区间测速方案.doc

卡口区间测速系统设计方案设计方案书 技术股份有限公司二00九年五月1 区间测速系统1.1概述传统超速抓拍系统采用的是单点测速方式，测量的是车辆的瞬时速度，争议较大、容易躲避。区间测速是在高速公路某一区间（一般为20公里左右）的两端安装自动抓拍系统，记录车辆通过两端的时间，利用“速度距离/时间”公式，计算出车辆在该区间内的平均车速。为达到满意的效果，抓拍系统应具有很高的车辆捕获率和识别正确率。区间测速让驾驶员难以回避，做为处罚超速违法行为的法律依据将更有说服力。区间测速与单点测速相比有如下优势：1.监控范围大。区间测速系统由于对监控路面进行长距离监控，对该区间内行驶的机动车进行全程监控，扩大了超速监控的范围，控制了区间内整体的行车速度。2.测速精度高。区间距离为两个监测断面之间的距离，通过激光测量标定，距离误差几乎为零；机动车行驶时间为经过两个监测断面的时间差，所有断面点设备时间同步，并采用GPS时钟校时，时间误差小。3.“反监控”能力强、监控效果显著。机动车驾驶员常利用电子狗等高科技设备提前发现电子警察并进行逃避；在单点测速或监控点周边地段刹车减速，经过监控点后继续超速行驶；这类具有反监控能力的违法超速车，在区间测速系统监控下将无所遁形。4.说服力强，更容易被理解和接受。区间测速系统测速原理简单，精度高，监控范围为全区间，控制区间内的平均车速，更容易被驾驶人接受。5.可拓展性更强。根据应用的需要，区间测速系统可以扩展更多的应用功能，如：道路监控功能、治安(交通)卡口功能、交通流采集功能、非法占用路肩等违法取证功能(路肩加设备)、交通诱导功能（加诱导屏）等。1.2 系统设计原则1.2.1标准化该系统严格按照公安部颁标准公路车辆智能监测记录系统通用技术条件（GA/T 497-2004）规定的技术要求进行设计，同时，在采用高清摄像技术方面又进行了功能和性能上的扩展。 1.2.2可扩展性和兼容性由于用户以后的需求会不断发展，系统建设的数量将随之扩大，在设计上，即要在功能上推陈出新，又要兼容旧的系统，以保护用户的投资，因此我们采用模块化设计，模块间数据传输均采用标准的传输协议，任何一个模块的升级短期内都不会影响到其它模块的正常应用。 1.2.3可用性我们的方案在充分考虑用户实际情况，针对大多数用户的需要，设计出可满足各种需要的方案，并充分考虑了人为不可抗拒的其他因素造成故障的可能性；同时，也必须摒弃已经安装应用的老的系统出现的各种影响系统稳定性的技术。 1.2.4易用性系统采用嵌入式一体化抓拍主机，模块化的设计使安装使用非常方便。用户只需简单的接线，并按相应的调试程序进行安装调试就可达到最佳的应用效果。所有实时监控、牌照识别、实时上传等工作，均为完全智能控制，不用单独设置。1.2.5合理性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，最大限度地提高性能价格比。1.2.6先进性充分利用科技进步成果，采用先进设备和软件，使系统具有完备的功能，并且易于升级换代，在保证其先进性的前提下具有较长的生命周期。1.2.7实用性系统功能充分满足用户的实际需求，人机界面友好，易于使用、管理、维护、扩展。1.2.8可行性系统设计、选材、选型符合国家和地方政府的法规政策，与用户及上级管理部门的管理制度相适应，与用户在经济能力方面的实际情况相吻合。1.2.9可靠性采取选用高集成设备，采用自动检测、自动报警、自动监控和容错等技术来保证可靠性。1.2.10安全性系统具有防病毒，防误操作特性，有较强的抗干扰、抗静电能力，同时提供数据备份、恢复措施。