违规鸣笛及冒黑烟车辆自动抓拍系统建设方案Word格式文档下载.docx
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7.编制依据
本次违规鸣笛及冒黑烟车辆自动抓拍系统建设项目可行性研究的编制依据如下：
《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》
《山东省机动车排气污染防治条例》
《关于进一步做好黑烟车抓拍系统建设应用有关工作的通知》
《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92
《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》（GA/T651-2006）
《公安交通指挥系统建设技术规范》（GA/T445-2010）
《公路交通标志和标线设置规范》（JTGD82—2009）
《计算机软件开发规范》GB8566-1988
《信息技术设备的安全》GB4943-2011
《音频、视频及类似电子设备安全要求》GB8898-2001
《安全防范报警设备安全要求和试验方法》GB16796-2009
《建筑防雷设计规范》GB50057－1994
《民用闭路监控电视系统工程技术规范》GB50198-2011
《交通电视监视系统工程验收规范》GA/T514-2004
《工业电视系统工程设计规范》GB50115-2009
《外壳防护等级（IP代码）》GB4208-2008
《安全防范工程技术规范》GB50348-2018
《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/T74-2017
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001
8.项目建设内容
本项目扩展威海市道路交通非现场执法手段，新建违规鸣笛车辆自动抓拍点位2处，新建冒黑烟车辆自动抓拍点位2处。
9.项目总投资估算
本项目总投资估算220万元.
10.资金来源
本项目建设所需资金全部由市财政资金解决。
11.经济与社会效益
项目建成后，将具有良好的经济与社会效益。
系统建成应用后，将加大对违规鸣笛及冒黑烟车辆的执法震慑力度，加强治理重型柴油车和高排放车辆，推进我市机动车污染防治工作，加强对影响市民正常生产、生活的机动车噪声污染的治理，强化对良好车辆驾驶行为的宣传，进一步规范我市的驾驶员行为，共建安静、和谐、优美的威海道路交通环境，减少噪声、环境等污染，降低交通对市民生产生活的影响，丰富和提高我市非现场执法系统建设、应用水平，加强公安交警部门对我市道路交通的管控力度，进一步提升智能管理水平，维护和谐、畅通、优美的交通环境。
12.结论
1、本项目建设符合公安部“科技强警”的战略要求，符合省公安厅《关于进一步做好黑烟车抓拍系统建设应用有关工作的通知》，符合交通管理系统智能化发展方向。
项目建成后将规范行车秩序，减少违规鸣笛及冒黑烟车辆违法现象，静化并净化我市交通环境，降低城市交通的噪声及大气环境污染，提高我市道路交通综合管理水平，打赢蓝天保卫战，项目建设是必要的。
2、项目建设内容及建设规模符合威海市对智能交通信息化服务系统的总体要求，建设方案合理可行，建设期限满足要求，运作模式合理可行。
3、项目投资估算合理，建设资金筹措方式可行。
综上所述，本项目的建设是可行的。
13.项目需求分析与建设依据
14.需求分析
截至2018年底，我市机动车保有量已达84.84万辆，数量庞大的机动车使道路交通管理变得越来越复杂。
虽然我市道路交通秩序总体向好，但驾驶员素质参差不齐，部分驾驶员交通法律法规意识较弱。
15.违规鸣笛车辆自动抓拍需求
车辆乱鸣笛造成周边居民、通勤者、其他交通参与者不愉快，尤其是在医院、学校等需要安静的单位附近，车辆鸣笛将极大地影响病人、医护人员、学生、教师等相关人员的正常工作、生产生活、教学活动等的开展，破坏城市文明，损害威海市道路交通环境及城市整体形象。
