智能交通高速卡口区间测速方案讲义.doc

0 108 文件编号 文件编号 由系统方案对外发布时统一管理 区间测速卡口解决方案区间测速卡口解决方案 版版 本本 号 号 VerVer 1 01 0 编编 写写 人 郑人 郑 鹏鹏 编写时间 编写时间 2013 62013 6 部部 门门 名 名 产品市场部 智能交通 审审 核核 人 人 审核时间 审核时间 1 108 修订历史 修订历史 RevisionRevision historyhistory 编号修订内容描述修订日期修订后版本号修订人批准人 1 创建创建2013 61 0郑鹏郑鹏 2 3 2 108 目 录 目目 录录 2 1 概述概述 7 1 1 系统概述 7 1 2 设计原则 8 1 3 设计依据 9 2 需求分析需求分析 11 2 1 行业现状 11 2 1 1 存在漏洞 容易规避 11 2 1 2 图片清晰度低 11 2 1 3 应用技术水平低下 11 2 1 4 系统功能扩展性差 12 2 1 5 环境适应性差 12 2 1 6 功能简单 缺乏深度应用 12 2 2 发展趋势 12 2 2 1 高清化 12 2 2 2 集成化 12 2 2 3 网络化 13 2 2 4 智能化 13 3 整体设计整体设计 14 3 1 系统架构 14 3 2 系统组成 15 3 2 1 前端采集子系统 15 3 2 2 网络传输子系统 19 3 2 3 中心管理子系统 20 4 详细设计详细设计 22 4 1 系统原理 22 4 1 1 区间测速原理 22 4 1 2 线圈检测原理 22 3 108 4 1 3 雷达检测原理 26 4 1 4 视频检测原理 27 4 2 系统功能 28 4 2 1 系统技术指标 29 4 2 2 系统功能 30 4 2 3 前端系统功能详解 31 4 2 3 1 车辆捕获功能 31 4 2 3 2 高清图像记录功能 32 4 2 3 3 速度测定功能 33 4 2 3 4 压 骑线抓拍功能 35 4 2 3 5 逆行抓拍功能 35 4 2 3 6 全天候高清成像 36 4 2 3 7 智能补光功能 36 4 2 3 8 号牌自动识别功能 36 4 2 3 9 车身颜色识别功能 38 4 2 3 10 高清录像功能 38 4 2 3 11 数据存储功能 38 4 2 3 12 图片 视频防篡改功能 38 4 2 3 13 数据传输与断点续传功能 39 4 2 3 14 远程系统管理维护功能 39 4 2 3 15 Web 数据浏览功能 40 4 3 平台软件系统设计平台软件系统设计 41 4 3 1 系统设计思路系统设计思路 41 4 3 2 系统设计亮点系统设计亮点 42 4 3 2 1 SOA 为主体的架构设计为主体的架构设计 42 4 3 2 2 业务集成的业务集成的 Web Service 框架框架 42 4 3 2 3 高性能的外场设备接入服务设计高性能的外场设备接入服务设计 43 4 3 2 4 结合结合 Ajax 和和 RIA 技术的更好用户体验技术的更好用户体验 44 4 3 3 遵循的标准与接口遵循的标准与接口 44 4 3 4 系统总体框架系统总体框架 45 4 108 4 3 4 1 系统总体架构系统总体架构 45 4 3 4 2 系统网络架构系统网络架构 47 4 3 5 系统平台组成系统平台组成 48 4 3 5 1 中心管理服务中心管理服务 CMS 48 4 3 5 2 视频流媒体转发服务视频流媒体转发服务 MTS 49 4 3 5 3 视频流媒体存储服务视频流媒体存储服务 SS 50 4 3 5 4 设备管理服务设备管理服务 DMS 51 4 3 5 5 图片控制服务图片控制服务 PCS 51 4 3 5 6 图片转发服务图片转发服务 PTS 52 4 3 5 7 4 3 5 7 主动注册服务主动注册服务 ARS ARS 53 4 3 5 8 WEB 远程管理软件远程管理软件 WMS 53 4 3 5 9 GIS 系统集成模块系统集成模块 GIS 54 4 3 5 10 网络数字矩阵软件网络数字矩阵软件 SNVD 54 4 3 5 11 市局级联网关服务模块市局级联网关服务模块 55 4 3 6 系统功能系统功能 55 4 3 6 1 视频监控功能视频监控功能 55 4 3 6 2 录像回放功能录像回放功能 56 4 3 6 3 图片监控功能图片监控功能 57 4 3 6 4 区间测速功能区间测速功能 58 4 3 6 5 车辆查询与追踪功能车辆查询与追踪功能 59 4 3 6 6 布控布控 撤控功能撤控功能 60 4 3 6 7 布撤防联动策略布撤防联动策略 61 4 3 6 8 车辆报警联动功能车辆报警联动功能 62 4 3 6 9 流量统计功能流量统计功能 62 4 3 6 10 车道占有率统计功能车道占有率统计功能 63 4 3 6 11 电子地图功能电子地图功能 64 4 3 6 