机动车违法行为智能监测抓拍系统方案.docx

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机动车违法行为智能监测抓拍系统方案

机动车违法行为智能监测抓拍系统方案

技术方案

2020年9月

第一章项目概述………………………………………3

1．1项目背景....................................................................3

1．2改造情况说明……………………………………….5

1．3项目设计原则……………………………………….6

1．4项目设计依据……………………………………….7

第二章高清电子警察系统……………………………9

2．1系统介绍……………………………………………9

2．2项目建设目标及意义…………………………………9

2．3项目所能实现的主要功能…………………………….10

2．4项目主要技术参数…………………………..……….17

2．5主要设备介绍……………………………….………19

第三章交通违法抓拍系统方案………………………26

3．1系统概述……………………………………………26

3．2项目建设目标及意义………………………………....26

3．2项目总体架构设计…………………………….……..27

3．4系统指标要求.……………………………………....28

3．5前段信息采集点设计...……………………………….29

3．6网络传输系统设计…………………………..……….31

3．7主要设备介绍……………………………………….32

第四章结束语………………………………………....35

第一章项目概述

1.1.项目背景

近年来，由于××交警支队对科技强警工作的一贯重视并付出了大量辛勤努力，××城区已经建成了比较完备齐全、覆盖点位比较密集的城区道路监控系统和闯红灯违法行为自动记录系统。

但随着国民经济的快速发展，机动车保有量迅猛增加，原有的电子警察设备已无法满足现代化交通管理的需求。

主要体现在：

原有系统已经建设多年，建设当期所采用的一些先进技术如今已落后；系统功能比较单一；系统抓拍率、图像分辨率等技术指标较低；部分设备存在老化和故障现象。

因此，在充分保护原有投资的前提下，以现有系统为基础，运用当今先进电子技术、信息技术，通过项目改造，快速完善系统功能、大幅度提高系统技术指标是一种非常可行的措施和方案。

为进一步提高××市公安交通管理的科技含量，改善××市社会治安和交通管理秩序，贯彻“向科技要警力、向科技要效益”的思想，按公安部关于实施畅通工程、平安大道工程建设的要求，结合本地区道路交通现状的实际需求，进行高清闯红灯电子警察系统建设。

高清晰闯红灯电子警察是基于百万像素级高清晰工业摄像机的最新应用。

高清晰闯红灯电子警察的一台500万像素高清晰工业摄像机可以监控同一方向的多条车道，而且捕获的违法图片可以清晰辨认车辆特征、车辆号牌信息、停止线、红灯信号等要素。

高清晰闯红灯电子警察除了在红灯相位期间对闯红灯的违法行为进行记录，还具备卡口功能，可以在非红灯相位期间对正常通过的车辆进行逐一记录，同时使用高清摄像机进行高清录像，形成市区内高密度的网格化卡口布局形态，实现市区内嫌疑车辆的高效布控，系统记录下的流量信息更可为城市的交通管理部门提供最原始的流量数据，为日后政策的制定和调整提供第一手的资料。

系统能够实现抓拍闯红灯、压线、不按车道行驶、逆行、超速与违章停车等交通违法行为的功能，还具有卡口与车辆号牌自动识别功能；可通过网络实时传输，为后端提供视频监控的功能；可采集交通流量、平均时速等功能，可远程对各站点进行功能和参数设置，对各站点数据进行维护。

并将抓拍的图像和数据传输到市交警支队指挥中心进行记录、存储管理。

通过建立综合车辆违章监控和超速布控系统，实现对路口监控区域内通行的车辆进行实时监视、抓拍、报警、记录，保存车辆通行的信息和车流量数据并进行集中有效的管理，为公安部门打击盗抢和走私机动车犯罪、查缉交通肇事逃逸案件、分析交通状况、加强交通管理提供有效的技术支持。

系统的建立可全面提升城市公安交警对于道路交通管控能力，遏制车辆的恶意违法。

该系统工程的建设对完善道路交通管理，合理规划组织交通流，有效缓解交通拥堵，改善交通环境，提高通行能力，减少交通事故，提高交通参与者的现代化交通意识等具有特别重要的意义。

