智能交通卡口及电子警察技术方案

26/26智能交通高清卡口及电警管理系统技术方案V1.0马鞍山迅视捷信息科技有限公司目录第一章 项目概述 31.1 系统概述 31.2 设计目标 31.3 设计原则 41.4 设计依据 5第二章 需求分析 62.1 系统现状 62.2 存在问题及解决措施 62.2.1 夜间成像效果差，识别率低 62.2.2 系统建设缺乏规划，功能单一 82.2.3 系统工作稳定性不够，日常维护不够 82.3 发展方向 9第三章 系统解决方案 93.1 系统架构 93.2 系统组成 103.2.1 前端采集子系统 113.2.2 网络传输子系统 113.2.3 数据存储子系统 113.2.4 中心管理子系统 113.3 系统特点及优势 123.4.1 系统特点 123.4.2 系统优势 123.4 系统功能 133.3.1 高清自动抓拍功能 133.3.2 车牌信息识别功能 143.3.3 图像增强功能 143.3.4 卡口功能 153.3.5 电子警察功能 153.3.6 实时图片显示 153.3.7 车辆行驶轨迹跟踪 163.3.8 车流量统计功能 163.3.9 设备运行状态监控 173.3.10 完备的系统管理功能 173.3.11 系统日志记录 183.3.12 异常情况处理功能 183.5 系统性能技术指标 193.6 系统路口设计 193.6.1 路口形状分析 193.6.2 单方向安装示意图 193.6.3 多方向汇聚示意图 203.7 系统设备 213.8 系统设备介绍 223.8.1 500W像素高清智能交通一体机 223.8.2 补光灯 25第四章 系统售后服务 264.1 硬件维护及定制 264.2 软件维护及定制 264.3 联系我们 26项目概述系统概述近年来，随着城市经济的发展，车辆剧增，出现的交通阻塞，交通事故发生频率高，交通环境污染，交通治安混乱等一系列问题，严重影响着当前城市经济的发展和人民的生活，而同时交通设施的建设存在普遍滞后的状况，解决这些问题是当前所需，也是刻不容缓的。从系统、整体的范畴考虑，将交通中的各要素综合考虑，做到人、路、车三者的有机结合，充分应用电子警察系统使交通监控真正实现"智能化"，极大地提高交通管理的效率，确保交通安全。多年来，以机动车图片抓拍、车辆号牌识别、车辆速度检测、布控比对报警、查报站出警拦截为主要目的的卡口系统在城市治安及交通管理过程中发挥了重要的作用。而与此同时，我们也清晰的认识到传统卡口系统自身建设模式的局限性，极大的限制了系统的功能扩展及性能提高。以“标清摄像机+工控机”为主的单点式卡口建设模式，已经不能满足当前用户对卡口系统的要求。我们通过深入分析公安交通部门的业务需求，结合我国的道路特点，推出了纯视频检测的一体化高清卡口及电警系统整体解决方案。系统采用纯视频检测方式，前端相机可自动对视频流图像中运动物体进行实时逐帧定位、跟踪、实时抓拍，并在所抓拍的照片中显示车辆的通过时间、地点、行驶方向、车牌号码、车牌颜色等车辆的所有细节信息以及司机的面部特征，为公安刑侦提供重要的参考依据。设计目标智能交通高清卡口及电警管理系统的设计目标是，采用最先进的视频检测技术、最简便的方案实现尽可能多的违章抓拍，能自动检测抓拍机动车违法行为的连续照片，照片能清晰地反映"红灯状态、停车线、车牌、时间、地点，违章类型"等违法车辆的基本情况。该系统同时具有卡口功能对所有过往车辆进行图像记录，实时识别车辆的牌照。系统可以适应各种天气光照环境，对于白天的强光和夜间的补光具有有效的解决方法；为了施工方便，系统无须接红绿灯信号，采用视频检测红绿灯状态；系统采用分布式设计，支持大数量存储，并且具有友好的接口，可以与其它系统方便的共享信息。设计原则结合当前技术发展状况及趋势，在系统的设计过程中我们严格遵循以下原则：经济性充分利用成熟的先进技术，采用性价比较高的产品；避免盲目性追求最新技术，导致配套设备跟不上，避免某些新技术欠成熟和欠稳定，同时又要防止系统处理能力不够；软件符合管理需要，界面友好、易维护，整个系统易用、实用。可靠性系统硬件上全部选用主流产品，保证了系统的高质量和高稳定性，能够适应野外恶劣环境工作，同时采取有效的防雷、接地、稳压等措施；系统最大限度集成国内先进的技术及组件，采用成熟技术以降低系统的不稳定因素；对系统中的硬件、操作系统、网络、数据库部分设计尽可能详尽的故障处理方案，以保证系统的快速恢复性；系统采用容错技术提高系统的可靠性。