桥梁车辆智能检测系统技术方案

1、桥梁车辆智能检测系统建设技术方案目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc30710 第一章 需求分析 PAGEREF _Toc30710 h 5 HYPERLINK l _Toc30711 1.1项目背景 PAGEREF _Toc30711 h 5 HYPERLINK l _Toc30712 1.2需求分析 PAGEREF _Toc30712 h 5 HYPERLINK l _Toc30713 第二章 建设原则 PAGEREF _Toc30713 h 10 HYPERLINK l _Toc30714 2.1 指引思想 PAGEREF _Toc30714 h 10

2、 HYPERLINK l _Toc30715 2.2 设计原则 PAGEREF _Toc30715 h 10 HYPERLINK l _Toc30716 2.3 设计规定 PAGEREF _Toc30716 h 10 HYPERLINK l _Toc30717 第三章 系统总体设计 PAGEREF _Toc30717 h 13 HYPERLINK l _Toc30718 3.1 总体设计思路 PAGEREF _Toc30718 h 13 HYPERLINK l _Toc30719 3.2 高清抓拍单元设计 PAGEREF _Toc30719 h 14 HYPERLINK l _Toc30720

3、 3.4 后台管理与控制系统 PAGEREF _Toc30720 h 16 HYPERLINK l _Toc30721 3.5 系统设计总体特点 PAGEREF _Toc30721 h 16 HYPERLINK l _Toc30722 第四章 功能设计 PAGEREF _Toc30722 h 17 HYPERLINK l _Toc30723 4.1 卡口高清抓拍系统功能设计 PAGEREF _Toc30723 h 18 HYPERLINK l _Toc30724 4.1.1 车辆检测 PAGEREF _Toc30724 h 20 HYPERLINK l _Toc30725 4.1.2 动态称重

4、 PAGEREF _Toc30725 h 22 HYPERLINK l _Toc30726 4.1.2 车辆图像抓拍和记录 PAGEREF _Toc30726 h 22 HYPERLINK l _Toc30727 4.1.3 号牌辨认 PAGEREF _Toc30727 h 24 HYPERLINK l _Toc30728 4.1.4 事件检测 PAGEREF _Toc30728 h 25 HYPERLINK l _Toc30729 4.1.5 人脸辨认 PAGEREF _Toc30729 h 25 HYPERLINK l _Toc30730 4.1.6 流量检测 PAGEREF _Toc30

5、730 h 25 HYPERLINK l _Toc30731 4.1.7 车速、车型检测 PAGEREF _Toc30731 h 26 HYPERLINK l _Toc30732 4.1.8 黑名单及布控 PAGEREF _Toc30732 h 27 HYPERLINK l _Toc30733 4.1.9 车辆信息的传播与远程联网 PAGEREF _Toc30733 h 28 HYPERLINK l _Toc30734 4.1.10 远程查询 PAGEREF _Toc30734 h 29 HYPERLINK l _Toc30735 4.1.11 诱导屏发布系统 PAGEREF _Toc3073

6、5 h 30 HYPERLINK l _Toc30736 4.1.12 辅助照明系统 PAGEREF _Toc30736 h 31 HYPERLINK l _Toc30737 4.1.13 避雷系统 PAGEREF _Toc30737 h 31 HYPERLINK l _Toc30738 4.1.14 设备与电气系统 PAGEREF _Toc30738 h 32 HYPERLINK l _Toc30739 4.2中心管理系统功能设计 PAGEREF _Toc30739 h 34 HYPERLINK l _Toc30740 4.2.1 数据采集管理 PAGEREF _Toc30740 h 35

7、HYPERLINK l _Toc30741 4.2.2 布控管理 PAGEREF _Toc30741 h 36 HYPERLINK l _Toc30742 4.2.3 侦破肇事车辆和被盗抢车辆稽查 PAGEREF _Toc30742 h 36 HYPERLINK l _Toc30743 4.2.4 过往车辆查询 PAGEREF _Toc30743 h 37 HYPERLINK l _Toc30744 4.2.4 报警历史查询 PAGEREF _Toc30744 h 37 HYPERLINK l _Toc30745 4.2.5 前端设备运营状态检测 PAGEREF _Toc30745 h 37

8、HYPERLINK l _Toc30746 4.2.6 设备基本信息管理 PAGEREF _Toc30746 h 37 HYPERLINK l _Toc30747 4.2.7 记录分析 PAGEREF _Toc30747 h 37 HYPERLINK l _Toc30748 4.2.8 智能视频故障检测 PAGEREF _Toc30748 h 38 HYPERLINK l _Toc30749 4.2.9 电子地图应用 PAGEREF _Toc30749 h 38 HYPERLINK l _Toc30750 4.3接口设计 PAGEREF _Toc30750 h 39 HYPERLINK l _

9、Toc30751 4.3.1 TCP/IP Socket接口 PAGEREF _Toc30751 h 39 HYPERLINK l _Toc30752 4.3.2 在线比对接口 PAGEREF _Toc30752 h 41 HYPERLINK l _Toc30753 4.3.3 黑名单数据接口 PAGEREF _Toc30753 h 41 HYPERLINK l _Toc30754 第五章 系统可靠性和安全性设计 PAGEREF _Toc30754 h 41 HYPERLINK l _Toc30755 第六章 数据存储规范设计 PAGEREF _Toc30755 h 42 HYPERLINK

10、l _Toc30756 6.1 前端抓拍信息存储设计 PAGEREF _Toc30756 h 42 HYPERLINK l _Toc30757 6.2 后端中心数据库设计 PAGEREF _Toc30757 h 44 HYPERLINK l _Toc30758 6.3 违章记录及转递 PAGEREF _Toc30758 h 45 HYPERLINK l _Toc30759 第七章 重要设备简介 PAGEREF _Toc30759 h 46 HYPERLINK l _Toc30760 7.1 高清一体化数字摄像机 PAGEREF _Toc30760 h 46 HYPERLINK l _Toc30

