《城市道路交通监控执法系统集成与应用维护》学习任务一.doc

学习任务1 城市道路交通监控执法系统认识建议学时：8学时任务描述城市道路交通监控执法系统早已不是什么新鲜词语和新生事物，随着城市道路监控技术和ITS的发展和融合，城市道路交通监控执法系统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。为了对城市道路交通监控执法系统有个全面的认识，请您查阅相关资料，开展实地调查，收集并描述温江及成都市城市道路交通监控执法系统相关情况，分析系统结构，绘制系统结构图。学习目标完成本学习任务后，你应当能够：1. 知道城市道路交通监控执法系统构成及工作原理2. 能够根据案例，分析系统结构3. 能够根据案例，绘制系统结构图学习内容在本学习任务中，你将要学习：1. 城市道路交通监控执法系统的概念与分类2. 城市道路交通监控执法系统的发展3. 城市道路交通监控执法系统的功能4. 城市道路交通监控执法系统的工作原理5. 城市道路交通监控执法系统的系统构成（一）城市道路交通监控执法系统的概念与分类（1）城市道路交通监控执法系统概念引导问题请说说你对城市道路交通监控执法系统的理解？ 。城市道路交通监控执法系统，也就是我们常叫的“电子警察”，从字义上就不难得出：运用电子技术，具备一定警察功能的系统。“电子”涵盖了这类设备和系统具有现代化的先进技术，包括：视频检测技术、计算机技术、现代控制技术、通讯技术、计算机网络和数据库技术等等；“警察”表述了设备和系统具有辅助执法功能或者是作为执法工具。因此，城市道路交通监控执法系统可以定义为：利用光、电、机等先进技术手段合成的对道路交通显见性的动、静态(违章)行为进行指挥、监控、现场抓拍并加以处理的装置或系统。（2）城市道路交通监控执法系统分类引导问题请说说你知道的城市道路交通监控执法系统有哪几种？ 。城市道路交通监控执法系统发展至今，市面上的产品类型繁多，针对不同的用户对象和应用环境，有不同的组成配置、安装方式和功能特点。按照安装方式分，城市道路交通监控执法系统可分为：固定式城市道路交通监控执法系统和移动式城市道路交通监控执法系统。 固定式城市道路交通监控执法系统最初只是针对监测机动车闯红灯行为而研发，后来发展到对机动车不按规定车道行驶、超速行驶、压黄线等违法行为也可进行监测、记录和处罚；移动式城市道路交通监控执法系统则是通过安装在车辆上的摄像机和雷达测速仪，对超速车辆进行抓拍、记录和处罚，并能自动识别车辆号牌，实现“黑名单”车辆检控。 图1-1 式 图1-2 式按照采集设备分，城市道路交通监控执法系统可分为：光学胶卷相机、数码相机、视频摄像机+数码相机、高速球形机、视频摄像机、高清摄像机等类型。最早期的城市道路交通监控执法系统主要采用单片机作为核心控制单元，胶片式光学相机作为拍摄单元，车辆检测方式采用单个感应线圈式，每个车辆闯红灯违法触发光学相机抓拍一张胶片照片，功能比较单一，每个胶卷拍完后无法继续工作，更换胶卷需要人工借助梯子等登高设备，使用成本较高，2000年之后逐渐被淘汰。数码相机类型的城市道路交通监控执法系统具有图像证据清晰、图像保存和下载方便等优点，但是由于采用的数码相机几乎都是民用产品，稳定性较差，升级维护困难，2004年之后逐渐也退出市场竞争。2002年开始采用视频摄像机作为图像采集设备的城市道路交通监控执法系统逐渐占据主流地位，该类型产品的优点是稳定性较好、升级换代不受限制，并且能够作为路口的监控录像，缺点是像素较低（最大为768576），作为执法证据显得有效性不足。之后一段时间里，有部分厂商推出“视频+数码”组合方式的城市道路交通监控执法系统，能够一定程度克服纯粹视频摄像机拍摄的证据照片分辨率不足的缺点，但是由于数码相机稳定性较差和升级维护困难的制约，该类型产品基本也是一种过渡型产品。进入2007年之后，采用百万像素以上高清摄像机的城市道路交通监控执法系统开始推出，有效地解决了其它类型城市道路交通监控执法系统存在的大多数缺陷，逐渐成为当前的主流产品。按照传输方式分，城市道路交通监控执法系统又可分为联网型城市道路交通监控执法系统和单机型城市道路交通监控执法系统。联网型城市道路交通监控执法系统是指具有联网下载功能的系统，能够通过光纤、ADSL等网络线路自动将前端主机中的违法证据传输到指定服务器。单机型城市道路交通监控执法系统是指不具有联网下载功能的系统，必须人工到前端提取照片数据。现在各地的网络建设发展很快，采用联网型的城市道路交通监控执法系统占据绝大多数。按抓拍方式可分为：感应线圈抓拍、视频抓拍、雷达测速、红外线抓拍、压电感应方式等类型。