先进性在系统可靠性的前提下，先进性也至关重要，系统的网络平台、硬件平台、系统软件平台技术代表了当今计算机技术发展的方向，并经实践证明具有很强的实用性，符合当今计算机科学的发展潮流。系统各平台提供二次开发接口，可以保证各项技术可以不断的更新和升级以维持系统的先进性。安全性系统具有防计算机病毒的能力，有较强的抗干扰能力，具有密码、多级控制级别、撤设防级别，避免出现遭到恶意攻击和数据被非法提取使用的现象，保障了系统网络的安全。可扩展性在系统软硬件上的设计和选型上，我们充分考虑其可扩展性，系统结构易于扩充，以适应今后可能出现的更大任务负载。硬件平台具有可升级性，当需要时可以增加新的计算机设备同原有计算机设备一起工作以提高系统的处理能力，保证原有资源的充分利用。规范性由于本系统是一个严格的综合性系统，在系统的设计与施工过程中我们参考各方面的标准与规范，严格遵从各项技术规定，做好系统的标准化设计与施工。一切从实际出发，使智能系统具有较高的实用效能。这也是高清监控系统在当今之所以能迅速兴起并发展的关键所在。易维护性采用业内通用的易于维护的系统平台；应用软件界面友好，安装、使用、维护简单便捷；业务流程清晰，符合常规业务处理习惯。系统数据维护方便，备份及数据恢复快速简单；系统软件配置简单方便，尽量避免复杂的系统配置文件。设计依据《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》GA/T832-2009《机动车号牌图像自动识别技术规范》GA/T833-2009《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》GA/T497-2009《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》GA/T651-2006《公安交通管理外场设备基础施工通用要求》GA/T652-2006《安全防范工程技术规范》GB50348-2004《报警图像信号有线传输装置》GB/T16677-1996《公路交通安全实施设计规范》JTGD81-2006《公路交通安全设施施工技术规范》JTGF71-2006《机动车测速仪》GB/T21255-2007《民用闭路电视监控系统工程技术规范》GB50198-94《计算机信息系统安全保护等级划分准则》GB17859-1999《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004《安全防范工程程序与要求》GA/T75-1994《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001《安全防范系统验收规则》GA308-2001《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-2000《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收暂行技术规范》公安部《城市报警与监控系统建设“3111”试点工程实施方案》公安部《交通管理信息系统建设框架》遵循国家现行的其他相关规范和标准要求需求分析系统现状目前国内已建设的电警或者卡口系统按车辆检测方式可分为环形线圈检测、视频检测、压电检测等几种，按图像采集方式主要有数码相机采集、标清摄像机采集、数码+标清摄像机采集，以及近几年开始发展的高清摄像机采集方式。从市场占有率来看，环形线圈检测＋标清摄像机采集方式的闯红灯自动记录系统的使用比例是最高的，而且大部分已建的系统功能单一、接口复杂，不同厂家的产品很难融合在同一使用平台。存在问题及解决措施随着公安交通管理信息系统建设的不断深入，对卡口和电警系统提出了更高要求，纵观国内的闯红灯自动记录系统的市场和使用状况，从产品本身、竞争格局、管理方法、道路及信号系统规划、对系统的认知方面都有一定的问题，这其中性能问题无疑是最根本也是最重要的，往往决定了建设成果的好坏。从这方面来说目前已建系统的缺点有以下几点：夜间成像效果差，识别率低问题描述在光线良好的情况下，大部分高清闯红灯自动记录系统图像质量差别不大。但在照度很低的情况下，很多高清摄像机的成像效果难以保证，照片中的信息不全，导致车牌识别率很低。