视频电子警察技术方案Word格式文档下载.docx

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4.3.2保证安全组织管理措施………………………………………………………………………….23

4.3.3布线要求………………………………………………………………………………………….24

五、测试及验收方案……………………………………………………………………………………………25

5.1验收条件……………………………………………………………………………………………25

5.2验收标准……………………………………………………………………………………………25

六、培训计划……………………………………………………………………………………………………26

6.1培训层次……………………………………………………………………………………………26

6.2培训教材……………………………………………………………………………………………26

6.3培训计划……………………………………………………………………………………………27

七、其它内容…………………………………………………………………………………………………28

7.1保修…………………………………………………………………………………………………28

7.2技术服务……………………………………………………………………………………………28

7.3维护…………………………………………………………………………………………………29

一、系统概述

1.1引言

随着国民经济的快速发展，我国机动车数量以每年15%20%的速度迅猛增长。

虽然城市道路基础设施建设不断完善，但是交通管理现状与社会实际需要的矛盾日益突出。

据公安部交通管理局公布统计资料显示，我国交通事故死亡人数近年来呈明显增长趋势，交通安全状况令人担忧，仅1998年，交通事故死亡人数已超过75,000人，居世界第一位。

这当中机动车自动形成的责任原因占91%。

另一方面，机动车自动造成道路的拥挤和阻塞也成为困扰我国各城市交通的一大难题，制约着道路的通行能力和服务水平，严重地影响着国家经济建设和人民生活。

道路交通安全与畅通作为交通管理的两项基本任务，成为了全社会密切关注的焦点之一。

2000年，公安部在全国36个城市，实施“平安大道”“畅通工程”，就是针对这些焦点问题推出的有力举措，其宗旨在于贯彻“向科技要警力”、“向科技要效益”、“依靠科技进步，振兴交通管理”的思想，全面提高我国交通管理水平，尽快适应社会主义现代化建设对道路交通管理的迫切需要。

城市交叉路口作为道路枢纽的重要交汇点是机动车、行人及其它与交通活动有关人员、交通信号设施密集区。

交通专业分析理论表明，城市干道通行能力、服务水平主要是由其关键交叉路口的通行能力决定的。

与此同时，进一步分析我国交通事故责任原因中90%以上是机动车自动这一基本事实，不难归结出，我国机动车驾驶员的法制观念乃至国民素质急待提高等诸多原因。

但是，透过这诸多原因，我们不难发现，许多自动事故是机动车驾驶员在长期驾驶中多次自动后又侥幸逃过处罚形成的不良驾驶习惯酿成的恶果。

因此，综合这两方面的因素，在城市交叉路口这样一个交通元素密集区，采用高科技手段，加强这一地区的监管力度，全天候威慑和消除自动隐患，对保障整条道路的“安全与畅通”具有决定性的意义。

