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1、横山县西南新区道路交通安全设施高清电子警察监控系统技术方案陕西荣天工程管理咨询有限公司有限公司2013年10月目 录第一章概述51.1 项目背景51.2 项目范围5第二章 电子警察系统总体设计92.1系统简介92.1.1 概述92.1.2 设计目标92.1.3 设计依据92.2 主要技术路线122.2.1 成像器件：高清500万CCD摄像机122.2.2 检测方式：高清视频检测122.2.3 控制主机：嵌入式工业级控制器132.2.4 补光设备：LED频闪灯142.2.5 红灯信号接入142.2.6 设备功能：综合违法抓拍、治安及交通辅助142.3 系统组成142.3.1 系统概述142.3.
2、3系统优势16第三章 前端系统设计193.1 前端系统组成193.2 系统工作原理203.2.1视频检测203.2.2违法过程描述213.2.3违法信息记录253.2.4车牌识别技术原理253.2.5车流量检测263.3违法抓拍示意273.4 设备选型303.4.1高清摄像机303.4.2 百万像素镜头313.4.3 摄像机防护罩323.4.4 LED频闪补光灯323.4.5 嵌入式控制器333.4.6 电源防雷模块343.4.7 网络防雷模块353.5 系统功能363.6 系统指标383.7 外场辅助设备39 / 文档可自由编辑打印第一章 概述1.1 项目背景近年来，我县加大对西南新区投资开
3、发力度，道路等基础逐步改善，新区因区位优势，毗邻榆林市区，车流，人流迅猛增加，部分新建道路及苏庄则、草海则等人流集中街道，由于交通标志标线缺失，给交通管理带来一定难度，车辆乱停乱放、随意转弯掉头导致部分路段时有拥堵情况发生，榆横1、2路、工业大道等路段岔路口多，未设置红绿灯、电子监控设施，亦无警示标志标线，过往车辆超速行驶，极易引发重大道路交通事故，据统计工业大道全线因交通事故已造成20余人死亡。去年后半年开通的榆横2路与怀远二街十字已发生5起交通事故，给人名群众生命财产造成重大损失。为降低事故，我队与管委会协商在事故多发十字路口不得不以对方沙土，强制减速的办法防范事故高发，但这些措施智能是临
4、时行为，既不规范又影响新区整体形象，同时与当前的双创工作格格不入，基于上述原因，为了规范车辆管理，降事故，保安全、保通畅，提升新区城市品位，我队组织相关专业人员对西南新区道路进行全面细致摸排，根据交通管理要求，建议政府牵头与管委会等部门共同协商，在榆横1、2路及工业大道等主要路段设立红绿灯及各类交通标志标线，具体规划建议如下： 1.2 项目范围公安交通指挥综合应用系统是一个庞大、复杂的系统，所以需要根据实际需求及经济和城市的发展状况，分步实施。本期工程主要实现以下子系统：l 路口闯红灯违法自动记录系统l 通信子系统1、路口闯红灯违法自动记录子系统建设以路口闯红灯自动记录为主的，包括综合违法自动
5、记录、交通信息检测、治安监控功能于一体的综合电子警察系统。路口综合违法检测系统应对路口车辆的闯红灯、压黄线、逆行、不按道行驶、压实线等行为进行自动记录。2、指挥中心集成子系统指挥中心系统将各子系统有机地联系在一起，通过信息交换，实现多个职能部门工作流程的整合，从而更有效地运用资源、处理紧急事件；把视频系统、有线无线通信、综合信息子系统有效统一起来，实现更有效的报警管理和高效方便的调度指挥。指挥中心集成子系统按功能又可划分为信息显示系统、综合布线及计算机网络系统、机房系统（包括机房装修、环境、音响、控制、电源、安全、防雷接地等）、信息系统。在本期建设中，应完善机房系统、综合布线及计算机网络系统及