12 数据手动校准功能数据手动校准功能 64 4 3 6 13 关联视频功能关联视频功能 65 4 3 6 14 历史数据查询与下载功能历史数据查询与下载功能 65 4 3 6 15 车辆比对报警功能车辆比对报警功能 65 5 108 4 3 6 16 远程系统管理功能远程系统管理功能 66 4 3 6 17 系统对时功能系统对时功能 66 4 3 6 18 基础管理功能基础管理功能 66 4 3 7 软件系统关键特色软件系统关键特色 67 4 3 7 1 多业务融合多业务融合 67 4 3 7 2 快速布控快速布控 67 4 3 7 3 录像追踪录像追踪 67 4 3 7 4 三维定位三维定位 67 4 3 7 5 预案管理预案管理 67 4 3 7 6 设备兼容设备兼容 67 4 3 7 7 多级联网多级联网 68 4 3 7 8 无线应用无线应用 68 4 3 7 9 提高的安全性提高的安全性 68 4 3 7 10 灵活的媒体存储灵活的媒体存储 68 4 3 7 11 系统部署方式系统部署方式 68 4 4 第三方软件及服务器部署第三方软件及服务器部署 69 4 4 1 系统运行环境系统运行环境 69 4 4 1 1 硬件运行环境硬件运行环境 69 4 4 1 2 软件运行环境软件运行环境 71 4 4 2 服务器能力服务器能力 71 4 4 2 1 系统能力系统能力 71 4 4 2 2 显示能力显示能力 71 4 4 2 3 管理能力管理能力 71 4 4 2 4 图片处理能力图片处理能力 72 4 4 2 5 数据库能力数据库能力 72 4 4 2 6 单电子地图容量单电子地图容量 72 4 4 2 7 校时服务器校时服务器 72 5 特点优势特点优势 74 5 1 行业内首家推出高帧率摄像机 74 5 2 自主开发的智能交通专用 ISP 算法 图像质量更优 75 6 108 5 3 接口丰富 摄像机集成度高 75 5 4 全过程数据安全加密处理 76 5 5 多重冗余的数据安全保障技术 76 5 6 全系列产品自主研发 76 5 7 全嵌入式结构 无风扇设计 全机身散热 76 5 8 摄像机内置车牌识别等智能算法 77 5 9 低功耗 适合太阳能供电 79 5 10 安装 维护简单 工作量小 79 5 11 工业级设计适应室外恶劣环境 79 5 12 前端设备的智能化 80 5 13 单车道独立运行能力 80 5 14 先进的视频检测算法 80 5 15 对光照气候环境良好的适应性 81 5 16 准确抓拍无牌或者号牌遮挡车辆 82 5 17 多车道 多车辆同时号牌识别 82 5 18 车牌识别速度快 83 5 19 车牌识别像素 角度容忍度高 83 5 20 车牌识别准确率高 83 5 21 双码流摄像机 同步支持抓拍和录像 83 5 22 强光抑制功能 84 5 23 LINUX系统防病毒 84 5 24 模块化设计 稳定性和扩展性强 84 5 25 全系统设备运行状态自动监测 85 5 26 采用工业级或军工级器件 超长寿命 85 5 27 系统扩展性好 85 5 28 解决方案灵活 最大程度满足客户需求 86 6 主要设备介绍主要设备介绍 86 6 1 高清一体化摄像机 86 6 2 镜头 87 6 3 偏振镜切换控制器 88 7 108 6 4 智能交通终端管理设备 89 6 5 智能闪光灯 91 6 6 LED 频闪灯 91 6 7 窄波平板雷达 93 6 8 车辆检测器 94 7 配置清单配置清单 97 7 1 大华设备 97 7 2 工程商自备设备 102 8 应用案例应用案例 104 8 1 伊宁县区间测速卡口项目 104 8 2 徐州区间测速卡口项目 104 9 售后服务承诺售后服务承诺 107 9 1 三级售后服务体系 108 9 2 售后服务机构和人员情况 109 1 概述概述 1 1 系统概述系统概述 近年来 随着社会经济的不断发展 人们的生活发生了天翻地覆的变化 车辆的普及程度也越来越高 但同时治安问题也越来越突出 尤其是与车辆相 关的刑事和治安案件 在此情况下 如何利用先进的科技手段来抑制交通事故 打击预防涉车案件 震慑犯罪份子 进而提高整个城市交通综合管理水平成为 了当前摆在公安交通部门面前的一道大难题 卡口系统正是在这种大环境下孕 育而生的 卡口系统通过线圈 雷达或者纯视频 都已具备单点测速功能 而 且测速精度都已经能够达到较高的水平 近几年测速功能在项目中的应用越来 越多 但实际应用也暴露出单点测速的一些缺陷 比如司机可通过提前刹车减 速来规避超速检测等 针对单点测速的这些缺陷 区间测速概念被提了出来 区间测速系统是建立在定点测速系统和车牌识别基础上的测速系统 其主 要是通过固定区间车辆的通过时间来测量在固定区间的平均速度 行驶距离为 8 108 两个测速点之间的距离 行驶时间为通过两个测速点的时间差 对高速公路的 某些区段实施全天候区间测速并进行智能化管控 