高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案V2.0-分体式毕业论文.doc

目 录 第一章第一章 系统概述系统概述 4 1 1 系统背景系统背景 4 1 2 选型依据选型依据 5 第二章第二章 系统特点系统特点 7 1 工业级 高性能 标准化 易维护 7 2 车辆抓拍定位精确 系统普适性强 7 3 多类型交通违法检测 定位 抓拍 9 4 节能环保的智能 LED 同步补光技术 10 5 融入领先的高清车辆牌照识别技术 11 6 高性能嵌入式平台产品生命周期长 12 7 无牌车辆 遮挡号牌车辆准确抓拍 12 第三章第三章 技术原理技术原理 13 3 1 视频检测原理视频检测原理 13 3 2 车牌识别原理车牌识别原理 14 第四章第四章 整体架构整体架构 15 4 1 前端子系统前端子系统 15 4 2 传输子系统传输子系统 19 1 前端带宽需求 19 2 传输接入方式 19 4 3 中心子系统中心子系统 21 4 3 1 系统结构 21 4 3 2 处理性能 23 4 3 3 后端存储 24 4 3 4 管理平台 24 第五章第五章 系统功能系统功能 27 第六章第六章 指标性能指标性能 29 6 1 前端子系统前端子系统 29 1 200 万像素高清摄像机 29 2 500 万像素高清摄像机 29 3 高清光学镜头 200 万像素 30 4 高清光学镜头 500 万像素 30 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 2 2 3636 5 智能主控机 30 6 相机防护罩 31 7 LED 频闪灯 31 6 2 中心子系统中心子系统 32 6 3 综合性指标综合性指标 33 1 200 万像素高清路口多功能闯红灯自动记录系统 33 2 500 万像素高清路口多功能闯红灯自动记录系统 34 第七章第七章 安装指导安装指导 36 7 1 技术总则技术总则 36 7 2 系统构成系统构成 36 7 3 设备外观设备外观 36 7 4 架杆规格架杆规格 36 7 5 设备架设设备架设 37 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 3 3 3636 第一章第一章 系统概述系统概述 1 1 系统背景系统背景 伴随着国内城市经济的飞速发展 城市道路规模不断扩大 机动车数量剧增 由此而导致的 城市交通拥堵不堪 交通事故频发生 造成城市居民出行效率低下 交通运行成本大幅升高 城 市环境污染日趋严重 并因此成为各大中城市交通管理者必须面对的棘手问题 城市十字路口作为大城市智能 交通系统机体的重要关节 其通行 效率如何 规划是否合理是保障整 个城市智能交通管理系统运行关键 长期以来 由于受交通设施规划滞 后和交通参与者的法规意识淡漠 警力不足等因素的困扰 十字路口 已经成为城市道路违法 交通事故 的高发区域 图 混乱的路口交通秩序图 混乱的路口交通秩序 据权威部门统计 国内大约有 60 以上的重特大交通事故发生在交叉路口 而不遵守交通信 号 不按规定车道行车 超速行车 违法压线 违法占用车道等常见的交通违法行为 则往往是 造成上述问题的元凶 因此 对城市交叉路口交通违法行为的实时监测与执法 成为有效降低交 通事故发生的一个重要措施 近几年来 除了传统的交警现场执法 纠违方式 以路口闯红灯电子警察系统为代表的非现 场执法系统被越来越广泛地应用 在一些城市 非现场执法数量占总交通执法量的比例已经达到 了 80 这一数字足以体现路口电子警察系统的重要性 同时 非现场交通执法系统的大规模应 用 不仅有效缓解了城市交通规模急速扩张所带来的警力不足问题 而且避免了传统的现场执法 所造成的执法尺度不一 人情执法 情绪执法等因素造成的不良社会影响 真正体了现向科技要 警力的无穷力量 同时解决了无人值守路口无法对违法车辆进行处罚的问题 也为交通管理部门 执法提供了科学的 标准的 统一的 实时的非现场交通执法依据 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 4 4 3636 1 2 选型依据选型依据 北京卓视智通科技有限责任公司 凭借自身在机器视觉产品与嵌入式产品的技术沉淀 以及北京卓视智通科技有限责任公司 凭借自身在机器视觉产品与嵌入式产品的技术沉淀 以及 多年在交通视频检测领域的应用经验积累 自主研发生产的卓视智通高清路口多功能闯红灯自动多年在交通视频检测领域的应用经验积累 自主研发生产的卓视智通高清路口多功能闯红灯自动 记录系统 则是新一代高清路口多功能闯红灯自动记录系统的佼佼者 记录系统 则是新一代高清路口多功能闯红灯自动记录系统的佼佼者 该系统以该系统以 500 万像素万像素 CCD 摄像机摄像机 i7 高性能嵌入式主控机为基础平台 内嵌高精度 高识别率 高性能嵌入式主控机为基础平台 内嵌高精度 高识别率 高可靠性的智能视频检测 车牌检测识别算法 辅助光源则采用了高效 绿色 节能的高可靠性的智能视频检测 车牌检测识别算法 辅助光源则采用了高效 绿色 节能的 LED 频闪频闪 补光灯 可以确保夜间以及逆光 顺光等不良光线条件下依然保持较高的系统捕获率和识别率 补光灯 可以确保夜间以及逆光 顺光等不良光线条件下依然保持较高的系统捕获率和识别率 智能一体化摄像机的抓拍数据及检测结果 采用路口分布式缓存 中心集中式存储的双重存储架智能一体化摄像机的抓拍数据及检测结果 采用路口分布式缓存 中心集中式存储的双重存储架 构 