中国航天科工集团天通计算机应用技术中的闯红灯自动记录系统（俗称电子警察系统）就是在这种社会背景下，根据我国交通管理部门的迫切需要研制的高新技术产品。

该产品主要应用于各种平面交叉路口，全天候不间断地对闯红灯自动行为进行监视，对自动车辆的图像信息进行智能化的自动识别。

其中控制系统采用现代科技的全视频图像目标识别和目标跟踪等高新技术，将航天科技成果应用到城市道路监控，有效地捕捉转弯和直行车辆，记录闯红灯的全过程和自动信息。

1.2系统建设的基础条件

唐山市迁西县闯红灯自动记录系统系统终端设备集成项目包括上端和下端两部分。

上端设备位于交通指挥中心机房；

下端设备是指前端抓拍系统。

1.2.1设备条件

1.业主提供指挥控制中心机房服务器一台；

2.每个路口的所有过路管道（含管道井）已由招标方组织实施；

3.业主提供路口供电。

1.2.2技术条件

4.可以同时控制四方向单车道；

5.最高拍摄车速140km/小时（包括夜间）；

6.可连续拍照闯红灯违法车辆；

1.2.3环境条件

7.工作环境温度范围：

-20°

C＋65°

C；

8.工作环境湿度范围：

20%~95%RH；

9.工作电压：

160-280VAC，50Hz；

10.抗电：

1000VDC；

11.绝缘：

10M。

1.3工程范围和工程界面

1.3.1工程内容

唐山市迁西县闯红灯自动记录系统系统路口终端设备集成项目工程包括以下内容：

✧下端检测设备的安装、调试和验收；

✧控制中心控制软件的安装、调试，内容包括服务器、操作工作站、打印机、网络设备等；

✧系统及应用软件；

✧系统方案的设计；

✧系统所有设备的运输、现场测试、安装、系统联调、试运行期间联合管理、培训、文件资料和12个月缺陷责任期以及长期售后服务等全套服务。

1.3.2相关设备

唐山市迁西县闯红灯自动记录系统系统路口终端设备集成项目工程所涉及的软件及硬件设备包括：

✧下端检测设备及数据传输设备，安装在口指定位置。

✧中心控制软件系统1套及数据接收设备，包括软件和硬件，安装在指挥中心。

✧招标文件技术规范未提到的，但完成本期工程设备所必须的材料和部件均在唐山市迁西县闯红灯自动记录系统系统路口终端设备集成项目构成范围之内。

1.3.3工程界面

唐山市迁西县闯红灯自动记录系统系统路口终端设备集成工程界面划分如下：

✧下端检测设备及数据传输设备（例如:

光纤,电话线,ADSL,无线）。

✧中心数据处理设备。

✧下端检测设备、控制箱与供电系统的界面位于业主提供的400V电源配电箱，包括配电箱。

路口示意图

1.3.4现场示意图及闯红灯安装示意图

闯红灯安装示意图

二、系统总体设计

2.1系统目标

建设唐山市迁西县视频闯红灯自动记录系统的总体目标是：

运用现代智能交通系统科学理念，采用先进的科学技术，以信息采集与存储为基础，网络通信为手段，信息处理为核心，安全运行为保证，进行交通自动的自动监测记录，为##市公安交通管理部门提供强有力的执法证据，改善交通秩序、保障交通安全、提高道路交叉口通行能力、减少交通事故。

2.2设计依据

唐山市迁西县视频闯红灯自动记录系统路口终端设备集成工程技术设计依据并符合以下标准、规范及文件：

●本项目的招标文件

●GA47-2000《中华人民共和国公共安全行业标准》

●GBJ93《工业自动化仪表工程施工及验收规范》

●公安部公交管［1997］231号文件

●2000年公安部《全国公安交通管理信息系统总统设计方案概要》

●GBJ115《工业电视系统工程设计规范》

●公安部〔1997〕231号文件和302号文件

●2000年公安部“畅通工程”实施方案

●《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232－82

●《工业企业通讯接地设计规范》GBJ79－85

●《建筑防雷设计规范》GBJ57－83

●《道路交通标志、标线规范》GB5768-1999

●《公安部安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

●公安交通指挥中心建设与发展的若干意见

●信息处理系统局域网GB/T15629-1995。

●计算机软件产品开发文件编制指南GB8567-88

●计算机软件测试文件编制规范GB9386-88

●计算机软件质量保证计划规范GB12504-90

2.3设计原则

系统设计本着符合公安部公交管［1997］231号文件提出的“指挥中心建设应遵循的基本原则的六项要求”，且应符合国家的有关标准和规范。

系统的设计应坚持“技术上的先进性、使用上的实用性、经济上的合理性”的原则。

系统在具有先进性、实用性、规范性、可靠性、开放性的同时，具有良好的升级、扩展能力，并且系统设备的选型在符合要求的前提下，要综合考虑性能指标和规格统一性及性能价格比。