按照 集中管理 实时监控 自动报警 信息共享 动态处警 的要求 利用计算机 图像处理 模式识别 远程数据访问等信息通信技术 在统一的 技术标准规范之下 通过综合平台将前端设备采集的信息逐级向上汇集 并与 其他有关公安信息资源库进行关联整合 1 2 设计原则设计原则 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 9 108 安全性安全性 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 1 3 设计依据设计依据 机动车区间测速技术规范 GAT959 2011 公路车辆智能监测记录系统验收技术规范 GAT961 2011 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 10 108 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 T 16677 1996 公路交通安全实施设计规范 JTG D81 2006 公路交通安全设施施工技术规范 JTG F71 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 11 108 2 需求分析需求分析 2 1 行业现状行业现状 目前 国内卡口系统建设已经具备了一定的规模 取得了一系列的成果 但进一步观察我们就会发现 目前存在的卡口系统很多都还是早期遗留下来的 标清卡口 并且几乎都是相对独立设置的卡口点位 信息散落在各处 无法有 效统一整合起来 正因为全国治安卡口建设目前呈现出的现状 导致了各种技术和规划部署 上的问题 这些问题日益凸显 亟待我们解决 2 1 1 存在漏洞 容易规避存在漏洞 容易规避 经过单点测速点时 司机往往通过提前刹车减速来规避超速检测 另外 单点测速一般是固定点位 司乘人员很容易别识 通过一些行为来规避检测 其对驾驶人员的行为威慑及规范功能被大大减弱 2 1 2 图片清晰度低图片清晰度低 常规标清摄像机图片像素 704 576 所能容纳的视频信息很少 由于图片 清晰度不够 会影响车牌自动识别的准确率 也无法看清司乘人员面部特征 直 接影响了公安交警部门对交通违法行为的判定以及刑事案件线索的准确性 2 1 3 应用技术水平低下应用技术水平低下 当前很多早期遗留下来的卡口系统 对于车辆特别是不按道行驶车辆的抓 拍率不高 存在不低的漏拍现象 车辆类型 大 小 客 货 车牌颜色和 车辆号牌 含汉字 数字 字母和号牌颜色 等车辆关键特征的准确识别率不 够高 卡口系统的远程监控 远程维护与远程报警 含防盗报警 以及其它网 络管理功能也不够完善 应用技术水平与相关业务工作的实际需求差异较大 2 1 4 系统功能扩展性差系统功能扩展性差 随着公安交通部门业务需求的不断深化 相关技术指标要求越来越高 以 12 108 往的标清卡口在性能指标和应用接口方面与主流标准协议的差别越来越大 可 升级扩展的余地越来越少 2 1 5 环境适应性差环境适应性差 摄像机 工控机的模式过去一度是主流的选择 但随着科技的发展 在同嵌 入式一体化相机的比较中 工控机模式的劣势日渐显露 全天侯特别是高温 雨天 雾天 白天强逆光和高速尤其是严重超速行驶等诸多情形下的系统适应 性与正常工作能力都有待于大大改善和提高 2 1 6 功能简单 缺乏深度应用功能简单 缺乏深度应用 当前遗留的大部分独立卡口 都只能进行单点的布控和对比报警功能 彼 此之间缺少信息互通 也缺乏一个统一平台将这些信息资源整合 大量的信息 资源被浪费 各解决方案商们也没有足够的有效信息资源进行应用深度挖掘 极大的延缓了行业的前进步骤 2 2 发展趋势发展趋势 2 2 1 高清化高清化 随着工业级数字高清成像技术的发展 普及 利用高清晰数字成像技术进 行治安卡口监控 可以获取更多更准确的有效信息 如车牌信息 车辆信息以 及车辆前排人员的人脸信息 以进一步拓展卡口系统的应用 2 2 2 集成化集成化 系统集成的技术路线正由原来基于工业控制计算机为系统处理核心的技术 路线向以可靠性更高 专业化程度更高的嵌入式技术路线发展 2 2 3 网络化网络化 当前已经进入高速网络时代 更快的传输速度 更大的网络带宽为卡口系 统未来的发展提供了一辆高速列车 以前高清图片 高清视频流传输等以前制 约卡口系统发展的瓶颈问题都由于网络技术的大力发展而消失 卡口系统将正 13 108 式走入一个网络化的时代 2 2 4 智能化智能化 随着现代电子信息技术的全面发展 图像采集 分析 处理及数据存储 处理 传输等技术在智能交通领域得到了越来越广泛的应用 为全面提升卡口 系统的智能化发展提供了有力保障 而卡口系统所应对的任务需求也越来越复 杂 迫切需要越来越智能化的系统来完成科技强警的目标 14 108 3 整体设计整体设计 3 1 系统架构系统架构 