支持数据断点续传功能 可以确保系统中每台高清摄像机与分布路口智能主控机 中心平台构 支持数据断点续传功能 可以确保系统中每台高清摄像机与分布路口智能主控机 中心平台 之间任意通讯链路中断时 检测数据及图片 录像不会丢失 待通讯恢复正常后即自动启动断点之间任意通讯链路中断时 检测数据及图片 录像不会丢失 待通讯恢复正常后即自动启动断点 续传功能 将中断传输的数据补充上传 续传功能 将中断传输的数据补充上传 图 前端数据传输流程图 前端数据传输流程 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 5 5 3636 1 台台 500 万像素万像素 CCD 高清摄像机高清摄像机 智能主控机 可以实现对一个标准智能主控机 可以实现对一个标准 3 车道路口断面进行完整车道路口断面进行完整 覆盖 可同步完成 高清实时检测 红灯信号识别 车辆轨迹分析 车辆牌照定位 过车记录抓覆盖 可同步完成 高清实时检测 红灯信号识别 车辆轨迹分析 车辆牌照定位 过车记录抓 拍 违法车辆抓拍 牌照自动识别 监测结果记录 监测数据上传 实时通讯等复杂的前端分析拍 违法车辆抓拍 牌照自动识别 监测结果记录 监测数据上传 实时通讯等复杂的前端分析 和管理功能 和管理功能 可同步实现的路口监测功能主要包括 多类型闯红灯 直行闯红灯 左转弯闯红灯 右转弯闯 红灯 混行道闯红灯 不按规定车道行车 直行道左右转弯 转弯道直行借道 压线行车 压白黄实线 压双黄线 违法占用车道 社会车辆占用非机动道 占用公交专用道 占用应 急车道 以及车辆闯禁行 车辆逆行 异常停车 违法掉头 闯黄灯 闯绿灯等交通违法行为和 异常交通事件 并且可以提供实时路口交通参数检测和统计功能 系统同时提供 H 264 编码实时 双码流高清视频监控 交通卡口抓拍 准确记录交通违法或交通事件抓拍过程图片以及触发式短 录像 设备管理及通讯等多种综合监测功能 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 6 6 3636 第二章第二章 系统特点系统特点 1 工业级 高性能 工业级 高性能 标准化 易维护标准化 易维护 本系统采用工业级高清摄像机和嵌入式智能主控机 主控机采用了 INTEL i7 高性能通用计算 机处理器 并基于工业级标准设计制造 总体功耗仅 30W 左右 能够充分适应 20 60 温室 外工况环境 具有稳定 高效 节能的特点 1 台 500 万像素高清摄像机 智能主控机 最多可同时覆盖一个标准 1 3 车道路口断面 系统 采用基于高清数字视频流的大区域交通视频检测技术 对所关注路口的交通流进行视频检测分析 自动检测车辆违法 交通卡口抓拍 交通参数以及异常交通事件 系统集视频采集 目标分离 动态跟踪 异常目标触发 报警输出 视频红灯检测 双码流视频监控 数据存储于一身 而不 需要依赖外部的车辆触发或检测技术 与采用传统技术的电子警察产品相比具有 全工业级设计 宽温 集成度高 前端系统结构 简单 施工安装方便 后期维护量少等特点 2 车辆抓拍定位精确 系统普适性车辆抓拍定位精确 系统普适性强强 系统采用 10 帧以上的 500 万高清 CCD 摄像机 能够准确跟踪 定位交通违法车辆 并清 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 7 7 3636 图 闯红灯违法抓拍技术要素图 闯红灯违法抓拍技术要素 晰描绘违法车辆的行驶轨迹 充分满足 公路车辆智能监测记录系统通用技术条件 GA T497 2009 道路交通安全违法行为图像取证技术规范 GA T 832 2009 闯红灯自动记录系 统通用技术条件 GA T496 2009 等规范中对于违法车辆抓拍过程的技术要求 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 8 8 3636 采用基于车辆建模的目标检测算法 通过对各种车辆进行建模 采用机器学习的机制 结 图 车辆目标轨迹跟踪图 车辆目标轨迹跟踪 合人眼视觉的特点 借助于高清图像的高分辨率 车辆目标检测算法 能够很好的处理车辆之间 的粘连 实现有效的车辆目标检测分割 能够避免常见的运动目标检测技术在摄像机高度低 车 流量大 跟车距离小 阴影及反光干扰明显的条件下出现的车辆粘连问题 3 多类型交通违法检测 定位 抓拍多类型交通违法检测 定位 抓拍 采用全区域动态目标跟踪检测技术 而不是常规的以虚拟线圈为代表的被动式检测技术 系统 可以对进入检测视域目标进行全程的跟踪判定 而不是被动触发方式 系统不仅能够完成闯红灯 等抓拍位置相对固定的交通违法行为 还可以对压黄白实线 不按规定车道行车 违法掉头等车 辆轨迹不规则的交通违法行为进行准确检测 抓拍和记录 系统在准确感应信号灯相位的基础上 对车辆跟踪判定过程分为 目标分离 目标轨迹跟踪 一致性处理 目标预警 异常行为捕获并 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 9 9 3636 记录 图 轨迹跟踪与压线违法抓拍图 轨迹跟踪与压线违法抓拍 4 节能环保的智能节能环保的智能 LED 同步补光技术同步补光技术 传统的闯红灯电子警察系统车牌补光通常使用 气体闪光灯或普通 LED 补光灯两种方式 气 体闪光灯具有亮度高 穿透力强的优点 但对于反方向正常行驶车辆司机眼睛刺激较大 容易造 成事故隐患 因此部分地区已经明令禁止 LED 实时补光灯因光线相对柔和被普遍采用 其缺点是须夜间常亮 