《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》规定，驾驶机动车在禁止鸣喇叭的区域或者路段不得鸣喇叭。
部分驾驶员行经市区禁鸣区域时，无视相关规定，违规鸣喇叭，造成交通噪声污染，影响道路沿线居民的正常生活和正常工作，有损我市文明城市的形象。
对于违规鸣笛行为，我市交警部门一直在治理，但大多是民警现场执法，且由于现场执法取证难，违规鸣笛一直是交通治理的难题，城区内乱鸣笛现象一直存在。
之所以取证难，主要原因就在于难以定位究竟是哪辆车在鸣笛，需要采用科技手段，解决上述技术难题，解放警力资源，对车辆违规鸣笛相位进行电子抓拍取证，从而加大执法震慑力，有效减少市区违规鸣笛行为。
16.冒黑烟车辆自动抓拍需求
伴随着我国工业水平的发展，以PM2.5为代表的雾霾席卷全国，严重影响国民的正常工作与生活。
环保部门PM2.5来源解析工作研究结果表明，目前PM2.5的主要来源是机动车、燃煤、工业生产和扬尘，其中，机动车尾气源占比最高，为21.7%。
汽车尾气中，重型柴油车是排放细颗粒物的“重犯”，包括大公交、单位班车、大型运输卡车等。
2013国务院明确了未来5年的大气污染治理目标，中央财政每年设立大气污染防治专项基金，用于解决突出大气污染问题。
超标排放的“黑烟车”严重污染大气环境，影响空气质量，有损市民健康。
《山东省机动车排气污染防治条例》规定了山东省机动车排气的相关要求。
虽然我市空气质量一向优良，雾霾现象极少，但近年来也不如以前。
聚焦到城市道路交通上来，我市存在黑烟车上路现象，但因取证难等原因，执法上存在难点，目前尚无相应的电子抓拍系统，只能通过加大宣传力度，依靠交警部门与环保部门联合执法，通过人工上路处罚的方式，整治范围极其有限，效果不佳。
2018年12月7日，省公安厅发布了《关于进一步做好黑烟车抓拍系统建设应用有关工作的通知》，要求按照省委、省政府《关于印发打赢蓝天保卫战方案暨2013-2020年大气污染防治规划三期行动计划（2018-2020年）通知》以及《山东省加强污染源头防治推进“四减四增”三年行动方案（2018-2020）》部署要求，加强治理重型柴油车和高排放车辆，要求各地至少建设抓拍冒黑烟设备5套。
经市公安局研究决定，市区内拟于2019年6月前建设2套。
为了更好地解决我市“黑烟车”问题，整治汽车尾气超标，营造更加优美的环境，需要建设黑烟车电子抓拍系统，利用先进的智能化、信息化科技手段，对路面行驶的柴油车进行不停车黑烟抓拍分析。
17.建设依据
本次违规鸣笛及冒黑烟车辆自动抓拍系统建设项目的建设依据如下：
18.建设原则和目标
19.建设原则
1、安全可靠原则。
系统的安全可靠是实现威海市智能交通系统信息共享、快速反应和高效运行的重要保证。
2、平台统一原则。
系统的平台统一是设计过程中重点考虑的因素，本次项目所建设前端设施设备均统一接入威海市交警原有平台，由平台统一进行管理和控制。
3、易于扩展原则。
在系统横向扩展方面，系统的容量配置在满足当前视频监控需求的基础上，应该留有一定的扩展容量。
在纵向扩展方面，系统应具有良好的架构、兼容性和开放的软硬件接口，可以在其基础上，便于功能的扩展。
4、资源复用原则。
在满足系统兼容性的基础上，对资源尽可能进行复用，节约项目的投资，实现效果的最大化。
5、共享开放原则。
系统前端设备的采集信息上传至指挥中心后，可以通过系统实现资源共享。
20.建设目标
本项目主要对威海市智能交通非现场执法系统进行扩展，旨在增加我市道路交通管理手段，建成违规鸣笛及冒黑烟车辆自动抓拍系统，有效治理车辆乱鸣笛现象，减少超标排放车辆上路，提升交警执法科技水平，加大交通管理力度，减少交通噪声污染和空气污染，加强污染源头治理，打赢蓝天保卫战。
21.建设内容
本项目的建设内容为：
完善威海市智能交通管理服务系统，丰富现有非现场执法手段，新建违规鸣笛车辆自动抓拍点位2处，新建冒黑烟车辆自动抓拍点位2处，完成相应软硬件的采购、安装、调试，采集的违法信息无缝接入到威海市交警原有平台统一管理。