11、761 7.2 防护罩 PAGEREF _Toc30761 h 47 HYPERLINK l _Toc30762 7.3 百万级高清晰镜头 PAGEREF _Toc30762 h 47 HYPERLINK l _Toc30763 7.4 车辆检测控制器 PAGEREF _Toc30763 h 47 HYPERLINK l _Toc30764 7.5 补光灯 PAGEREF _Toc30764 h 48 HYPERLINK l _Toc30765 7.6 主设备箱系统 PAGEREF _Toc30765 h 48 HYPERLINK l _Toc30766 7.7 设备集中控制器 PAGEREF

12、 _Toc30766 h 49 HYPERLINK l _Toc30767 7.8 弯板式称重传感器 PAGEREF _Toc30767 h 49 HYPERLINK l _Toc30768 7.9 可变情报板 PAGEREF _Toc30768 h 49 HYPERLINK l _Toc30769 第八章 系统技术指标 PAGEREF _Toc30769 h 50 HYPERLINK l _Toc30770 8.1 功能特点 PAGEREF _Toc30770 h 50 HYPERLINK l _Toc30771 8.2 性能指标 PAGEREF _Toc30771 h 51 HYPERLI

13、NK l _Toc30772 第十章 项目管理 PAGEREF _Toc30772 h 52 HYPERLINK l _Toc30773 10.1 工程简介及特点 PAGEREF _Toc30773 h 52 HYPERLINK l _Toc30774 10.2 工程施工流程 PAGEREF _Toc30774 h 53 HYPERLINK l _Toc30775 10.2.1施工准备 PAGEREF _Toc30775 h 53 HYPERLINK l _Toc30776 10.2.2 基本施工 PAGEREF _Toc30776 h 55 HYPERLINK l _Toc30777 10.

14、2.3设备安装调试 PAGEREF _Toc30777 h 58 HYPERLINK l _Toc30778 10.2.4测试运营 PAGEREF _Toc30778 h 62 HYPERLINK l _Toc30779 10.2.5工程验收 PAGEREF _Toc30779 h 63 HYPERLINK l _Toc30780 10.3工程质量控制措施 PAGEREF _Toc30780 h 67 HYPERLINK l _Toc30781 10.4文明施工管理 PAGEREF _Toc30781 h 68 HYPERLINK l _Toc30782 第十一章 系统设备清单 PAGEREF

15、 _Toc30782 h 71 HYPERLINK l _Toc30783 11.1 原则双向四车道 PAGEREF _Toc30783 h 71 HYPERLINK l _Toc30784 11.2 原则双向六车道 PAGEREF _Toc30784 h 73第一章 需求分析1.1项目背景应客户需求，结合我公司的动态称重技术及视频检测和智能高清卡口系统，向顾客提供一套桥梁车辆智能检测系统。1.2需求分析系统的设备从总体上需要符合GA/T 497公路车辆智能监测记录系统通用技术条件的行业原则规定，从应用的角度我们可以归纳出如下的功能需求，做为建设桥梁车辆智能检测系统的根据。车辆捕获应能精确拍摄

16、通行车辆的特性图像,并在图像中标明车辆通行数据,如时间、地点、车速、方向等，除了可以捕获按车道规范行使的车辆外，还应当捕获跨车道线行驶的车辆。在正常车速(5km/h-140km/h)范畴内，图像捕获率应达到99%以上。其中汽车图像捕获精确率=所拍摄的汽车特性图像数/监控区内规范行驶的所有汽车数。动态称重可以对公路上正常行驶的车辆进行重量检测，采集车辆的车辆总重、轴重等信息。车速检测可以根据不同车型进行超速违法鉴别，当车速在40km/hV 车120km/h的速度范畴内，测速误差应在-4km之内；当车速在V 车120km/h范畴时，测速误差应在-4%之内。图像记录在车辆通过时，系统应能精确拍摄车辆

17、前部特性照片，并将图像存储到磁盘相应目录下，车辆通过的信息写入中心数据库，并在全景图像中标明车辆通行数据，如时间，地点，车速，方向等。所记录的图像辨别率不低于12801024像素点。在环境无雾涉及雨雪天状况下,对监控区域内的规范行驶的车辆规定精确记录车辆和驾驶员特性，应能人眼看清号牌号码、颜色、车辆类型和轮廓、装载状况及前排驾驶员的脸部特性。前端单套系统至少要存储120万辆车，当超过120万辆车的时候，自动对前面的图像依次进行覆盖。整个系统至少要保存120万辆车的图像，并采用通用的“JPEG”格式。车辆辨认系统能自动辨认出车辆的所有特性，涉及车辆行驶方向，通过时间，地点，车速，车身颜色，车辆类

18、型，车牌号码等。辨认率：在车辆按道规范行驶下，除“五小车辆”外，白天车牌辨认率应不不不小于90%，精确率应不不不小于85%，夜间车牌辨认率应不不不小于85%，精确率应不不不小于75%。系统在实时记录通行车辆图像的同步，应具有车辆号牌自动辨认功能，其用于号牌辨认的字符库应齐全，即应能辨认在国内道路上行驶的机动车号牌，至少涉及GA 36规定的号牌（除摩托车号牌、低速车号牌、临时号牌、拖拉机号牌外）、武警汽车号牌和军队汽车号牌等。辨认车型：系统应能辨别车型，并辨认黑，蓝，黄，白四种颜色。事件检测可以对摄像头拍摄的视频进行分析，可对路面的停车慢行、压黄线、逆向行驶等事件进行检测和报警，并能生成报警记录

