交通视频及监控标准技术方案

交通视频及监控标准技术方案

项目概述

建设背景

XX市这些年来的经济飞速发展进一步加深了城市化程度，城市规模和人口

数量逐步向大中型城市转变，汽车保有量也随之急剧增加，而XX市道路建设不

足，交通管理经验有限，这些情况直接导致交通拥堵不断加剧，交通事故频繁发

生，交通状况日益恶化。在这种严峻的背景下，通过高清闯红灯自动记录系统(简

称高清电子警察系统)对闯红灯及不按车道行驶等违法行车行为进行处罚，以实

现抑制车辆违法行驶，降低交通路口事故，打击、预防涉车案件，提高交通管理

水平。

XX市建设高清电子警察系统将会对交通违法行为形成强大的威慑效果，可

以促使广大驾驶员不敢随意违法，保障交通安全，同时减轻了交通民警的劳动强

度，解放了用于纠违和处置突发事件的大批警力。建立有效的高清电子警察智能

交通管理系统是提高XX市交通管理现代化的重要标志之一。

高清电子警察系统是智能交通系统(IntelligentTransportSystems)重

要组成部分之一，利用先进的光电技术、图像处理技术、模式识别技术、车辆轨

迹跟踪技术、车辆定位识别技术对路口车辆进行全天候24小时实现自动抓拍、

识别、储存。本系统能够通过视频检测闯红灯及不按车道行驶等违法行为，自动

抓拍并识别记录违法车辆号牌、日期、时间、地点等信息。此系统可兼做卡口功

能，通过对经过路口的每一辆车进行抓拍识别，实现迅速锁定肇事车辆、违法车

辆、黑名单车辆等，为交通违法查纠、交通事故逃逸、盗抢机动车辆等案件的及

时侦破提供重要的信息和证据。另外系统可实现对公路运行车辆的流量分布、违

法情况进行常年不间断的自动记录，为交通管理部门提供有力的统计数据。

通过对全国多地交通系统的承建，天地伟业公司建立了一套具有“高清，稳

定，先进，人性化”技术特点的智能交通解决方案，并希望将多年积累的实践经

验和最新科技创新成果应用于本项目。作为视频、通讯、网络、图像处理、光学

成像、模式识别、嵌入式软硬件技术的结晶，该系统将为公安部门、交警部门对

人、车以及驾驶行为的管理带来突破。

现状分析

近些年来，电子警察系统以闯红灯自动抓拍、违法行驶处罚、布控比对报警

为目的，帮助交警部门提高交通车辆管理能力、增大违法行驶的处罚力度、规范

车辆行驶规范、追查盗抢车辆、事故车辆和抓捕嫌疑人员，全国各地也为此建设

了大量的电子警察系统。但总结近些年建设经验，仍有不少问题和不足急需解决,

目前电子警察系统的现状主要有以下方面：

图片清晰度不高，影响车牌识别率。在较早几年，大多城市采用的标清电子

警察系统，即通过两个标清摄像机，一台拍摄闯红灯全景相片、一台拍摄违法车

辆的车牌号特写相片，此种系统覆盖面积小，分辨率低、识别率较低，且复杂的

系统架构难以保障系统稳定运行，这极大影响了在交警实战应用中的效果。

车牌识别主机稳定性不高。目前仍有一部分电子警察系统采用工控式主机进

行车牌识别，即仍为Windows操作系统。这些主机在室外这样复杂多变恶劣的环

境下很容易产生程序崩溃及死机现象，且不能远程重启，只能现场维护，严重影

响了系统使用效率，增加了维护成本和时间成本。

系统兼容性扩展性较差。由于目前电子警察系统厂家鱼龙混杂，产品质量参

差不齐，系统建设后很难保障后期平滑升级及兼容其他品牌设备，虽然有行业标

准《闯红灯自动记录系统通用技术条件》(GA/T496-2004)予以规范，但是系统结

构及信息编码仍各不相同，结果是几年后不得不全部拆掉重建，造成投资的浪费

和现有资源利用率低下。虽然除此之外随着电子警察系统应用的加深，需要融入

更多符合交警交通管理实战应用的新功能，部分电子警察难以进行扩展升级，针

对特殊需求无法完成定制功能。

电子警察对识别违法行驶行为功能单一。目前大多数电子警察系统主要针对

闯红灯行为进行抓拍，随着车辆剧增和交通事故的增加，交警部门逐渐对其他违

法行驶行为进行规范和处罚，包括不按车道行驶、绿灯禁停、占用公交车道及非

机动车道、压黄线等，只有车辆完全按照交通规则行驶才能最大限度地保障交通

安全。

线圈触发的维护量较大。目前国内电子警察产品应用的检测器多为地感线

圈。地感线圈拥有工作稳定、数据准确、灵敏度高、检测率高等优点，但由于线

圈检测型电子警察在安装设备时，不可避免的要封道、破路进行施工安装，使路

面破坏比较严重，且使用周期较短（2-5年），长时间会增加售后维护成本和运

行稳定性、且不能检测多种违法行驶行为。而视频检测技术具有安装简便、升级

方便、维护成本低等优势。随着视频检测技术的不断提高，线圈检测技术将逐渐

被视频检测技术所取代。

后端实战应用功能单一，智能化、联网程度不高。系统数据采集后需要通过

平台进行深度挖掘和有效利用，不是仅具有闯红灯违法抓拍、车牌识别和布控功

能，应逐步向车辆轨迹分析、车辆出入频度分析、多样车辆数据库碰撞分析等深