而通常电子警察项目补 光灯使用规模比较大 因此 对实际使用寿命和功耗关注度很高 1 台 LED 补光灯正常工作功率 通常可达 50 80W 长时间持续工作不仅影响系统使用寿命 而且也不利于环保节能的技术要求 同时 由于普通市电工作频率为 50HZ 而摄像机抓拍帧率则往往为 8 15 帧 这就造成了实际项目 中 会出现由于视频采集帧率周期与市电的频率变化周期不同步 使得图像出现忽明忽暗和图片 中周期性红灯信号变黑的问题 严重影响到系统检测质量和执法证据的有效性 本系统中采用了电源频率同步技术 通过同步电源模块将摄像机实际工作帧率 红灯信号 市电频率进行同步 即 要求 50HZ 能够被帧率数整除 LED 频闪灯只在相机快门工作的一瞬间 进行高亮度补光 因此 远低于传统的每秒 50 次的闪光频率 大幅降低了实际功率消耗并延长了 实际使用寿命 而由于视觉暂存的原理 在现场普通的肉眼看上去 LED 光源仍然是近乎常亮 因 此不 会产生刺眼的感觉 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 1010 3636 图 信号同步原理图 信号同步原理 5 融入领先的高清车辆牌照识别技术融入领先的高清车辆牌照识别技术 系统采用全新百万像素高清牌照检测识别技术 首先采用动态车辆定位技术进行预处理 然 后进行车辆的牌照定位 车牌分割 字符切分和识别流程 与传统的拍照定位技术相比 降低系 统的运算量 大幅提高了车牌照定位效率和识别的处理效率 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 1111 3636 图 车辆定位及牌照定位识别图 车辆定位及牌照定位识别 6 高性能嵌入式平台产品生命周期长高性能嵌入式平台产品生命周期长 与一般嵌入式 DSP 主机或智能摄像机系统运算性能量体裁衣设计不同 该系统采用了高性能 I7 通用 CPU 架构设计 不仅能够完成目前该系统所涉及的路口交通违法抓拍 交通参数检测 交 通事件检测 高清视频监控等多种复杂的系统功能 而且预留充足的系统升级空间 对未来一段 时期内的系统升级需求也能更好响应 能够更好的保护用户投资 延长系统的实际生命周期 7 无牌车辆 遮挡号牌车辆无牌车辆 遮挡号牌车辆准确抓拍准确抓拍 由于采用了车辆模型识别 车牌定位以及目标动态跟踪分析技术 因此 系统具备对无牌车 辆和遮挡号牌车辆的检测和抓拍能力 系统可以将无牌车或遮挡号牌的车辆抓拍数据以独立的目 录保存 并支持上端管理平台按照车辆检测地点 过车时间等技术要素进行远程查询 检索 图 无牌车辆检测及抓拍图 无牌车辆检测及抓拍 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 1212 3636 第三章第三章 技术原理技术原理 视频检测原理视频检测原理 卓视智通高清路口多功能闯红灯自动记录系统 针对城市道路大流量道路的具体特点 采用 五百万像素高清数字摄像机实时视频流 利用先进的数字图像处理技术 模式识别技术 车辆检 测技术 红灯信号识别技术等结合交通工程学的要求 实现车辆的检测 跟踪 识别与高精度抓 拍 作为专用于路口闯红灯电子警察系统而言 如果说 CCD 成像技术是其眼睛 那么视频检测处 理则是系统的大脑 是本系统中的最关键部分和最核心单元 结合多年的交通行业智能视频分析产品研发和实际应用经验 我公司已研究出一套非常成熟 的视频检测核心算法 其主要工作原理如下 首先进行高清的图像的预处理 去掉图像 的抖动和噪声 得到稳定纯净的视频图像 根据摄像机物理参数 对视频流进行坐标 标定 随后基于视频流进行目标的检测和提取 提取出视频图像 中的活动目标 这些目标可能包括车辆目标也包括行人 摩托车 自行车等 随后逐帧对视频图像中的目标进行持 续跟踪 对上述目标关键特征进行分析 如目标类型 目标大小 目标速度 目标颜色等 对于车辆目标更要对其车辆号牌 号码 颜色 类型等进行分别记录与跟踪 从而得到目标 的完整描述 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 1313 3636 根据目标的跟踪列表 对目标进行分类 区分行人 汽车 摩托车等类型 根据用户配置的功能 对无效目标进行技术过滤 并结合用户设定的违法规则进行抓拍 根据完整 准确的目标历史跟踪轨迹数据 结合系统配置的检测规则进行目标违法行为的判 定 对于闯红灯违法 单行线违法 应急车道违法 非机动车道违法 导流带违法 违法调头 未按照指示标线行驶等多种交通违法行为 只需根据跟踪列表和配置规则进行简单的规则判定即 可 对于交通参数检测 交通事件分析也完全可以基于上述规则准确获取 这就保证了系统在增 加多种检测功能时 并不需要增加太多的计算复杂度 即可实现多种检测功能并行运算 3 2 车牌识别车牌识别原理原理 采用视频触发方法进行车牌识别 通过运 动检测 目标跟踪 车辆底边检测 车灯检 测跟踪 边缘检测等技术 进行车辆的定位 和车牌粗定位 结合摄像机标定进行车牌校 正 从而实现高速和高识别率的车牌识别 通过运动检测 目标跟踪 车辆底边检测 边缘检测等技术进行车辆的定位和车牌的粗 定位 能够有效提高车牌定位的准确性和定 位速度 结合摄像机标定技术进行车牌矫正 相比传统车牌矫正方法也更有优势 同时基于视频流多帧连续的优势 在识别 过程中我们采用了多帧识别结果对比评估机 制 系统默认将识别可信度最高的识别数据 作为唯一识别结果进行输出 从而提高了系 统车牌识别的精度 图 车牌识别流程示意图图 车牌识别流程示意图 