19、。信息上传桥梁车辆智能检测系统应积极将采集的数据上传至中心数据库服务器，上传内容应涉及违法超速、超重车辆的基本信息和两张特写全景图像，违法图片需符合道路交通安全违法行为图像取证技术规范 GA/T 832规定，非违法车辆的图像保存于路口机中不需上传。如遇网络中断或其她故障，应将车辆信息储存于路口机中。待故障恢复后自动断点续传。前端控制机管理应在前端控制机（工控机）中安装专门的管理程序，负责采集机器运营信息。及时有效地诊断修复系统。能通过网络对所有的路口机进行时钟校正，运营参数（涉及超速限值）设立，故障诊断，辨认字库调节等。故障容错系统必须具有故障自动报警能力，车辆检测采用环形线圈，但当车辆主触发

20、线圈损坏时，系统应有视频检测作补充，并实现自动式或手动切换，数据库中对检测方式应有标记。夜间补光系统采用的夜间补光灯具不得对驾驶人员导致直接强光刺激，严禁对驾驶员正面产生强光刺激，其照射角度避免影响驾驶员正常行车，补光设备应架设在摄像机前方。外观各部件外表面应光洁、平整，不应有凹痕、划伤、裂缝、变形等缺陷。金属机壳表面应有防锈、防腐蚀涂层，金属零件不应有锈蚀。电气部件电源：电源额定电压：AC220V，50Hz。开关：应安装具有过载、漏电、短路保护功能的电源总开关，开关的额定电压、额定电流值应满足AC250V、20A的最低容量规定。安装规定摄像机和照明灯等安装在车道正上方，所有立杆悬臂高度不低于

21、6米，悬臂长度根据安装点的车道宽度来决定；摄像机立杆与辅助照明立杆应进行镀锌防腐解决，立杆应采用无焊缝钢管，立杆壁厚8mm，直径不得不不小于219，高度不不不小于6m。配备设立的立杆，横臂等可抗12 级以上台风及7级地震，使用中不会倾斜或倒塌，正常工作期间，保证所拍摄，存储下来的图像无抖动形象，图像正常。室外机箱使用室外型原则机箱，做好防盗，防腐，防尘措施，通风良好，有良好接地，使用中不会倾斜或倒塌，抗12级台风及7级地震。应采用一点接地方式，接地布线应采用10平方毫米铜质导线，接地线不得与强电的零线相接，采用专用的接地装置时，其接地电阻不得不小于4欧姆；采用综合接地网时，其电阻不得不小于1欧

22、姆。应具有外部和内部二级避雷措施，同步必须考虑摄像机和电源的防雷措施。布线：内部导线应有合适保护，以保证这些导线不会接触到也许会引起导线绝缘损伤的部件；当导线需穿越金属孔时，金属穿线孔应进行倒角，不得有锋利的边沿，导线应装有衬套。所有终端和设施接线要布置整洁，使用线夹、电缆套、电缆卷或管道固定好，线束内的线路要编扎好，走线安排要做到任何接线总成的拆除不会影响到与该总成无关的线缆。UPS电源：在每个路口机箱内配备一套专用不间断电源，在停电时，能给机箱内设备临时供电，令工控机正常关闭，来电时，能启动工控机进行工作。传播方式：采用光纤传播的方式，图像与数据传播到支队中心机房，充足考虑监控点与支队的距

23、离。选用适合的光端机。使用环境：环境温度：-1050；环境相对湿度：45% 90%；中心管理软件中心管理软件须具有网络功能，支持多种客户端，基于J2EE技术的B/S三层体系架构，软件开发采用JAVA工具，必须能在Windows操作系统上运营。采用模块化的开发方式，尽量使各业务管理具有互相独立性，增强系统的可维护性，与机动车/驾驶人管理系统、违法信息异地互换平台、公共信息发布平台等系统实现信息共享、无缝衔接和集成运营。中心软件重要功能规定如下：提供汉化操作界面，简朴直观，操作以便，应用软件界面的设计规定简约化、易操作、人性化。各功能模块（涉及运营参数等）可根据实际需要进行配备与管理维护，并附带中

24、文操作阐明手册。可以记录每天24小时的车流分布，以及任意一段时间范畴内（周、月）的日流量。记录成果以数据和曲线两种形式显示或打印。具有并支持二次开发功能。实时自动辨认车辆类型，自动辨认车牌号码（含中文、字母、数字及车牌颜色）。对“黑名单”中的嫌疑车辆可以自动对比与实时报警，采用声音报警与提示报警相结合的方式，具有“黑名单”数据库管理和维护的功能。可以按照车型、车身颜色、车牌、速度、流量、日期、时间、地点、行驶方向、违法类别等有关条件对历史数据进行单一或组合方式的精确或模糊查询。采用浏览方式远程数据查询的方案，可以在公安网上的任何一台经授权的终端上实现历史数据中的车辆信息的远程查询、流量数据的记

25、录、以及查询成果的打印输出。历史数据根据顾客需求定期存储在中心系统中，并提供导出和删除数据的应用界面，授权顾客具有数据导出和删除权限。可以对回放车辆的照片进行亮度、对比度等后期解决，提高车辆照片的人眼辨认率。系统具有多级顾客权限管理及有顾客操作权限管理机制功能，避免无关人员操作，以及防病毒等保护功能。可以依托既有公安交通管理网络功能，同步支持一般电话线远程数据查询操作，实现远程车辆信息查询、系统的远程控制、设备的远程维护以及故障报警等功能。车辆监测记录系统应用软件具有防死机自检功能，一旦发现出错自动复位计算机。每套系统可存储超过120万辆车的图像及有关数据，当硬盘存满后，由程序自动删除最早过期

