闯红灯电子警察抓拍系统线圈检测NDC360有卡口功能2.docx
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闯红灯电子警察抓拍系统线圈检测NDC360有卡口功能2
MAXFORT北京同业兴创控制技术有限公司
智能闯红灯电子警察抓拍系统
技术方案
北京同业兴创控制技术有限公司
2008年12月
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MAXFORT北京同业兴创控制技术有限公司
目录
一、概述……………………………………………………4
二、系统结构……………………………………………………5
1、系统组成
2、关键设备
3、系统设备结构
三、路口抓拍设备……………………………………………………..8
1、网络抓拍机特点
2、路口设备组成
四、传输系统…………………………………………………….10
1、信号传输方式
2、介质
3、带宽要求
五、中心系统……………………………………………………..11
1、系统构成
2、软件
六、设备选型……………………………………………………..13
1、NDC360型高清数码拍照摄像一体机
2、镜头技术指标
3、防护罩
4、线圈式车辆检测控制器
5、补光灯
6、红灯传感器
7、立杆机箱
七、路口工程…………………………………………….….16
1、抓拍设备安装立杆
2、路口机箱
3、基础与管线
4、线缆的敷设
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5、防雷接地
八、系统指标…………………………………………………..18
九、图片示例…………………………………………………..19
十、设备清单………………………………………………….25
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一、概述
电子警察系统和超速抓拍系统的功能就是利用车辆检测和自动控制技术实现
自动拍摄城市交叉路口闯红灯的机动车辆照片和超速违章照片，为交警部门处理
该类违章提供客观准确的依据。
同时可以大大节省警力。
该系统24小时不间断
工作，每时每刻准备拍摄违章车辆。
目前有许多城市的交通路口全部或部分配置了闯红灯违章自动记录系统，这
些系统的前端核心设备一般分为两种：
普通摄像机视频抓拍或数码照相机抓拍。
但不论是摄像机系统还是数码相机系统都存在着相应的不足。
对普通摄像机系统而言，摄像机的可靠性较好，但由于标准摄像机分辨率较
低（最高只有40万像素），视角较小，一部摄像机拍摄的画面不能满足记录违章
车辆违章证据的要求（即在一幅图像中，清楚包含违章车辆及清晰可辩的牌照、
停车线、红灯），需要多部摄像机组合拍摄形成违章车辆违章的画面；使得证据
牵强，说服力差，同时牌照抓拍范围窄，无效图片多;
对数码相机系统而言，数码相机的分辨率虽然很高（300－400万像素）,
但数码电子警察系统多采用民用数码相机改装，由于长期室外工作很容易出现故
障，并且厂家一般不负责保修；同时由于数码相机更新换代快，同型号数码相机
在一年后难以找到，使得数码电子警察系统在工作一段时间后就必须做系统更
新，带来了极大的资源浪费。
网络高清抓拍机的出现大大改善了传统违章抓拍系统的不足，北京同业兴创
NDC360系列电子警察专用工业级多功能网络抓拍机就是为新一代违章抓拍系统
研制。
该系统为工业级产品，可靠性高，施工调试方便，以高分辨率图片的方式
提供违章车辆违章的证据，有效地解决了高稳定性与高分辨同时满足的实际需
求。
并且除红灯期间违法抓拍外，还具有绿灯期间的卡口监控抓拍功能。
二、系统结构
1、系统组成
路口闯红灯违章抓拍系统是一个基于网络的分布式系统，系统分为前端检测
与抓拍子系统、路口数据集中处理系统、远程数据传输系统、中心数据管理系统
等几部分（如图1）。
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图1系统构成示意图
2、关键设备
同业兴创抓拍系统构成框架与上述系统一致，但关键设备即系统的核心设备
是工业级百万像素高清数码拍照摄像一体机。
工业级百万像素高清数码拍照摄像
一体机既具有数码相机的高分辨率（大于300万像素），又拥有嵌入式设计工业
摄像机的高可靠性（如图2）。
在拍照摄像一体机内集成了I/O接口、网络接口及
大容量图片存储器，只要再提供车辆检测信号、红灯信号检测信号，就能构成一
套完整、可靠、免维护的车辆违章自动记录系统，抓拍的图片即可以在本地存贮