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 1414 3636 整体架构整体架构 图 系统架构示意图图 系统架构示意图 系统由前端信子系统 传输子系统及中心子系统三部分组成 前端子系统前端子系统 主要功能为信息采集 视频车辆检测 通讯 即采集并记录所有经过断面的机动车等信息 对 经过的车辆进行车牌识别 采集断面机动车的图片和数据信息 并与信息中心通讯 前端子系统主要包括 500 万 CCD 高清摄像机及 500 万像素高清镜头 智能主控机 LED 频闪 补光灯及控制器 室外型防护罩 高性能智能主控机 浪涌保护器及电源 数字防雷器等主要部 件 视频采集视频采集 采用 DSP 嵌入式 500 万像素 CCD 高清摄像机 I7 高性能嵌入式智能主控机 作为路口前端图 像采集和智能交通视频分析设备 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 1515 3636 检测方式检测方式 采用纯高清视频流监测触发 准确捕获车辆通过时间 位置 车辆牌照自动识别 纯视频识 别红灯信号 抓拍性能抓拍性能 采用 500 万像素 CCD 高清摄像机进行抓拍 单张图片分辨率高达 2448 H 2048 V 可 根据违法车辆轨迹精确抓拍反映车辆动态违法过程的三张图片 且能够自动合成一个图像文件进 行存储 图片格式按公安部标准采用 JPEG 格式 系统可自动按照要求以 2X2 或 3X1 模式合成的非现场执法证据图片 可采用水印防伪或者 MD 防伪验证技术 确保图片不会被人为篡改 智能主控机智能主控机 采用高性能 低功耗嵌入式主机 散热好 稳定性高 系统采用 Windows 操作系统 界面友 好 操作简便 适用于高温 高湿 室外等恶劣环境 主机可完成高清视频检测 高清车辆抓拍 和车牌识别 高清视频录像存储 视频转发 图片合成及存储 图像优化及车牌二次识别等功能 系统如果采用 3G WIFI 等低带宽传输方式时前端必须配备智能主控机 用于定期数据 图片 视频流的循环存储 以防通讯不畅或者无法正常通讯时前端系统无法正常检测 LED 频闪灯频闪灯 使用高效率 寿命长的 LED 频闪灯作为补光设备 避免了对驾驶人员及行人造成影响 同时 补光灯采用频闪同步技术 将摄像机实际工作帧率与频闪灯频率进行同步 在确保补光效果的前 提下大幅降低了实际功耗 使其更加节能 环保 长效 数据汇集数据汇集 系统前端数据汇集采用多业务大缓存光纤收发器完成 具备以太网信号 RS232 信号 I O 开 关量信号等多类型信息汇聚传输能力 能够通过网管系统实时监测前端设备工作状态 采用以太 网通讯和低速率 开关量信号隔离传输方式 当前端设备网络通讯不畅时 并可通过开关量信号 对前端设备进行远程电源复位 采集系统与监控中心服务器采用专网传输 在网络条件许可情况下 可以通过后台管理机观 看前端高清摄像机 智能主控机的实时监控画面 多车道抓拍多车道抓拍 高清摄像机 智能主控机具备多车道抓拍能力 即根据需要可由一台摄像机进行 1 3 个方 向的交通违法抓拍任务 系统采用轨迹跟踪技术 可防止相反方向车辆误拍 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 1616 3636 卡口功能卡口功能 路口多功能闯红灯自动记录系统 具有车辆卡口抓拍功能 即 可对每一辆通过路口断 面的车辆进行尾牌检测 抓拍 识别 对闯红灯车及其他常见交通违规行为车辆抓拍三张照 片 对于正常卡口车辆抓拍一张照片 4 1 1 任务目标任务目标 北京卓视智通高清路口多功能闯红灯自动记录系统 主要实现的任务如下 北京卓视智通高清路口多功能闯红灯自动记录系统 主要实现的任务如下 1 对闯红灯车辆在停车线前与线后都要抓拍 用于记录违法车辆完整的违法行车轨迹 2 闯红灯违法取证图片中 须能看到清楚的红绿灯状态 停车线 和违法车辆及行车轨迹 3 对所有经过被路口断面的车辆进行尾牌抓拍与车牌识别 4 对于其他交通违法行为 如 压线 不按规定车道行驶 也都将按照取证规范提供交通违法 前 违法行车中 违法过程结束三张照片 清晰记录车辆违法整个过程 5 对于绿灯 黄灯期间通过路口的车辆逐一进行尾牌抓拍 并可自动识别车牌特征 能够看清 车身特征 车标特征等车辆要素 图 前端路口设备架设示意图图 前端路口设备架设示意图 4 1 2 前端存储前端存储 每个路口采用嵌入式智能主控机内置 2 0T 工业级硬盘 可以对路口四个方向数据进行集中存 储 包括 交通违法抓拍图片 卡口车辆数据 交通流量数据 高清实时录像等 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 1717 3636 1 1 交通违法车辆抓拍图片交通违法车辆抓拍图片 交通违法记录的图片为 24 位真彩色 每幅图片不低于 500 万像素 合成后的违法图片不大于 2MB 当通信出现故障时 设备前端具备存储 100000 条以上违法合成数据的能力所需的空间如下 图片 图片 2M 1000002M 100000 条条 1024 195GB 1024 195GB 2 2 卡口车辆抓拍图片及数据卡口车辆抓拍图片及数据 交通违法记录的图片为 24 位真彩色 每幅图片不低于 500 万像素 合成后的违法图片不大于 1MB 当通信出现故障时 设备前端具备存储 100000 条以上违法数据的能力所需的空间如下 图片 图片 1M 1000001M 100000 条条 1024 98GB 1024 98GB 数据 