26、数据，循环存储，不需要任何人工管理。可以进行同步多任务操作，监测、查询、传递与打印等工作互不影响。具有运营参数配备功能，使系统可以灵活地在不同应用场合下运营。报警管理系统实现两级制（上传报警、本地报警），报警记录，报警查询，前端报警方式，报警比对，报警记录和报表。布控管理采用多级布控，即实现区域布控，模糊匹配布控，布控查询，撤销布控。该系统是一种独立的系统，自成体系，在不依托其她应用系统的状况下，可以实现对所有进出城车辆的智能监测记录功能。提高系统应用的广泛性及业务的广泛性，必须可以提供接口与其她公安信息系统相集成，涉及与110报警系统的集成、与GIS和GPS系统的集成等其她业务性的应用系统集

27、成。接口原则中心管理软件须符合公安部统一平台接口原则，数据接口原则参照公安部提供的公路车辆监测记录系统通用技术条件，具体接口原则与招标人协商后再定，后台数据库必须采用Oracle9i以上版本。检测认证系统应通过公安部交通安全产品质量监督检测中心的检测。第二章 建设原则2.1 指引思想坚持从实际出发，因地制宜，近期目的与长远发展相结合，立足于成熟、经济、合用、先进又可靠的智能交通监控与管理技术和业务工作紧密结合，注重系统的实用性和实战性，合理配备资源，服务、服从于业务需要，统筹规划、统一原则、规范设计、周密筹划、合理实行的原则；采用开放性、模块化、智能化的体系构造，依托既有的信息网络系统和监控指

28、挥中心管理系统，将各卡口系统融合成一种有机的整体，实现整个系统科学、高效、可靠、协调的管理与运营，达到实时监视，联网布控，自动报警，迅速响应，信息共享，监控、威慑、防备与打击并重的综合管理效能与目的。2.2 设计原则设计符合有关国家与行业原则及规定的规定；要从技术和机制上保证信息共享和综合运用，桥梁车辆智能检测系统的操作平台、数据格式、通讯接口与合同等应是开放（原则或公开）的，可实现互联互通并支持二次开发或功能调节，保证系统具有良好的可靠性、可扩展性和可维护性；同步要充足发挥既有资源的作用。2.3 设计规定（1）产品的功能和特点要符合智能交通建设的规定针对一般公路和高速公路的运营环境和条件，规

29、定整个系统构造、设备配备符合道路交通实际状况,合理配备辅助支架、车辆感应与拍摄装置和辅助光源等设备。可全天候、不间断地对所有通过点的车辆进行自动拍摄，并循环录像存储；精确地记录并存贮车辆（全景和近景特指车头或车尾部位）、车牌、速度、流量、日期、时间、地点和行驶方向等信息，能自动辨认车辆类型（大、小、客、货）、车身颜色、车牌（含中文、字母及数字和车牌颜色），实现车辆超重、超速、逆行、不按道行驶、跨越双实线等动态违章车辆抓拍、嫌疑车辆（交通违章或事故逾期未解决、逾期未参与法定检查、被盗抢和肇事逃逸等车辆）及车牌自动比对与实时报警功能。可运用号牌辨认给出的车牌颜色信息初步判断车型，并设定不同的限速，

30、以进行有区别的超速报警。特别增长了超重、超速、逆向行驶、违法驶入城区的报警功能。具有各类信息的数据库管理以及系统（含各功能模块及其电源）故障自动诊断与自动报警和远程监控、远程维护与远程报警等功能。（2）工程建设符合有关安全规定辅助支架的高度应保证摄像机及辅助光源安装后离地净高度不少于6m。辅助支架的底座应牢固地固定在路边用地脚螺栓预埋的钢筋混凝土基座上（必须提供有关图纸），可抵御12级以上台风袭击和行驶车辆的碰撞。辅助支架上应合理设立避雷装置。（3）选用节能、高效、长寿命的光源辅助光源选用高效、节能、长寿命的频闪闪光灯进行补光。照明光束与地面或水平线夹角不得不不小于75度，以避免产生眩目和使用

31、影响行车安全的光源或照射方式。辅助光源的电源应与车辆感应及拍摄装置的电源相对独立，可通过自动测光或预置的方式由工控主机自动控制在夜间或白天光线局限性时打开照明，白天光线充足时关闭照明。（4）选用高性能、高像素、技术先进的摄像机选用高清晰度工业级高清摄像机，其配套的镜头应选用大孔径高辨别率专业镜头。摄像机应配备带雨刷的室外防护罩，规定无论白天与夜晚其所拍摄的车辆图像均须既能看清车辆全貌，又能看清车辆号牌。（5）选用稳定、安全、高性能的路口管理与存储计算机路口存储服务器选用高性能工业级控制机。规定软件系统采用汉化界面，简朴直观，操作以便。各功能模块（涉及运营参数等）可根据实际需要进行灵活配备与管理

32、，可以按照车型、车身颜色、车牌、速度、流量、时间、地点、行驶方向、违章类别等有关条件进行单一或组合方式的信息查询、记录、传递与打印等。具有图像后期解决（含亮度/对比度/色彩/锐化调节与优化等）功能。采用200G以上硬盘可存贮不少于120万辆以上汽车图像信息，实现全自动刷新，循环存储。可以进行多任务操作，监控、查询、传递与打印等互不影响。具有完善的系统管理（涉及顾客操作权限管理、黑客与病毒防治等）功能。（6）工程布线一线到位网络和视频电缆一线到位，接、插件联接要可靠，电源线与信号线、控制线要分开。所有线缆有明显可辨的编号或标记，其隐蔽部分用镀锌钢管套护，裸露或弯曲部分用金属软管套护。桥梁车辆智能