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 包括对监控 路面过往的每一辆机动车的前部特征图像 前排驾乘人员相貌特征和车辆全景 图像进行连续全天候实时记录 计算机根据所拍摄的图像进行车牌自动识别 并能进行车辆动态布控 对被盗抢 违法黑名单 肇事逃逸 作案嫌疑车辆 违法超速车辆等违法行为进行报警 通过公安网络将各个监控点信息传送到公 安数据处理中心 对处罚提供全景照片及车牌特写照片 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 根据具体的单 点应用 区县级应用 地市级应用 乃至省级规模的大范围联网应用来灵活部 署 强化上级部门的管理职能 突出业务部门的应用职能 做到全网资源的统 一管理 WEB 网络 存储 防火墙 核心路由器 DLP控制器 管理 存储 省监控中心 转发 车辆检 测器 闪光灯 LED灯 卡口主机 交换机 光纤发射器 光纤接 收器 光纤接 收器 汇聚交 换机 网络 存储 客户端 客户端 市监控中心 车辆检 测器 光纤发射器 智能交通终端 管理设备 智能交通终端 管理设备 闪光灯 LED灯 卡口主机 数据库 应用 管理 交换机 智能交通终端 管理设备 智能交通终端 管理设备 闪光灯 LED灯 卡口主机 闪光灯 LED灯 卡口主机 雷达 雷达 系统架构图 区间测速功能通过前端两个标准卡口点位的组合来实现 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 通 15 108 过前端两个点位的数据采集子系统来采集过车的时间 得到车辆经过该路段的 间隔时间 通过计算得出该车辆经过该路段的平均速度 对比限速值 若大于 限速值则判定车辆超速 区间测速前端点位设置图 3 2 系统组成系统组成 卡口系统主要由前端数据采集子系统 网络传输子系统 中心管理子系统 等部分组成 前端数据采集子系统通过线圈检测 雷达检测方式 或者视频跟 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传输到中心管理子系统 中心管理子系统对数据进行 集中管理 存储 共享等处理 3 2 1 前端采集子系统前端采集子系统 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 万嵌入式高清一体化摄像机 LED 频闪灯 闪光灯 智 能交通终端管理设备 以太网交换机 光传输设备等组成 200 万高清一体化摄像机 万高清一体化摄像机 系统采用的 200 万高清摄像主机 采用嵌入式 一体化结构 独特铝制外壳 外壳相当于一块大型散热片 可保证设备在高温 条件下的稳定运行 内置高性能 DSP 芯片 支持内置智能算法 可实现视频检 16 108 测 车牌自动识别功能 车辆检测器 车辆检测器 检测是否有车辆通行 通过 485 接口与主机相连 平板窄波雷达 平板窄波雷达 系统使用的雷达为大华自主研发设备 雷达波比较一般普 通雷达更窄 其优越性在于其能有效的避免相邻车道车辆的速度干扰 确保执 法取证的正确性 严肃性 唯一性 智能智能交通交通终端管理设备 终端管理设备 采用嵌入式高性能处理平台 内置大容量硬盘 可接收来至高清摄像机的 JPEG 流 H 264 视频流 并进行图片 录像的前端存 储 支持 200 万 500 万高清监控摄像机的接入 具有图片断点续传 图片录 像检索等功能 内置工业级交换机 补光灯 补光灯 当前大华卡口系统的辅助补光设备主要有闪光灯和 LED 频闪灯两 种方式 可根据前端现场的实际情况选择最佳的补光方案 LED 频闪灯采用进口封装高亮度 LED 内置灯泡全部采用原装进口的美国 CREE 灯泡 发光效率为普通补光灯的两倍以上 防护等级为 IP66 能够适应 在室外的恶劣环境下长时间无故障作业 闪光灯使用高亮 高性能灯管 通过散热型 便捷安装结构设计 具有过 压 欠压 过流保护功能 主要用于满足要求看清车牌和车内司机人脸效果等 应用 网络传输设备 网络传输设备 由以太网交换机 内置于智能交通终端管理设备中 光 传输设备等设备组成 实现前端卡口子系统到后端中心管理平台之间数据的互 联互通 嵌入式一体化摄像机和补光设备采用同杆安装的方案 该方案成本较低 安装实施方便 安装示意图如下图所示 17 108 视频型卡口同杆安装示意图 18 108 线圈型卡口同杆安装示意图 19 108 雷达卡口同杆安装示意图 3 2 2 网络传输子系统网络传输子系统 网络传输子系统主要包括交换机 光传输设备等 实现前端采集子系统与 中心管理子系统之间的数据和图像信息传输 1 光纤传输 如果线路可到达 且施工成本可以承受 推荐建设光纤链 路作为前端与中心的数据传输通道 保证数据传输的实时性和可靠性 20 108 光纤组网图 2 无线接入 使用 3G 等无线数据传输方式 不需要架设线路 推荐通 