系统还将提供用户等级权限保护，有效排除人为因素的干扰。1.3系统设计依据公路车辆智能监测记录系统通用技术条件（GA/T 497-2004）工业企业通用设计规范（GBT42-81） 电气装置安装工程施工及验收规范（BGJ232.90.92） 民用闭路监视电视系统工程技术规范（GB50198-94） 民用工业建筑电气设计规范（GJT16-92） 电视系统视频指标（CCTR RECOMMENDATION 472-3） 建筑物防雷设计规范GB50057-94工业企业通讯接地设计规范安防系统工程验收规范GA3082001中华人民共和国公共安全行业标准GA/T70-94/T74-94安全防范工程程序与要求GA/T75-94安防系统工程质量检验实施细则（试行稿）电信专用房屋设计规范YD5003941.4系统方案设计1.4.1系统原理在被测路段上设置监测区起始点A和监测区结束点B，预先测量车辆从A点到B点的行程 。A、B两点需要牌照抓拍及识别系统，检测、识别过往车辆，将通过时刻、识别结果、近景图片及全景图片发回控制中心。控制中心比对两点的识别结果，计算同一车辆由A点到B点的时间，用已知行程除以时间即可获得车辆的平均行驶速度。如下图：图1-1区间测速原理图1.4.2系统结构我公司设计的嵌入式区间测速系统由断面车辆记录子系统、中心管理子系统和网络通讯子系统三部分构成。断面车辆记录子系统断面车辆记录子系统是区间测速系统的核心部分，该子系统由嵌入式一体化抓拍主机、同步补光频闪闪光灯、车辆检测单元、网络传输单元等四部分组成。1.抓拍主机:采用自主研发的嵌入式一体化高清抓拍主机，有稳定便捷低功耗等特点。2.闪光灯：采用自主研发生产的窄脉冲频闪闪光灯，对驾驶人员影响小，使用寿命长。3.车辆检测单元：车辆检测单元雷达检测、地感线圈检测、视频检测。根据不同的需要和实际情况可以自行选择。4.网络传输单元：采用标准以太网传输，支持TCP/IP协议。一般在测速区间的两个断面分别安装一套断面车辆记录子系统，车辆经过第一个断面时，车牌被抓拍，并自动识别，同时将车牌号码、通过时间等信息上传至中心管理服务器；车辆经过第二个断面时，系统再次抓拍车牌，并自动识别，同时将车牌号码、通过时间等信息上传至中心管理服务器。通过车辆通过这两个断面的时间差和两个断面的距离，计算出车辆的平均速度。系统结构原理图如下：图1-2区间测速结构原理图中心管理子系统中心管理子系统主要实现对各个断面子系统中抓拍主机设备进行远程管理、网络的监控、车辆速度的计算、抓拍图像的处理、可疑黑名单车辆的布控、超速车辆统计、预收费车辆数据下载以及违章车辆的处罚等工作，并充分考虑与其它交通管理软件系统的接口兼容问题。中心系统还可以设立一个WEB数据库服务器，安装有ORACEL数据库，让它收集各个数据服务器上的数据，用户可以通过IE浏览器上网查询，全面统计各数据收集服务器的数据，掌握全部的卡口车辆信息。网络通信子系统网络通讯子系统主要实现各个断面车辆记录子系统和指挥中心管理子系统之间的数据和图像信息的传输。具体组网结构图如下：图1-3区间测速系统组网结构图1.4.3系统特点区间测速、智能卡口记录两项功能合二为一本系统每一个断面车辆记录子系统就是一个单独的智能卡口记录系统，可以实现智能卡口记录系统的所有功能。同一车道设置一个起始检测断面和一个结束检测断面就可以组成一个区间测速系统。对通过该车道的所有车辆进行测速，而且这种测速可以有效的避免以往单点测试容易躲避的缺点。将卡口记录系统和区间测速系统和二唯一，在同样的成本下可以实现更多的功能。