33、检测系统的强弱电部分均合理配备防雷装置。线缆及管线的连接、排列、走向、弯曲与接地解决等符合国家有关规范规定。 路口设备简朴明了，无需在路口建设设备专用机房。（7）具有流量采集等丰富的辅助功能设计具有卡点交通流量数据采集功能，可以实现分车道、分车型的交通流量记录数据，最低记录周期为1分钟的周期流量数据，可以根据需要设立记录周期，提供不同记录周期的流量数据，提供原则的卡口流量、过往车辆记录数据、超速等违法车辆记录数据的分别存储和传播接口。（8）高原则的机箱设计机箱、设备的防护级别不低于IP66规定，并具有防尘、防潮、防热、防雷、防鼠虫、抗干扰等功能。（9）集中式不间断电源供电设计车辆感应与拍摄装置

34、、存储服务器、打印机以及防盗报警装置的电源通过在线式UPS供电。UPS及其电池规定选用主流品牌的产品。此外，系统合理配备净化稳压电源。（10）高原则的产品质量管理体系桥梁车辆智能检测系统的设计、生产、施工、检测、运营、维护和培训等工作必须严格根据ISO9000系列质量保证体系的规定与规定进行实行。（11）黑名单管理功能对黑名单可进行实时监控报警和历史查询报警，并提供黑名单的外部导入更新功能。（12）具有系统联网接口提供抓拍记录上传、设备运营状态信息上传和布控车辆信息交互等接口，做到具有多设备联网运营的条件。第三章 系统总体设计3.1 总体设计思路桥梁车辆智能检测系统是在道路上特定场合设立的过往

35、车辆自动记录设备，系统对所有通过该监控点的机动车辆进行拍摄、记录，并可以根据需要对通过的车辆做出反映（报警）。桥梁车辆智能检测系统的建设和投入使用重要有如下几种方面的目的：道路车辆超重等违章的纠正，保护桥梁和路面。缉查交通肇事逃逸、盗抢和走私机动车犯罪和其她有关机动车辆的治安、刑事案件。（3）道路交通超速、逆行等违章的纠正。（4）布控检查过往机动车辆。（5）道路交通流量数据的采集。要满足上述的使用需求，需要在系统设计上考虑如下几种方面：（1）过往车辆检测的精确性，抓拍率要高，抓拍率要达到99%甚至更高。（2）对过往车辆的称重有较高的精确性，且可与抓拍单元有机融合，从而好好实现检测车牌与车牌号一

36、一相应。（3）对过往车辆有较高的车牌辨认率。（4）系统设备需要满足长时间不间断工作的规定，可靠性要高。（5）要具有联网运营、远程控制和数据互换的能力，实现联网布控。（6）对现场实时录像，通过网络可进行赋权调阅、下载。按照上述规定，总体构架下图（图3-1）所示构造设计：图3-1系统总体构架系统采用分布式系统构造体系，由前端管理机、监控管理终端和卡点集中管理应用服务器两部分构成，前后端系统通过计算机网络连接，可以运用既有的公安三级网和公安四级网，把各个卡口监控系统进行联网，以便在区域交通控制中心对各卡口监控点进行远程数据调用、系统维护和实时解决报警信息。3.2 高清抓拍单元设计高清抓拍单元涉及高清

37、数字图像抓拍模块、车辆检测器、压电式式称重传感器、集中控制器、车牌辨认模块、频闪闪光灯控制模块、电源系统等设备，这些设备的有机结合构成高清抓拍单元。高清摄像机采用200万像素CCD数字摄像机，每个摄像机可以负责对2个车道的行驶车辆进行监视记录，每个前端抓拍单元配备一台存储服务器，用于抓拍数据的存储、数据查询和数据传播，一种存储服务器可以支持多种高清抓拍单元的数据接受和存储。当一种监控点有多于8个车道需要监控时，就需要采用多套存储服务器进行组合，完毕对所有路面多种车道的监控。多套子系统之间通过前端局域网互联。高清抓拍系统中很重要的两个部件是车辆检测模块和车辆称重模块。目前，绝大多数车辆检测单元采

38、用的是地感线圈技术检测车辆，这种检测方式仍然是广泛使用的成熟技术；它的特点是精确度高、可靠性高；并且由于它的施工简朴，只需要按照线圈形状切割出逢隙，并不需要挖掘路面，安装于弯板称重前后，实现称重数据与号牌辨认相应。因而得到国际上广泛的承认。系统的车辆检测模块中，支持其她车辆检测方式，如：微波雷达、红外检测和视频触发等，系统在车辆检测器接口设计方面采用的原则化接口方案，只要提供TTL电平信号的车辆检测器都可以作为抓拍车辆的触发信号。车辆检测器的检测信号与高清摄像机的抓拍控制由集中控制器完毕，集中控制器支持多种车辆检测设备的接入接口。车辆称重模块采用高速动态称重传感器，用于对通过双向车辆进行称重预

39、检测，每个检测车道安装两块称重传感器，对车辆的重量信息进行采集，筛选超限嫌疑车辆。过往车辆的抓拍采用高清数字摄像机实现，在监控点的每两条车道使用一台200万像素的高清摄像机（预算条件富余的时候可以每个车道选用一台200像素高清相机，会获得更清晰的抓拍照片效果），用于抓拍车辆彩色图像，并用于车牌号辨认。每条车道采用双线圈作为图像抓拍触发信号，同步测量车辆行驶速度、车型判断。为了保证抓拍的速度规定，每条车道采用独立的辨认模块。桥梁车辆智能检测系统采用了高清摄像机嵌入式解决器的架构，在高清摄像机内部分别解决每二个车道车辆图像的抓拍，采用这种构造保证了多种车道同步抓拍时也不会漏拍。频闪闪光灯控制模块实