度应用发展，为交警等部门的实战应用及道路交通指挥提供有效数据参考。另外

现场具备条件的情况下智能交通平台的应用还应能与更多的其他实战应用子系

统进行集成联动，如视频监控系统、信号灯系统、交通流量监测系统、PGIS平

台、诱导屏发布系统等。只有提高平台智能化、联网程度，形成多元信息化、多

样数据综合分析，才能实现更为实用有效的交通智能化管理。

单纯靠图片取证不具备说服力。传统的电警系统只具备违法图片抓拍功能，

越来越多的场合提出了交通违法记录可以联动视频录像，以提高取证的说服力。

总结以上诸多不足，包括系统架构设计、软件功能、设备硬件、系统扩展性

兼容性等方面，此套智能交通系统的开发之初，针对目前行业内智能交通主流厂

家系统存在的不足和缺陷进行改进，已全部涵盖对以上问题的系统优化，已使得

该系统成为技术先进、功能全面、系统稳定、兼容性扩展性强智能交通系统。

建设原则

在建设整个系统时，我们本着“技术先进、稳定可靠、贴近实战、经济实用、

安全防护”作为基本原则，为XX市高清电子警察系统项目进行系统设计。

技术先进

采用先进的模式识别及信息处理技术，利用先进的软件设计架构，增强电子

警察可扩展性及实用性，通过技术手段综合提高系统运行稳定性、实战应用性，

提高系统违法车辆捕获率及识别率。

稳定可靠

系统运行是否稳定可靠直接关乎使用效率和实战应用，在产品设计及软件系

统架构上综合考虑稳定性因素，从各个信息节点上降低故障率。采用成熟的技术

和设备，关键部分有冗余、备份措施，保障系统软件能长期稳定运行，并具有较

强的容错和自动恢复能力。

贴近实战

系统提供更加符合交警等部门的公安实战需求功能，通过多样化功能组合提

供最优的系统架构，从软件界面及操作习惯上以实战应用为主，符合业务操作流

程，突出应用。能够有效提高交通管理能力、文明行车程度和交通通行效率。

经济实用

高清电子警察系统的建设考虑经济性、实用性、兼容性和可扩展性，最大限

度利用建设资金以达到最优效益，能够兼容已有交通资源，具有较好的兼容性和

后期扩容性，保护已有投资，可为PGIS平台等其他应用平台提供兼容接口等。

安全防护

对系统采取必要的安全保护措施，从系统软件上防止非法接入、非法攻击和

病毒感染，防止恶意修改删除数据，通过对抓拍图片加密方式防止恶意修改。从

物理上防雷击、过载、断电、电磁干扰和人为破坏等，从多角度多层次进行综合

安全防护，保障系统能够在复杂网络环境及复杂地理环境下稳定可靠运行。

前端系统总体设计

设计思路综述

针对XX市智能交通系统建设项目按照“技术先进、稳定可靠、贴近实战、

经济实用、安全防护”的设计原则，采用“整体规划、分步实施”的建设思路，

将在XX市主要交通道路规划建设高清电子警察系统，对通过车辆进行全天候自

动抓拍记录，努力实现提高XX市交通管理的能力，震慑违法行车行为、优化交

通运行、降低交通事故、抓获涉车犯罪分子等交通管理智能化目的。

依据XX市主要交通道路布局及道路交通运行现状，XX市公安局提出将在XX

市主要道路建设XX套高清电子警察系统，主要分布在XX路、XX路、……，系

统采用运行稳定可靠的高清视频检测方式，抓拍单元采用自主研发设计的200

万CCD或500万CCD高清智能抓拍相机，触发单元为300万高清网络摄像机，采

用嵌入式主机实现车牌识别及数据处理。在XX市公安局建设智能交通管理平台，

用于信息处理、存储和实战应用平台。

系统总体设计

系统原理介绍

红灯信号时记录违法闯红灯行为

红灯信号检测系统检测路口红灯信号，确定放行车道和禁行车道。信号灯信

息通红灯信号检测传递给嵌入式识别主机，使得嵌入式主机进行逻辑判断。车辆

检测单元通过高清摄像机的视频流进行检测，当有车辆的行驶轨迹违反信号灯状

态通行、通过禁行车道或不符合预设的车道指示方向行驶时，嵌入式主机会从相

应的高清抓拍摄像机上自动截取违法车辆的三张高清图片，高清抓拍摄像机同时

联动LED频闪补光灯进行补光，保证图像清晰可用。为确保所拍照片能作为交警

执法依据，系统将连续保存三张能够反映车辆动态运行的高清晰度图片，其中第

一张图片为车辆在红灯期间未压停车线时的图片，第二张为车辆在红灯期间压在

停车线或者经过停车线的图片，第三张为车辆在红灯期间经过停车线后继续行驶

的图片。所有处理记录都通过网络传输至嵌入式闯红灯处理主机上进行处理、识

别、存储、信息叠加中，存储信息通过传输系统自动上传给服务器管理系统后，

应用计算机进行相关业务处理。在网络中断时，自动储存在前端的处理主机上，

当网络恢复后，自动断点续传。

系统实现原理图如下：

绿灯、黄灯信号时启动卡口功能，对经过车辆进行抓拍

系统可以对通过监测点的每辆车进行记录，记录设备对每个车辆抓拍一幅高

清图片，能清晰的辨别车辆号牌、车牌颜色和车辆尾部特征等信息，并叠加地点、

时间等信息一并保存。

电子警察系统总体布局