充分利用现有指挥中心监控系统资源，改变原来只能监视不能自动控管的工作模式，实现指挥中心自动监管的智能化管理工作模式,功能强大，技术先进。

在原有交通监控系统中，只需增加一套抓拍主机即可实现对道路违法车辆的自动监测及抓拍取证，无需人工值守，单台抓拍主机可实现最多4路视频多个区域多种违法行为同时抓拍，证据充分，违法过程清晰明了。

可有效提高工作效率、解放警力,是提高交通秩序管理最有效的科技手段。

本项目的实施，可以实现以下三个目标：

一是通过电子警察系统和球机自动抓拍违法行为的威慑作用，督促驾驶员遵章驾驶，消除交通隐患，创建安全、和谐的交通秩序。

二是利用电子警察设备提供的标清摄象机接入指挥系统，作为平安城市监控系统的补充。

三是本系统与××市“平安城市”对接，实现交警视频监控、电子警察系统和平安城市分建共享，领导和一线干警通过GIS视频发布系统实现桌面级应用。

改造项目的总体目标是：

通过改造建设，全面提升公安交警对城市道路交通安全的整体管控能力、对交通违法行为查处能力、指挥调度和快速反应能力，对实现道路交通的规范化管理，预防道路交通事故，遏制交通违法行为，促进社会经济发展，保障交通安全将提供强有力的支撑，对加快道路交通安全管理工作的正规化、科学化、现代化起到重要的推动作用。

1.2.改造情况说明

原有系统架构和功能

采用一体化快速球型摄像机作为道路监控系统前端设备，并以该球机复用为闯红灯自动记录系统检测摄像机。

原有系统单台一体化快速球型摄像机既要负责全景抓拍，在抓拍动作期间又需要快速移动到车道特写位置并变焦，做特写抓拍。

在车辆闯红灯过程中，车辆始终在运动，不同车辆运动速度也不同，因此，系统抓拍率较低。

系统抓拍图片为标清闯红灯照片，分辨率较低，而且，随着器件老化，图像分辨率低、图片效果一般。

前端主机软件为闯红灯自动记录单一功能。

全景和特写各只有一张图片，无法直观反映闯红灯全过程，图片作为非现场执法依据的权威性不足。

改造后系统架构和功能

保留原有一体化快速球型摄像机，进一步完善其监控功能，尤其是增加球机对违法停车等交通事件的智能化自动抓拍录像功能。

以视频检测模式检测车辆，避免了线圈或车辆检测器故障而导致的系统失效。

采用目前最先进的、针对各通行车辆车体进行行为检测的全景视频检测方式，并通过预设定需要检测的违法行为进行自动的判别，减少了人工操作，便于管理和其工作的实时性，对不同的违法行为可以通过近景图像和远景及录像的形式进行违法取证，以确保执法的严谨性，增强非现场执法依据的权威性。

保留原有前端检测球机、机柜和立杆；由于原有主机的性能已经不能满足新增加违法停车、违法左转等交通违法行为的抓拍功能，故需增加主机并且升级控制软件，大幅度提高系统捕获率、图片可用率等系统技术指标。

中心系统扩容

本次工程考虑到中心控制系统实际资源不足的情况，针对现有设备进行扩容，将现有的矩阵由128入，32出，扩容升级至256入，32出；对原有的录像系统进行升级，采用嵌入式一体化硬盘录像机替换原有的工控机加采集卡模式，增加闯红灯系统数据服务器及磁盘阵列，保证违法系统信息的处理及存储。