也可以通过建设方提供的通信网络通道传至指定的上级服务器。
图2高清数码拍照摄像一体机示意图
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3、系统设备结构
系统设备结构由三级结构构成（如图3）：
第一级包括了高清一体机抓拍单元
和路口数据集中处理器两个部分。
根据系统设置的参数，完成违章车辆检测、红
灯信号检测、违章车辆抓拍及图片保存。
每个抓拍单元可以清晰的拍摄两至三条
车道的违章车辆。
根据管理需求可以在每一个路口的一至四个方向安装抓拍单
元。
车辆检测可以是地感线圈检测、视频检测、微波检测等各种形式。
为实现夜
间工作要求，在路口照明较弱的情况下需增设辅助光源。
路口数据集中处理器完
成本地设置管理、各种输入输出信号的提供及图片集中后利用单通道上传中心。
选用NDC360抓拍机可以在红灯期间对通过路口的车辆进行正常的闯红灯违
法抓拍，而在绿灯期间它可以根据设定工作在卡口功能状态下，也就是每通过一
辆车系统就自动抓拍一张路口图片。
违法图片与绿灯期间通过车辆的图片上传中
心存贮于不同的目录下，一个目录用于违法行为处理，另一目录用于路口监控。
由于红灯期间、绿灯期间对通过路口的车辆都进行了记录，所以也保证了路
口监控的全面性。
中心存贮的监控图片可以以幻灯片的形式进行放影。
这种图片
式监控的好处在于只对有用的图片进行记录，减少了没用的信息量方便检索，并
且减少了系统对传输通道及中心服务器的硬盘存贮要求。
第二级是路口信息传输单元，负责提供路口抓拍单元与中心的信息传送，由
传输设备、线缆及防雷保护单元等组成。
不需要通讯，亦可设计为在本地下载方
式。
在具备中心通讯的情况下（光纤或公网通道），路口设备实时将运行状态上
报中心管理系统，通过中心管理软件可以完成一切现场操作。
根据中心软件的报
告，可以方便的看到任何路口设备的运行状态及故障情况，从而可以快速的处理。
若不具备通讯条件，可以拿笔记本直接在本地下载。
第三级是中心管理单元，由服务器、处理终端、网络交换机、图片打印机等
硬件设备及中心通讯、中心录入、违法处理等软件组成，完成路口图片的保存、
违法车辆信息录入、处理、查询、图片打印、路口设备故障报告等功能。
若公安
网已连接到各大队，则中心管理单元的网上处理及查询软件支持各大队通过网络
在大队所在地的处理点处理违章车辆。
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图3系统构成图
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三、路口抓拍设备
1、网络抓拍机的特点
NDC360是Maxfort○RNDC系列中一款结构紧凑、集成度高的专用于电子
警察的工业级专业高清数码拍照摄像一体机。
本机采用具有300万像素的高清晰
CMOS图像传感器，采用高性能DSP为图像处理核心，内置控制CPU和大容量SD
卡存储器。
将传统电子警察抓拍系统需要由数码照相机或多台摄像机及图像采集
器、数字图像压缩编、解码器、网络传输卡、I/O控制卡、工业控制计算机及存
储硬盘等设备集成的前端（外场）抓拍系统所提供的功能，集成在了一台设备中
完成。
NDC360型号在原NDC系列的基础上，增加了卡口抓拍和空闲抓拍功能，
将网络抓拍机和卡口抓拍机的功能集成在一台设备中。
NDC360具有命令、触动二种抓拍方式。
命令方式使用电脑透过联接NDC
360的网线，向NDC360下发抓拍命令。
触动方式采用I/O输入端接入各类控制
或检测设备，由这类设备的输出结果启动NDC360的抓拍。
多种抓拍模式：
NDC360支持红灯抓拍、卡口抓拍、空闲抓拍三种抓拍模
式。
一般工作于红灯抓拍模式，但通过简单设置就可让设备工作于卡口抓拍、空
闲抓拍或三种抓拍混合模式。
卡口抓拍在闯红灯抓拍启用的情况下，只在绿灯时
才进行抓拍，这是一种触发抓拍，I/O输入端每触发一次（车辆经过线圈）NDC360
抓拍一张图片，将记录绿灯情况下的车辆图片，并实时上传到文件服务器上。
空
闲抓拍用于除红灯抓拍和卡口抓拍以外的抓拍，频率为每秒1张。
如果网络通讯
故障情况下，空闲抓拍图片并不存储于本地SD卡，而是删除。
如果路口的通信
无法保证的话，建议在路口增加工控机设备，代替中心设备接收和存贮路口四个
方向传来的各种抓拍图片。
变分辨率抓拍：
在抓拍的图片分辨率最高（2048×1536）达330万像素，
此时一张图片中可清晰的看清三条标准宽度车道中的车辆牌照、停止线及红灯。
NDC360可设定抓拍分辨率，从而获得从300万像素到几万像素的不同分辨率