电子警察系统由前端自动取证系统、传输系统、后台管理系统三部分组成。

前端自动取证系统主要由高清检测摄像机、高清抓拍摄像机、交通专用频闪补光

灯、红灯信号检测器、嵌入式主机、防护机箱等组成；传输系统主要是通讯设备

（光纤收发器、光纤等）；后台管理系统主要由后台管理软件、计算机查询管理

端、应用服务器、存储设备、显示设备及打印机等组成。结构图如下图所示：

高清电子警察前端子系统网络传输子系统中心管理平台子系统平台对接

路口一

〒4

高清智能

抓拍相机

中心服

务器

数据库

服务器

图片存储

服务器

交换机

窗接口服

务器

HH

客户端

显示屏管

理服务器

前端系统组成

视频检测高清电子警察前端子系统主要由以下单元组成：

车辆检测单元：300万高清检测摄像机。

图像抓拍单元：200万/500万高清抓拍摄像机、智能频闪灯、智能补光灯。

车辆识别处理单元：嵌入式车牌识别主机、红灯信号检测器。

各单元之间信号流程示意图如下:

高清卡口前端子系统中心管理平台子系统

车辆识别处理单元

车

辆

检

测高清视频检测摄红灯信号

信号灯

单

元像机检测器

嵌入式车牌识别智能交通

高清抓拍相机

图像主机平台

抓拍

单元

交换机及光电转换

闪光灯11补光灯」

按照项目的需求，在定点的路口安装电子警察前端系统、主要包车辆检测单

元、图像抓拍单元和车辆识别处理单元。车辆检测单元采用300万高清网络摄像

机采集高清视频图像，通过在嵌入式车牌识别主机在高清视频中设置虚拟线圈及

行为规则方式检测车辆行驶状态。车辆识别处理单元采用高清嵌入式车牌识别主

机，由红灯信号检测器检测信号灯状态，并将状态信息传递给嵌入式主机，嵌入

式主机通过对虚拟线圈的车辆行驶信号的采集，以及信号灯状态进行逻辑判断，

再通过抓拍相机进行抓拍，在夜间抓拍相机同时联动频闪灯及环境补光灯得到良

好地图片效果。

路口嵌入式车牌识别主机将车辆图片及车牌号码等信息通过通讯设备与交

警指挥中心实时通讯，将系统采集的交通数据存储在指挥中心，并将数据信息进

行存档、应用；本系统采集到的违法数据将最终传入交警违法数据库，违法数据

的库表结构可采用用户规定的数据结构。同时系统可根据需要保存现场连续高清

视频录像信息，可以在控制管理中心查阅路口实时交通状况和历史交通状况，在

监控中心需配置数据库服务器、中心服务器和客户端计算机，中心设备通过核心

交换机相连，并通过专网与前端路口实现联通。

车辆检测单元

高清检测摄像机将拍摄到的视频图像传回嵌入式识别主机，由识别主机根据

传回的视频图像根据预设的虚拟线圈以及行驶规则判断监视范围内是否有车辆

经过，以及车辆是否按照规定轨迹行驶。此项目中车辆检测单元采用300万高清

网络摄像机，提供全景高清视频图像。

图像抓拍单元

图像抓拍单元由高清抓拍摄像机组成。高清抓拍摄像机分为200万高清抓拍

摄像机和500万高清抓拍摄像机，200万高清抓拍摄像机分辨率为1600*1200,

可以同时监控两个车道，500万高清抓拍摄像机分辨率为2592*1936,可以同时

监控三个车道。

为使高清抓拍摄像机能输出高清照片，需采用补光设备，智能补光设备包括

智能频闪灯和智能补光灯，智能频闪灯主要功能是为提高车牌亮度，提高夜间抓

拍效果，智能补光灯主要功能是提高路口的光照环境，提高夜间检测和实时录像

效果。

识别处理单元

通过对红灯信号状态的检测，判断该车道方向目前是处于红灯禁行状态还是

绿灯放行状态，或者其他绿灯转向状态。嵌入式车牌识别主机通过结合车辆检测

单元共同判断目前车辆是否发生了违法闯红灯行为。

嵌入式识别主机将抓拍指令发送给高清抓拍相机，高清抓拍相机抓拍三张违

法车辆图片，照片叠加车道信息、时间信息、、等传送给嵌入式识别主机进行识别。

嵌入式主机识别相应的车牌信息后，将图片和识别信息储存在本地硬盘，同时可

通过网络传输单元上传到中心平台。

嵌入式识别主机采用Linux操作系统，运行稳定，适合室外恶劣环境，对前

端的高清图片、检测器信号接收并分析，实现车辆的抓拍、车牌识别、分类、压

缩、上传。对于网络中断现象，支持断点续传功能。主机采用国际先进的计算机

视频检测技术，特别是独特的车牌跟踪和比对技术可以将帧间有效信息充分利用

起来，从而大大提高系统的识别精度。

嵌入式识别主机集成高性能车辆轨迹跟踪算法和车牌识别算法，突破了传统

利用车牌定位的电警系统的框架，将车辆特征作为一个整体，利用先进的机器学

习技术，通过对大量样本的分析，由计算机自动选择车牌的固有特征进行区分，

提高了车辆的检测率和车牌的识别率，同时解决了传统系统对环境适应能力差、

对图像质量要求高的缺点。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，天地伟业自主研发的号牌识别算法能够在车牌横向像素点不小于90时保