1.3.项目设计原则

1）实用性原则

采用各种技术和手段都具有很强的实用性，既考虑先进性又要考虑实用性，系统建设始终贯彻面向应用、注重实效的方针，坚持实用、经济的原则。

2）先进性原则

采用先进、成熟的方法和技术，充分参考国内外先进的方法和手段，在考虑社会可行性、法律可行性、管理可行性、技术可行性的基础上，综合利用到交通违法抓拍系统中。

系统既要采用先进的概念、技术和方法，又要注意结构、设备、工具的相对成熟。

不但能反映当今的先进水平，而且具有发展潜力，能保证在未来若干年内占主导地位。

3）资源共享

信息资源共享是系统的主要目标之一，各个子系统的技术选型充分体现资源共享原则。

4）可持续性

技术选型除了考虑先进、实用，还考虑系统的可持续性发展，系统接口有可持续发展的考虑。

5）开放性和标准性

为了满足系统所选用的技术和设备的协同运行能力、系统投资的长期效应以及系统功能不断扩展，系统都具有开放性和标准性。

系统都按照开放性和标准性原则，提供全套的技术资料和全面的技术培训。

6）可靠性和稳定性

在考虑技术先进性和开放性的同时，还从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。

7）安全性和保密性

在系统中，既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统分别针对不同的应用和不同的通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等，安全体系独立提出，提供整体的安全解决方案。

8）扩展性和易维护性

可扩展性的基础是开放性、标准性和技术的可持续性，采用先进的理论和方法保证可扩展性，包括采用先进的软件工程理论、系统论，以及分层和代理的方法等多种方法来保证扩展性。

1.4.项目设计依据

本系统满足以下国家、部门的标准：

Ø《中华人民共和国道路交通安全法》

Ø《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》

Ø《公安交通管理外场设备基础施工通用要求》GA/T652-2006

Ø《机动车测速仪通用技术条件》GA297-2007

Ø《交通技术监控信息数据规范》GA648-2006

Ø《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》GA/T497-2009

Ø《闯红灯自动记录系统通用技术条件》GA/T496-2009

Ø《安全防范工程技术规范》GB50348-2004

Ø《安全防范工程程序与要求》GA/T75-1994

Ø《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001

Ø《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94

Ø《系统接地的形式及安全技术要求》GB14050-93

Ø《公路交通安全设施设计技术规范》（JTJ074-2003）

Ø《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92

Ø《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90.92

Ø机动车、驾驶员及违法管理等相关数据库规范2004版

Ø《社会治安动态视频监控系统技术规范》（DB33/T502-2004）

Ø《基于公共运营商的社会治安动态视频监控系统技术规范》（Q/GAT002-2006）。

Ø《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002

Ø《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303—2002M

Ø《电器装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169—1992

Ø《电器装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168—1992

Ø《交通电视监视系统工程验收规范》（GA/T514-2004）

Ø《道路违法管理信息代码》（GA408，2-2003）

Ø《公安综合信息系统规范》（GA417，1-2003）

Ø《全国道路交通管理系统数据交换格式》（GA409，3-2003）

Ø《公安综合信息系统规范》（GA417，1-2003）

Ø《全国道路交通管理信息数据库规范》（GA329，3-2003）

上述规范以外，遵循国家现行的规范和标准。

第二章高清电子警察系统

2.1系统介绍

高清晰闯红灯电子警察是基于百万像素级高清晰摄像机的最新应用。

高清晰闯红灯电子警察的一台高清晰摄像机可以监控同一方向的多条车道，而且捕获的单张违法图片可以清晰辨认车辆特征、车辆号牌信息、停止线、红灯信号等要素。

系统输出的图像（包括违法图片及路口录像资料）清晰，系统工作稳定可靠。

违法图片能够反映车辆闯红灯的全过程，能清晰辨认停车线、车辆特征、车牌号码、红灯状态等违法认定要素。

系统可进行24小时不间断高清录像，录像回放时车辆号牌、车型、颜色清晰可见，可用于实时显示或回放查看路口交通状况，为交通管理和路口交通事故的事后追查和分析提供重要依据。

所有信息可通过网络实时调看、回放、下载。

2.2项目建设目标及意义

建设本项目立足现实、着眼实用、突出重点、加大力度、科学统筹，满足公安交通管理、治安管理、刑侦等部门对交通违法、肇事逃逸、盗抢机动车、涉及机动车违法犯罪行为的监控与打击的工作需要，实现对道路的全程实时管控，使道路保持有序、畅通，达到对监控路面的“实时监视、联网布控、自动报警、快速响应、科学高效、信息共享”的目的。