信线路无法到达或者架设线路成本较高 而卡点数据量不大 实时性要求不高 时使用 3 运营商线路 使用运营商的专用线路 以 ADSL ISDN 等方式接入 推荐卡点数据量不大 附近有运营商专线时使用 3 2 3 中心管理子系统中心管理子系统 中心管理子系统主要由设备接入 数据存储 集中管理和用户应用四大块 组成 主要实现前端数据的接收与存储 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 ORACLE 11G 数据库 提高数据的可 21 108 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 系统提供黑名单功能 实时将前端上传的图片与黑名单库 比对 发现布控车辆后通过软件界面 声音 短信等方式报警 系统按车牌 地点 车道 时间等信息 进行单条件查询 组合查询和模糊查询等 系统可 按日 周 月 年等时间段 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 中心管理子系统拓扑图如下 中心管理子系统示意图 22 108 4 详细设计详细设计 4 1 系统原理系统原理 4 1 1 区间测速原理区间测速原理 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 点的时间差 T1 用已知行程 S1 除以时间即可获 得车辆的平均行驶速度 如下图 1 1 T S v 区间测速原理图 4 1 2 线圈检测原理线圈检测原理 当车辆 金属物体 经过埋设在路面的地感线圈时 将导致地感线圈电感 值减小 电感值的变化 使得车辆检测器的 LC 振荡电路的振荡频率变化 通 过公式 可以看出 在车辆检测器中 值是一定的 来自线圈的 1 2 f LC C 值是随着有车辆 金属物体 经过而变化的 则值变化 因此有 L f 式中为无车辆 金属物体 经过时线圈的电感量 21 11 22 f L CL C 1L 为有车辆 金属物体 经过时线圈的电感量 车检器通过精确检测振荡 2LLC 电路的频率变化可以准确判断是否有车辆经过 23 108 地感线圈检测具有检测稳定可靠 检测速度准确等特点 配合高性能车辆 检测器 可以在 1ms 内检测到线圈中任一线圈发生的 0 01 的电感量变化 能 够准确地捕获车速在 5 180 公里 小时的车辆 捕获率达 99 以上 并且可以 准确地检测到经过线圈的摩托车 轿车 卡车 工程车等各种车辆 大华地感线圈检测技术具有如下优势 1 抗干扰能力强 有效地解决了相邻车道之间的干扰 极大减少了误抓现象 2 车辆检测器响应时间更短 运算速度更快 检测精度更高 3 车辆检测器采用宽温器件 受环境影响小 具有更高的工作稳定性 系统工作流程图如下 24 108 车辆通过地感线圈时 车辆检测器检测到车辆通过的信号 并根据两线圈 间距和通过的时间差计算出车辆速度 并将抓拍信号发送给摄像机 从而触发 摄像机进行抓拍 摄像机将抓拍到的图片通过网络传输至中心服务器 25 108 系统原理示意图 车辆触发 B 线圈时 系统记录下当前的时刻 TB 当车辆触发线圈 A 时 系统记录下当前的时刻 TA 同时计算车辆的速 度 其中 DB为 B 线圈与 A 线圈之间的距离 BA B B TT D S 车辆检测器给出触发信号 触发高清摄像机进行图像捕捉 同时 高清摄像机给出触发信号同步闪光灯补光 高清像机捕捉到车辆图像 并生成图像储存在主机或智能交通终端管理 设备中 系统对车辆图像进行处理 识别出车辆的信息 通过网络上传至控制中心服务 器中 4 1 3 雷达检测原理雷达检测原理 雷达检测原理 雷达检测是根据多普勒原理 波是由频率及振幅所构成 无线电波在行进 过程中 碰到物体时会反射 而且反射回来的波 其频率及振幅都会随着所碰 到的物体的移动状态而改变 若物体朝着无线电波发射的方向前进 此时所反 26 108 射回来的无线电波会被压缩 因此该电波的频率会随之增加 反之 若物体朝 着远离无线电波方向行进 则反射回来的无线电波其频率会随之减小 根据此 原理 由两个不同频率的差值 即可测出目标对雷达的径向相对运动速度 根 据发射波和接收波的时间差 可以测出目标的距离 同时用频率过滤方法检测 目标的多普勒频率谱线 滤除干扰杂波的谱线 可使雷达从强杂波中分辨出目 标信号 在使用雷达检测卡口时 如图 当车辆驶向卡口点位时 雷达反射波的 频率会增加 当车辆驶离卡口点位时 车辆反射的雷达波频率会降低 雷达根 据发射频率和接收频率的差异 判断检测区内是否有运动车辆进入 并计算出 雷达发射频率和反射频率之间的频率变化差值 依据特定的比例关系 即可精 确的计算出被测车辆的速度 fd 2 c Kfov 其中 v 为目标运动速度 c 为电磁波在空气中的传播速度 是一个常数 fo 为雷达的发射频率 是一个已知量 K 是单位换算系数为 3 6 106 fd 