高清治安卡口闯红灯抓拍系统设计方案.docx

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高清治安卡口闯红灯抓拍系统设计方案

XXXX技术文件

卷号：

120322

【公路车辆高清智能监测报警系统、闯红灯自动记录系统】

建设方案

文件状态：

[]草稿

[√]正式发布

[]正在修改

文件标识：

XXXX技术文件

当前版本：

1.2

作者：

技术部

完成日期：

2012-03-22

XXXXXXXX有限公司

地址：

XXXXXXXXXXXX

电话：

XXXXXXXX传真：

XXXXXXXXX

一.概述

1.1引言

1.1.1项目背景

现代交通管理领域，高速公路和主要干道的建设水平不断提高，道路环境正在逐步改善。

但长期以来，在对干道的交通情况采取集中有效的管理方面却一直缺少现代化的管理工具，分析道路交通情况、提取强有力的交通数据和证据还相当困难。

随着汽车使用的普及和汽车数量的不断增加，这一需求正越来越受到有关部门的重视。

加强和改善对当前交通要道的管理，其根本出路在于进行现代化基础设施建设和采用现代化管理方式，努力提高科学管理水平，向科技要警力、要效益。

“公路车辆高清智能监测报警系统”又称“公路高清治安卡口系统”。

是主要实现对高速公路和重要干道上过往通行车辆的实时自动抓拍和集中有效地管理，系统实时记录车辆通过卡口时的彩色照片，详细记录卡口通行的车流量数据，以便为交通和公安部门分析交通情况，进一步加强交通管理，解决区域治安、交通控制等问题，提高交通防范能力提供帮助信息。

并为打击车匪路霸、盗抢和走私机动车犯罪、查缉交通肇事逃逸案件等行为，提供有效的证据。

本系统采用近年来发展迅速的计算机和数字视频等技术，以可靠、经济、实用为原则，依据公路治安卡口监摄系统的用户需求，研制出高质量、高清晰度的抓拍主机和高效率的管理工具。

系统可实现实时监视或无人值守，具有拍摄速度快、全天候作业和有效的管理手段等优点，适合在高速公路和主干道上设置使用。

“闯红灯自动记录系统”能有效治理市区的道路交通环境、打击车辆闯红灯等违法行为，并检测市区主要路口机动车辆的交通流量，该系统能及时、自动的抓拍路口违法闯红灯车辆，直观有效的提供违法证据，并实现路口全天24小时不间断视频监控。

1.1.2设计目标

系统的建设目标：

运用现代智能交通系统科学理念，采用先进的科学技术，科学的选择设备，合理地选择监控地点，充分利用高科技手段“记录”各类违法行为，为城市公安交通管理部门提供强有力的执法证据。

通过对交通违法行为的自动检测、记录和对驾驶员的处罚，进一步强化广大驾驶员的交通意识，改善交通秩序、减少交通事故、保障交通安全、提高道路的通行能力。

为交通和公安部门分析交通情况，进一步加强交通管理，解决区域治安、交通控制等问题，提高交通防范能力提供帮助信息。

并为打击车匪路霸、盗抢和走私机动车犯罪、查缉交通肇事逃逸案件等行为，提供有效的证据。

1.1.3系统设计的指导思想

系统规划

从系统的角度考虑，整体规划，优化资源，以合理的投入来获取良好的社会经济效益。

全面设计

按业主要求的内容和工期完成设计、供货、技术服务等全部任务，对系统全面精心设计，坚持“业主至上”和提供优质服务的指导思想。

突出重点

针对工程文件的要求，突出对系统的集成，科学管理、精心设计、严密组织、文明施工，体现工程质量优良的思想，确保工期目标实现。

1.1.4系统设计的基本原则

1.可靠性原则

公路车辆智能监测报警系统是一个规模大、设备复杂、使用率高的交通工程，为保障系统的科学化应用能力，保证执法的严肃性和平等原则，我们充分考虑到城市道路上车辆行驶的复杂情况，结合现场捕获违法图片的实际需要，系统每一个环节的设计都将可靠性作为首要的先决条件，选用国内外成熟的配套产品，从而确保整个系统能在室内外长时间全天候的正常运行。