证号牌识别的准确率。

违法抓拍功能介绍

违法抓拍记录行业标准要求

1、数据生成后不可更改：违法照片是行政诉讼法中的一种法定证据，其证

据地位是不容质疑的，重要的是保证作为车辆违法证据的图片或图像必须保证其

原始性，不可以更改。

2、系统对违法车辆的判定准则：2009年5月颁布的《中华人民共和国公共

安全行业标准》之《闯红灯自动记录系统通用技术条件》定义“机动车在其对应

红灯相位时越过停止线并继续行驶的行为”为“机动车闯红灯行为”，且规定“机

动车在其对应的黄灯或绿灯相位时越过停车线，闯红灯自动记录系统不应记录”。

因此，系统必须遵循上述规范标准对路口通行车辆进行判断。

3、严格按照国家标准对违法车辆进行记录：《闯红灯自动记录系统通用技

术条件》规定，“机动车在其对应红灯相位时越过停止线并继续行驶的行为”为

“闯红灯行为"，强调了车辆“继续行驶”的过程，因此，《闯红灯自动记录系

统通用技术条件》又规定了“闯红灯自动记录系统应记录机动车闯红灯过程中两

至三个位置的信息以反映机动车闯红灯违法过程。第一个位置的信息应能清晰辨

别闯红灯时间、车辆类型、红灯信号和机动车压在或越过停止线的情况；第二和

第三个位置的信息应能清晰辨别闯红灯时间、车辆类型、红灯信号和整个车身已

经越过停止线的情况；其中至少有一个位置的信息能够清晰辨别号牌号码”。

4、确保违法数据的清晰可辨：考虑到一些交叉口路况复杂，要保证系统适

应所有的路口，并保证所抓拍的违法图片数据清晰可辨

闯红灯违法检测抓拍功能

根据行业标准《闯红灯自动记录系统通用技术条件》(GA/T496-2004)规定，

电子警察使用高清摄像机实时记录闯红灯车辆的违法过程，共抓拍三张图片。系

统检测到车辆在红灯周期内继续前进，根据车辆行进的情况系统发出控制指令连

续拍摄三张闯红灯过程中的照片，夜间光线不足时，提供同步补光功能，光照亮

度在保证摄取违法图片的清晰度情况下不影响驾驶员的正常驾驶。系统计算违法

车辆的车速、车长、红灯持续时间等相关信息，最终生成一组违法数据，并通过

加密算法叠加到所抓拍的违法过程照片上。

如图所示，第一张照片反映红灯状态下车辆在停车线之前的情况，第二张照

片反映红灯状态下车辆通过停车线的情况，第三张照片反映红灯状态下车辆经过

停车线以后继续行驶的图片。

系统检测到车辆在红灯周期内继续前进，当车身压在停车线上时，系统判定

闯红灯违法事件发生，开始记录车辆进入时刻，发出控制指令拍摄第1张照片。

夜间光线不足时，提供同步补光和强光抑制功能，光照亮度在保证摄取违法图片

的清晰度情况下不影响驾驶员的正常驾驶。

2、第二张照片

系统检测到车辆在红灯周期内继续前进，通过停车线，摄像机拍摄第2张照

片。

3、第三张照片

系统检测到车辆在红灯周期内，通过停止线继续前进，摄像机拍摄第3张照

片，系统计算违法车辆的相关信息，最终生成一组违法数据，并通过加密算法叠

加到所抓拍的违法过程照片上。

奥城

不按规定车道行驶检测抓拍功能

嵌入式主机可以对高清视频流的每一帧进行分析并准确定位车牌在视频中

的位置，从而判断车辆是否按照规则行驶，判断车辆直行、逆行、左右转方向，

车辆在停车线前、压线、越线情况，以及车辆压车道分隔线行驶情况，比如车辆

在直行车道红灯期间，在左转或右转车道直行，或在左转车道红灯期间，在直行

车道左转，系统都可以有效记录车辆违法过程，并对违法过程记录3张全景（兼

特写）图片。

当监控区域为同向相临的2个（含2个）以上车道时，车辆图像捕获能满足

通行车辆骑、压车道线行驶的情况。

车辆图像捕获时不受雨、雪、雾等天气、环境光和相临车道通行车辆的影响

而出现错误记录。

左转车道直行违法行为抓拍

直行车道左转违法行为抓拍

压黄线检测抓拍功能

系统可以对双黄线区域进行检测，一旦车辆从双黄线区域经过，系统便立即

生成三张图片，三张图片反映车辆压黄线的整个过程。如下图所示，第一张图片

反映车辆在左转车道上正常行驶，第二张图片反映车辆正在通过双黄线时的情

况，第三张反映车辆通过双黄线后继续行驶的情况。

压黄线检测及抓拍

违法停车检测抓拍功能

系统具备违法停车检测功能，即红灯变为绿灯之后，系统检测到车辆在停车

线前停留时间过长（一般为3秒钟，时间根据需求可设），自动抓拍3张违法图

片，三张图片分别反映车辆在红灯变成绿灯之后一定时间内在路口停留的情况。

违法禁停检测及抓拍

逆行检测抓拍功能

系统检测到车辆在规定行驶方向的车道内有逆向行驶行为时，自动抓拍3

张违法图片，三张图片分别反映了车辆在规定行使方向的车道内进行逆行行驶的

过程。如下图所示:

逆行检测及抓拍

绿灯卡口记录过程功能

系统检测到车辆在绿灯周期内正常行驶，对通过监测点的车辆信息进行记

录，每个车辆抓拍一幅高清图片，能清晰的辨别车辆号牌、车牌颜色和车辆尾部

特征等信息，并叠加地点、时间等信息一并保存。夜间光线不足时，提供同步补

光功能，光照亮度在保证摄取违法图片的清晰度情况下不影响驾驶员的正常驾

驶。系统对通过监测点的每辆车进行记录，每个车辆抓拍一幅高清图片，能清晰

的辨别车辆号牌、车牌颜色和车辆尾部特征等信息，并叠加地点、时间等信息一

并保存。

系统接口设计

在视频检测高清电子警察系统中，前端路口涉及主要设备和辅材有：高清视

频检测摄像机、高清抓拍摄像机、嵌入式车牌识别主机、红灯信号检测器、频闪

灯、环境补光灯、交换机、光纤收发器等，对信号传输的接口定义如下：

接口线材接口相连设

设备名称信号类型

类型备

高清电子警察

网络信号CAT5E千兆交换机

抓拍相机

高清电子警察频闪灯控制输出

RVVP4*1.0频闪灯

抓拍相机信号

高清电子警察补光灯控制输出

RVVP4*1.0补光灯

抓拍相机信号

频闪灯控制输入高清电子警

频闪灯RVVP4*1.0

信号察抓拍相机

补光灯控制输入高清电子警

补光灯RVVP4*1.0

信号察抓拍相机

高清视频检测

网络信号CAT5E交换机

摄像机

红灯信号检测红灯信号输入控

RVVP2*1.0信号机

器制信号

红灯信号检测红灯信号状态信嵌入式识别

RS-232

器号主机

嵌入式识别主

网络信号CAT5E交换机

机

光纤收发器网络信号CAT5E交换机

光纤收发器光纤信号光纤光纤终端盒

系统带宽要求

带宽占用率数据

路口现场局域网带宽要求；

每路200万高清网络摄像机按照满帧计算为15帧X0.3MX8=36Mbps,每路

500万高清网络摄像机按照满帧计算为8帧X0.5MX8=32Mbps,一般网络利用率

为60虬对于路口采用单台主机带载4台相机的场合，需采用千兆交换机做路由

交换。

系统前端至中心带宽要求：

由于该套架构采用了前端存储，上传时只需要上传图片，因此不需要占

用太高带宽，但为保证前端数据的实时回传，建议采用百兆专网模式。

高清视频回传带宽要求：

300万高清网络实时视频：需保证前端到中心维持6-8M的码率。

现场布局示意图

XX市智能交通项目共涉及X种道路类型，分别为4向4车道(1+1+1+DX套、

4向8车道(2+2+2+2)X套、4向12车道(3+3+3+3)X套、...,本方案针对这几

种道路类型现场布置示意设计，详细如下：

四向四车道现场布局示意图

在本项目中，XX路口，XX路口，XX路口…共X套电子警察系统为四向四车

道，现场设备安装示意图如下：

四向四车道现场立杆示意图

根据现场环境，在十字路口的四个方向距离停车线18-22米处树立交通立

杆，立杆高6米，横臂按照车道宽进行选择，原则上不短于最外侧1/2个车道。

每个方向(每个方向均为单个车道)配置一台300万高清视频检测摄像机及一台

200万CCD高清网络抓拍相机，一台频闪闪光灯及一台环境补光灯。交通立杆上

配有设备箱，用以放置交换机、光纤收发器、电源、防雷器、空开及漏电保护器

等电气设备。交通立杆旁设立一个手井，用以方便穿线与布线。

四向八车道现场布局示意图

在本项目中，XX路口，XX路口，XX路口…共X套电子警察系统为四向八车

道，现场设备安装示意图如下:

睐*a.”。

四向八车道现场立杆示意图

根据现场环境，在十字路口的四个方向距离停车线18-22米处树立交通立

杆，立杆高6米，横臂按照车道宽进行选择，原则上不短于最外侧1/2个车道。

每个方向（每个方向均为两个车道）配置一台300万高清视频检测摄像机及一台

200万CCD高清网络抓拍相机，两台频闪闪光灯及一台环境补光灯。交通立杆上

配有设备箱，用以放置交换机、光纤收发器、电源、防雷器、空开及漏电保护器

等电气设备。交通立杆旁设立一个手井，用以方便穿线与布线。

四向十二车道现场布局示意图

在本项目中，XX路口，XX路口，XX路口…共X套电子警察系统为四向十二

车道，现场设备安装示意图如下：

四向十二车道现场立杆示意图

根据现场环境，在十字路口的四个方向距离停车线18-22米处树立交通立

杆，立杆高6米，横臂按照车道宽进行选择，原则上不短于最外侧1/2个车道。

每个方向（每个方向均为单个车道）配置一台300万高清视频检测摄像机及一台

500万CCD高清网络抓拍相机，三台频闪闪光灯及一台环境补光灯。交通立杆上

配有设备箱，用以放置交换机、光纤收发器、电源、防雷器、空开及漏电保护器

等电气设备。交通立杆旁设立一个手井，用以方便穿线与布线。

前端系统功能

车辆抓拍功能

车辆检测及抓拍

系统支持通过高清视频检测方式实现车辆捕获功能。在嵌入式识别主机内对

高清网络摄像机采集的高清视频图像上设置虚拟车道线、停车线以及违停区域，

通过检测摄像机分析车辆轨迹，来实现对不同行为准则的抓拍，如下图所示。，

系统闯红灯捕获率达到90%以上（GA/T496-2009中标准）。违法行为检测抓拍的

规则有：闯红灯、逆行、不按车道行驶、停车线前违法停车、压黄线等多种违法

行为检测。

在红灯相位期间，通过嵌入式识别主机对车辆经过虚拟线圈的逻辑判断，会

通过控制线将触发抓拍信号传递给抓拍相机，高清抓拍相机能准确拍摄车辆违法

行驶行为的三张照片，包括车尾全貌、车牌号码、车辆具体位置，并在照片上叠

加车辆通行信息（如时间、地点、车向等）。抓拍相机根据覆盖车道数可采用

200万CCD高清抓拍相机或500万CCD高清抓拍相机，200万CCD高清抓拍相机

可完全覆盖及检测2个车道，高清照片图像分辨率达到1600*1200,图像格式为

JPEG/24bito500万CCD高清抓拍相机可完全覆盖及检测3个车道，高清照片图

像分辨率达到2592*1936,图像格式为JPEG/24bit。高清视频检测摄像机最多可

覆盖3个车道进行同步检测。

采用频闪灯和摄像机成像控制模块之间的反馈控制技术，保障频闪频率与抓

拍保持同步，满足夜间拍摄要求。采用的智能补光设备有两种，包括智能频闪灯

和智能补光灯，智能频闪灯主要功能是为提高车牌亮度，提高夜间抓拍效果及识

别率，智能补光灯主要功能是提高路口的光照环境，为视频检测摄像机判断车辆

位置提供亮度保障，另外还可以提高夜间实时录像效果。

车辆数据自动上传

根据用户设置，将系统采集的交通数据存储在图片存储服务器中，审核过的

图片，将建立数据库信息，同时，违法数据实时发送至交警部门违法数据库，加

快违法处罚系统的处理速度和处理能力。

违法数据信息包括：车辆经过的时间、地点、车道、车辆与道路环境全貌图

片（3张）、违法类型、车牌号码、车牌颜色等。

在本地，嵌入式车牌识别主机将相机抓拍的车牌号牌进行识别，将识别结果

记录到本地，并上传到监控中心数据库、无需在中心进行识别，加快违法处罚系

统的处理速度和处理能力。

系统支持断点续传功能，在断网情况下，可将抓拍的图片及相关车辆数据暂

时存储在本地嵌入式识别主机硬盘中，到网络恢复正常后，将断网期间的数据自

动上传到中心平台数据库，保证车辆数据不丢失。存储时间依据存储容量及交通

车流量而确定。

系统前端处理核心与中心服务器之间，采用网络上传技术，基于图片传输进

行针对性的优化，采用TCP架构模式，确保违法图片从前端抓拍到服务器接收延

时小于1秒，而且前端的信息上传模块是单独运行的，即使传输故障，也不会影

响到前端主机的抓拍和图片处理，确保当网络或传输出现问题时，不会造成图片

及信息的丢失，前端设备可检测到当前与中心服务器的连接状态，在连接断开时，

停止向中心服务器上传数据，并在连接恢复后继续进行上传，且不会发生数据的

丢失。中心服务器能检测到与远程存储设备和远程数据库的连接状态。连接的断

开和恢复会产生相应日志记录。

车牌识别功能

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。全天候

车牌识别有效率为97.9%o

车牌号码自动识别

系统具备字符自学习功能，并能对2002式个性化新车牌进行自动识别；具

备对民用、警用、军用、武警等汽车号牌计算机自动识别能力,识别符合“GA36-92”

