国内电子警察技术对比.doc

国内电子警察技术对比随着城市道路监控技术和ITS智能交通技术的发展和融合，“电子警察”已经成为缓解交通紧张、降低交通事故和隐患体现科技强警的一项重要举措。电子警察执法处罚系统具有高技术含量，可以对“超速、逆行、闯红灯、禁停、压黄线、抢占公交车道等一系列违章现象进行准确、稳定、自动、全天候的监控、执法和处罚。电子警察的出现可以大大缓解因违章行为导致交通事故增加与警力少和警务人员劳动强度大的矛盾，有效抑制的由于人为违章引起的交通事故。电子警察在国内一些大中城市经过近几年的广泛应用，技术已经很成熟，由早期单一的闯红灯抓拍演变为多项违章内容及车流量、排队长度、等待时间、车道占有率、平均速度等交通信息统计分析的监控系统。时下城市交通电子警察主要包括：机动车闯红灯违章视频监测系统、机动车超速监测系统、逆行禁行车辆监测系统、公交车道监测系统、非机动车道行车监测系统、压双黄线监测系统、紧急停车带行车监测系统、移动式车辆稽查系统、智能化多媒体网络车牌识别系统、车流量监测系统等等。市场对电子警察设备有3个基本要求： 一是违章图片或图像的清晰度。违章图片或图像是执法的惟一证据，只有清晰可辩的图片或图像才能成为证据。要求该设备能够自动适应全天候环境工作，在各种光照条件下获得满意的画面。另外，要求抓拍画面上信息量和视角要足够大，比如，管理部门普遍要求闯红灯画面上同时拍摄红灯、违章车辆(车牌)、停车线等信息。这就要求图像清晰度非常高，有效像素至少在200万左右才能获得较好的效果。普通摄像机最高有效像素大约在30万左右，画面不能满足要求。如果提高抓拍图像分辨率，如300-500万甚至更高，则一台设备就能够有效管理多个车道，对简化系统有好处。但是，像素提高则带来了图片文件尺寸增加的问题，给图片的存储和传输带来困难，因此，系统构建时应权衡像素和文件传输的矛盾。 二是设备的可靠性、稳定性。由于电子警察设备安装在室外，每天24小时、每年365天不间断运行，这就要求组成设备的部件符合全天候工作要求，设备能够在较宽温度范围(辅助全天候防护罩，一4075)和较宽的湿度范围工作，且不需维护或只需少量维护。 这些要求是普通民用设备无法满足的。这也使得电子警察抓拍设备在选型时困难很大，甚至根本选不到合适的设备，如数码相机、普通工控机等可靠性都难以满足现场对可靠性的要求。实际上，近几年各地使用情况也反映出这方面的突出问题。 三是适宜的价格。适宜的价格可以扩大设备的使用量，满足市场的潜在需求。但目前电子抓拍还普遍使用工控机在现场进行控制和文件传送，造价较高，抓拍系统整体价格难以有效控制。下面我们把市场上常见的电子警察技术做一分析对比：一、 前端设备技术对比1、 光学相机的电子警察优点：系统简单可靠、维护量小、成本低、寿命长、车牌照片比较清晰、控制单元简单、采用电子闪光灯补光夜间照片效果好、一台相机可抓拍多车道。缺点：照片采用胶卷形式，照片数量少，人工换胶卷工作量大，胶卷、照片需要冲洗，后期成本高，照片无法传输。不能连续抓拍。2、 视频摄像机的电子警察优点： 基于工业监视摄像机的电子警察方案，由于使用的是工业级摄像机，在恶劣环境下的可靠性、稳定性不存在问题，选择好的摄像机设备，可以稳定、可靠地运行数年而不出问题。 摄像机可连续抓拍，系统由工控机（或嵌入式计算机）+图像卡+I/O卡组成，照片可以传输，加牌照识别软件后可自动识别车牌号码。