的数字照片。
NDC360支持五种分辨率：
2048×1536、1600×1200、1024×
768、800×600、640×480。
连拍：
为缩短每张照片拍摄的时间间隔，NDC360特别设定了连拍功能，
在需要多张瞬时照片同时又采用最高分辨率进行拍照时，该功能尤为重要。
速拍
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最多可以是三张300万像素的照片，照片间隔<200ms，正常拍摄时，两张照片
的间隔在300万像素时约为250ms。
2、路口设备组成
一个完整路口的设备主要由路口数据集中处理器、高清一体机抓拍单元、检
测单元、补光光源、安装支架等组成。
数据集中处理器置于尽量靠近路口红绿灯控制器的地方，以便于从路口控
制器取得相关信号。
数据集中处理器由以太网交换机、传输终端（光纤收发器等）、
光纤终端盒、以及机箱和防雷设备等组成。
它的主要作用是完成路口各个方向的
图片信息集中预存贮并向上一级管理机构传送。
高清一体机抓拍单元主要作用是完成违章闯红灯车辆的图片抓拍，NDC360
在抓拍时的分辨率自动切换至最高分辨率（2048×1536），达330万像素。
抓
拍的照片（照片是以JPEG方式的压缩图象）及流量数据将存储于NDC内置存储
设备（SD卡）中；或者透过内置网络接口上传至中心。
车辆检测单元本系统车辆检测单元可以是多种方式，如线感线圈检测、视
频检测、微波检测、红外检测等。
只要能给抓拍单元提供一个开关量信号即可。
一般用于城市路口的检测手段主要选用线圈检测或视频检测两种。
线圈检测器是
目前最成熟、准确率最高的检测方式之一。
如果原路口已有用于统计流量等功能
的地感线圈，也可以与本系统共用。
线圈的埋设根据管理的要求确定位置，位于停车线的前后。
线图大小为
2m*2m.电感量为140~240uH.
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图：
线圈敷设示意图
检测器外观图
补光光源外加补光光源的目的是为了让违章抓拍系统在夜间可以正常工
作。
光源的选型要根据路口现场夜间照明的亮度情况决定，一般功率选择为
150W-300W。
补光灯在I/O模块的控制下在白天关闭夜间打开。
如路口设备只进
行抓拍使用而不需视频检测和录像，则也可以使用更省电的闪光灯，闪光灯由抓
拍机输出口控制，只当车辆违章通过路口时闪光灯工作，拍摄图片。
安装支架抓拍单元最好的抓拍角度为位于相应车道的正上方。
如条件不允
许可置于路侧。
这就要求有相应的安装杆体支架配合抓伯机工作。
要求安装杆体
支架为钢制，进行防锈处理并预留穿线孔，强度满足当地地质与气候等环境条件
要求。
立柱杆体侧配小型设备箱，作为检测器处理单元、电源适配器、避雷器、
检修插座的设备箱使用。
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图4路口设备组成示意图
四、传输系统
传输系统提供路口与控制中心的通讯传输。
1、信号传输方式
因为位于路口的高清晰度摄像机的图像输出端口为网络接口，所以要求与中
心的传输为以太网网络方式。
在路口设小型以太网交接机，连接路口各方向的网
络信号后，通过传输设备上传中心
2、介质
路口与中心的通信有各种方式：
专用光纤网络与中心相连、租用电信或网通
的光缆与中心相连、租用电信与网通的ADSL与中心相连等。
介质可以是光纤也
可以是普通电话线。
光纤数字传输是目前技术成熟、性能指标优异的方案，由于
路口距离中心一般都较远，所以采用单模光纤方式。
系统配备10M/100M自适应
的单模光纤收发器，传输距离为20km和40km两种。
3、带宽要求
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如果每个路口提供光纤接口，通过光收发器与中心相联接，则带宽能达到
100M以上，能够传输图片和视频。
如果为联通或电信提供的ADSL租用线路，则
每一个路口租用一条线路，带宽要求为2M以上，只能传送抓拍的图片。
五、中心系统
1、系统构成
由硬件、软件及网络等设备构成。
硬件设备包括一台高性能服务器，用于存
储违法图片、支持远程处理功能并与路口单元通讯；管理计算机若干台，用于违
法图片录入、违法处理、查询、违法图片打印、统计报表打印等；号牌识别器一
台，用于对传到中心的图片进行号牌识别；网络交换机设备一台，用于连接服务
器与管理计算机。
应用软件包括中心通讯软件、中心违法图片、图像录入软件、
网上违法车辆处理、查询软件。
