合各种提高测速精度

45、辅助手段的基础上采用了三线圈车检方式，从根本上最大程度的解决了超速违法抓拍设备测速不准和出现异常速度的问题。系统在检测车道前后间隔固定距离埋设三个线圈，车辆通过线圈时，系统记录车辆到达三个线圈的时间t1、t2和t3，然后通过车辆经过线圈的逻辑状态，根据第一、三线圈之间的距离L，第一、二线圈之间的距离L1，二、三线圈之间的距离L2计算得到车辆的行驶速度V、V1、V2、车辆长度等信息。速度信号由设备专用线圈板单片机进行过滤，利用车辆经过第一、二线圈和二、三线圈的速度对车辆经过第一、三线圈的速度进行分析校准，使用专用算法取其最可信的速度值，三线圈测速最大限度的避免冒高速的等异常情况的出现，保证执法证

46、据的有效性。测速精度应满足国标要求：车辆速度100 Km/h，误差不超过-6km/h0km/h，100Km/h车辆速度200 Km/h，误差不超过车速的-6%0%。当两个线圈的距离较近时，一个线圈的磁域会覆盖并干扰其它线圈的磁域。这种现象被称为串扰，它会导致错误的速度检测。由于采用线圈的轮询技术，在某一时刻只有一个线圈被加电，所以连接到同一检测器上的线圈不会发生串扰，尽量避免异常车速。3.6.7 跨中线抓拍功能车辆跨线行驶造成的漏拍将大大减少系统的抓拍率，降低系统的效果，因此本系统通过合理设置线圈布局和摄像机的覆盖范围来避免，而不用增加其他设备。通过合理减小相邻车道地感线圈之间的距离，避免跨中

47、线行驶车辆检测漏车情况；通过合理设置摄像机的覆盖范围，使相邻车道的特写相机在车道中线处覆盖范围交叉重叠，可以在抓拍跨中线行驶车辆捕获到车牌信息。 线圈布局和高清摄像机视场覆盖范围及跨中线抓拍如下图所示：线圈布局和高清摄像机视场覆盖范围及跨中线抓拍图3.6.8 嫌疑车辆报警功能设置布控缉查车辆号牌，当系统识别出来的车辆号牌结果符合条件时，能在管理中心进行报警。可设置超速限值，当通过车辆的速度超过限值时，能在管理中心进行报警。3.6.9 数据传输功能1）系统具备联网数据传输和现场数据下载功能，联网数据传输功能可以选择实时传输和非实时传输两种方式，有断点续传功能。通过网络将机动车信息自动传输到指定数

48、据中心，且信息传输应具有防丢失、防篡改等功能。在通讯中断或中心设备出现故障等非正常情况下，现场可将机动车信息人工或自动下载到存储介质中后带回数据中心。2）具有无线传输功能：前端的设备数据传输，支持3G上传的功能，当前端设备的网络出现故障，导致设备采集来的数据上传受阻，影响到交警部门的业务，这时可以实现将前端采集的数据单独的用3G进行传输上传，把相关的前端信息传回至监控中心。3.6.10 机箱防盗报警功能为了防止违法犯罪分子破坏，设备应具备防盗检测功能，设备须对机箱进行了声光报警保护，当机箱门被非正常打开时，能够进行声音报警，阻吓犯罪分子，同时把报警信息传输给管理中心。3.6.11 智能补光功能

49、系统综合考虑了车辆前挡风玻璃对光线的反射特性、贴膜情况、环境光线照射情况，采用了特殊的滤光镜头、专门的成像控制策略和补光方式，同时安排了合理的设备布设方式，使得系统全天候对各类车型都能有效解决前挡风玻璃反光和强光直射等问题，确保车身、车牌都清晰可辨。采用补光灯和摄像机成像控制模块之间的反馈控制技术，满足夜间拍摄要求。采用强光抑制技术，避免强逆光、强顺光环境下对拍摄造成的影响。现场真实拍摄效果图3.6.12 前端备份存储功能系统前端采用大容量工业级硬盘作为存储介质，能够保存200万条车辆信息记录，当超出最大存储容量时，自动对车辆信息和图片进行循环覆盖。3.6.13 数据断点续传功能系统支持断点续

50、传功能。网络传输通道故障时，主控机能在一定时间内临时缓存完整的数据信息，当通信恢复以后，临时存储的数据能自动续传，补录到中心管理平台集中存储。续传策略有两种：历史数据优先上传、最新数据优先上传。3.6.14 网络远程维护功能前端子系统预留了时间校正接口、参数设置接口、运行情况的诊断接口和恢复接口，可对前端设备进行设置、调试及维护。管理员可以实时查看前端设备的运行状态。可通过网络实现远程维护、远程设置和远程升级等功能。3.6.15 自动校时功能系统配置一台NTP时间服务器。NTP时间服务器从GPS卫星上获取标准的时间信号，作为基准时钟源，系统内的所属的服务器和前端卡口设备均定时与所属平台的基准时