40、现低功率闪光灯的非炫目式闪光技术设计的实现，通过微电脑控制放电时序，把闪光最强能量在极短的时间释放出来并截断无效放电时间，从而解决了闪光灯的寿命问题和对驾乘人员的影响问题。考虑到前端存储服务器系记录算资源有限，需要实现的功能又是多方面的，如：车辆检测控制、抓拍图片接受和存储管理、号牌辨认、车流量记录和远程数据通讯和查询。为了保证系统效率的提高，系统没有采用通用的软件平台，而是采用通过裁减的LINUX操作系统支撑平台，用自行设计的文献存储方式建立前端抓拍数据存储服务系统，而不是采用通用的数据库系统；通过这些措施来减少抓拍系统开销，提高抓拍效率。在软件系统中建立工作状态检测机制，在每个车辆检测周期

41、，向硬件看门狗发出心跳信号，通报软件运营状态，使得当计算机发生死机时系统可以实现及时的复位。在前端存储服务器中设立一种Web查询服务模块，实现对前端工作站记录数据的直接访问和查询。3.4 后台管理与控制系统桥梁车辆智能检测系统后台中心控制系统涉及数据采集、事件检测、违法车辆布控、被盗抢车辆稽查、车辆记录查询和前端设备工作状态检测等功能。中心管理系统的软件设计重要突出在管理功能上，提供使用者一种对区域内卡口设备的管理、控制和数据管理的能力，发明一种以便使用、控制灵活的软件界面。按照桥梁车辆智能检测系统设计思路，分布在广泛区域内的多种工作站可以联网应用，实现实时联动，多种监控点能实现实时布控功能。

42、3.5 系统设计总体特点根据上述论述，可以将本方案提供的系统所采用的总体设计总结如下：（1）对桥梁车辆智能检测系统进行整体的应用考虑，建立分布式网络化的运营模式，建立起区域通过车辆的监控模式。（2）采用200万高清数字摄像机+ 计算软件控制方式，进行数字化车辆图像的采集和记录；（3）以提高抓拍可靠性为目的，系统依托视频感知技术的应用，结合线圈和视频检测，提供其他车辆检测器接口。同步具有交通事件检测功能，可检测车辆碰撞、逆向、压黄线等事件并及时产生报警信息。（4）系统的车辆检测采用双线圈方案，以实现测速与车型分析功能。（5）每辆车拍摄两张感光度的照片，照片辨别率为1920 x1080（200万）

43、像素。这样保证在不同的环境条件下都能清晰辨别车牌号码和车内驾驶人。（6）照片数据采用JPEG格式原则压缩存储，且同一辆车的两幅照片合并成一幅，存入同一种文献中。便于重要车辆照片的提取与归档。（7）夜间采用高频闪光灯进行补光，以解决夜间光线局限性对拍摄效果影响问题，同步，避免对车辆驾驶人的灯光刺激。（8）为了系统能长时间稳定可靠工作，方案实行时采用下列可靠性保证措施。选用工业级控制机作为主机，前端管理控制机采用LINUX平台下运营控制软件。软件具有错误自检和出错自动复位功能，同步，加装硬件死机检测和重起控制器，保证系统的持续运营。采用电子调压式净化稳压电源供电。摄像机防护罩选用室外型产品，具有雨

44、刷、加热、电扇等设施。加装防雷保护装置。第四章 功能设计桥梁车辆智能检测系统总体功能设计遵循模块化设计，按照前端抓拍管理机和后端中心管理系统两部分进行功能设计。其前后台系统的构成如下图所示（图4-1）。图4-1 功能模块构成及数据互换方式4.1 卡口高清抓拍系统功能设计前端高清抓拍系统在整个桥梁车辆智能检测系统中占据重要位置，实现实时抓拍记录通过监控区域的每一辆机动车辆的图像，并进行辨认和存储解决，实时与后台管理服务器实现数据互换，后台管理机对接受到的车辆图片进行车辆号牌自动辨认和报警解决功能。前端高清抓拍系统的设计原理图如下图所示。从功能上看重要涉及车辆图像抓拍和记录、号牌辨认、车流量检测、

45、车速检测、实时录像、黑名单及布控、车辆信息的传播与远程联网、远程查询、辅助照明等功能单元，下面分别加以论述。图4-2 前端高清抓拍系统构造原理图前端抓拍控制机软件系统的工作流程按照下图所示进行工作（图4-3）：图4-3 前端抓拍控制机软件系统工作流程4.1.1 车辆检测目前市场上车辆检测器重要有五种类型，即视频检测器、环形线圈检测器、超声波检测器、红外线检测器、雷达波检测器。它们工作方式各不相似，其中红外线检测器和超声波检测器由于安装不便、可靠性低而受冷遇。雷达检测器合用于人工检测。视频检测器同环形检测器相比其价格较贵、漏报率相对较高，但由于其安装以便、不破坏路面而广受瞩目。而老式的环形线圈检

46、测器由于成本低、可靠性高、检测精度高仍被普遍采用。因此，桥梁车辆智能检测系统采用环形线圈检测器为主，视频检测为辅的的车辆检测手段。桥梁车辆智能检测系统采用浙大中控车辆检测器。此设备是一种4通道的车辆检测器，采用环形电感线圈的数字式智能型车辆检测方式，专业化设计，用于迅速检测车辆的通过，可供测速系统使用。它采用高性能微解决器、高稳定振荡电路和通道顺序扫描技术，具有频率自适应和完全环境跟踪功能，线圈输入端变压器隔离，雪崩管和气体放电保护避免外界干扰。检测器采用交流供电，主板LED批示通道输出状态和故障状态，DIP开关可选择有限存在时间，自动敏捷度提高、串口数据通信原则及波特率、通道敏捷度级别和工作