数据 0 9K 1000000 9K 100000 条条 1024 1024 0 17G 1024 1024 0 17G 3 3 高清实时录像高清实时录像 按每路口 4 台高清智能相机一天 24 小时录像 录像视频码流每 2 分钟不超过 20M 的视频质量 计算 则 15 天记录所需的存储空间为 录像 录像 20M 12020M 120 秒秒 3600 3600 秒秒 24 24 小时小时 15 15 天天 4 4 路路 0 9 0 9 损失率 损失率 1024M 938GB 1024M 938GB 4 4 总的存储空间为 总的存储空间为 195G 146G 0 17G195G 146G 0 17G 938G 1279G 938G 1279G 1 3T 1 3T 充分考虑数据存储的冗余性 前端路口嵌入式智能控制主机标配 2 T 硬盘 可以满足上述存储 需求 4 1 3 设备配置设备配置 根据目前城市路口车道分布情况 以及高清摄像机 智能主控机的系统处理性能 本系统路口 主要设备清单可分为 3 种基本配置模式 详细的系统清单请参考本方案中 系统工程清单 一章 单方向单方向 2 车道车道 单方 2 车道的情况下 系统配置如下 1 台 200 万像素高清摄像机 1 2 台 LED 频闪灯 视补光灯功率和视角而定 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 1818 3636 1 台嵌入式前端主控机 标配 2T 硬盘 选配 最大可支持 4 路 200 万 CCD 高清摄像机 附件 防护罩 工频同步模块 工业级网络交换机 网络及电源防雷器 基本电器部件及后 备式电源供电系统等 2 单方向单方向 3 车道车道 单方 3 条车道的情况下 系统配置如下 1 台 500 万像素高清摄像机 2 3 台 LED 频闪灯 视补光灯功率和视角而定 1 台嵌入式前端主控机 标配 2T 硬盘 选配 最大可支持 4 路 500 万 CCD 高清摄像机 附件 防护罩 工频同步模块 工业级网络交换机 网络及电源防雷器 基本电器部件及后 备式电源供电系统等 3 单方向单方向 4 5 车道车道 单方 4 5 车道的情况下 系统配置如下 1 台 200 万像素高清摄像机 1 台 500 万像素高清摄像机 3 台或以上 LED 频闪灯 视补光灯功率和视角而定 2 台嵌入式前端主控机 每台标配 2T 硬盘 选配 最大可支持 4 路 500 万 CCD 高清摄像机及 4 路 200 万 CCD 高清摄像机 传输子系统传输子系统 完成前端子系统与中心子系统之间的高速通信 传输前端子系统所采集的各种数据 图片及 视频流 满足系统对分布式存储在各前端信息采集子系统内的各种数据的调用 1 前端带宽需求前端带宽需求 本系统的前端子系统主要带宽需求参考如下 本系统的前端子系统主要带宽需求参考如下 对于系统前端带宽需求的计算 初步按照双向 4 车道 200W 相机覆盖 2 车道 每车道每秒 钟各抓拍一辆车 单张图片数据大小为 300KB 两车道数据量为 4 8Mbps 路 按每台摄像机 附带 H 264 编码高清视频 带宽为 8Mbps 路 最大带宽占用 4 8Mbps 8Mbps 2 25 6Mbps 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 1919 3636 双向 6 车道 500W 相机覆盖 3 车道 每车道每秒钟各抓拍一辆车 单张图片数据大小为 500KB 三车道数据量为 11 7Mbps 路 按每台摄像机附带 H 264 编码高清视频 带宽为 8Mbps 路 最大带宽占用 11 7Mbps 8Mbps 2 39 4Mbps 2 传输接入方式传输接入方式 本系统传输方式采用基于光纤技术多业务综合传输系统 其主要优势如下 本系统传输方式采用基于光纤技术多业务综合传输系统 其主要优势如下 多业务带缓存光纤传输系统是高可靠 高集成 设计简单 性能稳定性价比高的多业务光传 输设备 可在单芯光纤上独立传输以太网业务 开关量信号以及低速数据业务等多种业务 当出现网络风暴时开关量信号 低速数据业务仍可有效传输 利用此优势 当前端网络摄像 机卡死时 可以通过前端设备的报警接出端子 接入开关量用于对摄像机电源的控制 通过 网管对开关量的控制 实现对前端网络摄像机的远程重启 极大的保证了系统的稳定性 多业务带缓存光纤收发器带有缓存功能 采用网络缓冲平滑处理技术 对高清网络摄像机的 网络流整形和流控 避免了在网络传输过程中因传输码流过大导致的网络阻塞和设备瘫痪 多业务带缓存光纤收发器是针对监控高清网络视频信号进行设计的产品 在传输过程中对视 图 多业务综合传输网管系统图 多业务综合传输网管系统 频信号不做任何拆封包的处理 使视频信号可以最快速的传输至监控机房接收设备 减少传 输过程中造成的非实时性 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 2020 3636 中心接收端采用数字矩阵机架 采用支持热拔插的插卡式结构设计 取代了传统的二次汇聚 型交换机的功能并不造成任何传输延时 支持三层路由 所有视频信号汇聚至千兆网口进行 输出 使视频监控系统可独立运行 避免了传统模式中核心交换机其他业务出现问题从而影 响视频信号质量的问题 数字矩阵机架带有网管功能 可对前端接入业务和光纤链路进行管理 实时了解设备运行状 态 高效的保证了故障的快速定位恢复 4 3 中心子系统中心子系统 系统结构系统结构 中心子系统是核心业务处理中心 完成数据信息和图片的接收 