采用全嵌入式结构，前端无需工控机，系统稳定可靠目前国内大多数区间测速系统均采用工控机视频采集卡的方式实现图像的抓拍和车牌识别的，这种方式在研发上较为便捷，容易实现，但欠缺稳定性，体积庞大，使用不便。计算机病毒、操作系统漏洞等都将给该系统的稳定性造成隐患。而区间测速系统的设计充分利用公司在视频图像监控领域的技术优势，主机硬件电路采用公司已在安防领域产品上应用成熟的硬件平台，并根据测速系统实际应用需要，对硬件电路进行了改进和优化，在元器件选择上全部采用工业级或军工级芯片，降低了功耗，保证了系统在恶劣条件下长时间可靠运行。抓拍主机采用LINUX操作系统，并专门针对抓拍功能需要对代码进行了裁减和优化，软件功能较为“专一”，提升了CPU的工作效率和整机的工作稳定性，系统采用软硬件双重看门狗技术，绝对避免了系统死机。嵌入式一体机工控机结构性能更稳定，适合户外恶劣环境全天候工作，工作环境温度-30 +70 工控机工作环境一般要求在 -10 +55结构紧凑，安装使用方便体积庞大，结构复杂，维护工作量大功耗更低（10M(常温下)8捕捉图像大小12801024，JPEG9可检测最高车速180km/h10捕获率99%11超速违法捕获准确率97%12号牌识别率白天99%夜间95%13测速精度符合GB21255-2007机动车测速仪标准14抓拍方式1张/车15记录内容车型、车身颜色、车牌号码、地点、车道、时间、行驶方向、单点速度，路段平均速度16摄像机1/2吋CCD, 解析度1280102417工作方式24小时全天候工作，防雨、防尘、防雷和抗电磁干扰。18防暴防窃取采用特制机箱，能有效防止暴力破坏，可有效避免数据被窃1.5系统软件介绍1.5.1客户端软件本系统由区间测速抓拍设备、系统服务器群、网络传输、智能交通平台接口、软件客户端等部分组成。客户端软件主要由实时信息、信息查询、视频预览、设备调试、车牌识别等功能组成，下面将详细介绍该软件的操作流程。启动登录安装本系统后，会在桌面上出现该程序的图标，双击该图标，系统进入主界面（如图5-1）：图5-1 主界面工具栏如图5-2所示，工具栏中列出该软件所有常用功能的快捷按钮，下面分别介绍这些功能。图5-2 工具栏连接、断开设备单击工具栏中按钮，系统会根据配置数据连接所有设备；或选中主界面中某个测速区段中的某个设备，鼠标右键单击，选择连接菜单项， 系统连接该设备。单击按钮，客户端将断开与所有设备的连接，或者选择某个设备，鼠标右键单击，选择断开菜单项，系统断开与该设备的连接。实时信息单击工具栏中按钮，客户端跳转至超速图片界面。（如图5-3）： 图5-3 超速图片浏览界面在此可以对每个测速区段的车辆的平均车速，限速，区段，车牌号等信息进行浏览和查询。各检测点图片查询单击工具栏中按钮，客户端跳转至图片查询界面，如图5-4所示：图5-4 图片查询界面单击右下角查询按钮，弹出查询条件对话框（如图5-5）：图5-5 图片查询对话框输入查询条件后，单击确定按钮，则客户端下方的列表中会显示各个检测点所有符合条件的图片信息。选择某一条记录，单击下载按钮，客户端立即从设备下载该图片并显示在图片显示框中。客户端右边显示当前图片的详细信息。视频预览/回放单击工具栏按钮，系统跳转至视频预览界面，如图5-6：图5-6视频预览/回放界面该界面支持共有五种预览方式，由上至下分别为单画面预览、四画面预览、六画面预览、九画面预览、十六画面预览，选择左侧设备名称，并选择预览方式，系统即向设备请求这一路图像，选择停止，系统停止该路图像预览。