47、频率，具有复位按钮、输出为光电隔离。技术参数：通道顺序扫描：采用通道线圈顺序扫描技术，消除线圈间窜扰；电感量自调谐范畴：20-1000uH，Q值=5;敏捷度（L/L）：SW1开关8级可选，A型（0.08%-0.96%），B型（0.1%-0.8%）；频率范畴：20-100KHz，SW1开关4级可调（高、中高、中低、低），实际工作频率取决于线圈的几何尺寸；输出配备：4路光电隔离TTL电平检测输出（每通道1路）；有限存在时间：20秒或4分钟可选（其她时间可向工厂定制）；检测能力：4通道实时独立检测；响应时间：交通型（A型）=36ms,测速型（B型）60万辆车（使用120GB硬盘）；在前端存储服务系统

48、中用于存储图像的硬盘容量为=120GB。当系统容量饱和时，即已存储的图像达到了系统的最大容量，系统能对此前的图像采用循环覆盖刷新，即对最前面的图像数据依次进行覆盖，始终保存最新数据。为了保证存储的效率，在前端存储服务系统中没有采用通用的数据库系统来存储抓拍信息，而是采用了自行设计的文献存储系统来寄存抓拍图像和其她信息。同步，将有关信息向前端管理工作站数据库发送。4.1.3 号牌辨认该模块可以对民用机动车、警用车、军用车、武警车号牌进行自动辨认，如下所示为车牌辨认用字符表。系统能辨认数字：09、AZ，民用头部中文：京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼

49、、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、使、港、澳、台、军，军用头部中文：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥、“WJ”，尾部中文：警、学、特、使、领、试、挂、农等。系统在实时记录通过的车辆图像时，同步应具有车辆自动辨认功能。系统可以辨认09十个阿拉伯数字、AZ二十六个大写字母以及有关的中文京、津、晋、冀、蒙、辽等。对于已捕获的车辆图片，系统白天的牌照辨认成果与实际牌照完全相符合辨认率应在90%以上，晚上的牌照辨认成果与实际牌照完全相符合辨认率应在80%以上。不能辨认出的字符用通配符替代，辨认成果存入计算机中，查询时可以列表显示。记录所有通过

50、路口（段）的车辆；在正常的车速160km/h状况下，车辆图片捕获率不小于99。可运用号牌辨认给出的车牌颜色信息初步判断车型，并设定不同的限速，以进行有区别的超速报警。4.1.4 事件检测基于视频的事件检测除了能获取更多的交通流信息之外，还能辨认车辆类型和车辆运营轨迹。措施：运用视频感知技术，对系统采集的视频图像，进行事件检测算法智能解决，自动采集多种交通参数，检测交通事件并及时报警。预解决即初始化系统的参数设立，如（1）路面参数：道路的通行方向和摄像机的监控范畴（2）事件阈值参数（3）车道线：标记出道路车道线位置，为系统拟定事故位置和变道事件等检测提供数据（4）检测区域参数：设立系统的检测范畴

51、，清除不必要区域的计算。车辆检测流程：（1）运动目的检测（帧差法、光流法、背景减除）（2）背景重建（背景提取、背景更新）（3）车辆目的分割（阈值分割法）。技术原理：如果高速公路上发生车辆碰撞事件，对于碰撞的两个车辆目的必然存在一段时间，在这段时间内两个车辆目的会互相接触，在图像上体现为两个车辆目的矩形框浮现重叠区域，然后运用两个车辆目的质心的相对距离来判断车辆的碰撞事件，若两个车辆目的质心的距离D不不小于一定的阈值TH则鉴定道路上发生了碰撞事件。4.1.5 人脸辨认配合目前的高清图像抓拍技术，结合人脸辨认技术，可辨认出机动车驾驶人和行人的人脸图像信息进行单独存储。4.1.6 流量检测通过车辆检

52、测器可以获得车辆通行数据，桥梁车辆智能检测系统前端管理机可以进行如下的记录内容： （1）车道机动车流驶入量； （2）车道机动车流驶出量； （3）记录时间段内车辆通过的平均速度； （4）按车型分类；在后端管理中心，通过汇总各前端系统数据，还可实现如下记录： （1）区域内通过车辆密度分布 （2）监控口出入车辆数 （3）车辆OD调查在记录时段上，系统还可以按照如下时段划分进行记录：一般状况下，按一刻钟、半小时、一小时、一天、一种月等时间单位进行记录；以5分钟为最小时间间隔进行记录；必要时可由顾客按任意时段进行记录。图4-5监控点流量记录4.1.7 车速、车型检测重要负责检测通过车辆的车速。在每个监测

53、的车道上进行车速测定，沿道路迈进方向铺设两个相距一定距离的线圈，此处与车型辨认模块共用两块线圈。当车辆通过第1块线圈时，线圈将向车辆检测模块发送触发信号，车辆检测模块收到触发信号后，立即记录车辆通过时间。同样，当车辆通过第2块线圈时，车辆检测模块也立即记录车辆通过时间。通过计算，得到车辆通过这两个线圈的时间差（即车辆通过两块线圈的间距所耗费的时间）。由于在铺设线圈时，已得到两块线圈间距离的精确尺度，通过下述公式：车辆通过时的瞬时速度= 线圈间距/时间差可计算得到所需监测的车速。由模块中程序自动计算得到，并通过偏差矫正。通过与在系统中预设的超速原则进行比较，若高于则为超速行驶，为违章行为，立即发

