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1、浙江大华闯红灯违章抓拍系统方案设计书浙江大华闯红灯违章抓拍系统设计方案书 浙江大华技术股份有限公司2010-1241 浙江大华技术股份有限公司第一部分 概述1.1前言近年来，随着社会经济的快速发展，机动车数量的迅速增长，城市道路变得越来越繁忙。交通管理现状和需求的矛盾进一步加剧，违章交通事故数量也逐年上升。为了加快城市交通管理系统的信息化、智能化进程，在现有的城建规模上提高城市路网的通行能力，保证车辆的安全行驶，提高管理交通系统的效率和执行力等方面，闯红灯电子警察自动监控系统显得极为重要。浙江大华技术股份有限公司针对交通管理的实际需求，专门研究开发了科学、实用卡口型电子警察。该系统集卡口、闯红
2、灯抓拍记录、车流量统计、车牌识别、24小时实时监控等功能于一体，系统功能强大，性价比高。尤其值得关注的是本系统采用先进的视频触发技术和国际领先的计算机人工智能算法，具有触发率准确性高，速度快的优点，对车辆和车牌的检测不需要添加任何外部触发装置，触发率可达98%以上，对车辆违法闯红灯过程进行全天候记录和录像，并可通过管理信息系统对识别信息进行管理和查询。1.2系统设计依据1.中华人民共和国道路交通安全法2.中华人民共和国道路交通安全法实施条例3.公路交通安全实施设计技术规范 (JTJ 074-2003)4.闯红灯自动记录系统通用技术条件（ GA/T496-2009）5.公安交通指挥系统工程建设通
3、用程序和要求（GA/T651-2006）6.公安交通管理外场设备基础施工通用要求（GA/T652-2006）7.公安交通指挥系统工程设计制图规范（GA/T515-2004）8.安全防范工程技术规范(GB503482004)9.安全防范系统雷电浪涌防护技术要求（GA/T 670-2006）10.交通电视监视系统工程验收规范（GA/T 514-2004）11.环形线圈车辆检测器(JT/T 455-2001)12. 国家和地方相关标准的规定13.闯红灯自动记录系统验收技术规范14.道路交通安全违法行为图片取证技术规范15.机动车号牌图像自动识别规范1.3系统设计原则1、功能齐全适用。以最大限度实现系
4、统功能为宗旨，满足现用标准及规范。2、性价比好。遵循突出重点、优化设计、经济适用的原则，在确保重要功能和性能前提下尽量压缩成本，降低开消，所用技术成熟适用，为当前主流技术，所选设备质优价廉，使整个项目预算合理，性价比好。3、先进性和成熟性。立足高效稳定的嵌入式设计，使摄像主机的技术含量和先进性达到一流水准，并可保持较长久的生命力。4、开放式的系统结构。嵌入式结构产品兼容性和扩展能力更强，系统结构与配置灵活、互连方便；只要进行局部性调整和配置，便能适应后期工程建设的需求。5、扩展性和易维护性。遵循标准化、通用化、系列化设计原则，所配置的软硬件产品、接口与布线以及其他设计，均符合有关国际和国内标准
5、，并具有模块化结构特征。总系统与其他分系统的互连、互通、共享使用灵活 ；二次开发、功能扩展、更新换代、维修保障有强大的市场支持，不存在潜在困难。第二部分 系统方案设计2.1系统结构高清卡口型电子警察系统由路口前端设备、网络传输系统和中心管理系统构成。系统整体结构如下：系统结构图2.1.1路口前端设备路口前端设备主要由视频捕获设备（高清摄像机、补光灯）、嵌入式控制主机、网络传输设备（光端机或光纤收发器）等组成，完成红绿灯状态检测、机动车违章行为检测、违章图片抓拍、补光灯控制、违章记录本地储存、相关信息网络上传等任务。根据实际需求，在被监控路口的每一个方向均安装1套设备，可监控23车道的车辆通行情