这也是目前交通行业中最突出的问题。图2.2.1-1传统系统的夜间抓拍的照片解决措施采用低照度、宽动态高清摄像机，以保证摄像机全天候高质量成像。本系统使用我公司的HC-500A/HC-200B系列高清一体摄像机，具有极低的照度要求，具有超宽动态拍摄功能，配合我公司自主研发的HC-200/HC-300型LED补光灯，在完全无环境光照明的情况下，可令摄像系统拍摄到清晰的车牌图像，能准确识别号牌。特有防眩光技术，可压制远方车辆大灯灯光，保证成像效果。图2.2.1-2使用我们的系统夜间抓拍的照片系统建设缺乏规划，功能单一问题描述多数城市在建设中，由于没有统一的规划，使用了多种品牌的卡口或者电警系统，而且没有标准的数据接口和协议，无法将多系统融入使用平台，且只能进行闯红灯车辆违法取证，功能单一，无法对公安交通的其它业务提供数据支持。解决措施选择集成度高，扩展性强的系统。本系统可实现闯红灯车辆抓拍、正常通行车辆抓拍（卡口功能）、交通信息采集、车牌识别等多种功能。采用模块化结构，技术平台和接口协议符合国家和行业相关标准，具有良好的互联互通性，提供系统外部接口协议，支持现有信息系统、指挥中心联网，便于功能和规模的扩展。系统工作稳定性不够，日常维护不够问题描述系统设备的环境适应性不强，主要表现在路口机箱内的检测主机经常由于高温而死机，由于大多数厂商的检测主机内只设置了软件看门狗系统，一旦系统死机，看门狗也随之失效。解决措施路口不用架设机箱主机.本系统在前端路口只架设高清一体相机，其他数据采集设备和管理服务器全部部署在机房内，保证了优越的工作条件，并且系统具备设备监控功能，让用户随时看到当前系统软硬件的运行情况。发展方向多种系统融合，如电子警察系统、道路视频监控系统、卡口系统、交通信息采集系统、交通诱导系统等，实现实时、动态的交通管理模式，增强交警的快速反映能力。加上中心管理平台强大的数据处理能力，形成集预防、控制、打击为一体的道路交通管理系统。系统解决方案系统架构系统设计基于分布式集中管理策略，通过多层次立体式结构，把系统前端物理层、传输网络层、数据处理层和用户应用层有机结合起来，方便用户部署，管理和系统扩展。图3.1系统拓补图系统组成智能交通高清卡口及电警管理系统主要由前端采集子系统，网络传输子系统，数据存储子系统，中心管理子系统组成，部分组成。前端数据采集子系统通过视频跟踪和分析技术获取车辆的经过时间、速度、图片、车牌号码、车身颜色等数据。数据通过网络传输子系统存储到数据存储子系统中，中心管理子系统对数据进行集中管理等。前端采集子系统前端数据采集子系统对经过的所有车辆的综合信息进行采集，包括车辆特征照片、车牌号码与颜色、车身颜色、司乘人员面部特征等。并完成图片信息识别、车辆速度检测、超速判别、数据缓存以及通过网络向中心管理平台传送数据等功能。该部分系统由200万/500W像素高清一体化摄像机、LED频闪灯、闪光灯、以太网交换机、光传输设备等组成。网络传输子系统网络传输子系统是通过数据采集服务器将前端相机回传的数据分类，分为卡口和电警数据，并统一由数据中转服务器将数据上传至数据存储服务器和数据库中。主要包括交换机、光传输设备、数据采集服务器，数据中转服务器等，实现数据集中存储控制。数据存储子系统数据存储子系统是由图片存储服务器，数据库构成，统一对数据做存储，并支持备份，确保数据不会丢失。中心管理子系统中心管理子系统主要由集中管理服务器和用户应用四大块组成。主要实现前端数据的查询、前端设备的管理、数据的应用等功能。从系统的可用性和可扩展性上考虑，整个系统采用C/S和B/S相结合的模式。C/S模式可以提供友善的用户界面和方便的设备管理功能，B/S增强了系统的可部署性和可用性。结合两种模式的优点可以将整个系统的可用性提升到一个新的高度。数据库服务器为功能强大的ORACLE11G数据库，提高数据的可操作性。在中心系统中可以查看各设备实时上传的图片信息，实现对路面的实时图片监控。通过客户端可以完成设备参数的设置，实现远程升级和系统维护。根据用户需要，系统提供黑名单，白名单功能，实时将前端上传的图片与黑/白名单库比对，发现布控车辆后在Web界面上滚屏显示，系统按车牌、地点、车道、时间等信息，进行单条件查询、组合查询等；系统可按日、周、月等时间段，统计不同点位、不同设备的车辆信息，并以报表、曲线图、柱状图等各种直观的方式显示出来。