闯红灯自动记录统方案Word文件下载.docx

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3、设计原则

根据公安部交通指挥系统建设要求，按照“结构上的整体性，技术上的先进性，使用上的稳定性，经济上的合理性，操作上的友好性，升级上的可拓展性”进行设计。

1）可靠性：

高清电子警察系统是一个系统牵涉面多、规模大、运行环境复杂、使用率高的复杂系统，系统设计时将统筹考虑所用设备和控制系统，选用国内外有多年使用经验的成熟、可靠、标准化的知名产品，符合当前技术和公安交管部门管理工作的发展方向，同时系统选用成熟的技术，减少了系统的技术风险。

系统中核心的高清视频电子警察违法抓拍设备、存储设备、重要的服务器及后台服务软件等，可实现掉电恢复后设备及软件自动恢复正常连接、断网恢复后设备及软件自动恢复正常连接等故障自动恢复的能力，启动过程无需过多人工干预。

2）规范性：

高清电子警察系统符合GA/T496-2009公安部最新标准，能为交警用户准确捕获、抓拍、记录闯红灯行为，将3张700万像素的闯红灯高清照片合成1张三画面高清照片为非现场处罚系统提供准确、清晰的证据，是本系统实用性的重要体现。

3）先进性：

本系统采用先进的、具有前瞻性的视频监控技术，包括百万像素数字高清技术、高清视频编解码技术、高清视频存储技术、高效检索技术、视频智能分析技术、先进的综合管理平台技术等。

在系统设计过程中，充分借鉴、利用国内外的先进技术和成功经验，在系统结构上和设备选型上精益求精，将这些代表行业发展趋势的先进技术有机结合在一起，设计出一套性能优异的高清视频电子警察系统。

整个设计具有一定的超前意识而不局限于目前的使用条件和规模。

4）经济性：

以行业标准作为设计依据，充分考虑用户实际需要和技术发展趋势，在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，实现最优化的系统设备配置，降低系统造价。

5）易维护性：

系统主要使用人员为公安交警和有关领导，从满足交警实战需要出发，系统采用简洁、友好的人机界面，具有多媒体化操作设计，在出现系统故障时，能够简便快捷的进行处理。

前端设备支持远程升级和远程故障排除功能，维护便捷，降低系统运维管理成本。

同时可自动检测系统中设备的运行状态，并示出详细参数，以辅佐管理人员及时准确地判断和解决问题。

使用稳定易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，即降低了对管理人员进行专业知识的培训费用，也节省了日常频繁地维护费用。

6）安全性：

高清电子警察系统采集的数据经过加密传输，保障了系统数据的安全性。

7）可扩展性:

系统采用灵活、开放的模块化设计，赋予结构上极大的灵活性，为系统扩展、升级及可预见的管理模式的改变留有余地。

核心设备如存储设备、中心服务器等具有强大的扩展功能，可随着交通需求的不断增长能够很方便的扩充和平滑升级，为以后的扩充和发展提供技术上的保障。

各子系统能互联互控，实现信息共享。

4、设计标准

◆《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》

◆《公路交通安全实施设计技术规范》（JTJ074-2003）

◆《闯红灯自动记录系统通用技术条件》（GA/T496-2009）

◆《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T832—2009）

◆《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》（GA/T651-2006）

◆《公安交通管理外场设备基础施工通用要求》（GA/T652-2006）

◆《公安交通指挥系统工程设计制图规范》（GA/T515-2004）

◆《安全防范工程技术规范》（GB50348—2004）

◆《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》（GA/T670-2006）

◆《交通电视监视系统工程验收规范》（GA/T514-2004）

◆《报警图像信号有线传输装置》（GBJ115-87）

◆《计算机信息系统安全保护等级划分准则》（GB17859-1999）

◆《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）

◆《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-1994）

◆《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）

◆《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）

5、设计思路

我们总体设计思路为,致力于将电子警察从“单一执法系统”向“交通秩序管理系统”转变。

我们将道路监控、治安卡口、交通参数采集等功能注入电子警察系统，为它赋予更丰富的内涵。

在交通违法行为抓拍功能之外，系统还能为道路监控提供实时视频图像和高清视频录像；

自动获取车辆号牌、车型、行驶方向等参数与黑名单数据库联网比对报警，自动监测黑名单车辆的行径路线；

自动获取路口、路段车流量、饱和度、占有率等交通参数，向信号灯自动控制系统提供实时交通数据，参与灯控路口的绿信比调整、绿波带参数调整，向交通智能诱导系统提供实时交通数据，参与区域交通诱导；