6、况。前端组成结构如下图所示：前端设备结构图 高清抓拍摄像机：本系统中采用的高清抓拍摄像机为200万像素，分辨率为16001200，一台高清摄像机可监控23个车道，提供红绿灯检测、车辆检测及视频录像的视频流，同时抓拍高清图片。 LED补光灯：辅助光源采用LED灯，光敏控制模块设计可自动启动，当环境光低于预设亮度，光源自动打开，为摄像机补光，保证夜间的摄像效果。发光器件为大功率LED，寿命在额定功率下达到30000小时。 嵌入式控制主机：采用嵌入式高性能处理平台，内置完整的图像处理、识别软件。摄像机的视频数据流通过交换机输入控制主机，在主机中完成全部的检测、处理分析、和控制抓拍过程。 网络传输设备
7、：包括交换机、光纤收发器等，承担将前端设备记录的车辆违法信息传输到后端管理中心的任务。2.1.2网络传输系统主要承担将前端设备记录的车辆违法信息传输到后端管理中心的任务，同时操作人员在中心平台应用远程管理软件通过该网络可对前端设备进行远程管理、状态监测及设备参数设置。该传输网络可以采用光纤通讯、电话拨号、数据专线、宽带网络、光纤网络、无线GPRS/CDMA等方式。如果与视频监视系统共用光端机，可采用数模复用光端机，即在一根单模光纤上传输视频监控系统前端摄像机的视频信号及控制信号，同时提供100M的以太网口用以传输闯红灯电子警察自动监控系统前端设备记录的违法车辆信息。2.1.3中心管理系统中心管
8、理子系统主要实现对电子警察前端路口设备进行远程管理、网络监控、抓拍图像和数据的处理，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ORACEL数据库，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。中心管理系统结构管理中心采用一个中心管理服务器连接多个客户端的模式，中间架设了一个代理服务器，用来处理前端设备网络数据，一个代理服务器管辖多台前端设备。数据库用来记录中心服务器的各类参数和代理服务器的网络和识别信息。存储阵列用来存储前端设备抓拍的图片及相关数据信息。2.2 系统主要功
9、能2.2.1视频检测功能本系统采用纯高清视频检测方式，可以检测23个车道。车辆捕获率98%以上，有效捕获率大于90%。可精确检测区分红灯、黄灯、绿灯，包括箭头标识等。2.2.2闯红灯抓拍功能单台高清摄像机可以完整监控3个车道，图片质量达到国标要求，在红灯信号状态下，有车辆经过时，系统会快速地检测到车辆变化，并通过对这一变化进行分析处理来判断是否有车辆闯红灯，当检测到车辆有闯红灯违章行为时，会立即抓拍反映该车辆违法信息的三张高清图片并对图片进行关联保存。三幅全景图片，清晰记录车辆未越过停止线、已经越过停止线并且在相应红灯相位继续行驶的情况，清楚反映整个闯红灯过程。系统采用国际领先的计算机智能跟踪
10、算法技术，对全景中每一辆车都能进行实时跟踪并记录其运动轨迹，并智能判断车辆运行是否违章。由于采用了车辆跟踪技术，本系统可以准确地抓拍左侧或者右侧混行车道的直行闯红灯行为，而对正常行驶时左拐或者右拐的车辆则不会误抓。2.2.3闯禁令、违反禁止标线等违法行为抓拍系统可以通过对视频的智能分析判断车辆右/左转、逆向行驶、压线、跨线、违反禁止线等违法行为，在禁止右/左转的路口可以对右转或者左转车辆进行跟踪判断并且对违法车辆进行抓拍，同时，对逆向行驶和等违法行为进行抓拍记录，系统抓拍三张违法图片，以记录违法的整个过程。2.2.4车辆测速该系统可通过标定摄像机的垂直高度和与车道的水平位置，标定摄像机的视野中
11、的远端距离及近段距离，在平直的车道上系统通过纯视频实现视频测速。测速精度符合国家相关规定。2.2.5卡口功能系统具有卡口功能，即在绿灯、黄灯状态时，对通过每个车道的所有车辆进行检测、抓拍、记录、保存和识别。2.2.6号码识别功能 系统具备对民用、警用、军用、武警等汽车号牌计算机自动识别能力，白天车辆号牌识别率大于95%，夜间车辆号牌识别率大于90%。在实时记录通行车辆图像的同时，还具备对民用车牌、警用车牌、军用车牌、武警车牌的车牌计算机自动识别能力，包括2002式号牌。所能识别的字符包括:“09”十个阿拉伯数字;“AZ”二十六个英文字母;省市区汉字简称(京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、
