地感线圈闯红灯电子警察方案Word格式文档下载.docx

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1.1闯红灯自动记录系统概述

1）闯红灯自动记录系统概念

根据2009年5月公安部发布的《闯红灯自动记录系统通用技术条件》（GA/T496-2009）的规定，闯红灯自动记录系统的概念定义为：

在具有交通信号控制的交叉路口和路段对机动车闯红灯行为不间断自动检测和记录的系统。

闯红灯自动记录系统充分运用了现代科技手段、能自动完成公安交通警察的部分职能，是科技强警的重要组成部分。

2）闯红灯自动记录系统执法过程简介

车辆闯红灯行为是一个过程，系统需要对整个违章过程进行记录，以提供有效的法律依据，体现执法的公正性。

该系统通过抓拍车辆在违法闯红灯过程中多个位置的图片来记录车辆违法闯红灯的行为和过程。

闯红灯自动记录系统不记录机动车在其对应的黄灯相位时越过停车线的行为。

闯红灯自动记录系统能记录机动车闯红灯过程中两至三个位置的信息以反应机动车闯红灯违法过程。

第一个位置的信息能清晰辨别闯红灯时间、车辆类型、红灯信号和机动车压在或越过停车线的情况；

第二和第三个位置能清晰辨别闯红灯时间、车辆类型、红灯信号和整个车身已经越过停止线的情况；

并且至少有一个位置的信息能够清晰辨别号牌号码。

闯红灯自动记录系统能的图片格式采用JPEG格式，JPEG图片编码符合ISO/IEC15444：

2000的要求。

图片数量不超过四张。

1.2用户需求分析

（具体内容要根据特定项目的用户需求或招标文件来编写）

1.3系统选型

根据用户需求，本次设计采用河南省联大通信技术有限公司研制生产的高清式闯红灯自动记录系统。

LD-ITS710型闯红灯自动记录系统根据公安部2004年6月4日发布的《闯红灯自动记录系统通用技术条件》（GA/496-2004）进行研制生产，并经中华人民共和国公安部交通安全产品质检中心检测合格。