2.先进性原则

作为一种先进的管理手段，整个系统必须满足交通智能化综合性管理的功能特性。

我们选用和开发的设备及控制软件，采用了先进的视频处理技术、自动控制技术、自适应技术和计算机网络与通信技术等高新技术手段，合理设计、规划与配置系统的整体结构，保证系统具有很强的生命力，而且具有不断升级和更新的能力，从而实现整个系统结构合理、技术先进、性能稳定的整体设计目标。

3.经济实用性原则

为保证系统的稳定可靠和灵活实用，我们在产品选型和集成上仔细分析研究，选择一些性能参数较高、成熟稳定、功能实用可靠、价格较为合理的产品，严格以系统工程学及其它先进理论指导设计，使系统的各部分合理配置，有机融合并尽可能的发挥设备潜力和软件功能，确保整个系统有很高的性价比。

4.可操作性原则

所有软件均采用人性化设计，汉化操作界面，直观、形象、友好醒目，可与其它系统互联互通，快速交换信息，协调运行。

键盘和显示设备安排合理，操作简单易行，工作人员经培训后能快速掌握。

5.开放性原则

本着系统的建立是为公安交通管理服务，为各级各部门提供快速、准确、灵活的综合信息支持的前提，要求各子系统的操作平台、通讯接口与协议是开放的（标准或公开的），从技术和管理体制上保障信息共享和综合利用，实现互联互通并支持二次开发或功能调整，或者与其它指挥中心的系统互联。

6.可扩展性原则

系统采用模块化结构，在功能上充分满足业主的实际需求，易于使用、管理、维护，并预留接口，易于扩展、升级。

1.1.5设计、制造及安装标准依据

Ø《中华人民共和国道路交通安全法》

Ø公安部交管局《道路交通科技发展九五计划和2010年规划》

Ø公安部、建设部《城市道路交通管理评价指标体系》（2003年版）

Ø中华人民共和国机动车号牌GA36-92

Ø公路照明技术条件JT/T367-1997

Ø《闯红灯违法自动记录系统通用技术条件》（GA/T496-2009）

Ø《公路车辆智能检测记录系统通用技术条件》（GA/T497-2009）

Ø《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T832-2009）

Ø《机动车雷达测速仪》（JJG528-2004）

Ø《机动车超速自动监测系统》（JJG527-2008）

Ø《道路违章管理管理信息代码》（GA408，2-2003）

Ø《全国道路交通管理信息数据库规范》（GA329，3-2003）

Ø《全国道路交通管理系统数据交换格式》（GA409，3-2003）

Ø《中华人民共和国公共安全行业标准》GA47-2000

Ø《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）

Ø《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-94）

Ø《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）

Ø《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65-83）

Ø《工业计算机监控系统抗干扰技术规范》（CECS81-96）

Ø《计算机信息系统安全》（GA216.1－1999）

Ø《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范》（GA267－2000）

Ø电子测量环境试验仪器总纲GB6587.1-86

Ø电子测量仪器质量检验规则GB6593-86

Ø工业产品使用说明书总则GB9969.1-1998

Ø机动车安全检测设备GB/T11798-89

Ø《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232－82

Ø电工电子产品应用环境条件贮存GB4798.1-86

Ø计算机软件产品开发文件编制指南GB8567-88

1.2产品介绍

“公路车辆高清智能监测报警系统”

传统卡口系统一般采用两部相机作为取证工具，一部拍全景，一部拍车牌特写，再在后端通过软件将两张照片合二为一，既增加了成本，又增加了系统维护量。

而本公路车辆高清智能监测报警系统采用了200W像素高清相机及卡口专用窄波雷达，不但缩减了成本，减少了系统维护量，而且对每辆车只照一张照片就可以清晰反映车辆的所有信息，包括车牌号、车牌颜色、车身颜色、驾驶人面部、周围环境等等。