51、钟源自动校时。系统内设备重新启动、应用软件恢复工作或网络中断后重新连通时，能及时进行时钟校正。系统时间每24小时偏差不超过1秒。3.7 系统性能指标项目指标车辆捕获率对于行驶速度在5km/h200km/h内的正常行驶车辆：全天车辆捕获率99，能准确捕获中线行驶车辆车牌识别率车辆号牌识别率97%，号牌识别准确率95%识别车牌种类车牌类别：民用车牌（除5小车辆），警用车牌，04式新军用车牌，07式武警车牌。车牌颜色：黑、白、蓝、黄、绿区间测速有效率90%平均速度误差-6km/h0km/h计时误差前端卡口点设备24小时计时误差小于1秒，具备时间同步功能，三种校时方式可选，可自行设置校时频率单点测速误

52、差当机动车速度小于100km/h时，道路实测误差不超过-6km/h0km/h；当机动车速度大于或等于100km/h时，道路实测误差不超过机动车速度的-6%0%。车型判别2种抓拍图像分辨率1600×1200pixel图片格式及占用空间JPEG，24bit 彩色，每张约300KB，2张合成约600K通行车辆抓拍图片数目正常卡口图片1张，单点超速抓拍2张，区间超速则可定制图片合成方式前端存储终端服务器具有大容量图片存储功能，保证通讯故障的情况下，通行记录不丢失，车辆信息存储容量：200万辆通行车辆信息通讯接口RJ45，100Mbps以太网，TCP/IP协议平均无故障连续运行时间MTBF50

53、00h防护等级室外各部件不低于IP54。供电电压100VAC240VAC，48Hz52Hz。前端系统总功耗800W（双向4车道）。环境温度无加热、散热装置时，-1060。环境湿度95%40（无凝结）。3.8 前端系统主要设备选型3.8.1 卡口抓拍单元1) 产品说明：本产品采用高清晰逐行扫描200万CCD传感器，具有清晰度高、照度低、帧率高、色彩还原度好等特点，所有产品拥有自主知识产权，可广泛应用于交通卡口通行车辆记录、逆向行驶、跨线行驶等违章行为抓拍，并能为治安案件的侦破提供有力的线索证据，成为现代交通管理的高效助手。2) 技术参数：序号项目技术规格1有效像素采用1/1.8英寸200万像素彩

54、色逐行扫描CCD智能高清摄像机2分辨率1600（H）×1200（V）3视频压缩标准支持H.264码流输出4输出图片格式采用JPEG编码，图片质量可设5接口1个10M/100M自适应RJ45接口；1个RS485半双工接口6输入4路外部触发输入7触发输出3路（光耦隔离3500VAC），作为补光灯同步输出控制8补光方式闪光灯自动光控、时控可选，支持频闪9专用功能支持车牌识别、视频触发、车身颜色识别、通行车辆信息捕获、车辆检测、违章检测支持车辆检测处理器的接入支持雷达的接入红绿灯信号状态输入、支持连续抓拍、违章预录片段支持接入终端服务器具有网络和485信号防雷、防浪涌10电压100VAC24

55、0VAC；频率：48Hz52Hz11功耗20W12工作环境温度-30+70（低于-10时，需采用带加热模块的抓拍单元）。13工作环境湿度5%95%40，无凝结14防护等级IP5415外形尺寸（不含支架）179.5mm(W)×132.5mm(H)×540mm(D)16重量重量：6.5±0.5kg。3.8.2 车辆检测处理器车辆检测处理器1) 产品说明:车辆检测处理器是一种多功能的车辆检测处理器，支持双线圈检测，具有安装方便，频率、灵敏度可调，适应性强，稳定性高等特点。可以应用于道路车流量统计、车辆速度检测以及配合智能交通摄像机实现车牌识别，在应用中需要配合本公司抓拍机使用。2) 技术参数:序号项目技术规格1自动调谐电感范围2010002灵敏度7级可调3频率20-140kHz PCB上四级可选 (频率取决于线圈形状)4响应时间16ms±1.6ms5支持车道数单线圈触发，支持24车道双线圈触发，支持12车道3线圈触发，支持8车道6通讯接口1个RS232、2个RS485接口7测速范围5km/h200km