下方显示录像文件下载区，单击查询按钮，弹出查询条件对话框（如图5-7）：图5-7 录像文件信息查询对话框输入正确的查询条件，单击确定，系统立即从设备查询录像文件数据，并显示在文件信息列表中。选中某一条文件信息记录，单击下载按钮，系统开始下载该文件。单击下载全部，系统从设备下载当前条件下的所有录像文件。单击回放按钮，系统播放当前选中的文件或者提示文件未下载，提示用户先下载相应文件。系统参数配置单击状态栏按钮，客户端跳转至系统配置界面，如图5-8所示：图5-8 系统参数配置界面用户可在该界面配置文件保存路径等信息。设备参数配置单击工具栏按钮，客户端跳转至设备参数界面，如图5-9所示：图5-9设备参数配置界面该客户端支持运行参数、图像抓拍参数、视频捕获参数、摄像机参数、设备温度参数等5大类参数配置功能，用户可在图中5个属性页中分别设置这些参数。设备运行状态查询单击工具栏按钮，客户端跳转至设备运行状态界面，如图5-10所示：图5-10设备运行状态查询界面用户选择左侧已连接的设备，可以通过该界面了解抓拍设备当前的状态，以便发现设备故障时及时处理。0设备调试单击工具栏中按钮，客户端跳转至实时信息界面，并向单个断面检测设备发送命令，模拟一次抓拍事件，将图片和详细信息刷新。1操作日志管理单击工具栏按钮，客户端跳转至日志管理界面，如图5-11： 图5-11日志管理界面用户可以在管理界面中查看、删除、清除打印日志纪录，系统会根据用户配置定时删除过期的历史记录。2车牌布控单击工具栏按钮，客户端跳转至车牌布控界面，如图5-12：图5-12布控信息界面用户点击添加按钮，弹出布控信息对话框，如图5-13：图5-13布控信息对话框在布控信息对话框中添加信息和备注，完成后点击确定按钮，布控信息便添加入表格中。选择布控表中的某条信息，点击修改按钮对布控条目进行修改，如图5-14，完成后点击确定。图5-14布控信息对话框2选择已无效的布控信息点击删除按钮可将所选信息删除；单击全部清除按钮可将界面上及数据库中的布控信息清空；单击导入Excel按钮可将本地磁盘中的布控信息导入到界面中；单击查询按钮，弹出布控查询对话框，如图5-15：图5-15布控查询对话框输入正确的查询条件，单击确定，系统立即向设备查询布控信息，并显示在布控信息列表中。3车辆统计单击工具栏按钮，客户端跳转至车辆统计界面，如图5-16：图5-16 车辆统计界面用户单击查询按钮，弹出统计查询对话框，如图5-17：图5-17 统计查询对话框选择统计日期后点击确定按钮进行查询，查询成功则在界面上显示当天车辆统计信息，如图5-18：图5-18布控信息界面用户单击输出报表按钮，会将所查询当日的卡口车量统计数据以Excel表格形式输出到本地硬盘。4历史记录信息内容包括：控制点ID、控制点地址、报警类型（违章车辆、嫌疑车辆）、车辆号牌、车型、车辆通过时间、单点车速、区间车速、车辆图像等。用户可设置各种查询条件进行查询，还可以根据日期进行流量统计。5通缉信息用户可编辑报警类型和黑车牌信息。支队所属各单位如事故、车管等单位及指挥中心均可以提交车辆黑名单，经指挥中心确认后可以从集成指挥系统向指定的卡口点下发车辆黑名单。