向手机或警务通等智能终端推送文字信息或图文信息，实现路面警力的调度与指挥。

1）系统采用700万CCD电警抓拍单元作为图像采集设备，可以同时覆盖3个车道；

同一台摄像机可以完成高清视频分析、高清视频流输出的功能。

2）采用高清视频检测作为车辆捕获手段；

3）系统具备高清录像功能,视频编码格式支持MPEG4或者H.264，每秒帧率大于5帧；

4）闯红灯拍3张特写照片，单张图片分辨率为3392×

2520；

在终端服务器内将3张700万像素的闯红灯高清照片合成1张三画面高清照片作为违章处罚的依据；

5）系统具备卡口功能，即：

正常过车拍1张照片,图片分辨率为3392×

6）采用工业高寿命补光灯；

7）外场系统具备车牌识别功能，即：

前端识别；

6、技术路线

从设计思想出发，在迈向最终系统的过程中，我们采用以下核心技术路线：

1）高清成像

高清摄像机采用“图像传感器+ISP+DSP”设计技术方案，通过对ISP和DSP的精细化控制来确保高清图像的成像质量，使得高清摄像机在不同环境、不同光照条件下均可达到满足业务应用的成像效果。

2）视频检测

利用视频检测中的目标检测算法实时监测视频图像中的目标，在车头到达停止线以前完成车辆检测工作，同时锁定画面中经过每条车道的车辆。

3）车牌识别

相对于单帧画面车牌识别技术，本系统采用“多帧识别技术”，对每一帧画面都进行车牌识别，一方面可提升车牌识别准确率，另一方面有助于对每辆车进行持续跟踪。

4）车辆跟踪

在检测到车辆目标以后，利用车辆跟踪算法锁定目标，并对其进行持续跟踪，最终获得车辆在路口的行驶轨迹，为闯红灯、压线、不按导向车道行驶等交通违法行为的取证提供技术基础。

5）交通违法辨识

将车辆跟踪刻画的行驶轨迹与车道属性、信号灯状态（红、黄、绿）相结合，实现分车道、多相位的交通违法辨识。

6）交通参数检测

在车辆检测、车辆跟踪的基础上，结合车道属性统计出分车道、分断面、分时段的车流数据，计算出占有率、饱和度等。

7）卡口监测

卡口监测指利用多帧识别技术提取通行车辆的号牌特征，利用车牌颜色识别与车辆轮廓分析提取车型特征，用以与黑名单库进行比对、报警。

7、系统结构

高清视频电子警察系统由前端子系统、网络传输子系统以及后端管理子系统三大部分组成，实现对路口机动车闯红灯、压线、不按导向车道等交通违法行为的自动抓拍、记录、传输和处理，同时系统还兼具卡口功能，能够实时记录通行车辆信息。