系统特点及优势系统特点采用最新的纯视频检测技术，智能检测红灯信号，提供系统稳定性，并且方便施工。分布式数据采集设备，无需前端架设工控机，一台采集设备对应多个路口，根据路口相机个数，配置采集设备个数，节省设备资源，同时，设备都是放在机房里面，也优化了工作环境，让系统寿命更长久。多重冗余的数据安全保障技术，当前端系统与中心平台链路畅通时，前端数据实时上传到后端中心平台，当链路中断或其他故障时，前端数据则暂时保存在缓存设备中，等待链路修复后再通过断点续传技术把缺失数据再补传至中心平台，同时，后端中心平台还可以通过双机热备等手段来进一步提高整体系统数据的安全性。双码流摄像机，支持抓拍和录像，内置车牌识别功能，并且支持多车道，多辆车同时车牌识别。GIS电子地图绘制车辆行驶轨迹。强大的平台应用扩展功能，预留了数据接口，可以和大型系统等（如智慧城市系统）无缝对接。系统优势高可靠性：相机选用当前流行的最先进的嵌入式DSP技术，具有高度的稳定可靠性。高适应性：采用专用辅助光源，可快速调节摄像头的曝光时间、快门等参数，保证抓拍图像的视觉效果。可适应白天、夜晚、车辆大灯、阳光直射、以及雨、雪、雾等天气情况。高速数据处理：支持分布式数据库功能，可处理大流量情况，每小时最大支持36000张图片的处理速度。高性价比：本系统高度集成，能实现电子警察，卡口，车辆行驶轨迹跟踪等功能。安装维护简便：本系统由高清一体化摄像机、补光灯、传输设备组成，自动视频识别红绿灯状态，结构简单，没有复杂的设备连线，故障率低，维护简单。系统功能高清自动抓拍功能系统采用高清视频检测方式，来实现车辆的动态跟踪。本公司的HC-500A/HC-200B系列高清抓拍摄像机采用高性能DSP处理芯片，提高了图像处理速度，同时在白平衡、亮度、颜色等方面得到极大发展，提高了图像质量以及图像感官度。该系列产品集车辆抓拍、车牌识别、图片上传、布控管理为一体，使软件达到一体化操作，用户无需进行管理，所有功能均由软件自动完成。提高了软件的整体性能，降低了用户自行管理的复杂度。采用本公司的高清抓拍摄像机，配备百万像素镜头；自动调整摄像机的参数，保证在不同亮度环境条件下输出高质量的图片；图片能实现对违法车辆号牌特写抓拍和环境确认，能清晰的分辨车辆信息，信息包括：1张高清图片、车牌号码、违法时间等信息；图片格式：JPEG，符合ISO/IEC15444：2000的要求，图片具有防篡改功能，满足《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T832-2009）相关规定。图3.3.1系统实时图片显示车牌信息识别功能设备具备车牌自动识别功能，可以实现图片整张识别，能同时检测和记录不少于三条车道通行车辆的号牌。白天车牌识别准确率不小于97%，夜间车牌准确率不小于93%，自动识别车牌颜色（蓝白黑黄）。对检测车道没有安装尾部车牌的机动车，记录为无牌车辆。能够对行使在我国道路上的各种车牌（民用及军警车牌，包括GA36G规定的除摩托车、临时号牌以外的号牌，2002式号牌、武警汽车号牌、军队汽车号牌）号码进行自动识别。所能识别的字符包括：“0～9”十个阿拉伯数字；“A～Z”二十六个英文字母；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、使、临、台）；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、领、试、挂、境、港、澳、拖、农”）；武警车牌字（“WJ、0～9、消、边、水、警、电、林、通”图像增强功能对由于光照低、雾、雨、霭等影响的抓拍图片，进行修复、增强。如下图所示当光照度较低时和图片得到增强后的对比图片。图3.3.3图片增强效果对比图卡口功能路口信号灯为绿灯时，系统能够自动对通过车辆进行抓拍，照片为全景照片，包含车牌号牌、车辆类型、颜色、装载情况等信息，同时生成相应的车辆记录，每条包括记录编号、设备编号、抓拍时间、车牌号码、车牌颜色、车型分类、车牌图片信息，实时上传给中心数据库服务器，供用户查询与处理。图3.3.4卡口图片显示电子警察功能系统能够自动检测出所监测车道的车辆闯红灯等违法事件，抓拍出三张图片。例如闯红灯时间：第一个位置的图片能清晰辨别违法时间、车辆号牌、红灯信号、机动车车身未越过停止线的实况；第二和第三张图片能清晰辨别违法时间、车辆号牌、红灯信号和整个机动车车身已经越过停止线并且在相应红灯相位继续行驶的实况。