其具体原则为：

1.先进性：

充分借鉴、利用国内外最新技术和成功经验，选择开发先进、实用的软件及硬件设备，充分集成为先进的整体系统，使整体设计水平达到国内领先水平。

2.实用性：

系统设计符合##市的实际，全面分析未来需求与现有条件，充分考虑现时功能的要求与其整体人员技术素质条件。

不追求豪华装饰，不攀比华而不实的辅助设施，不设置高档终端设备；

从实际需要出发，从提高工作效率考虑，从管理特色着手；

力求实现系统建设与使用的同步，使集成开发的系统充分满足公安交警的实战功能需求，并且易于操作。

3.可行性：

方案应具体可行，能最大限度地满足公安交警交通管理实际工作的需要。

在保证先进性的前提下，应尽量节省资金，确保以最少的投入获取最大的应用效果。

4.高可靠性：

只有力求系统安全、可靠、稳定地运行，才能提供优质的服务，真正实现系统的价值。

5.规范性：

应符合国际标准和国家标准，并充分考虑公安部已经制定和正在制定的标准，适应我国国情，确保各子系统间的协调配合。

6.具有最佳的性能价格比：

系统设备选型要在符合系统设计要求的前提下，优化性能价格比、性能指标和外观的一致性、产品的合格性及设备的环境适应性等因素。

7.可扩展性和易升级性：

面对中国交通行业的飞速发展，系统的计算机设备和网络设备须有非常好的系统扩充性。

并且，随着世界网络技术的不断发展，主干网络设备应能平滑升级。

因此，在设计中，保证系统结构模块化，可以积木式拚装增强系统的延续性。

8.良好的可管理性和可维护性：

整个系统是由多种设备组成的较为复杂的系统，因此选择产品时应着重考虑它的可管理性和可维护性。

2.4系统构成

2.4.1系统的组成结构

唐山市迁西县视频闯红灯自动记录系统集成了计算机、通信、信息技术。

系统由采集、传输、处理、应用服务四部分组成。

电子警察系统通过架在车道上方的专用摄像机，采用视频检测的方式，对闯红灯车辆的自动过程进行实时抓拍，以全景两张、近景一张图片方式将自动车辆闯红灯的全过程及三要素（红灯、停车线、车牌）实时存储，再通过光纤把自动的图像回传至指挥中心。

系统的组成结构如图一所示。

2.4.2系统构成简要描述

唐山市迁西县视频闯红灯自动记录系统主要由信息采集与存储、信息传输、数据处理、应用服务等部分构成，各构成部分描述如下：

1）信息采集与存储

各路口摄像单元安装在停车线12米处立杆，杆高5～5.5米，对自动车辆进行实时检测，视频采集、存储、记录闯红灯地点、方向、日期、闯红灯时间、红灯持续时间和红灯亮后多少秒过线等信息，系统将自动车辆的动态过程图像和相关数据存入大容量硬盘。

它是整个系统的数据源。

2）信息传输

由业主自行决定用光纤或是无线,电话线,ADSL等设备.