已在国内很多城市成功安装使用。

用户反映良好。

2、设计原则

1）实用性原则

方案设计在满足用户对闯红灯、测速、卡口自动记录系统的技术要求和使用要求的情况下，充分考虑系统的实用性，使系统功能尽可能地完善并得到充分利用。

2）可靠性原则

系统设计、设备选型、施工及调试等环节都将严格贯彻质量条例，完全满足系统的招标要求，符合国家及行业的有关标准，确保系统能够长期稳定、可靠安全地运行。

3）先进性原则

系统设计和设备选型方面，在考虑系统的实用性前提下，尽量采用国际上先进的图像处理与数字通讯技术，确保系统在国内的领先地位。

4）开放性原则

为了便于用户的使用，系统将公开各种通讯协议接口。

5）经济性原则

在满足以上各个原则的基础之上，同时应考虑系统建设的经济成本，力争提高系统的性价比。

6）易用性原则

系统操作简便、人机界面友好，易于维护。

7）安全性原则

系统具有防计算机病毒的能力、有较强的抗干扰能力、有可靠的防雷电保障；

同时还具备数据备份、停电后自动恢复功能，系统还为用户提供用户分级及操作权限管理，减少人为因素对系统的不必要干扰。

3、设计依据

⏹《中华人民共和国道路交通安全法》

⏹《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》

⏹《公路交通安全设施设计技术规范》（JTJ074-2003）

⏹《闯红灯自动记录系统通用技术条件》GA/T496-2004

⏹《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》GA/T497-2004

⏹《预防道路交通事故“五整顿三加强”实施意见》公通字[2004]33号

⏹《关于进一步加强路面行车秩序整顿工作的通知》公交管[2004]110号

⏹《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/T367-2001

⏹《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92

⏹《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90.92

⏹《机动车、驾驶员及违法管理等相关数据库规范》2004版

⏹《建筑物防雷设计规范》GB50057-94

⏹《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94

⏹《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87

⏹《电信专用房屋设计规范》YD5003-92

4、系统技术方案

LD-ITS710系统采用高像素200万的工业级高清摄像机对违法闯红灯、超速、卡口等车辆进行自动记录。

高清摄像机对违法闯红灯车辆抓拍3张图片，图片信息可清晰地反映车辆闯红灯时间、号牌号码、车辆类型、红灯信号（含箭头灯）、停车线等情况。

违法超速的车辆系统自动抓拍一张高清晰图片，而在绿灯状态下过往的所有的车辆抓拍一张高清晰图片并自动叠加车辆速度；

本系统主要优点体现在：

1）检测方式稳定可靠：

采用并发方式的地感线圈检测技术，支持所有线圈组同时检测，在红灯状态有车辆通过时即判定为车辆闯红灯，在绿灯或黄灯状态下通过时即判定为卡口。

2）抓怕方式性能优越：

高像素的工业级高清摄像机可提供非常清晰的路口全景照片，该图片分辨率高、可以反映车辆违法的所有要素（闯红灯时间、号牌号码、车辆类型、红灯信号（含箭头灯）停车线等）；

为执法处罚提供无可争辩的证据。

4.1系统组成

LD-ITS710系统由3个单元组成，分别为前端路口单元、网络传输单元、中心管理单元。

4.1.1系统拓扑图

下图为系统网络拓扑图。

1）本系统可以直接通过公安网路由接入到（公安交警）数据中心；

也可以先经过其他网络运营商的传输网络、局端机房，再到（公安交警）数据中心。

2）前端光传输设备安装于前端设备箱；

中心的传输设备安装在局端机房或（公安交警）数据中心。

系统网络拓扑图

4.1.2前端路口抓拍单元

该单元主要完成红绿灯检测、违法闯红灯车辆的检测、图片抓拍，图片处理、存储、传输等任务。

在被监控路口的均安装1套，每个方向的设备相互联网，工控主机通过网络交换机相连接。

前端路口抓拍单元结构图

4.1.3网络传输单元

图片的获取有两种方式：

一是利用人工现场将图片下载到存储介质中带回数据中心，如笔记本电脑现场下载、换取活动硬盘、大容量U盘等方式均可；

二是通过网络将图片传送至指定的数据中心，传输网络可以是光纤、ADSL或其他有线/无线网络。

网络传输部分主要包括网络交换机、远程传输设备及线路等。

该部分主要完成将前端获得的车辆违法信息传输到交警数据中心的任务，同时操作人员在交警数据中心应用远程管理软件通过该网络可对前端控制设备进行远程管理及设备参数设置。

联网数据传输时，如果遇到网络故障导致传输失败，系统具备断点续传功能。

单个4向路口网络示意图

4.1.4数据中心管理单元

该单元的组成包括计算机硬件和操作软件两部分：

1）计算机硬件：

此部分包括数据库服务器、计算机工作站、网络设备、打印设备以及电源设备等。

2）操作软件

后台管理系统软件采用基于网络的程序设计。

由服务端程序集中处理和管理数据，在客户端则实现用户的各种应用需求如查询、统计、处罚等工作。

这种结构体系也可实现多用户、多任务的操作，从而大大提高工作效率并进行有效的数据管理。

C/S版本：

即客户端/服务器模式。

服务端程序安装运行在服务器上，终端用户则需要在工作站上安装客户端软件。

该版本的主要优点在于运行速度较快。

3）在数据库系统方面，系统可支持主流的数据库系统。

如Sql-server2000、Sql-server2005、Oracle等。

示意图如下：

数据中心拓扑图

4.2系统工作原理

4.2.1系统工作流程

具体工作流程：

在红灯状态下由检测主机检测是否有机动车辆闯红灯，检测主机将检测到的信号送到工控主机，由工控主机控制高清摄像机对违法闯红灯车辆抓拍连续三张违法高清照片、当在绿灯或黄线状态下由检测主机检测到是否有机动车辆通过，由工控主机控制高清摄像机抓拍一张高清照片，并且对每个车辆的车速进行检测，速度值自动叠加到图片信息上，图片均存储在工控机的硬盘内，然后由系统实时将工控机内的图片通过网络传回至远端的数据中心的计算机服务器；

