交通运行及违章抓拍视频监控系统设计

年4月19日交通运行及违章抓拍视频监控系统设计文档仅供参考交通运行及违章抓拍视频监控系统设计班级：电信12-1班组员姓名及学号：徐畅徐雷于潇俊翟紫玉一．交通现况随着中国经济的发展、社会的进步，中国正大力推进城镇化进程，城镇的人口及机动车数量也随之急剧增长，交通流量日益加大，导致了交通拥挤堵塞现象日趋严重变通事故频繁发生，给国家造成了重大的经济损失，给人们出行造成了很大的不便，大大影响了国民经济的高速发展。研究表明，道路条件和交通环境差，如道路的标志、标线和安全设施严重缺乏，配套的交通安全设施也不完善等是导致交通阻塞及交通事故频繁发生的一个原因；另一原因是，由于高效的交通监控系统缺乏，交通管理模式老化，跟不上当前交通状况的快速发展的需要，导致交通管理水平很难提高。为了科学的解决公路交通问题，缓解交通堵塞状况，预防交通事故的发生以及由此带来的巨大损失，必须采取一些措施来改进道路交通条件。本次设计介绍了“交通运行及违章抓拍视频监控系统”的原理与系统设计理念。经过本系统的研究和开发，我们希望能为交通管理部门提供高智能化的交通车辆违章监控软件，改变传统的交通违章管理模式，实现变通车辆违章行为的自动识别和监测，并抓拍违章现场，截取违章视频，为交通违章处罚提供确凿证据。二．交通监控摄像头1.种类及原理(1)枪式摄像机随着安防监控摄像机广泛深入的应用，枪机摄像机高清的成像技术，高清透雾功能、红外侦测锁定、日夜转换红外摄像功能等已在电视监控工程中被广泛使用。枪机摄像机的日夜转换红外摄像功能使摄像机在日夜转换模式下、探测红外线实现滤光片切换、解决普通日夜型摄像机出现的频繁日夜转换问题。可有效降低夜间低照度环境下的图像噪点，提升画面质量。枪机摄像机的变焦范围取决于你所选用的镜头，可从几倍到十数倍，而且镜头更换十分的方便。可根据选用不同镜头，实现远距离或广角监控，应用的场合非常得多。在道路监控使用中，即使车速变化范围较大，枪机摄像机也能够提供清晰的画面。经过内置的强光抑制功能、手动电子快门设定，实现对车牌的抓拍。可真实再现夜间动态画面,适用于高速公路、收费站、等24小时全天候监控的场所。(2)半球型摄像头

半球式摄像机体积小巧，外型美观，比较适合办公场因此及装修档次高的场所使用。其内部由摄像机、自动光圈手动变焦镜头、密封性能优异球罩和精密的摄像机安装支架组成的半球摄像机。其最大的特点是设计精巧、美观且易于安装。主要用于治安监控，不监控车辆违章。(3)快速球型摄像头快速球型摄像机是现今安防市场中高端一体化摄像设备。快速球型摄像机主要是将摄像机、镜头、解码器、云台、CPU处理器、非易失性存储芯片、等集成于一体，密封于球形防护罩内的智能化摄像机系统。其高度的集成化设计，使得它在工程应用上有无可比拟的优势。路况监控一般采用快球。因为快球是后台可控可变焦的监控设备，因此，它非常适合用于道路状况的记录，如果有突发情况它能够变焦，将图像拉近，实现近距离查看。也有利用这类设备进行抓拍的，可是一般都是手动抓拍，没有自动的。(4)云台摄像机云台摄像机具有承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置。摄像机云台内装两个电动机。这两个电动机一个负责水平方向的转动，另一个负责垂直方向的转动。水平转动的角度一般为350度，垂直转动则有45度、35度、75度等等。水平及垂直转动的角度大小可经过限位开关进行调整。云台摄像机同样也是后端可控可变焦的设备，可是由于它的设计以及体积，一般用于环境恶略的地方，例如高速公路，山顶等地进行测速道路监控。2.技术指标(1)分辨率图像分辨率简单说就是指屏幕水平和方向垂直方向所显示的点数。比如1024×728，其中“1024”表示屏幕上水平方向显示的点数,“768”表示垂直方向显示的点数。分辨率越高，图像就越清晰。分辨率越高图像的显示越清晰。(2)清晰度摄像机的清晰度用线表示，分为水平线和垂直线，在实际的工程应用中我们常常以水平线作为摄像机清晰度的评估指标，线数越多，则清晰度越高。常见的黑白摄像机的清晰度一般为450-600，而彩色摄像机的清晰度一般为330-480，其数值越大成像越清晰。一般的监视场合，用450线左右的摄像机就能够满足要求，对于医疗、图像处理等特殊场合，用600线的摄像机能得到更清晰的图像。(3)自动增益控制（AGC）为了使摄像机能在不同的照度条件下输出标准视频信号，在视频处理电路中引入了自动增益控制，经过检测视频信号的平均电平值而实现增益反馈控制。具有AGC功能的摄像机，在低照度时的灵敏度会有所提高，但同时也放大了干扰信号，使图像看上去有 杂波。(4)背光补偿（BLC）当摄像机处于逆光环境中拍摄时，画面会出现黑色的图像，然而在安防中逆光环境是难以避免的，这个时候就需要进行背光补偿。当引入背光补偿功能时，摄像机如果检测到拍摄图像一个区域中的视频电平比较低，经过上面介绍的AGC电路改进和提升该区域的视频电平，提高输出视频信号的幅值，使图像整体清晰明亮。如果你想看的主题因明亮的背景而显得暗淡，能够把BLC设置到ON状态，从而补偿强烈的背光。(5)电子快门（EE/AI）切换在摄像机的后部端子我们常常能够看到EE/AI切换开关。EE就是指电子快门方式；AI就是指自动光圈镜头方式。摄像机的电子快门一般设置为自动电子快门方式，经过电子快门方式，根据入射光的强弱来调节CCD图像传感器的曝光时间，从而得到清晰的图像，电子快门的时间在1/50-1/100000秒之间。(6)信噪比指信号电平与杂波电平的比，杂波包括电源杂波、随机杂波、单频杂波等。常常见分贝（dB）表示。信噪比越高表明它产生的杂波越少，图像信号质量越高。信噪比不得低于48dB。(8)白平衡彩色摄像机要还原被摄物体的颜色，必须保持白平衡正常。三．传输介质1.传输所有摄像点的图像信号与A区和B区派出所监控分中心之间的传输都经过光纤实现，并可经过网络设备在任何联网的计算机上显示监控图像。市局监控中心由设置1台支持16路音视频输出的数字视频控制器(需要时可扩展)，将接收前端所有内部网络监控系统(已建成)硬盘录像机的数字视频信号解码成模拟视频信号，成为显示墙的组成部分。同时两个分控中心经过光端机传输一部分图象送入市局指挥中心的模拟距阵，实现数字和模拟的双重显示。