为测量到 的运动目标引起的多普勒频率 其测量精度由石英晶体振荡器保证 最后将计 算得到的速度值叠加到图片上 4 1 4 视频检测原理视频检测原理 视频检测是采用基于运动检测的车辆检测方法 其核心原理是通过学习建 立道路背景模型 将当前帧图像与背景模型进行背景差分得到运动前景像素点 然后对这些运动前景像素进行处理得到车辆信息 该方法效果的优劣依赖于背 景建模算法的性能 其流程图如下所示 27 108 摄像机视频序列 前景区域检测 背景更新 车辆跟踪 是否到达触发线 触发 车辆检测 是 否 车辆检测流程图 整个检测过程分为以下几个步骤 1 由高清摄像抓拍主机获取实时的视频流 2 利用背景差分算法检测运动前景 首先通过初始多帧视频图像的自学习 建立一个背景模型 然后对当前帧图像与背景模型进行差分运算 消除背景的 影响 从而获取运动目标的前景区域 3 根据背景差分运算中运动目标检测的结果 有选择性地更新背景模型 并保存背景模型 4 过滤噪声 并获取准确的车辆位置 5 运用时空信息 匹配和预测等算法 对车辆进行准确的跟踪 得到车辆 对象的运动轨迹 并保存车辆对象的轨迹信息 6 判断车辆是否到达触发线位置 如是没有到达 则进行下一帧的检测 如果到达则发出触发信号 28 108 车辆的抓拍触发综合运用了车牌检测算法和车辆检测算法 如下图 车辆到达触发线 是否有牌照输出信息 输出牌照信息对应输出车辆检测模式对应输出 是 否 车辆抓拍触发原理示意图 系统首先采用车牌检测算法 在车辆到达触发线的时刻 若系统检测到图 像中存在车牌 则触发抓拍 并进行车牌识别 对于无后车牌或后车牌遮挡的 车辆 系统无法检测到车牌 此时将启用车辆检测算法 若运动对象与系统内 建的车辆模型相匹配 则触发抓拍 并记录为无牌车辆 4 2 系统功能系统功能 系统功能及性能规划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 2009 以及 机动车区间测速技术规范 GAT959 2011 中的有关规定执行 并进行部分功能扩展 4 2 1 系统技术指标系统技术指标 指标名称指标名称指标参数指标参数 摄像机摄像机200 万逐行扫描 CCD 解析度 1600 1200 1920 1080 图片像素图片像素1600 1200 1920 1080 JPEG 29 108 高清视频分辨率高清视频分辨率 1600 1200 1920 1080 视频录像视频录像1 50 帧 秒可调 H 264 压缩方式 前端存储设备前端存储设备 1TB 容量 测速范围测速范围 线圈 0 180km h 视频 0 180km h 雷达 10 250km h 捕获率捕获率 99 号牌识别率号牌识别率 车辆号牌识别率 97 全天候号牌识别准确率 95 深浅分类准确率 80 9 种常见颜色车辆的识别率 70 测速精度测速精度 符合 GB21255 2007 机动车测速仪标准 100km h 时 误差不超过 6km h 0km h 100km h 时 误差不超 过 6 0 抓拍图片数量抓拍图片数量1 2 张 车 记录内容记录内容 车辆图片 车牌号码 车牌颜色 时间 地点 车道 行驶方向 车速 限速等 平均无故障连续工平均无故障连续工 作时间作时间 3 0000 小时以上 MTBF 工作温度工作温度 30 70 30 108 工作相对湿度工作相对湿度20 95 非凝结 工作电源工作电源220VAC 35 50Hz 10 4 2 2 系统功能系统功能 功能名称功能名称功能概述功能概述 车辆捕获功能车辆捕获功能对进入场景的车辆进行捕获抓拍 高清图像记录功能高清图像记录功能准确拍摄包含车辆正面全部细节信息的高清图像 视频检测功能视频检测功能 采用视频检测方式检测车辆通行 触发相机对通过车辆进行 抓拍记录 单点速度测定功能单点速度测定功能对进入场景的车辆进行测速 并区分超速判别处理 区间速度测定功能区间速度测定功能 对进入测速路段区间的车辆平均速度进行测定 并区分超速 判别处理 压 骑线抓拍功能压 骑线抓拍功能对行使在两车道之间 压 骑车道线的车辆进行抓拍记录 逆行抓拍功能逆行抓拍功能对违法逆行车辆进行判别抓拍 全天候高清成像全天候高清成像 有效解决雨 雪 雾天以及反光和强光直射等问题 全天候 高清成像 智能补光功能智能补光功能 通过摄像机控制 LED 补光灯或同步闪光灯进行补光 提高捕 获率 看清前排人脸特征 号牌自动识别功能号牌自动识别功能 根据捕获的目标照片 自动完成车牌号码识别和车牌颜色识 别 车身颜色识别功能车身颜色识别功能从捕获的目标图像中识别出车辆的车身颜色和颜色深浅 高清录像功能高清录像功能 实现 24 小时高清视频录像功能 视频编码格式支持主流的 H 264 31 108 数据存储功能数据存储功能 系统采集的车辆图片 违章数据 高清录像等数据支持前端 存储和中心集中存储 图片防篡改功能图片防篡改功能 支持对所有视频 图片进行水印加密处理 