处理及存储 实时展示各系 统和前端采集设备的状态以及对系统的日常管理 根据实时车辆信息 进行黑名单比对 套牌车 检测 行驶轨迹分析 跟车关联分析等业务处理 完成对车辆布控等实战功能 能够根据业务要求 提 供综合查询功能 为业务分析提供参考依据 中心子系统的硬件构架主要是由接入服务器 WEB 服务器 数据服务器 磁盘阵列 客户端 及本地网络设备等部分组成 图 中心子系统架构示意图图 中心子系统架构示意图 接入服务器接入服务器 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 2121 3636 文件服务器是连接前端和后端平台业务的桥梁 它主要负责实时过车数据的解析 接收 存 储 转发 以及报警功能 具体功能如下 接收前端智能一体机或者智能主控机的过车信息和高清图片 识别超速车辆 生成违章信息 通过比对布控车辆库 实现对布控车辆包括黑名单 白名单及各类违章车辆的识别 生成报 警信息上传中心 在数据库服务器中写入正常过车及布控 违章车辆信息 在磁盘阵列中存储车辆图片 给管理中心和 WEB 客户端发送正常过车 超速过车 布控过车的车辆信息 及指定的实时过 车图片 实现第三方平台的联动 本系统中接入服务器负载能力为 每 50 路 500 万高清智能机或者每 100 路 200 万像素高清摄 像机 智能主控机配备一台 主要用于接收前端智能机违法抓拍图片 卡口图片 车辆数据 前端 设备配置信息 身份认证管理信息等功能 接入服务器可通过系统数据库共享或者 SDK 方式直接 与指挥中心上端管理服务器实现数据上传和数据共享 实时将前端子系统违章抓拍 识别数据上 传交管局指挥中心综合业务平台执法数据库 进行非现场交通违章执法取证支持 Web 服务器服务器 主要负责整个平台的系统配置和业务功能 为其他模块提供验证服务 接收文件服务器上传 的实时过车信息 获取前端设备单元的运行状态 负责数据转发 响应访问用户的操作请求 提供 用户的登录认证服务 管理当前访问的用户权限 配置管理单位 车道 用户等资源信息 监测前端设备 包括终端服务器 高清摄像机 智能主控机 车检器 线圈等的运行状态 接收实时过车图片 接收所有正常过车 超速过车 布控过车等信息 实现机动车 非机动车 违章过车 异常牌照等信息的查询和图片校对下载功能 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 2222 3636 实现多种模式的车流统计功能 各种车辆信息的分析功能 电子地图功能 为 WEB 客户端提供登录服务 为 WEB 客户端提供车辆信息的查询 统计服务 数据服务器 提供数据库管理软件的安装平台 控制对数据库管理系统数据访问权限 为数据查询 统计 及运算等数据操作提供内存空间 并和其他数据库服务器共同承担因数据操作带来的工作压力 实现负荷均衡和性能上的优化 磁盘阵列磁盘阵列 将多个高性能大容量组织成阵列的方式 以某种优良的数据存储技术来存储海量数据 并对 海量数据实现优化管理 以达到数据扩容的功能和提供最优的数据服务性能 实现车辆图片 的存储管理 通过 FTP 服务器为客户端提供图片查询下载服务 存储介质管理 应当可实现对目前多种主流存储设备的接入 并可管理存储空间 存储策略 客户端客户端 部署 Web 客户端 或者 C S 客户端 配置管理单位 卡口 车道 用户等资源信息 接收实时过车图片 接收所有正常过车 超速过车 布控过车等信息 实现机动车 非机动车 违章过车 异常牌照等信息的查询和图片校对下载功能 实现多种模式的车流统计功能 实现各种车辆信息的分析功能 监控人员通过客户端主机操作中心交通综合管理平台软件 对数据进行日常交通业务管理 数 据查询 资料整理 交通违法处罚等等操作 4 3 2 处理性能处理性能 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 2323 3636 对于后台数据库服务器数据吞吐性能的设计 根据试验测试结果 现阶段常用高性能 PC 服 务器 Intel Xeon E5 2400 系列处理器 2 颗 主频 1 7GHz 核数 4 核 芯片组 Intel C600 芯片组内存 配置内存 64GB windows2003server 操作系统 每秒钟最多能够负荷 10 张图片的 写入速度 每小时 36000 张图片写入速度 按照道路高峰时期道路流量计算 后台配置 2 台数据 库服务器 1 1 备份 可以满足 36000 张图片 小时的写入速度 即 36000 辆机动车 小时的通 行能力 平均到 XX 个车道 可以满足每车道 1800 辆机动车 高峰小时的通行能力 基本能满足设 计要求 4 3 3 后端存储后端存储 本系统采用技术领先 IP SAN 存储方式 可根据最终系统的规模实现分布存储 虚拟化集中管 理 录像存储采用高清网络摄像机到 IP SAN 端到端的存储 通过视频监控专网完成传输和转发交 换而不是服务器进行转发 有效避免存储服务器所带来的存储的可靠性问题 避免大量部署流媒 体转发服务器而造成管理困难 维护困难 能耗大 占用大量机房空间等问题 录像数据采用更 先进的数据块存储 录像数据可以即时回放 随时录随时看 不存在文件形成的时间周期问题 本系统主要存储类型及容量测算方法如下 1 路口卡口照片容量计算路口卡口照片容量计算 车流量按 10000 条 天 车道计算 车道数共 xxx 条条 图片存储要求保存半年天半年天 每辆车 2 张图 片 每张图片的大小为 0 3MB 照片存储容量照片存储容量 