3）数据处理

上端部分包括自动车辆登录计算机、自动车辆处理计算机、触摸查询台及相关软件。

车辆图片

可以实时记录从车辆未越过停车线到越过停车线的整个违法过程的静态图片三张。

.车辆信息

管理大量自动车辆信息，包括车牌号码﹑车型﹑日期﹑自动时间﹑自动地点﹑红灯持续时间及红灯亮后闯红灯时间。

.图象处理

可对图像任意部分进行放大、缩小等并具有强大的图像增强功能。

数据查询

可按车牌号码﹑自动时间﹑自动地点等查询自动车辆，并浏览、修改、删除自动车辆信息，进行事故回放。

处罚信息

打印自动处罚通知单，本通知单可通过网络或信函方式直接通知自动个人及单位。

数据处理在中心数据处理系统完成，采用局域网（LAN），将服务器、工作站、打印机等设备连接起来。

网络的连接采用SwitchHub实现，SwitchHub与服务器和工作站的连接采用超5类屏蔽双绞线，传输速率为100M。

这样，物理上构成星型连接方式，优点是网络布线方便、可靠性好，而逻辑上构成和保持总线型网络的特性与优点。

数据处理中心LAN的入/出口，采用路由器（Router）、调制解调器（Modem）经DDN实现与CDPD互联。

设置1台HP数据库服务器，提供自动检测数据的存储、处理、查询、统计、报表；

设置1台车辆登录计算机；

设置1台自动车辆处理计算机，负责对自动车辆进行处罚，并保存处理信息；

另外设置若干台触摸查询台，可以方便用户查询浏览自动车辆等相关信息；

4）应用服务

能够提供用户所需要的有关应用需求与服务，包括：

●信息检索查询；

●汇总、统计、报表；

●对外提供服务接口；

●数据管理；

●网络运行管理与维护；

●检测设备管理与维护

2.4.3系统工作原理

当某方向的红灯亮时，红灯信号传感器将信号传送到下端控制处理主机。

由计算机通知图像切换及采集系统，切换至该方向。

将该方向的图像信号实时传入计算机并进行数字处理。

通过图像模式识别技术检测出机动车辆（目标）并锁定，随后转入目标跟踪状态，进行跟踪。

在跟踪过程中对目标进行轨迹的分析，判断车辆是直行、左转，如果目标确实闯红灯，则将其整个闯红灯的过程、路口的彩色全景图像和相关数据存盘。

然后通过活动硬盘或传输网络将数据传到上端系统进行综合管理。

2.4.4系统可实现的使用功能

1.工作条件

在白天或夜晚光照度0.07ux情况下，系统工作正常时，本系统可以同时捕获两个方向的闯红灯车辆，在上端可读取车辆号牌。

红灯时系统自动拍摄自动车辆照片，所拍照片能够清晰辨认车辆的车牌号码、车牌颜色、车型，捕获准确率>

92%，虚警率<

10%。

2.智能识别

车辆正常行驶下，本系统可判断车辆轨迹，将车辆自动记录在案，而排除正常右转弯的车辆。

对于红灯亮后进入停车线且继续向前行驶越过停车线的自动车辆拍照，同时可自动判别车辆进入停车线的时间，对于红灯亮前进入停车线的车辆不拍照；

对于红灯亮后进入停车线，但不向前行驶，只在绿灯亮后向前行驶车辆不予拍照。

3.连续捕获能力

在车辆正常行驶下，可对多辆车连续捕获。

4.车辆图片

本系统可对自动过程拍摄三张照片进行记录，而且可以实时记录从车辆进入监测视野到出视野的整个自动过程的三张图片，具有自动测光/补光功能，确保全天候照片清晰。

5.自动诊断及恢复功能

本系统具有系统异常自动诊断及自动恢复功能，摄像机异常自动诊断及自动恢复功能。

6.车辆信息

7.图像处理

8.数据查询

9.处罚信息

10.通讯功能

本系统可通过光纤或无线自动传输自动车辆图，并在路口用活动硬盘对自动图片进行备份，在传输线路、设备等出现故障等非正常情况下，可以用人工下载图像。

11.系统来电恢复

当路口停电再来电后，本系统具有自启动功能，自动进入工作状态，无需人工干预。

12.系统防修改证明措施

下端捕获自动车辆图片经过特殊算法加密处理，能防止事后修改，确保在自动处理出现纠纷时给予自动者一个有力的证明。

2.4.5系统技术特点

本系统是现代交通管理系统（ITS）重要组成部分，用于各种平面交叉路口，全天侯不间断对闯红灯自动行为进行监测，对自动车辆进行图文信息智能化自动识别处理。

系统采用航天科技的图像目标识别和跟踪技术，有效地捕捉左转弯和直行的自动车辆，自动记录闯红灯的全过程和自动信息。

系统具有较高识别率、稳定性，提供丰富的通讯传输和数据查询方式。

交管部门将抓拍结果作为自动处罚和事故分析的依据，提高了科技管理的水平，减少了道路堵塞和事故。

该成果列入2000年国家科技成果重点推广计划，已在多个城市投入使用。

1.全视频检测，无需在路面埋设线圈

在路面埋设线圈，破坏路面、施工复杂，且线圈寿命较短，不易维护。

如有故障，只有破路施工重新埋设。

埋设线圈方式的特点是成本低，系统简单，多用于单点照像之用，但是全套系统综合成本比较高。

2.先进的目标识别与目标跟踪技术

系统是运用CCD摄象机所采集的视频信号来做为信号源，运用视频处理技术，判断自动车辆，区别于其它一些厂家普通的视频检测方式，即用两幅图像做比较，当后一幅图与前一幅图所减的差面积较大时，就判断为有自动车，这样的判断十分不可靠。

因为，当差值较大时，可能是人群、自行车或其它干扰，不一定就是车；

当差值小时，也不一定就不是车，尤其在夜晚光线较弱时，汽车的面积只能看到前、后的灯，这样会造成较高的误捕率。

本系统运用了多种算法，如越界“物”检测法、差分法越界车辆的识别、句法结构识别法，将复杂图像分解成单层或多层的子图，有效地识别车辆和运行轨迹，实现系统自动捕获，并存储在数据库中。