利用这一系统，可以迅速查明、记录违法车辆特征，分析交通事故原因，不但可以有针对性地对违法司机实施教育，更重要的是通过广泛的媒体宣传以及强大的社会舆论的监督，使广大驾驶员能够自觉遵守社会公德，遵守交通法规，提高整个城市交通的精神文明程度。

2.3项目所能实现的主要功能

前端抓拍系统运行在嵌入式操作系统平台，软件结构采用模块化标准设计，具有安装操作简单、适用范围广、专业性强等特点。

前端抓拍系统软件包括以下功能：

1、闯红灯自动抓拍

高清晰电子警察系统采用工业级的高清摄像机，抓拍与网络一体化设备，对发生在路口的各种违法行为进行抓拍。

具备对《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》中下述违法行为的抓拍功能：

代码

违法行为

1208

机动车通过有灯控路口时，不按所需行进方向驶入导向车道的

1211

通过路口遇停止信号时，停在停止线以内或路口内的

1302

机动车不按交通信号灯规定通行的

1018

机动车不在机动车道内行驶的

1019

机动车违反规定使用专用车道的

1042

机动车不按规定车道行驶的

1229

机动车违反禁令标志指示的

1230

机动车违反禁止标线指示的

1301

机动车逆向行驶的

系统实现全天候24小时对过往车辆监测，检测车流量、识别车辆号牌、计算旅行时间等，为城市交通规划、交通组织、交通控制、交通事故及其他案件侦破服务。

在抓拍原始照片中可以清晰的反映出闯红灯的三要素，即车牌号、停车线、信号灯信号。

以视频检测模式检测车辆，抓拍率高。

系统也可以抓拍违法直行、违法右转、违法左转的闯红灯车辆和不按车道线行驶车辆。

第一张照片：

红灯期间，车辆抵达停车线而未越过停车线的照片，照片拍摄取景要素包括红灯信号灯状态、停车线、车辆外型、颜色、车牌；照片内容包括违法时间、红灯开始时间、红灯结束时间、周围的环境等。

第二张照片：

红灯期间，车辆压过停车线的违法状态照片，照片拍摄取景要素包括红灯信号灯状态、停车线、车辆外型、颜色、车牌；照片内容包括违法时间、红灯开始时间、红灯结束时间、周围的环境等。

第三张照片：

红灯期间，车辆越过停车线的违法状态照片，照片拍摄取景要素包括红灯信号灯状态、停车线、车辆外型、颜色、车牌；照片内容包括违法时间、红灯开始时间、红灯结束时间、周围的环境等。

第四张照片：

高清晰违法车辆特写照片，清晰反映车辆类型、车身颜色、车牌颜色、车牌号码信息。

图片信息要素和指标：

图片像素值不小于500万；覆盖3车道以上；图像文件中含有停车线、路口情况特征、红灯信号灯、违法车辆的后视全貌、车牌号码及颜色；提供违法车辆的特征：

违法车辆的车型、车身颜色、车牌照颜色和清晰可辨的车牌照号码；提供违法事件发生地当时大致的交通状况与特殊情况。

生成的图片格式符合GA/T496-2009的要求。

图片附加信息要素和指标：

违法事件发生的地点、路口名称、机动车行驶方向及车道号；违法事件发生的时间、车辆越过停车线的瞬间（年、月、日、时、分、秒，毫秒）；红灯时间、相关红灯开始时间（年、月、时、分、秒）相关红灯结束时间（年、月、时、分、秒）。