2 主要设备技术参数2.1嵌入式一体化抓拍主机 车辆捕获率：99%； 牌照识别准确率：白天99% 晚上95%； 车辆测速范围：180公里/小时； 车辆测速精度：97%； 摄像机传感器类型：逐行扫描CCD； 摄像机色彩：24位真彩色； 单路摄像机图像存储容量：100万张； 抓拍图像分辨率：12801024； 摄像机的快门速度可设范围：1/50秒 1/10000秒； 摄像机的传输方式：TCP/IP,FTP可选； 图像压缩方式：JPEG； 记录模式：1张/车； 抓拍图像及车牌识别时间：0.1秒； 报警输入：4路； 报警输出：4路； 数据接口：RS232串口2个，USB接口1个，10/100M以太网口1个，CDMA/GPRS可选； 平均无故障时间：MTBF30000小时； 平均修复时间：MTTR30分钟； 工作电压：AC220V20% 50HZ； 接地电阻：4 ； 摄像机功耗：15W； 工作温度： -30 +70； 相对湿度：95%； 嵌入式一体化主机防护等级：IP66； 满足724小时工业环境全天候连续工作要求； 满足GA/T497-2004公路车辆智能监测记录系统通用技术条件的要求。存储设备：网络存储（IP Storage）DH-ESS3016X 1) 网络存储（IP Storage）是IP视频监控系统的后端存储设备，主要满足视频监控海量存储的需求，通过无处不在的网络将前端采集并压缩后的数据进行集中管理和存储，同时能够具备数据保护、磁盘热插拔、风扇及电源冗余等可靠性要求。2) 网络存储设备结合了磁盘、RAID、SCSI、文件系统、千兆以太网、存储管理、存储虚拟化、iSCSI、网络通信等众多关键技术，并结合视频监控业务的特点进行了优化设计。3) 网络存储是从传统的IT产业切入到视频监控领域的，传统意义上的存储厂商主要定位于数据中心、文件共享、数据备份等应用领域。在视频监控应用领域，网络存储产品不同于传统意义的应用，这是因为视频监控系统产生的数据量是非常惊人的。4) 视频监控业务数字化、网络化的趋势以及人们对存储需求的不断攀升，促使各种监控设备采用后端设备进行音视频数据的存储，这就是我们通常所说的视频监控网络存储设备。项目 规格 网络接口 2个10/100/1000Mbps以太网口 存储介质16块SATA II硬盘磁盘安装 独立硬盘支架，支持硬盘热插拔数据保护 支持RAID 0、1、5存储容量 最大存储容量16TB（以1TB/硬盘计算），推荐配置成RAID5方案（即 1组/5个硬盘模式组建RAID5时实际容量为12TB）网络接入性能 800Mbps推荐接入视频路数 CIF350路，D1 120路 推荐回放视频路数 CIF 175路，D1 60路 存储协议 支持iSCSI /SAMBA/NFS/ CIFS/FTP中心管理服务器操作系统 支持Microsoft Windows 2000/XP/NT/Server2003、Linux、Unix等管理维护 内嵌GUI可通过IE等网页浏览工具进行配置管理 风扇配置 冗余双滚珠轴承风扇，MTBF10万小时 电源配置 三倍（21模式）热插拔冗余电源整机电源功耗（含硬盘） 280W350W（100V240V AC；50Hz60Hz）外形尺寸 133mm（高）X440mm（宽）X650mm（深） 工作环境 540； 10%80%RH（无凝露）贮存环境 -20+70； 5%90%RH（无结冰、无凝露） 扩展功能 最多4个DH-ESS3015A（总计75块硬盘，最大容量75TB）全局热备盘 支持2.2频闪闪光灯 频闪光源寿命：500万次； 闪光时间： 5us1ms可选； 回电时间（全光）：0.2s； 色温：5500K200K； 照射角度：55； 频闪灯功率：60WS； 闪光灯防护等级：IP66； 接地电阻：4 ； 工作温度：-30 +70； 相对湿度：95%； 工作电压：AC110V 280V；3区间测速系统前端车辆检测设备布置在国/省道卡口系统中，由于道路情况类型较多，通行车辆种类较杂，要获得良好的系统捕获率和抓拍图像，系统设备在现场的安装方式是非常重要的一个重要环节；其安装方式可以直接