54、送报警信息给信息解决模块。本模块和有关硬件的测速精度较好，测速误差3，符合顾客规定。单纯运用图像来辨认车型将需增长算法复杂度，需要增长设备的计算能力，提高成本，并且精度不高，辨认率较低。考虑到上述状况，桥梁车辆智能检测系统充足运用线圈检测方式进行车型辨认和计数，具有精度高，辨认速度快的特点。辨认的车型分为大、小两种型号，摩托车归为小车类中。运用地感线圈的固定长度，车检器计算出车辆通过时间，以及计算出的车速，即可算出通过车辆的大体长度。同步，通过图像得到辅助信息，将进一步提高辨认精确度。例如，通过辨认出的车牌颜色，进行车辆类型辨别。即具有黄色号牌的车辆为大型车，其他颜色号牌为小型车。4.1.8

55、黑名单及布控系统在前端抓存储服务系统中建立需要稽查车辆的数据库，能定期导入外部黑名单数据进行更新，实现车辆布控、追逃、侦破肇事和超速检测功能。系统通过号牌辨认模块实时比对抓拍的通过车辆号牌与稽查车辆的数据库中存储的号牌进行比对，发现符合的车辆将通过网络在中心服务器或监视工作站上以颜色变换、闪烁或声音等式进行报警，显示黑名单车辆浮现的地点、车道、行驶方向、时间。显示黑名单车辆的违法具体信息，可对报警方式进行设立。考虑到号牌辨认的精确性不也许实现100%的精确，因此，为了不放过一辆可疑车辆，系统中采用了模糊比对技术，对于车辆号牌符合达到一定位数的车辆实时报警，再由人工核对做到万无一失。4.1.9

56、车辆信息的传播与远程联网抓拍车辆信息的传播系统是这样安排的，目前端工作站抓拍到车辆后实时地将车辆信息，如车牌号、速度、车型、通过时间和图片存储Id编号等数字信息在记录本地数据库的同步通过网络向中心服务器传播。系统实现联网的目的重要用于图像远程传播和查询，报警信息反馈、远程控制等。网络传播介质涉及无线、有线两种。有线方式重要是运用既有的公安三、四级网络系统，无线传播方式可以使用CDMA宽带或GPRS网络，但传播速度和可靠性较差。系统应统一规划，充足发挥系统联系的作用，使指挥中心能迅速获得各联网监控点的报警信息，发挥指挥中心集中指挥、统一调度的功能，提高警力布防的迅速性和精确性。下面从几种方面来阐

57、明。从层次上来讲，系统分为路口级、中心级两级。路口级是路口工作站，中心级是中心服务器、管理工作站和数据库。系统构造如图（图4-6）：图4-6 桥梁车辆智能检测系统监控系统联网应用系统的四个组件分述如下：（1）路口抓拍监视管理机和抓拍存储服务器。路口抓拍监视管理机涉及监视和管理软件构成，抓拍存储服务器涉及抓拍图片的存储管理、号牌辨认和通信服务，监视管理和存储管理可以采用一台计算机来承当，也可以分开配备，构成的系统相称于路口车辆信息采集系统，重要功能是完毕车辆的抓拍、车牌辨认、存贮、违章检测等，抓拍的图像存储于本地硬盘，同步将车辆通过时间、速度、车长、车道号、辖区等信息写入本地数据库并上传。（2）

58、后台服务器。后台服务器的重要功能是接受路口上传的车辆信息,一般为违章或报警车辆信息，将上传图像中的车辆具体信息从中心车管库中读出,并一起写入中心数据库中。（3）监控管理工作站。管理工作站是各级人员操作平台，功能强大，可完毕布控信息的录入，数据库图像及有关数据的浏览、检索、记录、分析以及未辨认号牌的手工辨认，同步兼有顾客管理功能并接受服务器发出的报警信息并以声光信息提示操作员，还可作为违章惩罚工作站。（4）中心数据库。中心数据库一般采用ORACLE,重要涉及车辆图像记录和有关数据记录按需要作为档案保存一定期间，可通过WEB访问和发布。建立有顾客数据库，用以对顾客访问的权限控制。建立报警数据库重要

59、信息涉及：布控车辆的号牌信息，各监控点车道限速信息等。（5）除以上四个组件外，系统的通信也是系统的一种重要构成部分。重要依托既有公安网络资源，以TCP/IP作为网络合同。4.1.10 远程查询为了使公安内部网上的每一台授权终端都可以远程、迅速查询全省范畴内桥梁车辆智能检测系统监视系统的记录信息，及时指挥对违章、犯罪车辆进行围追堵截，有效地打击车辆犯罪，本方案设计，采用WEB浏览方式对前端记录车辆信息进行查询，这样既以便了系统维护也以便了操作。在网络系统上提供光纤及扩展的联网方式，可以在控制中心对记录的违法信息进行分析整顿、信息发布，对现场的实时录像进行赋权调阅，对有价值的记录信息进行下载保存。

60、同步与数据管理中心或其她卡口进行数据互换。系统的构造如下图所示（图4-7）：WEB服务器WEB服务器前端数据库前端数据库。客户端1客户端n按照时间段、按照号牌模糊查询、按照违章等查询。图4-7 远程查询其设计思想是在管理中心建立WEB服务器，安装并运营WEB查询服务软件，向公安计算机网络上的任意一台运营Web浏览软件的客户终端提供WEB查询服务。采用B/S构造，以公安内部Intranet网为平台，容许多顾客同步查询。可在前端管理工作站和管理中心建立两级Web服务器，采集数据寄存在前端路口的数据库服务器中，由中心的应用服务器与前端路口的数据库服务器进行数据的互换。服务程序可以不断刷新，保证可查询