在违法车辆数据的实时性、准确性可靠性上迈上了一个新台阶。

并且在违法车辆数据的存储能力、系统可靠性、检测数据的格式兼容性、通讯功能等方面均体现出充分的优越性，是一种非常适合交通领域应用的检测技术。

“闯红灯自动记录系统”

近年来随着电子技术、计算机技术的发展，通过地感线圈和视频检测来联合检测、记录机动车违章驾驶行为的电子警察系统已经成为大势所趋。

线圈与视频联合的检测方式避免了传统线圈检测完全依赖感应线圈的缺陷，传统线圈检测方式完全依赖于线圈，而镶嵌在道路中的线圈经常会因路面破损而失效，继而导致卡口系统瘫痪。

而融合了线圈与视频检测的闯红灯自动记录系统则很好的解决了这个问题。

本系统基于嵌入式硬件结构，集违法车辆检测、图片抓拍和传输为一体的综合性系统，它具有检测精度高，性能稳定可靠，安装调试方便，能有效去除行人、非机动车等因素干扰的优点。

采用地感线圈与视频联合检测方式的违法检测系统使用寿命长、维护简单，如果感应线圈失效，视频检测系统会自动开始工作，并向中心发出线圈异常的信息，待线圈修复后，系统又自动转换到线圈检测模式下。

二.公路车辆高清智能监测报警系统

公路车辆高清智能监测报警系统由车辆检测单元（窄波雷达）、高清抓拍/录像单元、网络传输单元和后台管理单元四部分组成。

图象传输单元采用光纤作为传输介质，采用带一个以太网口光端机作为数据传输设备，可以实现数据上传，指令下发功能。

中心主要由系统服务器、工作站、声光报警器、打印机等构成。

2.1系统结构图

2.2系统布局

2.2.1双向四车道布局示意图

对于双向四车道的情况，我们在同向二车道配置一台高清摄像机，安装在两条车道中间用于车辆抓拍及视频录像；每个车道配置一台卡口专用窄波雷达，用于车辆测速及精确捕捉车辆；同杆配置两台LED补光灯保证图片成像质量。

具体实现如以下示意图所示：

2车道1车道

雷达雷达

相机补光灯

雷达雷达

补光灯相机

1车道2车道

双向四车道示意图

2.2.2前端车辆通行感知单元

前端车辆通行感知单元主要由卡口专用窄波雷达、200W像素高清摄像机、工控机、辅助光源等设备构成。

采用卡口专用窄波雷达检测经过车辆，无需破坏路面，安装方便快捷，系统稳定可靠，维护量少。

雷达提供触发信号，定位准确、捕获率高，不受环境因素影响。

相机能够实现移动物体的智能背光补偿，使移动物体可以清晰地显现；能有效解决夜间车辆大灯眩光，夜间图像质量差，强烈日光下画面光照度过量、现场光线对比强烈造成画面失真等问题。

另外，我们选择与摄像机匹配的，具有性能优良、透光性好、视角较广、焦距合适的光学电子镜头，以保证所采集的车辆信息具有较高的清晰度。

2.2.3图象传输单元

图象传输单元主要采用光纤作为传输介质，所以设计采用带一个以太网口光端机作为数据和视频传输设备，可以实现数据上传，指令下发功能。

传输系统主要是实现记录图片和数据的传输。

前端检测部分记录的违法信息，可通过有线网络和无线网络进行传输。

有线网络可以是光纤、电话线、宽带接入等构成的以太网络，也可以是相应的RS232、RS485等串口点对点专线传送；无线网络可以是无线网桥，也可以是电信运营商提供的GSM、CDMA等电信网。