也可通过人工利用存储介质到现场下载图片并带回数据中心的服务器，最后运用后台管理软件由各个计算机工作站完成图片的数据录入、存储、公告、处罚以及查询等工作。

参见下面的流程图。

系统工作流程图

4.2.2检测单元工作原理

该单元包括检测主机和埋设在路面的地感检测线圈。

地感线圈采用耐高温的单芯多股镀锡电缆绕制而成，截面积为2.076mm2,通常绕4匝，线圈尺寸通常为80cm×

250cm，埋设在停车线与斑马线之间，每一个车道埋设一组。

本方案的地感线圈采用双线圈防逆行的埋设方式。

如图所示。

双线圈防逆行方式示意图

采用双线圈防逆行埋设方式时，每条车道不仅需要独立埋设，而且要埋设2个线圈呈“吕”字形的环行线圈，当车辆在红灯状态由左向右通过该组线圈时，系统将进行拍照；

如果是由右向左方向触发该组线圈，系统将不予拍照。

线圈检测原理：

当车辆（金属物体）经过埋设在路面的地感线圈时，将导致地感线圈电感值减小。

电感值的变化，使得车辆检测器的LC振荡电路的振荡频率变化。

通过公式，可以看出，在车辆检测器中，值是一定的，来自线圈的值是随着有车辆（金属物体）经过而变化的，则值变化，因此有，式中为无车辆（金属物体）经过时线圈的电感量，为有车辆（金属物体）经过时线圈的电感量，车检器通过精确检测振荡电路的频率变化可以准确判断是否有车辆经过。

地感线圈检测具有检测稳定可靠、检测速度准确，进林科技自主研发的6通道环形线圈车辆检测器可以在1ms内检测到线圈中任一线圈发生的0.01%的电感量变化，从而可以检测到车速200公里/小时以上的车辆，并且可以准确的检测到经过线圈的摩托车、轿车、卡车、工程车等各种车辆。

进林线圈检测技术的优势：

1）有效地解决了线圈之间的串扰；

2）具有更短的车检器响应时间；

3）可检测高底盘车。

4.2.3红绿灯检测原理

检测主机内置红绿灯检测电路，将被检测车道的红绿灯信号引入到检测主机，220V的红绿灯交流信号被转换为低电压，通过光耦器件送至内部的数字逻辑门电路，从而完成红绿灯信号的检测。

检测电路的特点：

1）具有独立的零线，避免与检测主机电源零线共线而产生的红绿灯检测结果的逻辑混乱。

2）检测电路内置光耦隔离，保护检测主机内部电路。

3）检测电流小于10毫安，不会影响红绿灯信号机的正常工作。

4）采用交流检测方式，无检波电容带来的延时，实时性强。

4.2.4闯红灯车辆捕获过程

当检测主机检测到某车道在红灯状态下有车辆通过时，检测主机通过RS232发送信号至工控主机。

工控主机触发系统对违法车辆进行抓拍。

下图反映的是车辆通过线圈的过程，控制软件在摄像机的视频流当中截取越线前、压线、越线后的三个位置的过程图片，

车辆闯红灯过程示意图

违章照片的信息包括了停车线、红灯信号、车牌号码、车辆类型、车身颜色、红灯开始时间、闯红灯时间、红灯结束时间、违章日期时间（年、月、日、时、分、秒），违章车道等情况。

违章照片被系统记录的同时，系统抓拍控制软件会自动对其进行加密处理。

经过加密的违章照片可以进行公告和公证，可作为执法的法律依据，如图所示。

第一张

第二张

第三张

由于采用的工业级高清摄像机的分辨率在200万像素以上，拍照范围广，因此被监测的车道数量可大于3条车道。

4.2.5车流量统计原理

不管信号灯处于何种状态，凡通过地感线圈的车辆，检测主机都能实时检测到，并把检测数据发送给工控主机，工控主机统计在一定时间段内通过某个方向各