（92式牌照）和“GA36.1-2001”（02式牌照）标准的民用车牌照和97式、04

式新军车牌照与07式新武警车牌照的汉字、字母、数字、颜色等信息。所能识

别的字符包括：

阿拉伯数字“0〜9”十个

英文字母“A-Z”二十六个

京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、

省市区汉字简

闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、

称

陕、甘、青、宁、新、渝、使、临、港、澳、台；

军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成、甲、乙、

军用车牌汉字丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、子、丑、寅、卯、辰、

巳、午、未、申、酉、戌、亥

号牌分类用汉警、学、领、试、挂、境、拖、农

字

式武警车牌字WJ、0—9、消、边、水、警、电、林、通

符

车牌颜色自动识别

系统能识别黑、白、蓝、黄四种车牌颜色。

高清视频录像功能

系统支持高清视频检测摄像机H.264高清录像功能，最高可实现录像帧率

1920X1080@30帧/秒或2048X1536@15帧/秒，可与视频监控平台无缝对接，并

支持录像查询、下载、远程播放功能。录像资料可以自动和违法信息进行关联，

客户可以通过点击违法信息调出当时的录像资料。录像资料可以上传中心平台统

一管理保存。

交通流量监测

在所监控方向的非红灯相位期间，对所监控车道过往车辆进行检测、抓拍、

车牌识别、测速，并进行记录。

采用高清视频检测触发摄像机对违法车辆进行抓拍并对在红灯未亮起时通

过停车线的车辆进行抓拍，同时还可对各路口各时段流量信息进行统计。

提供一幅全景（兼特写）图片；

在路口本地，自动地在抓拍时同步进行车辆号牌识别，将识别结果实时上传

到指挥中心数据库；

自动生成所监视车道的24小时车流量信息：包括流量、速度。将流量信息

实时上传到指挥中心数据库。系统集成视频交通信息检测器的功能，在具有违法

抓拍功能的同时，还可通过网络向指挥中心提供实时交通信息如车速、车流量，

占有率，交通密度等。

中心服务器系统可以根据各路口的流量信息自动弹出堵塞路口信息（可设

定），方便交警及时出警疏导交通。

可以为后期与交通诱导屏控制系统、红绿灯信号灯控制系统的联动提供开发

接口。

交通违法数据上传功能

系统前端处理核心与中心服务器之间，采用网络上传技术，基于图片传输进

行针对性的优化，采用TCP架构模式，确保违法图片从前端抓拍到服务器接收延

时小于1秒，而且前端的信息上传模块是单独运行的，即使传输故障，也不会影

响到前端主机的抓拍和图片处理，确保当网络或传输出现问题时，不会造成图片

及信息的丢失，前端设备可检测到当前与中心服务器的连接状态，在连接断开时，

停止向中心服务器上传数据，并在连接恢复后继续进行上传，且不会发生数据的

丢失。中心服务器能检测到与远程存储设备和远程数据库的连接状态。连接的断

开和恢复会产生相应日志记录。

设备状态巡检

根据系统设置，将系统状态和配置信息经由通讯系统直接发送至指挥中心的

数据库中进行存档、应用。包括系统设备的类别、位置、检测的车道数、安装方

式等基本信息及设备工作状态等。在有通讯的条件下，采用软硬件结合方式，能

自动监控系统的正常工作。同时采用定时报告和紧急报告两种方式，向远端指挥

中心报告情况，使中心值班人员更方便、有效地监控系统正常运行。整个系统可

全天候24小时运行，并有良好的符合相应国家标准的防雷、防尘、防潮措施。

数据信息安全

系统抓拍的原始数据可防止人为篡改和破坏。系统取证图片格式采用JPEG

格式，图片编码符合ISO/IEC15444:2000的要求，进行防篡改水印加密，符合

GA/T496对防篡改的要求。系统会自动检测图片是否为原始图片，严格从技术

手段上保障数据的可靠性。平台数据库具有操作日志记录，将每一步操作记录在

案，即时人为修改了部分数据，在系统日志当中也会有据可查。平台具有完善的

权限划分和密码保护，防止非法侵入系统进行篡改数据。

传输网络设计

高清电子警察前端子系统局域网由一部工业交换机将同一路口所有的高清

智能抓拍相机、高清视频检测摄像机及嵌入式车牌识别主机互联，组成路口局域

信息交换系统，通过光收发器将交换机的网络信号进行点对点传输到中心。

外场路口交换机必须采用全千兆交换机。网络带宽占用情况：每路200万高

清网络摄像机按照满帧计算为15帧X0.3MX8=36Mbps,每路500万高清网络摄

像机按照满帧计算为8帧XO.5MX8=32Mbps,一般网络利用率为60%）

接入网负责将各电子警察前端子系统接入至监控中心机房的接入层交换机

上。由光纤收发器和接入网交换机组成。采用就近熔接分纤原则，每个路口独占

1芯光纤。汇集至监控中心的光信号由光纤收发器还原为网络信号（RJ45电口）

后上传至接入网交换机。

中心管理平台子系统局域网由核心交换机和接入层交换机组成。核心交换机

主要用于连接中心平台的各类服务器、集中存储设备并与接入层交换机互联，并

通过路由器及安全隔离设备可将数据信息传递至其它相关业务部门。

警用地理信息系统其他平台

传输网络子系统示意图

中心智能交通管理平台设计

平台概述

智能交通综合管理平台是在综合运用当代计算机、信号控制、通信、数字视

频等高新技术的基础上，以XML作为信息交换的标准，管理服务器使用Linux

嵌入式操作系统和基于J2EE体系的B/S架构，具有可扩展、可移植、可伸缩、

易维护的优点。WEB服务器支持WebSphere>Weblogic、Tomcat,可靠性高、

支持大流量的客户端访问。支持与公安交警业务相关的多种系统级数据接入对数

据共享。具有完善的信息发布和输出途径，可与多种警用数据库进行对接和数据

碰撞，实现实战的综合应用。

该平台集电子警察和卡口设备管理数据采集、违法数据业务处理流程、视频

监控系统三者于一体，实战性强，贴近公安交警的业务处理流程。同时，在使用

上采用了实时语音报警、图片查询动态缩放等功能。通过应用该智能交通综合管

理平台，使新型的公安交通指挥中心具有快速准确的交通信息采集、处理、决策、

指挥调度能力，解决了交管部门业务系统繁多，系统之间的数据交换复杂繁琐，

从而导致众多“信息孤岛”的问题。同时，该平台采用了开放体系结构，为将来

功能的进一步扩展打下了良好的基础。

智能交通综合管理平台的体系结构如下图:

'X

取证方式用户功能

C©车辆查询

卡口系统

,违法处理

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"轨迹描绘

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gg移动测速模

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块mjji视频联动

视频监控e系统管理

令日志管理

慧So匕9，数据字典

13车瞥所平台GIS平台机动车瞥理平台违法管理平台

平台体系结构

该系统中心采用Linux服务器+J2EE体系的BS架构，模块化设计，可扩展

性，可伸缩性强，易维护，支持Websphere、Weblogic,支持大容量用户通过

IE访问，稳定性高。智能交通管理平台主要由中心服务器、数据库服务器、图

片存储服务器几部分组成。

智能交通管理平台的搭建组成由平台软件模块安装在高性能服务器上实现

逻辑通信，服务器是平台整个硬件系统的核心部分，选用高性能的专业级产品，

通过传输设备和网络与前端路段监控点的设备相连，利用相关传输软件向客户端

发出信息，以提取客户端的各种相关数据。

中心服务器软件和数据库软件，作为后台服务器，主要作用是接收前端嵌入

式识别处理完的图片以及数据，并进行存储的相应磁盘策略的管理，人机交互的

工作主要通过Web服务器来完成，客户可以通过IE界面，进行各种用户的管理

以及权限的划分。并对数据及业务信息进行处理，包括实时报警、查询、流量统

计、日志查询等功能。

智能交通综合管理平台I

整个系统分为三部分：包括前端信息采集、数据传输链路、中心平台处理。

从数据流向角度分为四个层次，包括前端信息采集层、数据传输层、服务层及应

用层。服务层和应用层构成智能交通管理平台的逻辑结构，一方面是底层数据处

理和软件界面操作功能。

采集层主要是由前端测采集抓拍设备及周边外设组成，是智能交通管理平台

采集信息的主要来源，包括高清卡口系统、高清电子警察系统、视频监控系统、

移动电子警察、GPS定位系统，采集的信息包括车辆图片及采集到的相关车辆信

息，视频信息、GPS定位信息等。

传输层包括光纤传输系统，如光纤收发器及光纤传输介质；公安专网，由运

营商提供传输线路，采用epon或VPN接入，运营商提供构建公安专网的专属线

路，保障信息安全。互联网传输线路，在不满足构建专网情况下，可在互联网上

构建虚拟专网，采用VPN/MPLS等接入方式，保障传输信息的安全。3G传输方式,

通过运营商提供的3G无线专网接入方式，将前端采集的信息数据传输到和后端

平台。

服务层为智能交通管理平台底层处理数据的服务支撑。为应用层提供数据，

主要包括数据库服务、报警信号处理服务，包括报警信息的接入、分析和转出、

数据挖掘服务，从海量信息中通过一定的规则进行分析，并将分析结果展现在应

用层上。另外还有数据存储服务、设备管理服务、第三方接口服务。

应用层主要是软件的操作界面，是公安或交警等部门利用软件界面实现数

据查询、数据比对、数据处理等功能，主要表现在违法数据处理、违法车辆稽查、

信息研判分析、路况监控、及系统管理。

数据存储设计

IPSAN存储技术

IP-SAN,即基于IP以太网络的SAN存储架构，它使用iSCSI协议代替光纤

通道(FC)协议来传输数据，IP-SAN架构不必使用昂贵的光纤网络、FC-HBA卡

和光纤通道存储设备，而是使用IP以太网络、以太网卡和iSCSI存储设备。因

此，相比FC-SAN,IP-SAN存储架构要廉价的多。

与FC-SAN类似，IP-SAN也可以将存储设备分成一个或多个卷，并导出给前

端应用客户端，客户端计算机可以对这些导过来的卷进行新建文件系统(格式化)

操作。客户端计算机对这些卷的访问方式为设备级的块访问，块级访问的特性决

定了iSCSI数据访问的高I/O性能和传输低延迟。

IP-SAN继承了IP网络的优点：

实现弹性扩展的存储网络，能自适应应用的改变；

已经验证的传输设备保证运行的可靠性；

以太网从1G向10G及更高速过渡，只需通过简单的升级便可得到极大的性

能提升，并保护投资；

IP跨长距离扩展能力，轻松实现远程数据复制和灾难恢复；

大量熟悉的网络技术和管理的人才减少培训和人力成本；

基于IP的存储最大贡献在于将存储网络集成到主流的数据通信领域中。本

方案即采取的是IPSAN的存储方案。

存储容量计算

按照每经过一辆车形成一条数据，按单车道日均2000辆流量估算，那么在

一段时间会产生大量的车辆数据，对于庞大数量的交通车辆抓拍数据，数据库服

务器应选用专业Oracle数据库，数据库选用高性能服务器，通过专业的大型数

据库、高性能服务器以及高吞吐量的交换机、实现对车辆数据的高速读写及快速

定位查询，存储媒介采用专业监控存储IP-SAN,使用高性能IP-SAN企业级硬盘。

根据项目卡口建设具体情况及存储时间计算所需存储，相关计算数据如下:

监控车道总数XX个

每车道每天车流量XX辆一般取：2000辆/车道/天

200万图片0.3Mb

500万图片0.5Mb

存储时间XX天

车道数*车流量*2*图片大小*

图片占用裸空间XXT

天数/1024/1024

格式化损失10%一般取10%

RAID级别5一般取RAID5

IP-SAN存储盘位16