xxx TB 10000 车次车次 xxx 车道车道 2 张张 0 3MB 180 天天 1024 1024 2 高清视频录像容量计算高清视频录像容量计算 xx 路路高清视频 25 幀 秒 2Mbps 存储 30 天天所需要的容量 全景录像存储容量全景录像存储容量 xx TB 2 Mbps 8 3600 秒秒 24 小时小时 30 天天 xx 路路 1024 1024 3 违章照片容量计算违章照片容量计算 违章车辆按 1000 条 天计算 数据存储要求保存 180 天 每辆车 4 张图片 每张图片的大小 为 0 3MB 照片存储容量照片存储容量 xx TB 1000 180 4 张张 0 3MB 1024 1024 4 3 4 管理平台管理平台 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 2424 3636 中心子系统管理平台为系统选配产品 在此仅作简单介绍 如需进一步了解可联系本公司所要中心子系统管理平台为系统选配产品 在此仅作简单介绍 如需进一步了解可联系本公司所要 相关专题解决方案和产品介绍 相关专题解决方案和产品介绍 卓视智通智能交通综合管理平台 是一个融合高清视频图像监控 高速网络传输 高性能比对 计算等多技术 多系统集成的复杂系统 是一个综合性 专业性很强的信息整合 业务管理与决 策支持平台 整个平台综合运用了通讯 计算机 网络 信息处理等技术 实现了信息资源管理 设备管理 用户管理 安全管理等业务功能 系统设计开发采用面向服务的 SOA 架构方法 充分体验和实践 SOA 思想方法深层次的优越性 采用 Microsoft NET Framework 标准技术框架和实现技术路线 融合利用公司在安防领域特有核 心技术的先天优势 从底层架构设计上保障了应用软件开发结构的科学性和先进性 优越的基础 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 2525 3636 平台 确保了应用软件平台具有良好的扩展性 广泛的适应性 强大的兼容性和可靠的稳定性 确保了软件平台能满足高并发负载的性能要求 确保平台软件能满足用户构建整体信息化大集成 的技术要求 同时 开发式架构也是支持更高层面第三方业务应用的开发和集成 确保目标应用系统具有 稳健性能的基本前提 作为整合道路交通监控 治安监控基础设施 网络与计算机等综合信息管理平台 其总体框 架包括数据接入层 转发存储层 中间件层 业务应用层 用户界面层五个层次 如下所示 1 数据接入层数据接入层 主要负责与外场设备 分局中心系统进行数据交互 完成采集图片 数据的入库存储 数据协 议转换 数据预处理及控制信息发送功能 2 转发存储层转发存储层 主要负责业务数据以及图片文件的存储和管理 负责实时视频图像的转发和历史图像的存储 数据库软件采用 SQL Server 2005 采用 RAID5 磁盘阵列作为存储介质 采用负载均衡的策略将转 发 存储 查询任务分配到多台服务器上 3 中间件层中间件层 是支撑业务应用中间件服务层 主要负责数据检索引擎 数据共享服务等功能 4 业务应用层业务应用层 是基于中间件层之上进行的各种业务处理 运算和管理服务层 包括实时监控 违章审核 布控报警 信息导入 查询统计 流量分析 事件管理 系统对时等业务处理功能 同时提供丰 富的系统配置管理功能 5 用户界面层用户界面层 提供基于 C S 或 B S 结构的友好 易用的人机交互界面 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 2626 3636 第五章第五章系统功能系统功能 功能分 类 详细功能 功能描述 备注 直行道闯红灯违法 抓拍 3 张图片 左转弯闯红灯违法 抓拍 3 张图片 右转弯闯红灯违法 抓拍 3 张图片 直行 左转混行道闯红灯违法 抓拍 3 张图片 交通信号违法 监测 直行 右转混行道闯红灯违法 抓拍 3 张图片 直行道左 右转弯 抓拍 3 张图片 右转道直行 左转 抓拍 3 张图片 不按导向车道 行驶 左转道直行 右转 抓拍 3 张图片 压白实线行驶 抓拍 3 张图片 违法变线 压黄实线行驶 抓拍 3 张图片 违反尾号限行规定 抓拍 3 张图片 违反单行线限行规定 抓拍 3 张图片 不按道路规定 行车 违法车型限行规定 货车 外埠车等 抓拍 3 张图片 车辆逆行 倒 车 监测车道内逆向行驶 不按规定倒车 抓拍 3 张图片 抓拍 3 张图 片 车辆违法占用公交专用车道 抓拍 3 张图片 车辆违法占用应急车道 抓拍 3 张图片 机动车违法占 用专用车道 车辆违法占用非机动车道 抓拍 3 张图片 机动车违法调 头 车辆在禁止调头的区域违法调头 抓拍 3 张图片 交通违 法监测 违法停车及绿 灯溢出 红灯时车辆在路口 斑马线区域停车 绿灯放行时 前方出口出现 拥堵车辆仍然驶入路口 抓拍 3 张图片 抓拍机动车可对每一辆通过路口断面的车辆抓拍一张尾部图片 抓拍无牌车可对无牌机动车辆进行自动检测 抓拍 并单独目录保存 交通卡 口监测 抓拍摩托车基于车辆模型特征实现对摩托车抓拍 可看清车辆特征 车辆号牌识别可识别车牌结构 车牌底色 车牌照汉字 数字 字母识别 车身颜色识别可以识别近 10 种常见车身颜色 车辆特 征识别 车辆标志识别识别市场上常见的汽车品牌标识 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 2727 3636 高清视频监测 H 264 高清视频和 CIF 低码率实时视频监控 支持 