在不具备网络条件时，用户还可通过笔记本电脑或其它移动存储器，到现场直接提取数据来实现图片的上传和系统的管理。

考虑到系统数据传输的实时性、稳定性、安全性以及实时图像的传送，推荐采用光纤以太网通讯方式。

系统网络结构图

记录的车辆违法的图片及相关数据，通过网络自动、手动上传到中心。

同时，位于指挥中心的计算机可以与检测点的主机进行数据交换，除获取违法车辆的信息外，还可对各路段的检测主机进行远程控制，对检测参数重新进行调整。

远程传输设备可实现系统的远程管理和资源共享,也是系统正常运行的基本保障。

2.2.4中心数据管理单元

中心主要由系统服务器、工作站、声光报警器、打印机等构成。

中心管理系统是主要实现对前端设备进行管理和控制，对违法数据进行统计和处理，是电子警察视频违法自动记录系统的中枢系统。

前端产生的抓拍图片通过光纤实时地传回数据中心，由中心端专门的通讯数据分析服务器对数据进行即时处理筛选归档等，减轻了前端设备的运行压力和依赖，系统更加稳定可靠。

中心端设备构成及连接图

系统中心架构采用基于C／S方式的三层体系架构；包括指挥中心专用服务器、多个工作站、路由器和网络交换机、防火墙等设备，主要完成图片和数据信息的交换、存储、查询、统计、数据备份、违章行为的认定、报表生成和打印，以及对前端设备的管理等工作。

服务器是整个指挥中心系统的核心部分，通常选用高性能的专业级产品，通过传输设备和网络与前端的设备相连，利用相关传输软件向工作站发出信息，以提取工作站的各种相关数据及视频图片。