6、信息系统平台建设。为下一期其他子系统配置后台支持环境，同时为将来升级和扩展预留接口及冗余。本方案中指挥中心集成子系统仅包括电子警察集成处理平台。3、通信子系统交通通信系统的主要功能是为指挥系统各组成部分之间信息、指令的有效、快速、准确传输提供通路。由有线通信网、无线通信网、数据通信网、视频通信网组成。本项目采用光纤通信方式。1.3 总体结构设计系统分为交通指挥中心部分、通信网络部分、路口设施三部分来实施，建立以交通指挥中心为核心，从路口到指挥中心为基础，光纤通信相结合的立体网络数据交换体系。交通指挥中心管理部分：主要实现对路口设施的网络监控和抓拍图像的数据处理与交通违法处罚。 通信网络部分：实
7、现路口设施、指挥中心之间的信息交换。指挥中心与各路口之间采用光纤方式进行联网。路口设施：包括卡口式电子警察系统。采用视频检测技术实现通行车辆及违法车辆记录。通过工业级摄像机，准确抓拍闯红灯、综合违法、通行车辆的图像信息，抓拍到的信息存储在本地硬盘中，同时向交通指挥中心传送，存入数据服务器，确保数据采集、处理、保存以及违法处罚功能的实现。1.4 功能设计本项目总体功能如下：（1）系统建设充分考虑采用先进而又成熟的技术（如视频检测技术、数据库技术、数据融合技术、网络技术、多媒体技术等）、先进的体系结构、先进的软硬件选型，既能保证实用成熟，又能适应未来的业务发展和技术的更新要求；（2）系统具备良好的
8、可扩充性、可移植性和兼容性，充分考虑系统的发展因素，系统设计方案充分利用现有的信息化建设成果和路口资源，并预留扩展接口；（3）考虑到当地的环境因素，车辆抓拍检测采用视频检测技术。确保系统的实用性、可靠性和完备性；（4）平台采用开放性设计，可配置多种数据传输接口，并且对外提供标准的数据接口，以满足更多信息共享用户和其他系统协同工作的要求；（5）能够对违法闯红灯车辆、综合违法的行为进行抓拍记录，形成符合公安部部颁的相关标准的证据图片。有效证据资料包括：违法时间、违法地点、违法类型、红灯时间、车辆类型、车牌号码、车牌颜色等数据信息和视频图像信息；（6）能够对通行车辆进行抓拍及车牌识别，对黑名单及嫌疑
9、车辆报警。能够在指挥中心进行网络布、撤防。（7）系统记录的违法车辆图片其文件格式为标准格式（JPG格式），并按照标准格式存入数据库；（8）系统功能和设备全面、完善、安全、稳定而可靠。系统交警指挥中心部分、通信网络部分、路口控制部分等一系列的设备、系统和信息传输链路24小时不间断工作。（9）交警指挥中心软件具有数据录入、处罚、发布、查询、统计、导入、导出、数据备份等功能，实现对交通违法行为的有效处理。整个业务流程及凭证符合法律要求，具备合法法律效力；（10）在工程设计中充分考虑到未来系统发展的需求，以目前的系统结构为基础，对未来发展的科学预测为依据，保证系统具可持续维护和发展的能力；（11）系统
10、采用数据加密、口令保护、多重权限设置、数据校验等手段，保证数据和照片的安全性、保密性、完整性、一致性和相容性；（12）系统能够动态调整视频识别参数，以适应户外环境的各种变化，保证系统工作在最佳状态。异常故障（如非正常关机情况）发生后系统能够自动恢复到正常工作状态，如果系统工作出现异常可自动恢复系统，以适应路口的各种恶劣环境和稳定要求；（13）系统易于掌握，人机界面友好，容易操作、管理和维护。 （14）系统具备车流量检测功能，形成图表及多种报表供公安交警部门以数据参考。第二章 电子警察系统总体设计2.1系统简介2.1.1 概述近几年，随着城市机动车数量的增加，机动车违法现象成为困扰交警部门的一大