24 小时实时录 像和事件触发录像 高清实时录像 1920 1080 15fps 以 2 分钟一个 视频文件的方式进行保存 可以使用通用 windows media player 及其它播放器播放 交通参数监测 具备路口断面 分车道的交通流参数采集功能 并支持与信号控制 系统对接 交通事件监测 可对路口视域中的异常交通事件检测并报警 可支持图片抓拍和触 发式短录像记录 旅行时间监测 平台端基于两点同一车辆捕获信息及路程 可计算微观层面的车辆 旅行时间数据 实时交 通监测 区间超速监测 平台端基于两点同一车辆捕获信息及路程 可计算车辆平均速度 并对超速车辆进行报警 抓拍 记录 图片抓拍存储 标准 每张图片至少为 24 位真彩图像 目测无明显色差 单幅图片分辨 率不低于 500 万像素 图像文件采用 JPEG 格式编码 压缩后的文 件不高于 2MB 图片抓拍位置 要求 遵循相关行标要求 提供违法前 违法中 违法后三张记录完整过 程的照片 违法信息叠加 要求 叠加位置 抓拍时间 违法类型 车辆牌照等关键信息 抓拍时间 精确至毫秒级 图片传输防篡 改 采用 MD 数字加密技术 有效防止数据传输过程中人为篡改 前端数据提取支持通过以太网 USB 等方式进行本地数据下载 断点续传功能传输时 如遇到网络故障导致传输失败 具备断点续传功能 取证数 据管理 数据格式 闯红灯自动记录系统应实时记录具有闯红灯行为的机动车信息并存 入数据库表中 数据库表结构应符合 GA 329 3 GA 648 的要求 网络校时功能 可通过 GPS 装置对本地时间进行校对 24h 内计时误差不超过 1 0s 每小时时钟校对一次 支持手动校时和利用 NTP 时钟服务器 校时 采用 NTP 协议可实现网路自动校时功能 断电恢复功能 系统具备软 硬件看门狗 系统主要设备突然断电时电源恢复后可 自动开机运行 无需人工干预 软件看门可监控检测软件运行状态 停止响应或异常退出时可自动重新启动软件 信号故障检测 红灯信号连续时间达 3 分钟 或现场设定值 以上时 系统自动判 断为信号灯故障 避免在系统信号灯输入异常时误拍 同时能自动 报警 视域偏移报警 系统可基于视频方式对视域内关键点位置进行跟踪比对 可对相机 移位 红灯漂移等现象进行自动修正或报警 远程维护功能 可通过网络对各监控主机进行远程访问 查看和下载车辆记录的数 据及图像 设置报警条件 修改系统参数 实行远程维护和远程操 作 配置路口主机的系统 需支持 B S 方式访问 通过联网电脑的 WEB 浏览器 就可直接访问 查询监控主机上的车辆通行记录 系统运 维网管 系统网管监测 通讯 负载 心跳 存储等一列运行指标参数进行监控 并形成可 视化参考图表 为管理人员提供运维计划参考 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 2828 3636 指标性能指标性能 前端子系统前端子系统 1 200 万像素高清摄像机万像素高清摄像机 部件类型性能描述 传感器类型 CCD 传感器尺寸Sony 1 1 8 吋 像素数 1628 H 1232 V 像素尺寸 H V 4 4 4 4 m 帧率 15 帧 秒 电子快门 0 15ms 999 37ms 增益调节范围自动 手动 镜头接口C CS 接口 AD 采样精度14 位 抓拍图像格式JPEG 压缩图像 视频图像格式单路 JPEG 单路 H 264 双码流 接口10 100M 自适应以太网接口 RJ45 本地存储SD 卡 工作温度环境温度 30 70 功耗 8W 12V 2 500 万像素万像素高清摄像机高清摄像机 部件类型性能描述 传感器类型 CCD 传感器尺寸Sony 2 3 吋 像素数 2456 H 2048 V 像素尺寸 H V 4 4 4 4 m 帧率 10 帧 秒 电子快门可编程设置 0 15ms 999 37ms 增益调节范围0 00 36dB 可调 光圈手动 镜头接口C CS 接口 AD 采样精度14 位 抓拍图像格式JPEG 压缩图像 视频图像格式 Bayer 8Bit Bayer 12Bit YUV422 JPEG MJPEG MPEG4 高清路口多功能闯红灯自动记录系统技术方案 2929 3636 多种码流输出 接口100 1000M 自适应以太网接口 RJ45 本地存储SD 卡 工作温度环境温度 30 70 功耗 8W 12V 3 高清光学镜头 高清光学镜头 200 万像素 万像素 型号 12mm MP212mm MP216mm MP216mm MP2 适用像素200 万200 万 焦距 12mm16mm 靶面尺寸2 3 2 3 后截距 9 7mm9 14mm 接口类型 C MountC Mount 光圈 1 4 16C 1 4 16C 水平视角 40 4 30 8 最近物距 0 3M0 3M D49 2 38 H40 4 30 8 水平视场角 2 3 V30 8 23 4 畸变率 0 1 0 1 重量 65 克65 克 4 高清光学镜头高清光学镜头 500 万像素 万像素 型号 12mm MP512mm MP516mm MP516mm MP5 适用像素500 万500 万 规格 英寸 2 32 3 焦距 mm 1216 聚焦手动 锁定 手动 锁定 操作类型 光圈手动 锁定手动 锁定 2 3 48 6 39 8 30 430 8 30 8 23 4 视场角 1 2 36 4 29 5 22 328 1 22 6 17 1 后焦点 12 42MM12 36MM 光圈范围 F1 6 F22F1 6 F22 接口 CC 5 智能主控机智能主控