（1）路口单元

负责完成前端数据的采集、分析、处理、存储与上传，主要由电警抓拍单元、补光单元、信号灯检测单元、视频分析记录单元等相关组件构成。

路口交通违法信息与卡口信息全部采用IP方式传输。

分为图像采集单元和前端处理单元两大部分。

a）图像采集单元

Ø

图片抓拍：

利用一体化高清网络摄像机连续抓拍三张闯红灯高清图片组成一份违法记录，抓拍间隔精确到0.1秒，每张图片（分辨率3392×

2520）均包含清晰可辨的车辆信息、车牌信息、车辆行驶行为和红绿灯信号状态。

LED补光灯：

选用大功率LED作为光源，灯光亮度符合国家环保标准，对人眼无刺激。

与电警抓拍单元配合使用，用于夜间补充照明，保证夜间拍摄效果。

具有良好的防水、防尘功能，能适应长时间野外工作的要求，在各种天气条件下能正常工作。

视频捕获：

利用一体化高清网络摄像机拍摄闯红灯过程的动态视频，视频清晰度满足人工对车辆颜色、类型的认定，能完整呈现机动车闯红灯整个过程的运动轨迹，用于判断违法类型。

数据缓存：

借助网络将抓拍的图片和捕获的视频发送给前端处理单元。

可安装高速SD卡，在网络通信故障时缓存高清图片。

b）前端处理单元

信号灯检测：

利用信号灯检测器实时检测红灯信号，将红灯维持状态、红灯切换至绿灯脉冲信号、绿灯切换至红灯脉冲信号，发送给交通灯信号检测器。

单台交通信号灯检测器支持16路信号检测路数，将模拟输入的220V电平信号转换为数字信号，保证采样信号周期的完整度和匹配度。

支持多相位红灯信号接入与处理。

数据预处理：

终端服务器接收来自一体化高清网络摄像机抓拍的3张照片。

终端服务器按照国家标准将3张照片合成一张照片，并将时间、地点、方向、车道等信息叠加至图片上。

（2）传输网络

负责完成数据、图片、视频的传输与交换。

建设视频专网，其中路口局域网主要由外场工业交换机、点到点裸光纤、光纤收发器组成；

中心网络主要由接入层交换机以及核心交换机组成。

（3）后台处理单元

负责实现对辖区内相关数据的汇聚、处理、存储、应用、管理与共享，由中心管理平台和存储系统组成。

中心管理平台由平台软件搭载的服务器组成，包括：

管理服务器、应用服务器、Web服务器、图片服务器、录像管理服务器和数据库服务器等。

后台处理单元主要完成以下功能：

数据通信、数据处理和数据存储：

从前端终端服务器获取图片和数据，将图片数据保存在服务器中。

车牌识别、数据接口和打印罚单：

对每一张违法图片进行车牌识别，识别结果由人工复核，确定为违法行为后，信息送至非现场处罚系统并打印生成罚单。

Web查询、信息发布：

利用应用服务器为公安内部工作人员或驾驶人员提供Web查询服务，并支持将违法车辆记录信息发布到网站上。

包括按车型、号牌、车速、日期、时间等参数进行检索。

8、系统功能

1）闯红灯抓拍功能

电警抓拍单元实现对单方向各车道闯红灯车辆的监测、图像抓拍等功能。

每一违法记录拍摄连续3张包含车辆号牌、车辆外形、车辆颜色和道路全景的图片，抓拍的图片能清楚辨认车辆号牌、交通信号灯状态和车辆通过停车线时不同位置的状态，其中第一张图片为车辆进入第一个线圈时（未越过停止线）的照片，第二张图片为车辆进入第二个线圈时（压在停止线上）的照片，第三张图片为车辆离开第二个线圈时（已越过停止线）的照片。

根据要求可以将3张700万像素的闯红灯高清照片合成1张三画面高清照片作为违章处罚的依据。

2）闯禁令、违反禁止标线等违法行为抓拍功能

系统在路口电子警察设备可检测的范围条件允许的情况内，系统采用视频检测方式对路口的所有车道进行检测抓拍,能通过对视频的智能分析判断车辆违法行为，如：

●可对机动车在非机动车道内行驶进行记录

●对不按导向车道行驶的机动车进行记录

●违法逆行行为抓拍记录

●违法压线行为抓拍记录

跟踪判断并且对违法车辆进行抓拍，系统抓拍三张违法图片，类同闯红灯抓拍要求，以记录违法的整个过程。

提供1张三画面高清照片作为违章处罚的依据。

速度范围（0km/h～180km/h），在正常天气条件下，即无雨、雾、烟而导致人工无法分辨号牌号码的情形，捕获率大于95%（单车道），记录有效率大于90%。

3）车辆捕获功能

系统能对所有经过车辆进行捕获。

在监控区域内，采用视频检测方式检测过往车辆，按照正常车速（0km/h～180km/h）规范行驶的车辆图像捕获准确率达95%以上。

4）高清录像功能

系统抓拍单元提供高清晰全景录像,录像视频清晰流畅,帧率大于5帧/秒,录像清晰度满足人工对车辆类型、颜色、车牌号码的认定；

完整、清晰记录违法车辆的违法三要素（违法车辆及牌照、红灯和停车线等）和违法车辆违法过程的运动轨迹，用于判断违法车辆的违法类型。

5）图像防篡改功能

系统从前端摄像机的DSP上对每张图片加水印防篡改处理，防止在传输、存储、处理等过程中被人为修改，断绝了数据篡改的可能性。

并在每张图片上完成抓拍时间（精确到0.1秒）、红灯时间、违法地点、方向和车道等信息叠加。

6）车辆牌照自动识别功能

系统可自动对车辆牌照进行识别，包括车牌号码、车牌颜色的识别。

（1）车牌号码自动识别

在实时记录通行车辆图像的同时，还具备对符合“GA36-92”（92式牌照）、“GA36-2007”（新号牌标准）、“GA36.1-2001”（02式新牌照）标准的民用车牌、警用车牌、军用车牌、武警车牌的车牌自动识别能力，包括2002式号牌。

所能识别的字符包括:

阿拉伯数字

“0～9”十个

英文字母

“A～Z”二十六个

省市区汉字简称

京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台；

04式军用车牌汉字

军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成

号牌分类用汉字

警、学、使、领、试、境

07式武警车牌字符

WJ样式的字母数字

在环境无雾、车牌挂放规范、无污损且不含五小车辆情况下，系统车牌识别率应不小于95%。

（2）车牌颜色自动识别

系统能识别黑、白、蓝、黄、绿五种车牌颜色。

（3）系统识别的车牌类型部分示例：

在环境无雾、车牌挂放规范、无污损且不含五小车辆情况下，系统车牌识别率应不小于80%。

7）车辆类型判别功能

系统采用车牌颜色的方法对车辆类型进行判别。

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。

8）智能补光功能

系统前端设备能根据光线的变化或时间的控制自动改变摄像设备的工作参数，自动打开或关闭补光设备，确保记录图片的清晰。

补光灯采用频闪技术，与高清摄像机采集频率完全匹配，在达到最大补光效果的同时降低灯光对周围环境的影响，不会对驾驶人造成直接强光刺激。

9）前端路口设备时钟校准功能

对前端摄像机及设备的校时。

采用摄像机与其上级的服务器统一校时。

管理平台要保持时钟一致。

基准时钟源采用安装GPS模块，接收GPS的时钟信息来校准时钟。

并提供安装设备的经纬度信息。

负责对平台及前端路口设备进行时钟校准。

校准周期可调。

每日至少校准同步一次，24小时计时误差不超过1秒,符合《GA/T832-2009道路交通安全违法行为图像取证技术规范》中4.7条计时误差要求。

10）网络远程维护功能

系统可以实时查看前端设备的运行状态，同时系统也具备公安网络接入功能,可以通过公安网访问前端设备，并能通过网络实现远程维护、远程设置、远程调整等功能。

9、系统优势

1）超高清晰度摄像机

传统标清电子警察系统图片分辨率为768×

576，单张照片无法兼顾红灯状态与车牌清晰度，需要抓拍机与全景相机相结合。

清晰度为400-600线左右。

而高清电子警察系统的图片分辨率可达到3392*2520（700万像素）甚至更高，更有利于违法取证。

2）高清晰特写图片包含车辆闯红灯三要素

传统标清电子警察系统特写图片只包含号牌号码与停止线不包含红灯信号。

高清电子警察系统可以包含车辆闯红灯三要素：

车牌号码、停止线与红灯信号，更有利于违法取证。

如图：

3）前端图片合成、叠加预处理、防篡改预处理

按GA/T496-20094.3.2节要求，一次闯红灯行为所产生的3张照片记录要求合成为1张图片。

交通高清电子警察系统可以实现该功能，将电警抓拍单元抓拍的3张700万像素高清照片，系统从前端摄像机的DSP上对每张图片加水印防篡改处理，防止在传输、存储、处理等过程中被人为修改，断绝了数据篡改的可能性。

并在每张图片上完成抓拍时间（精确到0.1秒）、红灯时间（精确到0.1秒）、违法地点、方向和车道等信息叠加。

图片合成后，不出现原始图片遗漏、错位等问题。

同时，每张图片均包含清晰可辨的车辆全貌、红灯信号、车牌号码、停车线等字符信息。

4）电警抓拍单元硬件同步快门与补光灯同步曝光

高清电子警察系统采用电子快门直接控制补光灯硬件同步曝光，不存在同步性能好坏问题。

5）工业级全嵌入高效结构设计

高清电子警察系统按工业级高效结构设计,采用嵌入式操作系统;

终端服务器采用嵌入式操作系统，无风扇、低功耗设计，解决传统电子警察运行不稳定的问题。

嵌入式电子警察实时性好，环境适应性好，具备运行异常自动重启功能。

6）知识产权

核心产品及软件完全拥有自主知识产权或授权，可方便的根据用户要求进行系统扩容、升级及功能扩展，并且对其他系统有良好的兼容性。

7）高清车辆图片与高清全景视频相结合

高清车辆图片主要反映车辆细节、车牌细节，高清全景视频主要反映整个路口断面的宏观动态情况，两者相结合将为事件取证提供更丰富、更准确的信息。

8）数据集中存储与前端缓存相结合保障数据安全

在中心机房部署集中存储系统，在外场配置数据缓存设备，借助软件平台的调度功能与前后端通信链路构成综合存储系统。

前端系统与中心系统之间通信正常时，车辆关联数据自动实时上传至中心系统，若发生链路中断或其它故障，数据将缓存在外场系统，待故障恢复后，系统自动将缓存在前端的数据动故障点开始补录至中心系统，确保存储资料的完整性。

9）设备运行状态监控记录功能

中心平台可自动监测设备的工作状态，自动记录设备的运行日志包括故障日志，并能传输到指定的数据中心，并发出报警信息。