缺点： 摄像机存在分辨率低由于制式的原因，普通监视摄像机的分辨率最高为768 x 576，实际有效像素只有30万左右，与数码相机相差很远，使得在实际应用时，需要多部摄像机同时使用，其中一部摄像机负责拍摄包含违章证据的全景图片，其他摄像机拍摄不同车道的违章车辆牌照图片，共同构成车辆违章证据。这种案使设备成本较高，且执法证据效果差，不具说服力。 强阳光下无法辩认红灯，证据说服力不强采用LED灯补光，夜间照片效果差，无效照片多。系统由多台摄像机组成，每一车道用一台摄像机拍摄车牌，全景可共用一台摄像机，不能在一张照片中反映闯红灯的三要素，（即车牌号、停车线、红灯信号），由于摄像机的原因，不能获得高清照片，无法看清红灯是该系统的致命问题。 系统复杂、可靠性差，维护量大、成本高、寿命短、安装调试难，视频电子警察都存在路口工控机或嵌入式计算机的高温死机等现象。3、 数码相机的电子警察：优点： 照片像素高（400-1000万）、照片清晰、采用电子闪光灯补光夜间照片效果好、一台相机可抓拍多车道、成本低、能在一张照片中最佳的反映闯红灯的三要素，红灯、车牌、停车线清晰可辩、证据说服力强 照片既可路口下载，也可有线或无线传输，采用定焦数码相机方案能很好的适应新的电子警察要求，是物美价廉的方案，说服力强。 主流厂家采用嵌入式计算机控制，Linux操作系统运行稳定，在路口高温、高湿、机械震动的条件下，系统稳定性及可靠性较好。缺点： 在电子警察设备中使用的数码相机都是普通的民用数码相机，并不是为电子警察设备而专门研制的。数码相机的所有设计理念是面向消费市场，并需由人操 作，而不是工业产品，可以自动运行。民用数码相机不适用于恶劣环境中的连续工作，可靠性、稳定性都差。 数码相机的通讯协议是不公开的， 电子警察的设备制造商无法根据自己的设计对数码相机进行相应的控制，比如光圈、焦距等基本参数无法根据现场实际情况进行软件设置，对现场适应性差。 拍摄等操作基本无法用软件控制，需要对相机作大量的改造工作，要改造相机，引出快门线、聚焦线来拍摄照片，但相机人为改造后，对其可靠性也有很大的影响。 电子闪光灯的寿命没有LED补光灯长，需用经常更换，同时，闪光灯充电时间长，拍摄第二张照片时闪光灯不能闪光； 普通数码相机抓拍时滞很大，对拍摄运动物体也存在困难。快门时滞长，拍摄的第一张照片上的车辆已经冲出停车线很长一段距离；4、视频+数码的电子警察：优点：克服了视频电子警察及数码电子警察的缺点，即视频电子警察看不清红灯，数码电子警察难于连续抓拍，它是用摄像机抓拍闯红灯的过程（2-3张照片），用数码相机抓拍三要素照片（1张照片），然后组合而成一组照片（3-4张）。但是，随着数码相机的自身发展，带有连续抓拍功能的数码相机已经到处可见，、视频+数码的电子警察已经无优势可谈，它是一个过渡性产品。缺点：系统更加复杂，可靠性差，维护量大、成本高、寿命短、安装调试难，也存在路口工控机或嵌入式计算机的高温死机等现象。5、高清网络数码抓拍机电子警察：优点：专用的网络数码抓拍机外形与工业摄像机相似，其内部集成了SONY高分辨率CCD、控制机构、存储器、I/O接口、10/100M网络接口及相关控制、存储、传输软件，构成了一体化的嵌入式检测、抓拍、存储、传输结构，彻底去掉了运行不稳定的WINDOWS操作系统，极大的提高了系统的稳定性、可靠性，是结合了数码相机高分辨率（330-500万像素）、工业摄像机高可靠性、稳定性的综合优点的第四代电子警察系统。该系统实际上是一个工业级的专用数码相机，克服了民用数码相机的缺点，提高了产品的工业化、一体化水平。