系统自动识别违法车辆的车牌号码，形成闯红灯违法数据库。

图片信息及其附加信息符合记录一致性，即记录的每一项数据能明确无误地表达同一车辆的交通违法过程。

系统各功能指标均满足《闯红灯自动记录系统通用技术条件》（GA/T496—2009）要求。

前端抓拍系统运行在嵌入式操作系统平台，软件结构采用模块化标准设计，具有安装操作简单、适用范围广、专业性强等特点。

2、卡口及测速功能

系统具备卡口功能，在绿灯情况下,实现记录所有经过的车辆并进行黑名单实时比对报警功能，在夜间交通信号转入黄闪时车辆超速行驶等违法行为进行自动检测、识别、抓拍记录。

对于卡口和超速的照片是由两幅过程图像组成，这样能够充分的说明违法行为的全过程信息。

对于通过的无牌车，卡口功能也能捕获记录。

拥有视频测速功能，排除“电子狗”干扰。

系统能够全天候对路口车辆进行号牌识别，并自动比对出前端系统抓拍的、通过指挥中心传送的、现场录入的违法超速车辆和布控的“黑名单”车辆进行声光报警；卡口设备经人工确认后，打印处罚通知单，包括车辆违法发生时间、地点、违法速度等信息；系统具有较完善的系统管理和分类查询统计和输出报表的功能；能够登陆“机动车/驾驶人信息管理系统”，可人工检索违法及拦截车辆的相关信息；系统与机动车驾驶人违法计分系统接口，可以在处罚站实施对违法驾驶人进行违法计分；能够接收移动电子警察抓拍的违法车辆信息，通过号牌自动识别对违法车辆以拦截处罚；卡口系统要具备对所有现用机动车车辆号牌（民用、警用、军用、武警、2002个性化号牌等，建设增加农用车辆）的自动识别能力。

且号牌识别系统诮具备自动适应新型牌照的能力，即当新型牌照使用后，号牌识别系统通过简单的“自学”就能够自动准确地识别出过往车辆的号牌，而无需更改识别部分的程序；号牌识别系统能够自行确认车辆类型；卡口系统对路口车辆都要能够自动识别登记和报警拦截。

3、视频检测方式

本系统使用视频检测方式。

使用先进的车牌识别技术监测车辆违法过程，视频检测触发抓拍，准确率高，不破坏路面，施工简单，易维护。

可过滤摩托车、电动车、自行车等，提高图像可用率。

4、开放式传输功能

网络传输功能：

路口过往车辆记录、识别后，系统自动把相关信息通过网络以XML格式传至中心平台，方便中心进行相关数据检索查询。

支持精确和模糊查询功能。

在网络阻塞或中断的情况下，自动降级，将数据保存在本机上独立运行，在网络恢复后，将本机上保存的数据续传到后端数据中心，也就是说支持断点续传，也可以通过本地下载方式实现抓拍图片的下载。

5、远程设置功能

本系统可本地或远程对抓拍软件进行参数设置，包括视频抓拍参数、开始抓拍时间、录像数据保存时间、图片数据保存时间、数据存储格式、数据存储大小、交通信息采集周期、车道数目、车道属性、存储路径、保存图像的大小、数据保留天数、检测区域参数、组合参数、检测方法、红绿灯检测、车道与红绿灯逻辑关系等参数的设置。

6、自动复位功能

本系统主机能够长期不间断工作。

一旦断电停机，来电后主机自动复位运行执行程序。

具有“软件狗”和“硬件狗”双重监测保护，当系统软件运行出现问题时可对系统进行复位，使软件恢复运行。

一旦软件监测系统失灵，硬件监测系统可使整个主机系统复位，做到双重保护，提高了系统安全性和稳定性。

7、全天候的适应性

采用先进设备和特殊算法,白天和夜间都能清晰辨别闯红灯信息。

遵循国家标准，按照整体防雷的原则，结合现代防雷技术，使整体系统能够克服各种恶劣环境及天气的干扰，确保系统正常运行。

8、抓拍违法图片信息充分、真实

能自动在抓拍的原始图片上直接进行视频信息字符叠加，将违法时间、违法地点、方向等信息直接叠加在原始图片上，保证了图片与信息的统一，避免人为进行手工篡改，图片加密处理，具备防篡改功能，更增强了法律效力。