工作站主要完成图片和数据的统计、制表等工作，处理后的信息再返回到服务器进行存储。

同时，工作站还可调用已存储在服务器内的信息，进行数据的查询、备份等工作。

2.3系统原理

公路车辆高清智能监测报警系统使用卡口专用窄波雷达检测路面车辆通行情况。

当车辆通过雷达辐射区时，雷达将触发信号发送给工控机，工控机将抓拍指令发送给高清一体化摄像机，系统自动将采集到的图片压缩后经图像传输单元传回数据中心。

其抓拍原则是：

每通过一辆抓拍一辆，并对该处路段实行24小时不间断监控，并能进行车辆号牌布控及车辆追查。

中心主机完成车辆图像存储、图像辨识、报警处理等工作。

系统专拍原理图

2.4系统特点

本系统与目前市场上同类高清卡口系统相比，具有以下独特之处：

Ø高测速精度、高抓拍率、高识别率、高识别准确率

对于车辆速度范围在5～250km/h的测速精度达到0~-2km/h；抓拍率超过99%；号牌识别准确率不低于95%。

Ø设备高可靠、易于安装维护

前端所有设备都采用超低功耗、无风扇宽温设计，采用IP66防护等级的摄像机护罩和机柜，安全坚固，完全符合防雷、防水、防潮、防尘、防腐、防盗等要求。

施工调试简单、无需破路，大大缩短了安装和调试时间；设备数量的精简带来前端设备可靠性质的飞跃，也大大减少了维护时间。

Ø设计标准化

本系统完全依照公安部以及交通部相关标准设计，其中一些重要指标还高于其标准。

Ø开放的数据接口

系统已经预留标准的数据接口，便于与第三方综合平台的对接。

2.5系统功能

2.5.1车辆捕获

系统能够捕获经过监测路段的车辆，通过车辆车速在5km/h-250km/h范围内，捕获的图像质量清晰可辨。

Ø能够清晰辨认车辆类型、车身颜色、所载货物和所处位置。

Ø图像中有完整的车头信息，包括完整的牌照，可清晰辨别牌照颜色。

Ø车辆检测采用卡口专用窄波雷达检测方式，一旦有车辆通过，即产生触发信号，车辆检测的响应速度小于5ms，主控器收到信号后立即启动摄像机进行抓拍，捕获车辆图像信息。

Ø采用牌照自动识别技术，通过有无完整牌照的识别，自动判别获得有效图像。

Ø对于经过卡口的每一辆机动车，自动抓拍车辆图像，并记录车辆通过的信息，包括时间、地点、方向、牌照号、车速等。

图片能清楚地反映车辆牌照特征，可以用于牌照自动识别或人工辨认牌照信息；可以供人工辨认车辆的车型、颜色等信息。

Ø采用智能频闪灯+LED补光灯，可以大大的降低频闪灯对驾驶员的影响，并能对前排司乘人员的面貌特征作清晰表达。

2.5.2图像存储

Ø在输出图片时，系统自动记录的车辆通过时间、地点、车速、方向等信息叠加在图片上并进行加密处理，保证整个信息的完整性以及不可更改性。

对于不能自动识别出牌照的图片，同样保留图片，以便人工识别。

Ø图片采用通用的JPEG图像格式，并以文件方式保存在中心机房控制机的磁盘上，车辆的其他信息存入本地的数据库，同时实时上传到指挥中心。

2.5.3车辆牌照识别

识别系统可自动分析、处理车道视频流自动识别出车牌号码。

在照度充足，车牌无遮挡、无污损的情况下，能够自动识别下列类型牌照：

Ø02式个性化牌照（GA36.1-2001）；

Ø现用92式牌照（GA36-92）；

Ø数字：

0～9十个阿拉伯数字；

Ø字母：

二十六个大写英文字母A～Z；

Ø车牌颜色：

蓝、白、黑、黄；

Ø标准中规定的渝、川、贵、湘、鄂、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、冀、蒙、粤、桂、琼、津、晋、云、藏、陕、甘、青、宁、新、京以及军车、武警车、警车、港澳车内地牌照，军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成（含原老式车牌）等汉字。

2.5.4车辆测速

对于车辆速度范围在5～250km/h的测速精度达到0~-2km/h。

2.5.5联网布控

Ø联网布控是本系统的重要功能。

用于存储盗抢、肇事等嫌疑车辆信息的数据库，在卡口识别主机、公安交警支队、总队指挥中心数据库内。

在指挥中心内对嫌疑库进行统一维护和管理，并保持监测段识别主机内嫌疑车辆数据库与中心相一致。

通过对安装在高速公路或者主干道的治安卡口系统识别的车牌，实时和盗抢车辆数据库比对，及时发现被盗枪的车辆，通知治安卡口进行布防。

Ø本系统具有实时布控、紧急布控功能。

过往车辆中一旦比对有警务布控的涉嫌车辆通过，将即时报警。

2.5.6流量统计

视频违法检测记录系统能对现场的视频图像进行实时处理分析，提供多种实施交通数据信息，统计检测车辆的车流量数据，通过对车流量的统计，可以分析出当前道路的车辆数量，平均速度，为智能交通管理提供相关的基础数据。

是实现交通信息发布与交通流诱导的基础设备，是道路交通管理实现智能化的关键。

2.5.7套牌车辆比对

实时分析数据库中当前车辆的经过信息，当发现一个号牌出现在两个不可能的地方时，及时报警，通知卡口布防。

2.5.8嫌疑及违法车辆拦截

系统可专门配置卡口拦截站，用于对嫌疑和违法车辆进行拦截和处罚。

存在于卡口识别主机的本地抓拍信息库和治安嫌疑车辆数据库，进行实时比对，如识别出的号牌信息与嫌疑车辆数据库内信息匹配，则向拦截站进行报警，同时将匹配照片和记录发到拦截站，对嫌疑车辆进行现场拦截和处理，此功能可有效打击异地交通违法车辆，实现现场处罚。