12、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台);2004新军用车牌汉字(军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成);号牌分类用汉字(警、学、领、试、农、挂、拖、境) ;武警车牌字符；车型和颜色识别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，能自动识别黑、蓝、黄、白四种车牌底色。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，就利用图像分析技术来辅助区分车辆的类型。系统识别的车牌类型部分示例： 2.2.7数据传输与保
13、存功能本系统支持多种方式的数据传输。可通过网络自动上传违法数据、车辆通过信息（时间、地点、车牌号码等）、设备监测数据、流量统计数据等上传到中心管理系统；也可在中心通过网络下载操控前端设备。如因网络中断或其它故障，信息备份存储于前端设备中，前端自带大容量存储，待故障恢复后自动上传。同时系统前端也可以直接将数据存储于外扩USB移动存储设备，方便取盘。2.2.8远端设备管理与监测功能系统可以可随时修改设备参数，采用网络通讯技术，使管理人员能在远程设置、管理设备，及时修正不同外部环境造成的偏差，极大的提高了工作效率。系统可通过远程管理软件方便地调整前端设备参数。系统可通过远程软件监控设备的工作状态，如
14、设备内部温度，硬盘工作状态等，并进行故障诊断和定位。系统支持远程升级功能、远程设备重启功能。2.2.9违章记录图片防篡改模块闯红灯电子警察系统对各类路口违章和交通事件进行抓拍后，为了保证记录的准确性和真实性，按照国家标准GA/T496-2009的最新要求，加入了防篡改功能。本系统通过图片加水印的方法来实现图片放篡改功能。前端摄像机抓拍图片后，对原图加水印（水印在图片上不显示），图片通过网络传输到中心管理服务器，中心管理软件自动对每一张图片进行水印验证，在图片查询中列出正常图片、被篡改图片等信息。我们也提供单独的验证工具软件，可以前端单独拷贝出来的图片进行手动验证。2.2.10双码流高清录像功能
15、本系统中采用的高清抓拍摄像机是大华自主研发的高性能室外专用摄像机，支持双码流，系统在保证抓拍的同时能实现24小时高清视频录像功能，向下支持低于该分辨率的CIF分辨率录像。同时基于视频分析也可以实现平时标清录像，在有车辆和人经过时高清录像的功能。可以在白天、夜间有辅助光源情况下实现清晰录像；可自动记录车辆违法的日期、时间、地点、所在车道、违法类型等信息；录像中能清晰地反映违法车辆的颜色，车辆类型，运动轨迹；并提供录像查询、录像下载等功能。该功能与图像抓拍功能同时实现，准确清晰地记录闯红灯车辆的违法过程。2.2.11报警功能前端摄像主机能实时响应外部报警输入（200ms 以内），根据用户预先定义的联动设置进行正确处理，报警输入可以来自连接的各种外设。另外，针对超速及被盗抢车辆和交通肇事逃逸车辆能实时布控报警。当通过车辆与用户事先输入的被盗抢车辆或交通肇事逃逸等车辆的牌照号码及车型等信息特征相符合时，系统在可以立即以声光进行报警，提醒值班人员有可疑车辆通过；同时系统将报警信息传输到监控中心，与110或122系统结合进行抓逃。报警信息中包括车牌号码、车速、车型、车辆通过时间、车辆图片等。具备与交警或公安数据中心进行数据交换功能，并可实时将报