缺点：价格高，可靠性、稳定性还要进一步提高，产品在使用过程中发现不少问题，产家也在针对电子警察的实际需求改进产品设计。6、高清网络摄像机电子警察：优点：130-300万像素IP逐行扫描摄像机，达到HDTV的1080P效果水平分辩率大于1900线，超高灵敏度0.5luxF1.4每秒24帧实时图像（分辩率16001200）观看全景图像时可以同时放大观看局部图像，相当于局部变焦，其性能传统摄像机无法比拟。支持以太网供电（POE），通过网络线缆实现远程供电，简化设备布线，安装和维护。高性价比特别适用于需求大范围，高分辨监控的场合。如城市道路及交通卡口监控，运动车辆检测等场合。NVC200在高帧频下，实现实时高清晰数字视频监控，效果相当于6倍分辨得录传统摄像机-高相素意味着大信息量，实现所及，细微之处一览无遗。传统摄像机下无法清晰辨认的车牌，人脸，票面等无不纤毫毕现，达到高清监控目标。业界最快的高速硬件处理芯片，高清晰度，高速传送，具有其他同类产品无法比拟的先进功能。缺点：价格高，可靠性、稳定性还要进一步提高，产品在使用过程中也发现不少问题，产家正在针对电子警察的实际需求改进产品设计。 二、 检测、控制技术对比检测方式有多种，目前市场上主要使用两种，一是使用环形线圈检测方式，另一种是基于图像分析的视频检测方式。 环形线圈检测方式检测精度高，可靠性高，而且价格低，设计良好的检测方案检测精度可以到达99，但需要路面施工。目前线圈检测仍然是主流方案。 随着电子技术的发展，大规模、超大规模集成电路的发展，功能强大的数字处理芯片的出现，车辆视频检测技术取得突破并发展的相当成熟。与线圈检测技术相比所具有的优越性和高性价比已渐渐得到业内人士的公认，代表了未来车辆检测领域的发展和应用方向。视频检测的主要缺点是环境适应能力较弱，不同气候、光照条件下，工作效果差别很大。应该说，视频检测作为全天候运行还 不够实用。视频车辆检测器的主要优势：n 采用全景摄像机作为视频传感器，它无需切割破坏路面，乃至铺设很长的线圈馈线电缆，最大程度的缩短了封闭道路的时间。另外，视频虚拟线圈的位置可以根据需要任意放置，而感应线圈安装在一个位置后就不能根据路况的变化而任意移动，否则重复切割路面会严重影响道路的使用寿命。n 视频虚拟线圈的位置摆放可以根据路况任意调整，其线圈功能属性也可以根据需要进行设置，如：存在、延时、延迟、脉冲和计数。选用不同属性的线圈可以实现不同的控制需求，每路视频图像可以设置多个这样的虚拟线圈。n 感应线圈的寿命大约在25年（根据交通量及路面温度而定）,而视频检测器的使用寿命要超过10年。n 采用了数字信号处理技术（DSP）和先进算法，视频检测能够面对路面反光、车辆阴影、恶劣气候及各种光照条件的挑战，它都能够精确、可靠检测数据，真正实现全天候的检测控制。三、 远程传输单元保存在存储单元的违章图片，可以通过通讯线路自动上传控制中心。不具备传输条件的，可以由人工到电子警察设备安装处下载。远程传输根据具体情况选择适合的方案，根据发展趋势和实际情况，应优先选择网络传输方式。因为网络具有容量大，速率高、可靠性好等优点，还能与交通信号控制共用线路。很多城市的交警部门，都在重要路口与指挥中心之间敷设或租用了光纤，为建立以太网传输提供了有利的条件。对于没有光纤的场合，推荐采用电信提供的ADSL线路，实际上对系统来说，等同于1OM以太网。但线路为普通电话线，距离灵活，便于申请和施工，使用费用也不高。四、 电子警察设备的发展方向从目前市场情况来看，还没有哪一家公司提供的系统和设备能够真正满足用户期望，用