11、难题。为了解决这些问题，一些交通领域的高科技产品应运而生。机动车闯红灯抓拍系统（俗称电子警察）就是对付机动车闯红灯这一违法行为的有力武器。2.1.2 设计目标应用先进的技术手段，实现对机动车闯红灯，压线、逆行等综合违法行为的自动抓拍，从而整顿交通秩序，减少交通事故。同时，利用电子警察系统的治安监控功能，对主要交通路口的过往车辆进行实时监控及录像。为交通指挥、事故分析提供最直接而全面的证据。2.1.3 设计依据 公安部交管局公安交通指挥中心建设与发展的若干意见； 公安部闯红灯自动记录系统通用技术条件GA/T496-2009 公路车辆智能监测记录系统通用技术条件GA/T497-2009 公安部、建
12、设部城市道路交通管理评价指标体系(2003年版) 公安部交管局道路交通科技发展九五计划和2010年规划 公安部交管局、建设部建设司城市道路交通管理评价指标体系 测量、控制和试验室用设备的安全要求(GB 4793.1-1995) 信息技术设备(包括电气事务设备)的安全(GB4943-1995) 电力工程电缆设计规范(GB50217-94) 民用闭路电视系统工程技术规范GB50198-94 安防视频监控系统技术要求GA/T 367-2001 中华人民共和国公共安全行业标准GA38-92 机动车、驾驶员及违法管理等相关数据库规范2004版 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范(GB50168-92
13、) 电气装置安装工程施工及验收规范(GBJ232-92) 安全防范工程程序与要求(GA/T75-94) 安全防范系统通用图形符号(GA/T74-94) 通用用电设备配电设计规范(GB50055-93) 工业与民用电力装置的接地设计规范(GBJ65-83) 工业计算机监控系统抗干扰技术规范(CECS81-96) 计算机信息系统安全(GA 216.11999) 中科院计算机技研所 计算机场地安全要求； GB5005794 建筑防雷设计规范；2.2 主要技术路线2.2.1 成像器件：高清500万CCD摄像机在目前的技术条件下，采用高清数字摄像机作为成像器件已成为共识。但是到底采用何种像素的高清摄像机
14、则令许多用户困惑。我们认为500万像素的CCD摄像机是首选。原因如下：1、抓拍证据充分只有500万或以上像素的摄像机，才能使得抓拍的多幅图片均能清晰分辨红灯状态、停止线和车牌号码。而200万甚至300万像素摄像机抓拍的图片，其最后一张由于距离远，像素少而无法分辨车牌号码。虽然符合目前的行业标准的要求，但从法理上讲终究证据不够充分。2、性价比高由于数字摄像机加工技术的发展飞速，500万像素的摄像机与同类型的200万像素的摄像机差价非常小。但一只500万像素的摄像机能够抓拍3条车道，而一只200万像素的摄像机最多只能抓拍2条车道，且其每条车道的平均像素不及500万抓拍3条车道的平均像素多。有些厂商
15、号称其200万像素的摄像机能够抓拍3条车道，其实是对车道宽度要求严格，且以号牌识别率降度做为代价的。试想，一只200万像素的摄像机，其分辨率为1600*1200，如果抓拍3条车道，则平均每条车道约为530个像素。按每条车道4米宽计算（事实上如果考虑车辆运动过程，其后续位置平均宽度远超过4米），则车牌在图片上的像素为：0.45（车牌实际宽度）*530/459。不到60个像素！在大多数情况下，人眼都无法清晰分辨车牌号码，如何保证车牌识别准确率，如何作为处罚证据？考虑到成本等因素，建议对于12车道的，采用200万CCD摄像机，对于3车道的，采用500万CCD摄像机。2.2.2 检测方式：高清视频检测目前电子警察系统最常用的检测方式为线圈检测和视频检测。线圈检测最大的优点是检测精度高，其缺点是施工和维护困难，同时对于压黄线、不按道行驶、违法变道等违法行为难以检测。视频检测的优点