22.总体架构
本项目是对已建成的威海市智能交通管理服务系统的进一步扩展，属于非现场执法系统的一部分，为新增的交警非现场执法手段。
威海市智能交通管理服务系统的总体架构如下图所示：
图6-1智能交通管理服务系统总体架构图
冒黑烟车辆自动抓拍系统架构如下图所示：
图6-2冒黑烟车辆自动抓拍系统架构图
违规鸣笛车辆自动抓拍系统架构如下图所示：
图6-3违规鸣笛车辆自动抓拍系统架构图
23.设计方案
24.设计思路
25.违规鸣笛车辆自动抓拍系统
声学探头具备声音信号的检测及定位功能，可以将采集到的车辆鸣笛声音数据在内置芯片上实时处理，生成声音云图，将声音可视化。
通过声呐（麦克风阵列）技术精确锁定噪声源位置，通过声纹识别技术提取喇叭声音特征，将环境干扰（如刹车时、鸟鸣、人声等）滤除，准确定位实际鸣笛车辆，对其进行抓拍。
采用声学探头检测定位违规鸣笛车辆，高清摄像机进行视频及图片抓拍，LED补光灯进行夜间抓拍补光。
其中，声学探头选用内置32个高精度麦克风的探头，高清摄像机选用行业主推的900万摄像机（覆盖3条车道），每条车道设置1个补光灯。
26.冒黑烟车辆自动抓拍系统
为加强机动车排气监管能力，推进我市机动车污染防治工作，有效治理黑烟车的污染排放，进一步加大打击黑烟车力度，减少黑烟车对空气质量的影响，按照省委省政府要求，在主干公路及城区限行道路，依托道路监控卡口和执法站建立黑烟车辆电子抓拍监控，实现黑烟车辆监控，提高黑烟车的取证、整治、处罚等业务处理速度，进一步提高机动车污染防治手段，减少黑烟车辆等高排放车进入市区内，减少高排放机动车对空气质量的影响。
采用视频检测方式，1台300万像素抓拍单元覆盖2条车道，保证视场范围的全覆盖，实现对该路段过往车辆的全面监控和黑烟排放检测。
通过视频定位车辆，检测排气筒周边的林格曼黑度值，进行黑烟排放检测确认。
27.系统拓扑图
28.违规鸣笛车辆自动抓拍系统
违规鸣笛车辆自动抓拍系统由前端抓拍子系统、网络传输子系统、后端管理子系统三大部分组成，系统拓扑如图7-1所示。
图7-1违规鸣笛车辆自动抓拍系统架构图
前端抓拍子系统主要由声学探头（声呐）、高清摄像机、补光灯、主控机等构成。
声学探头采用一体化声呐探头，利用声呐及相控阵雷达技术，检测汽车鸣笛行为并进行定位。
在声学探头检测到汽车鸣笛后，高清摄像机抓拍鸣笛车辆的视频及照片信息。
网络传输子系统负责将前端抓拍子系统采集的数据传输至后端管理子系统，完成数据、图片、视频的传输与交换。
后端管理子系统负责实现对数据的汇聚、处理、存储、应用、管理与共享。
29.冒黑烟车辆自动抓拍系统
冒黑烟车辆自动抓拍系统由前端抓拍子系统、网络传输子系统、后端管理子系统三大部分组成，系统拓扑如图7-2所示。
图7-2冒黑烟车辆自动抓拍系统架构图
前端抓拍子系统实时采集路段的全断面的高清视频，通过网络将实时视频自动采集传输至智能终端，智能终端识别冒黑烟车辆。
主要由车辆检测、图像采集识别单元、黑烟分析单元组成。
传输子系统将黑烟分析图片和视频上传至中心。
后端管理子系统实现黑烟车自动数据图片匹配，实现柴油黑烟车视频数据的在线监控和多项管理功能。
30.应用系统设计
31.违规鸣笛车辆自动抓拍系统
1、鸣笛声音定位和采集功能
1）声音图像采集与记录
同步采集声传感器阵列所有传感器的声音信号和摄像头图像信号。
2）声源定位
可获得声音大于设定阈值的声源点坐标和区域。
3）声压级
具有声压级测量功能，能显示设备处的A计权声压级。
4）触发抓拍
对车辆鸣笛噪声进行信号采集与处理，排除其他噪声的干扰。
保存鸣笛前后各1秒的音视频信号。
保存视频时间长短可设置。
对于车辆引擎声、鸟叫声、雨点声等其他城市噪声能够区分，避免误触发。
2、鸣笛车辆捕获功能
系统通过声音定位和视频检测方式实现鸣笛车辆捕获功能。
在正常车速（5km/h～200km/h）范围内的监控区域规范行驶的鸣笛车辆图像捕获准确率达80%以上，鸣笛车辆捕获有效率95%以上。
3、车辆图像记录功能
系统能够准确捕获、记录通行车辆信息。