9、先进的补光技术

采用长寿命、高亮度、低功耗LED发光管频闪灯，代替传统的曝光灯和大功率补光灯，减少白光污染、低降能源损耗，避免司机因强光干扰而引发交通事故，同时具有分时段进行控制频闪灯的开启状态。

10、多功能性

在原有闯红灯抓拍的基础上，根据需要，可在不增加硬件成本的前提下，通过软件设置变更为具有抓拍逆行、违法压线、违法左转、变道、不按车道行驶等功能。

具备无牌车违章抓拍功能，对于违章的无牌车同样可以捕获。

能够判别区分记录左、右转弯和直行车辆违章行为。

11、自动识别牌照

对车牌照号码进行自动定位、识别；

号牌识别准确，白天识别准确率≥90%；夜间识别准确率≥80%；

号牌捕获及识别时间不高于50ms。

系统具备对民用、警用、军用、武警、2002个性化等汽车号牌计算机自动识别能力，所能识别的字符包括：

①“0—9”十个阿拉伯数字；

②“A—Z”二十六个英文字母；

③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、使、临、台）；

④军用车牌汉字（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥）；

⑤号牌分类用汉字（警、学、领、试、挂、境、港、澳、拖、农）；

⑥武警车牌字（“WJ、0—9、消、边、水、警、电、林、通”）。

12、统计查询功能

所有违法闯红灯的车辆，系统都会在数据库中记录下通过时间、牌照号、车型、车类、车辆图片等，用户可通过输入相关字段信息，查询到相关车辆的记录。

支持准确和模糊查询，同时可以显示打印处罚信息功能

13、设备监控管理

用户可通过监控端对系统运行情况进行管理，对系统参数进行设置，对数据进行浏览和查询。

同时，提供远程维护功能。

在控制中心通过网络对现场设备进行管理。

14、交通信息检测

系统中集成视频交通信息检测器的功能，使其不但具有违法抓拍功能还可通过网络向指挥中心提供实时交通信息如车速、车流量，占有率，交通密度等，还可以对每车道、每方向的车流量进行时段统计。

16、平安城市高清晰录像功能

系统能够提供基于高清摄像机的高清实时录像功能。

高清录像能清析分辨经过的每一辆车的车牌号码，为交通事故及追查事故逃逸提供有力证据。

此外，高清摄像机提供远程视频Web访问功能。

17、系统扩展功能

支持系统的二次开发、功能扩展。

控制主机采用高度紧凑、模块化的计算机结构；硬件具有高故障恢复和容错能力；系统拍摄的车辆图像清晰，连续抓拍性能稳定优越；预留扩展接口与其他系统互联，在保留软件知识产权的前提下向用户完全公开所有接口协议和数据格式，全面支持系统的集成和二次开发。

18、中心管理平台功能

中心管理软件（数据库和客户端违章处理软件）采用B/S结构模式能运行于用户局域网，系统在信息传输前对其进行加密，能够实现与公安部秩序数据互联，能与交管局机动车数据库连接（即自动从交管局机动车数据库读出某牌号机动车的相关信息、自动将经过处理确认后转入登报状态的机动车牌号写入交管局机动车数据库）提取违法车辆相关信息，能够将不同的抓拍系统所抓拍的图片纳入到本系统管理中，该管理软件能够对闯红灯、超速、逆行等违法行为进行登记和处罚，能够对多个常用系统表进行维护，包括违法地点、号牌种类、车辆类型等，能够手动筛选违法图片，判断图片的有效性，删除误拍图片，将有效图片存入数据库中，使数据库中的图片都是有效数据，方便管理并减小数据库压力。

后台管理软件能够对闯红灯抓拍记录和图片的添加、删除、打印等操作，并且具有权限设置功能，可对登录用户进行权限设置，区分管理员和操作用户，使操作用户分工明确。

数据库平台：

Oracle；违章处理软件操作方便、简单直观；经过处理确认后转入登报状态（即录入了交管局机动车数据库）的违章车辆照片和数据库系统文件的备份操作应该简洁方便；打印违章通知单的内容包含：

违章车辆所在地点、日期、时间、车号、车型、违章原因、车主、单位地址、电话、违章