2.5.9数据信息实时处理

Ø所检测的车辆信息数据保存在数据库中。

如果遇到网络故障，则在网络通讯恢复时自动将数据上传。

Ø所有通过卡口的车辆，在数据库中自动记录下通过时间、牌照号、车型、车类、车辆图片等，并与相关业务数据库自动数据比对。

过往车辆信息数据可按时段、地点、车牌、车型、速度、其他类别等进行查询。

Ø可根据业务需要进行数据统计，生成不同的流量统计、违法统计或其他统计报表，报表显示有饼图，折线图，直方图等，可生成平面图和三维图。

2.5.10系统防雷

系统设备具有防雷设施，确保在各种复杂环境下系统能够正常工作。

2.5.11软件检测报警参数可设置

可对所有卡口监测点远程登陆，方便随时进行参数修改设置。

2.5.12警务终端

警务查询监控终端操作界面简单直观、操作方便，并提供二次开发接口。

2.5.13卡口监控

每个卡口全景摄像机的视频信息记录到硬盘录像机中作为卡口监控，指挥中心即可以对该路段全天24小时不间断实时监控，也可以调阅前期录像，录像存储期限20天以上。

2.5.14故障自动检测及恢复

系统能够定时自动检测主要设备的工作状态。

如果遇到系统因意外而死机的情况，则看门狗会发挥作用，自动重新引导系统，进入工作状态。

2.5.15系统抓拍效果

卡口抓拍图片——（白天）

卡口抓拍图片——（夜间）

三.闯红灯自动记录系统

本系统采用纯视频分析模式来检测、记录机动车违章驾驶行为，基于嵌入式硬件结构，集违法车辆检测、图片抓拍和传输为一体，它具有检测精度高，性能稳定可靠，安装调试方便，能有效去除行人、非机动车等因素干扰的优点。

采用全视频分析方式的违法检测系统使用寿命长、维护非常简单。

本系统对每个违法闯红灯行为提供3张高达500万像素的违法图片。

且每张图片都能够清楚反映违法信息以及执法依据——停车线、红绿灯、车牌号码等要素，3张连续的图片即可反映车辆的违法过程，为惩治交通违章行为提供强有力的证据。

3.1系统结构图

3.2路口前端设备架构图

3.3系统功能特点

Ø纯视频检测

纯视频抓拍模式，虚拟线圈隐形布防，无需地感检测，系统安装更简单，维护更方便无需破路，可实现对多条车道的闯红灯违章车辆的自动抓拍。

Ø单向多车道监测

每个路口的每个方向能同时监测1～3车道

Ø车辆违法过程自动记录功能

对车辆每次闯红灯违法行为进行3张抓拍，反映车辆闯红灯的违法过程，并同时记录路口信息、行驶方向、违法日期、违法时间、违法车辆所在车道信息、等信息。

Ø流量统计

系统具备按车道提供流量统计的功能。

Ø路口监控

全天24小时路口监控，实时回传指挥中心，支持实时查看路口情况、录像回放，数据存储时间可达半年以上。

Ø系统提供两种数据提取方式

前端获取的违法数据在本地存储，并通过网络实时地传输到中心，中心也可通过图像下载软件进行远程下载。

Ø曝光控制

系统支持自动快门、自动光圈、自动增益控制等自动曝光控制功能。

Ø夜间自动补光

夜间光线不足时，系统自动开启补光单元，保证了获取的违法图像清晰度。

Ø断电恢复及断点续传

系统断电后具有自动恢复工作功能，系统具备断点续传功能。

Ø数据异地备份

将数据传送到中心的同时，在前端系统内置硬盘，对违法数据进行本地存储。

Ø远程控制功能

系统前端内嵌Web服务器，可通过浏览器对前端设备进行参数设置、控制、系统升级等操作，极大地方便了安装调试及运行维护工作。

Ø优异的夜间效果

系统采用CCD图像传感器，能有效避免采用COMS图像传感器夜间成像带来的拖影、噪声点大的不足。

3.4系统实拍图片

车辆闯红灯违法抓拍示意——（白天1）

车辆闯红灯违法抓拍示意——（白天2）

车辆闯红灯违法抓拍示意——（白天3）

车辆闯红灯违法抓拍示意——（夜间1）

车辆闯红灯违法抓拍示意——（夜间2）

车辆闯红灯违法抓拍示意——（夜间3）

四.系统设备预算清单

见“公路车辆高清智能监测报警系统、闯红灯自动记录系统配置清单”附件。