并可检测是否被 篡改 数据传输功能数据传输功能 通过 FTP 或 TCP IP 等多种方式将车辆图片等数据信息上传 到后端中心管理系统 断点续传功能断点续传功能 当前端网络从故障恢复正常之后 可以直接从故障点续传数 据 远程系统管理维护功远程系统管理维护功 能能 故障自动检测 权限管理功能 日志记录 自动校时 远程 维护及参数的设置等 4 2 3 前端系统功能详解前端系统功能详解 4 2 3 1 车辆捕获功能车辆捕获功能 在车辆通过时 系统能对所有经过两个断面的车辆进行捕获并自动记录车 辆图像信息 白天能清晰识别车辆牌照及整个车身的特征情况 晚上能克服车 辆迎头拍摄的前大灯眩光问题 夜间车辆牌照及整个车身特征同样清晰 系统 再将两个断面记录的图像信息关联 最终在合成的照片上叠加通行时间 区间 平均车速 地点 方向 车型等信息 全天通行车辆的图像捕获率大于 99 实拍效果如下 32 108 卡口监测系统现场实际抓拍效果图 1600 1264 卡口监测系统现场实际抓拍效果图二 1920 1144 4 2 3 2 高清图像记录功能高清图像记录功能 系统对通过监测区域的车辆记录一张高清全景图像 单点测速对超速等违 法车辆记录两个不同时刻的两张高清全景图片 系统区间测速需在机动车辆驶 入 驶出测速区间时至少各采集一张机动车全景特征图片 图片记录可清晰辨 认周边环境 车辆外观 辨认车身颜色 号牌号码 号牌颜色等信息 通行车 辆违反限速规定的 系统还应将采集的图片自动生成为一张机动车交通违法行 为图片 机动车交通违法行为图片至少应包含测速区间名称 距离 驶入时间 驶出时间 平均速度 限速值等信息 所记录的图像能清晰地反映车辆的特征 车内前排驾乘人员的脸部特征及衣着面貌 行驶车道 周围环境等 图像的编码符合 ISO IEC 15444 2000 的要求 单张分辨率 含 OSD 信息 为 1600 1264 1920 1144 压缩因子小于 70 以 JPEG 格式存储于前端终端设 备或 SD 卡内 并同时上传至中心进行存储 系统记录的车辆信息除车辆图像信息外 还包括车辆的通行信息 如时间 精确到 0 1 秒 地点 车速 限速 方向 号牌号码 号牌颜色 车身颜 色 车道号等 车辆通行信息写入关联数据库 并将相关信息叠加到图片上 抓 4 2 3 3 速度测定功能速度测定功能 系统支持单点测速及区间测速 测速精度符合 GB21255 2007 机动车测速标 准 33 108 单点测速 单点测速 测速方式包括线圈测速 雷达测速 视频测速三种 线圈 雷达测速详见系统原理部分内容 视频测速原理如下 视频检测时系统通过对视野中线和立杆水平距离 L2 以及视野下沿和立杆 水平距离 L1 的标定 并通过对视频流的分析确定车辆经过的时间 t 最终计算 出车辆的行驶速度 v 区间测速 区间测速 原理与点测速类似 选取更长的测速区间 一般在 10 15 公里 测速区间 选择要注意 中间不应有进出扎道 车辆经过第一个断面时 车牌被抓拍 并 自动识别 同时上传中心车牌号码 通过时间等信息 车辆经过第二个断面时 系统再次抓拍车牌 并进行识别 通过车辆通过这两个断面的时间差 计算出 车辆的平均速度 区间测速能很好的防止驾车人躲避熟悉测速点的问题 系统具有 24 小时实时采集机动车驶入 驶出测速区间时的每一辆机动车的 前部特征图像 前排驾乘人员相貌特征及车辆全景 特征图片的功能 区间测 34 108 速起点和终点监控设备的车辆图像捕获率大于等于 95 区间测速精度须满足 GB T 21255 2007 机动车测速仪 的要求 测速区间距离不允许有正误差 24h 内计时误差不得超过 1 0s 不会出现漏拍 误拍 错拍的现象 避免交通 管理部门执法过程中出现争议现象 4 2 3 4 压 骑线抓拍功能压 骑线抓拍功能 系统除了能抓拍在正常车道上行驶的车辆外 还具有抓拍压线 骑线等各 类不规范行驶的车辆 尤其是在高速公路上或者某些不允许变道等控制路段 采用本系统可对以上行为进行记录 有效遏制违法变道 超速等车辆 提高行 车素质 抓拍效果图如下所示 白天骑线抓拍效果图 35 108 4 2 3 5 逆行抓拍功能逆行抓拍功能 系统可对违法逆行车辆进行有效抓拍并记录 能自动判断抓拍车辆是否属 于逆行 对于逆行的图像可按违章类型进行单独区分 4 2 3 6 全天候高清成像全天候高清成像 图像抓拍时不受雨 雪 雾等天气 环境光和相临车道通行车辆的影响 在环境无雾包括雨雪天气下 监控区域内规范行驶的车辆被记录的图片能清晰 看清车辆前部所有特征 车内驾驶员 副驾驶位置情况 还能看清车辆类型 颜色和所载货物等 在环境照度比较低的情况下 例如夜晚 系统自动开启 LED 灯或闪光灯 进行补光 以增强图片亮度 保证图片足够清晰 在强光照射下 例如晴天正 午 系统会自动调整摄像机的成像模式 抑制强光影响 保证图片曝光正常 成像清晰 在逆光情况下 系统也会自动调节拍摄主体的亮度 