记录的车辆信息除包含图像信息外，还包括文本信息，如日期、时间（精确到毫秒）、地点、方向、号牌号码、号牌颜色、车身颜色等。
车辆信息写入关联数据库，并可以将相关文本信息叠加到图片上。
4、鸣笛声音云图叠加功能
声音云图是将抓拍系统有效抓拍区域内各点声压相对大小以颜色表示，生成类似于红外热成像仪的热像图，直观显示声音强度大小，并与区域图片叠加显示。
生成与设备轴线垂直平面的声音云图，显示平面上各点声音相对大小。
声音云图与视频同步叠加播放，实时显示鸣笛声声源区域。
5、鸣笛视频片段记录功能
系统考虑到车主复议或者出现纠纷需要进行核查的问题，将鸣笛车辆视频片段并结合声音进行保存，可通过视频和声音直观显示鸣笛过程，从中获得鸣笛次数、鸣笛时长等信息，为后续的鸣笛业务处理提供完整记录。
视频片段存储时间可以配置。
6、音视频回放功能
可任意选取时间段，对记录的声音视频进行回放。
回放过程，可对鸣笛声进行重听并通过声音云图识别鸣笛车辆。
鸣笛车辆的特征可以人工从声音云图中识别。
7、智能补光功能
系统综合考虑了车辆前挡风玻璃对光线的反射特性、贴膜情况、环境光线照射情况，采用了特殊的滤光镜头、专门的成像控制策略和补光方式，同时安排了合理的设备布设方式，使得系统全天候对各类车型都能有效解决前挡风玻璃反光和强光直射等问题，确保车身、车牌都清晰可辨。
采用补光灯和摄像机成像控制模块之间的反馈控制技术，满足夜间拍摄要求。
采用强光抑制技术，避免强逆光、强顺光环境下对拍摄造成的影响。
8、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
系统具备对符合“GA36-2014”标准的民用车牌、警用车牌、使领馆车牌的号牌自动识别能力，并且具备对2012式军车号牌、2012式武警部队号牌和新能源车牌的自动识别能力，所能识别的字符包括：
表7-1车辆号牌识别字符
字符种类
具体内容
阿拉伯数字
“0～9”十个
英文字母
“A～Z”二十六个
省、自治区、直辖市简称用汉字
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
专用号牌简称用汉字
领、使、警、学、挂、港、澳、试、超
12式武警号牌字符
WJ样式的字母、省份简称汉字、警种字母（X、B、T、S、H、J、D）、数字
12式军车号牌字符
各军区/各军兵种部拼音缩写字母、各军区/各军兵种部下辖各部属机构拼音缩写字母、数字
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
9、车身颜色识别功能
系统可自动对车身深浅和颜色进行识别，可供用户根据车身颜色来查询通行车辆，为公安交通管理和刑侦案件侦破提供了科技新手段。
系统可自动区分出车辆为深色车辆还是浅色车辆；
并识别出11种常见车身颜色，11种颜色包括：
白，灰（银），黄、粉、红、绿、蓝、棕、黑、紫、青。
10、车型判别功能
系统采用车牌颜色和视频检测技术结合的方法对车辆类型进行判别，可对13种车型进行识别（SUV、MVP、两厢轿车、三厢轿车、轿跑、小型轿车、微型轿车、面包车、皮卡车、小型货车（包括微卡、轻卡及中卡）、大型货车、小型客车、大型客车）。
11、前端备份存储功能
系统前端采用大容量工业级硬盘作为存储介质，能够保存至少100万辆的鸣笛车辆信息记录，当超出最大存储容量时，自动对车辆信息和图片进行循环覆盖。
12、数据断点续传功能
系统支持断点续传功能。
网络传输通道故障时，数据处理单元能在一定时间内临时缓存完整的数据信息，当通信恢复以后，临时存储的数据能自动续传，补录到中心管理平台集中存储。
续传策略有两种：
历史数据优先上传、最新数据优先上传。
13、图像防篡改功能
系统记录的原始图像信息具备防篡改功能，避免在传输、存储、处理等过程中被人为篡改。
14、远程系统管理维护功能
系统具备故障自动检测、权限管理功能、日志记录、主动校时、远程维护及参数的设置等功能。
32.冒黑烟车辆自动抓拍系统
1、道路视频采集