当然第一种价廉物美用的最多，只是使用寿命一般为2年，2年后重新切割线圈。（二）城市道路交通监控执法系统的发展城市道路交通监控执法系统在我国的出现可以追溯到上世纪 年代。1988年 市率先从意大利引进了两套电子监控设备，这两套设备采用的是传统的照相技术，受人为因素干扰很大，实际应用作用不大，但它的引进开创了中国使用电子监控设备的先河。1996年，北京市公安局公安交通管理局科研所与北京中联通达科技发展有限公司共同合作研发了“视频机动车闯红灯自动监测系统”。系统研制成功后，于1996年1998年初先后在北京、济南、长沙、福州、杭州、西安等地安装了“视频机动车闯红灯自动监测系统”和“视频机动车超速自动监测系统”。虽然当时各地电视台、广播、报刊等新闻媒体都作了大量的宣传报道，但用词都不一致，例如，“电子 ”、“火 金 ”等等。1998年3月23日，中央电视台“东方时空”主题节目中把“ ”称为“电子警察”，首次使用了“电子警察”一词，由此“电子警察”陆续在全国各种新闻媒体的相关报道中采用。至今，城市道路交通监控执法系统产品发展已经历了三代：第一代利用了采集卡的动态检测函数，在全景视频上定义多个视频虚拟线圈或梯形光栅，以单位范围内像素的变化率作为综合判断违章车辆的抓拍条件，抓拍通过视频虚拟线圈的违法车辆，其缺点是由于人行和光线变化的干扰会造成大量的误拍图片；第二代为视频产品，在第一代产品的基础上，增加了车牌识别的过滤模块，具有较强的鲁棒性，能够剔出人行、光线、阴影等外部环境的干扰，缺点是：由于违章车辆的车牌较为倾斜，单纯依赖车牌识别算法，很难对较为倾斜的车牌图像进行正确识别，而漏检掉大量的违法图片；第三代采用了模糊处理技术，依然有较高的鲁棒性，但是有效平衡了误拍率和漏拍率的矛盾，该算法主要依赖于车尾特征检测与轮廓跟踪相结合的自适应算法，优化了路口视频方式的解决方案。小词典鲁棒性就是系统的健壮性。它是在异常和危险情况下系统生存的关键。比如说，计算机软件在输入错误、磁盘故障、网络过载或有意攻击情况下，能否不死机、不崩溃，就是该软件的鲁棒性。所谓“鲁棒性”，是指控制系统在一定（结构，大小）的参数摄动下，维持某些性能的特性。根据对性能的不同定义，可分为稳定鲁棒性和性能鲁棒性。引导问题通过调查，结合前面学习的知识回答以下问题。温江是否应用了城市道路交通监控执法系统： 如果已应用，选择了哪几种： 选择这种城市道路交通监控执法系统的原因： （三）城市道路交通监控执法系统的功能时下，城市道路交通监控执法系统可以实现以下主要功能：机动车闯红灯违章视频监测、机动车超速监测、逆行禁行车辆监测、公交车道监测系统、非机动车道行车监测、压双黄线监测、紧急停车带行车监测、移动式车辆稽查、智能化多媒体网络车牌识别和车流量监测。引导问题通过调查，回答以下问题。成都市是否有城市道路交通监控执法系统应商？ 如果有，其系统功能主要包括： 引导问题你有过被城市道路交通监控执法系统逮住的经历？ 你知道神奇的城市道路交通监控执法系统是怎么工作的吗？ （四）城市道路交通监控执法系统工作原理图1-3 视频车辆检测示意图（1）电子眼采用感应线来感应路面上的汽车传来的压力，通过传感器将信号采集到中央处理器，送寄存器暂存（该数据在一个红灯周期内有效）；（2）在同一个时间间隔内（红灯周期内），如果同时产生两个脉冲信号，即视为“有效”，简单的说，就是如果当时红灯，你的头轮子过线了，而后轮子没出线，则只产生了一个脉冲，在没有连续的两个脉冲时，不拍照；（3）后期处理：当图像被下载传输指挥中心以后，就需要对图像进行登记、编号、公告，再传输到中心计算机数据库，以备各种机关调用。学习思考：有些情况是：有的人开车前轮越过线了，怕被拍到，于是他又倒一下车，回到线内，结果还是被照了，什么原因？ 为什么有的租车司机，红灯还没完全结束时就走，却没被拍照？ 小提示：摄像机型闯红灯监控执法系统一般取证照片应该为四张，三张车身全景，一张尾部牌照特写照片，用来看清车牌号码。而数码相机式的抓拍方法是抓拍三张全景，因为像素高尾部号牌可以放大看清。三张全景照片应该分别为，车子未压过停车线，车身一半压过停车线，车身全部过停车线。（五）城市道路交通监控执法系统结构学习思考：根据你平时所看到的城市道路交通监控执法系统，说说它是由哪些部分组成的？ 图1-4 某高校校园城市道路交通监控执法系统总体结构图从总体系统结构来说，系统主要由前端数据采集部分、通信传输部分、后端信息处理和监控指挥部分组成。引导问题：根据上图，说出前端数据采集、通信传输、后端信息处理和监控指挥各部分的组成设备。 。通过调查，分析温江城区城市道路交通监