其宽动态功能 可保证车牌依然很清晰 这样 在各种环境和气候条件下 摄像机都可以拍摄 到清晰的图片 非常有利于人工辨认和机器识别牌照信息 4 2 3 7 智能补光功能智能补光功能 补光是卡口系统的重要组成部分 关系到最终的图像质量 系统采用了高 性能 低功耗 无光污染的补光设备 配以光敏器件 白天可自动关闭 夜间 或光照弱时会自动打开 同时为了更好的提高夜间模式的捕获率和号牌识别率 在夜间情况 通过 LED 补光灯对车道进行补光 依据车牌反光原理加大了视频检测的准确性 解 决了行人 自行车 大型车辆干扰问题 通过闪光灯则可将光照打到车内 对 车内进行补光 以达到看清人脸的目的 并且还能有效抑制车大灯的强光对镜 头造成的影响 4 2 3 8 号牌自动识别功能号牌自动识别功能 系统采用国内领先的图像识别算法 对通过的所有车辆进行车辆号码识别 号牌颜色识别 车身颜色及车型等自动识别 36 108 1 号牌结构识别 系统能识别的号牌结构包括 单排字符结构的号牌 如军队用小型汽车号牌 GA36 2007 中的小型汽车 号牌 港澳入出境车号牌 教练汽车号牌等 武警用小型汽车号牌 警用汽车号牌 双排字符结构的号牌 如军用大型汽车号牌 军用摩托车号牌 武警用大 型汽车号牌 GA36 2007 中的大型汽车号牌 挂车号牌 低速汽车号牌等 2 号牌字符识别 识别的字符包括 数字 0 9 字母 A Z 省 自治区 直辖市简称 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 2012 式军牌用字符 字头如 V H K B N G J S L C 字头 号如 A B C D K P 等 间隔符如 号牌分类用汉字 警 学 领 试 挂 港 澳 超 使 武警号牌特殊字符 WJ 00 34 练 3 号牌颜色识别 系统能识别蓝 黄 白 黑四种底色的机动车号牌 系统采用车牌颜色和 视频检测技术结合的方法对车辆进行分型 对于民用车来说 蓝颜色车牌表示 的是小型车辆 而黄颜色车牌表示的是大型车辆 因此 我们首先利用车牌颜 色判断车辆类型 对于无法根据车牌颜色判别车型或者无法判断车牌颜色的情 况 利用图像分析技术来辅助区分车辆的类型 4 车辆号牌识别 号牌识别信息包含号牌结构 号牌字符 号牌颜色等信息 系统识别的车牌类型部分示例 37 108 4 2 3 9 车身颜色识别功能车身颜色识别功能 系统可自动对车身深浅和颜色进行识别 可供用户根据车身颜色来查询通 行车辆 为公安稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段 系统可自动区分出车 辆为深色车辆还是浅色车辆 并识别出 9 种常见车身颜色 9 种颜色包括 白 黑 红 黄 灰 蓝 绿 粉 棕 深浅分类准确率不小于 80 9 种常见车 身颜色识别准确率不小于 70 4 2 3 10 高清录像功能高清录像功能 系统在支持抓拍高分辨率图片的同时 能实现 24 小时高清视频录像功能 可以在白天或夜间有辅助光源的情况下实现清晰录像 视频编码格式支持主流 的 H 264 录像中能清晰地反映车辆的颜色 车辆类型 运动轨迹 并提供录 像查询 录像下载等功能 4 2 3 11 数据存储功能数据存储功能 系统采集的车辆图片 违章数据 高清录像等数据支持前端存储和中心集 中存储 前端存储设备包括抓拍摄像机内置的 SD 卡和智能交通终端管理设备内置 的大容量硬盘 系统在前端即可实现数据的备份存储功能 中心存储是将数据保存在位于后端中心的集中存储系统 如大容量磁盘阵 列等 4 2 3 12 图片 视频防篡改功能图片 视频防篡改功能 前端摄像机内置水印加密防篡改功能 利用数字水印加密技术 直接将加 38 108 密信息嵌入图片和视频数据流 也就是从数据的源头加密 断绝了前端数据被 篡改的可能性 从而确保了取证信息的准确可靠性 数据信息在前端加密后 传输环节也采用安全性非常高的加密传输方式 然后进入中心平台 中心管理软件自动对图片和视频数据进行水印验证 以确 认信息是否被篡改 也可通过单独的水印加密验证工具软件 对前端单独拷贝 出来的图片和视频进行手动验证 经源头加密 传输加密 后端验证等多重环节 图片和视频数据的安全性 得到充分保障 具有极高的可信度 4 2 3 13 数据传输与断点续传功能数据传输与断点续传功能 系统支持多种方式的数据传输 可通过 FTP 或 TCP IP 方式将车辆图片 违法图片 车辆通过信息 时间 地点 车牌号码 车身颜色等 设备监测 数据等上传到中心管理系统 也可在中心通过网络调用或下载操控前端设备存 储的数据 系统支持数据的断点续传 如因网络中断或其它故障 数据无法上传至管 理中心时 可暂时将数据存储在前端 待网络恢复后前端存储设备自动上传网 络中断期间的数据至管理中心 4 2 3 14 远程系统管理维护功能远程系统管理维护功能 系统具备故障自动检测功能 能通过软硬件自动检测系统