采用300万像素高清检测抓拍摄像设备，采集车道上的视频图像，实现全高清视频的采集，对图像进行视频编码，并通过网络接口输出视频。
支持三码流同时输出,双路高清码流可分别独立设置不同的高清分辨率、帧率与码率，实现道路视频的实时视频采集。
2、黑烟车视频智能分析
采用前端处理设备及黑烟车视频智能分析软件，处理分析道路实时视频，通过系统软硬件的配合协调，系统能够对道路中行驶的每一辆车，进行分割的同时进行跟踪识别，通过智能交通技术和黑烟车智能识别技术，实现实时黑烟车自动识别并自动报警、实时车牌识别、车型识别、车身颜色识别、实现报警视频记录和报警视频自动传输到管理平台存储设备。
具体功能要求如下：
（1）黑烟车智能识别
利用计算机智能视觉识别技术黑烟车的自动跟踪、自动分析处理、自动识别黑烟车。
分析系统能够对道路中行驶的每一辆车进行分割并同时进行跟踪识别，可自动对抓拍车辆的黑烟进行静态特征和动态特征进行综合分析，利用计算机智能视觉识别技术，对视频中车辆的尾气烟度进行分析检测并对其车辆号码、号牌颜色、车身颜色及车型等进行自动识别，并自动报警，可根据识别的车牌查询老旧车数据库实现对老旧车的识别。
自动保存冒黑烟车辆通过监控点前后5秒或者5秒以上的视频（可设置），并将相关识别结果、过程录像报警视频自动上传到数据存储系统，并可对视频分析的参数进行人工配置。
具备断线远程恢复和自动重传功能，并可对视频分析的参数进行人工配置。
★自动识别冒黑烟车辆并自动报警形成报警记录，晴好天气下日间识别正确率≥80%，车牌识别准确率≥95%，车辆图像捕获率≥98%。
（2）图像管理
图像管理模块主要负责图像相关资料的上传，当黑烟车智能识别算法识别出黑烟车以后，会保存相关的录像，抓拍的图片以及车牌号码，并且上传到指定的服务器，作进一步的整合和扩展。
（3）数据服务管理
建设数据服务系统，开发和部署数据服务软件、数据库以及存储系统，实现对黑烟车分析结果的存储、黑烟视频的存储和监管平台的访问。
将报警记录和报警视频自动传输到管理平台服务器，系统具备断线远程恢复和自动重传功能。
存储黑烟车分析结果是向智能分析系统提供访问接口，存储智能分析系统提供的分析结果信息和黑烟视频片段。
报警数据访问是向监管平台系统提供访问接口，提供报警数据、系统日志等信息。
（4）数据备份与恢复
数据库中的数据是独立于程序而存在的，数据库的操作要具有自动备份。
数据库修改后，原数据应有备份，这种备份又有完全备份和增量式备份，能够恢复修改前的状态和值。
（5）抓拍参数配置
系统提供对抓拍黑度级别设置的管理功能，用户可以灵活的设置抓拍黑度级别，黑度级别越高，抓拍的黑烟车准确率越高，同时漏抓的风险性也越高，因此根据不同的抓拍要求设置合适的抓拍黑度级别十分重要。
（6）服务开关管理
加入分析服务的定时开关管理，每天定时开启、关闭视频分析功能，包括关闭前端处理设备及相关设备等。
（7）自适应功能
黑烟车自动识别软件需有自适应功能，可适应不同道路环境和光照条件。
在处理和分析过程中,根据处理数据的数据特征自动调整处理方法、处理顺序、处理参数、边界条件或约束条件,使其与所处理数据的统计分布特征、结构特征相适应,以取得最佳的处理效果。
（8）算法优化功能
采用神经网络训练技术优化算法采用多进程任务同步处理减少硬件资源占用，提高算法速度，实现实时性。
3、实时视频存储
在机房部署存储设备，实现对黑烟车分析结果和视频的存储，可通过访问视频存储设备调取和访问流畅的实时视频和历史视频。
为了保证智能识别系统的可朔源性，同时防止处理黑烟车过程出现的疑义和争端，根据黑烟车处理流程需要的时间设计存储时间。
4、黑烟车监控管理
建设黑烟车管理平台，实现对黑烟车分析结果的存储、黑烟视频的存储和管控平台的各项功能。
与综合应用管理平台等对接，实现黑烟车数据的人工校对、审核、处理等操作。
管理平台服务器部署管理平台软件、数据库以及系统数据存储系统，实现对黑烟车分析结果和视频的存储；
实现用户对软件管理平台的全部访问和操作；
实现用户对管理平台和视频监控的分级管理；
实现通过网络传输视频数据。
系统须具有视频储存、传输、系统运行数据
升级会员 