2.传输方式

前端道路监控经过适当的方式实现长距离、低失真的视频信号传送是保证监控系统基本质量和应用范围的关键。传输电缆的直接远距离传输要保证宽带信号具有高的S/N(信噪比)和失真是十分困难的，为增加传输距离所采取的补偿又会引入新的失真，而这一蹼对于宽带视频信号尤为突出。而采用光纤传送视频信号，使无中继传输距离从同轴电缆的几百米增加到几十公里，频带宽、线性好，抗干扰能力强，并能得到很高的图像质量，多路传输和双向传输也很容易实现.这就大大地扩展了电视监控的应用范围和控制距离，系统应用于质量要求高的一些大型的应用系统，如公路管理、城市交通和治安管理、大型建筑的安全监控系统等，

公共安防监控系统要求传输的信号有:视频上行信号、控制下行信号以及报警上行信号，由于单模光纤传输质量高、性能可靠、信道宽带高，本系统传输介质采用单模光纤.租用电信、广电、网通现在光缆，这样能够减少投资，缩短工期，若自行建设光缆传输系统，在特定区域，也能够作为一种选择方案。

光端机为视频传输的关键设备，不同品牌的光端机性能差异很大，特别是某些产品在工作几个月后，容易出现图像漂移或者误码率明显增高，引起系统不能正常稳定工作的情况，鉴于我方对光端机的使用经验，针对本系统，由于光端机工作在室外，环境温度变化莫测，而且是24小时不间断工作，而且是针对公安应用领域，对光端机的性能要求非常苛刻，应采用进口前沿产品，并为模拟调频视频数据复用单模型。系统具有:切换控制功能、权限控制功能、数字存储、报警处理功能、GIS调度接口功能、预置专家预案功能、语音警告功能、系统的可扩充性功能。3.传输介质的种类在监控系统中，监控图象的传输是整个系统的一个至关重要的环节，选择何种介质和设备传送图象和其它控制信号将直接关系到监控系统的质量和可靠性。当前，在监控系统中用来传输图象信号的介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤，对应的传输设备分别是同轴视频放大器、全自动双绞线视频传输设备和光端机。

同轴电缆是较早使用，也是使用时间最长的传输方式。后来，由于远距离和大范围图象监控的需要以及人们对监控图象质量的要求提高，监控网络中开始大量使用光纤来传输图象信号。至于双绞线被使用到图象监控网络中则是近来的事，它的出现主要很好地解决了两个方面的问题：一方面，它解决了200米至米距离范围内高质量图象信号传输的问题，因为在这段距离范围内同轴电缆传输在不使用放大器的情况下难以达到要求，而使用