3.优化算法同时对多方向、多辆车进行捕获

本系统采用了大量优化的算法的优化处理，计算机性能得以充分利用，真正体现其运算速度和处理大量数据的优势。

4.智能化值守

本系统可24小时全天候无人值守，它含有自恢复功能，自动检测机器工作是否正常，自动修复、有自启动，对于意外断电等，均可自动恢复处理，能保证不丢失数据。

它具有免维护性，开机即可自动进入状态，只需定时或不定时存、取装有数据的活动硬盘即可。

5.后期处理功能强大

系统还有一套与之匹配的上端处理软件，就是在指挥中心的计算机中可将下端已捕获的自动车辆数据进行处理、分类、登录，以便今后查询、处理。

除了具有其它一些数据库的常规方式外，还加入了强大的图像处理功能，可将一些车辆局部细节进行分辨，这样就可以为交警提供更有效的执法证据。

系统的快速查询、快速浏览等功能，还可完成对自动车辆的事故回放，制成自动通知单，打印通知书或通过网络发送给自动单位或个人。

报表打印，可为领导统计出所需时间段的自动车辆，为科学决策提供充分的依据。

2.5与其它系统的联接方式

根据指挥中心或城市公安信息网络要求，在明确数据结构（社会资料和车辆）的情况下，能够提供完整的接入方案。

本系统可选择活动硬盘、电话拨号、光纤等方式进行存取数据，将有关信息传至指挥中心数据库。

数据库共享信息可以供用户浏览、查询并为各交警大队提供车辆自动信息。

车辆自动记录将通过数据库形式与车辆管理、驾驶员管理部门进行数据交换，为加强车辆年检、驾驶员年审管理工作提供服务。

2.6系统总体技术指标

2.6.1技术指标

12.可拍摄范围为2车道以上。

13.最高拍摄车速140km/小时（包括夜间）。

14.系统图像采用CCIR标准。

（520视频线、25场/秒）

15.隔行扫描PLL2:

1,1/3英寸固态图像装置CCD。

16.像素768（水平）576（垂直）。

17.采用同向两外同步方式。

18.视频输出电平1.5Vp-p/75复合。

19.视频信噪比>

50dB

20.镜头安装圈为cs固定,凸缘后圈12.5mm+0.8mm。

21.分辨率：

≥480线

22.捕获周期80ms

23.使用CCTV/视频等级的同轴电缆。

24.图像存储容量：

>

100000幅

25.在上述条件满足情况下，捕获率>

95%，虚警率<

自动闯红灯车辆捕捉部分

（1）摄像部分

采用进口高分辨率、低照度专业CCD摄像机，自动光圈镜头，可适用于各种路面及不同天气条件下应用。

26.彩色摄像机：

日本进口道路专用工业摄像机

27.分辨率：

520线

28.最低照度：

0.1Lux

（2）图像采集系统

图像采集系统采用高性能的即插即用PCI采集卡，彩色方式。

当不同方向的红灯亮时，配合红灯信号传感器给出的信号，系统将图像实时传输到计算机中，由计算机进行实时处理。

29.采集速度：

25帧/秒（PAL制）

30.图像分辨率：

768576

31.彩色：

RGB24Bits真彩色

（3）控制处理主机

采用工业控制主板，P42.0以上中央处理器。

自动车辆监测软件，负责系统的总体控制，对自动车辆进行监测，视频采集、存储，记录闯红灯地点、方向、日期、闯红灯时间、红灯亮时间和红灯亮后多少秒过线等信息。

32.主频：

≥p42.0G

33.内存：

512M或1G

34.可监视车道：

四方向单车道

35.存储容量：

≥120G

36.工作温度：

-25℃～+65℃

37.湿度：

≤95%

38.供电电源：

80VAC～260VAC，50Hz

39.功耗：

250W

（4）图像的存储与传送

系统将自动车辆的动态过程图像和相关数据存入大容量硬盘，通过用户选用的传输方式传送到交通指挥中心。

（5）保障系统

保障系统包括：

摄像机防护罩、加热器、通风机、温控装置、接线箱、机柜。

自动闯红灯车辆处理部分

（1）中心数据库服务器

数据库服务器选用美国机架式服务器，只有2U的机箱高度，可以大大地节省机房空间。

具体的特性如下：

40.1GBDDR二代内存

41.双核Pentium4Coppermine866MHz256kB片上CacheCPU

42.集成的双通道Ultra3SCSI控制器

43.集成的HP10/100TX网络适配器

44.200GB10krpmSCSI硬盘

45.8速的DVD刻录机

46.热插拔冗余电源

47.17寸液晶显示器

48.2U高度机架式机箱

49.在3年内，保证用户报修后的下一个工作日前到达现场，提供保修服务

50.MicrosoftWindowsNT4.0或WindowsXP操作系统

（2）自动车辆登录计算机

登录计算机选用美国商用微机，在指挥中心设一台。

51.IntelPentium4