这三张照片作为闯红灯违法处罚的证据，含有停车线、红灯、车辆和清晰的车辆号牌。同时生成相应的闯红灯违法记录，每条包括记录编号、设备编号、闯红灯违法时间、违法车辆图像坐标、车牌号码、车牌颜色、车型分类、车牌图片信息，实时上传给中心数据库服务器，供用户查询与处理。实时图片显示支持1*1,2*2,3*3,4*4窗口，路口图片实时显示，让用户随时观看路口抓拍情况，接入DLP大屏幕时，显示效果会更好。图3.3.64*4路口显示效果车辆行驶轨迹跟踪地图全境形象的显示出监控部署的地点，并且支持卡口和电警车辆的轨迹查询，帮助用户预测车辆的行驶轨迹。图3.3.9车辆行驶轨迹车流量统计功能本系统现支持按日和按月车流量统计。日车流量统计：按一天24个点统计一个路口下每个小时的车流量，可查看单方向的查流量也可查看整个路口的车流量。月车流量统计：按一月30个点统计一个路口下每天的车流量，可查看单方向的查流量也可查看整个路口的车流量。图3.3.8-1日车流量统计图3.3.8-2月车流量统计设备运行状态监控设备运行通断情况监控，目前本系统对网络异常，程序内部异常，设备间通讯异常都做了详尽的防范措施，并将其状态显示到系统中，让用户随时掌握设备的运行情况。完备的系统管理功能黑名单管理对可疑车辆设置黑名单，系统会自动监控该车辆，将获得该车的数据显示在系统的“报警查询”中。白名单管理将信任的车辆加入白名单，系统会忽略该车。布控管理通过实时监测通过车辆，对通过车辆自动抓拍，所采集的车辆信息根据号牌比对/套牌分析等系统进行比对，将各类需报警的车辆信息分发至该报警的警务工作站。当通过车辆与用户预先输入的被盗抢车辆或交通肇事逃逸车辆的车牌、车型等信息特征相符合时，系统将自动发出报警信息，将信息发至警务工作站，对被盗抢车辆、交通肇事逃逸车辆或其他黑名单车辆布控，也可实现第三方平台联动等形式提示报警。系统设置设置系统时间，达到全系统时间同步；用户管理对web系统用户的操作；角色管理设置角色对系统的使用权限；权限管理设置系统的所有权限；系统日志记录系统日志包含系统登录日志，和设备日志。登录日志：记录用户登录，方面查看有哪些用户访问了系统。设备日志：记录设备断线的时间，配合设备状态监控，方便查询通断状态。异常情况处理功能数据自动上传功能系统网络不通、存储数据库不通，存储服务器不通的情况，图片都会暂存在本地，等网络通的时候，再上传系统。并且我们对硬盘也做了监控，以硬盘5G大小为警戒线，删除旧的数据，保留新的抓拍数据，实现数据回滚。机器重启自恢复机器断电等引起的系统重启，系统都会自动开启，并正常工作。系统性能技术指标系统性能技术指标序号技术指标参数1检测方式纯视频（支持雷达、微波、环形线圈）2车辆图像捕获率≥94.0%，能准确捕获中线行驶车辆。3车牌识别准确率白天车辆号牌识别准确率≥97%；夜间车辆号牌识别准确率≥93%；车牌颜色：黑、白、蓝、黄、绿。4记录信息车型、车身颜色、车牌号码、地点、车道、时间、行驶方向、速度5高清摄像机300万像素/500万像素6补光灯LED补光（支持闪光灯）7工作温度-20℃～+70℃8工作相对湿度40%～95%（非凝结）9抗电1500VDC，1分钟系统路口设计路口形状分析本系统可以安装在十字路口或丁字路口，直行路段，如下图：单方向安装示意图当需监测车道数量为1～2条时，使用高清抓拍摄像机，每条车道安装一台补光灯。如下所示：多方向汇聚示意图大型路口间距较宽，超五类线连接距离受限，借助每个方向的以太网交换机进行互联。图3.6.3-1大路口汇聚图图3.6.3-2小路口汇聚图系统设备以四向8车道为例：序号设备名称品牌规格型号技术参数设备规格单位数量一前端部分1高清抓拍相机(含镜头,含32G卡）本公司HC200D200万像素CCD台42防护罩本公司15寸带加热器和风扇，电源,遮阳帽个43led频闪灯本公司HC-34Aled最高功率150W,占空比25%台44光收发器华龙HL-100双芯对15交换机D-linkD-link8个10M/100M网络接口个46杆件挂箱本公司JG-700500×300×700台4二线材1网线超五类，带屏蔽米400（可按四向2车道每个摄像机需要50米来设计）2电源线2*1.5米400三杆件及安装部分1杆件定制6米横臂个42地笼定制个43基础及施工个4系统设备介绍500W像素高清智能交通一体机产品特点

单台设备集成相机与视频检测及号牌识别功能。

单设备解决方案，系统简单。

无需地感线圈，纯视频方式检测，方便系统施工。

无需红绿灯联动信号，纯视频方式智能检测红绿灯状态，提高系统稳定性。

专利技术支持多车道、多辆车同时号牌识别。

车牌号码识别时间平均在100ms内。

适应车速为0—180公里/小时。

车牌号码识别时间平均在100ms内。

专利动态智能视频跟踪技术可以完整描述车辆运行轨迹。

号牌识别平均有效率符合GA/T497的要求，在满足国标要求120像素—180像素的情况下，识别率可达到99%。

识别车牌大小范围可达到80像素到200像素；识别车牌亮度、对比度动态范围大；支持识别车牌一定程度的倾斜，倾斜10°以内。技术参数名称高清智能交通一体机型号HC-500A系统性能车辆检测方式视频检测处理器高性能DSP传感器COLORCCD光学尺寸2/3英寸有效像素500W，2464（H）*2048（V）白平衡自动最低亮度0.1Lux曝光时间0.053ms~999.37ms扫描方式逐行扫描增益范围0~250dB增益控制自动/手动高清录像自定义码率和分辨率车速范围0~180KM/h输出图像格式JPEG，符合ISO/IEC15444:2000