路口每一方向抓拍记录单元通过路口交换机将抓拍的车辆违法图片上传中
心服务器，自动形成或由管理人员使用中心录入软件将违法图片、叠加车辆信息
等内容形成违法记录并保存在由违法车辆数据库中，大队、中队可以通过网络远
程登录的方式处理自己管辖区内的违法车辆。
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2、软件
平台软件
服务器操作系统WINDOWS2000SERVER，
数据库系统SQLSERVER2000，
管理计算机操作系统WINDOWS2000PROFESIONAL。
应用软件
应用软件包括
通讯软件
电子警察中心管理软件
电子警察录入软件
车辆牌照自动识别软件（可选）
电子警察远程查询及处理软件等
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处理系统主界面如下：
六、设备选型
1、NDC360型高清数码拍照摄像一体机
技术指标：
分辨率：
3,300,000像素
图片尺寸：
2048×1536
图片格式：
JPEG/JPEG2000
文件大小：
约350K-500K
数字视频图像格式：
640×480
CMOS尺寸：
1/2"制式，实际感光面尺寸6.554×4.915mm
像素点距：
3.2μm
适用车道：
1-3车道
感光度：
100-800ISO（自动）
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快门速度：
最低设置1/60-1/2000秒，最快达1/12000
抓拍延迟：
0.1秒（采用外接触发信号）
镜头：
选配高清晰镜头
镜头接口：
CS
传输协议：
TCP、UDP、FTP、TFTP
传输接口：
以太网，10/100M自适应，RJ45标准
存储方式：
SD卡
触发输入IO：
8路（光藕隔离3500VAC）
触发电平：
5~12V有效
IO信号边沿触发；网络触发
补光灯触发输出：
2路（光藕隔离3500VAC）
工作电源：
DC12V/600mA
工作温度：
0℃~55℃
工作湿度：
≤90％无凝霜，无结露
储存温度：
－10℃~60℃
2、镜头技术指标：
NDC360前端采用CS型镜头接口，可安装各种2/3英寸CCTVFA（工业自动
化）镜头，其中心和边缘分辨率需达到100线对/mm以上。
为保证图像解析力，
根据设备本身的高分辨率特点，推荐采用高线对，低变形的定焦镜头。
当选用
COMPUTAR系列2/3"规格镜头时，相应的水平视角、高低视角列表如下：
表一NDC360配用2/3"规格COMPUTAR镜头的视场角度
镜头型号
M0814-MP
M1214-MP
M1614-MP
M2514-MP
焦
距
（mm）
8
12
16
25
最大光
圈
F1.4
F1.4
F1.4
F1.4
光圈、
对焦、变
焦
手动
手动
手动
手动
水平视角
44.55°
30.55°
23.15°
14.93°
高低视角
34.15°
23.15°
17.46°
11.22°
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12-
M3Z1228C-MP
3、防护罩：
36
F2.8
手动
30.55-10.40°
23.15-7.81°
使用全天候室外防护罩，内部装有风扇等温控装置。
防护罩内安装有专用网
络抓拍机。
4、线圈式车辆检测控制器：
建议选用快速双通道线圈式车辆检测器：
灵敏度四级可调；
频率三级以上可调：
高、中、低；
加电自动复位和人工复位两种功能；
检测精度：
≥99%
5、补光灯：
补光灯功率150W-300W，由于采用COMS传感器，其补光时时延≥0.1秒。
6、红灯传感器：
每灯一线，输出端“O”＜5V；输出端5V≤“1”≤12V
7、立杆机箱：
300×200×180；防护等级IP65；抱杆式安装。
七、路口工程
1、抓拍设备安装立杆
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立杆位置的确定:
本案选用12mm镜头，为达到最佳抓拍效果，立杆距停车线的距离为18米。
确定立杆位置。
从最靠后的停车线开始（一般为左转车道）量取18米的距离。
将抓拍机放在要拍摄的车道中央，升高至6米。
在视频显示器上查看图象。
上下
左右转动抓拍机，以使抓拍机拍到的图象包含所有要拍摄的车道的停车线、中心
线及相应的红色信号灯。
立杆结构
立杆选用镀锌钢管制作。
上部为安装横臂，安装带防护罩的高清一体化抓拍
机和补光灯（如果选择安装在一起）或闪光灯。
防护罩与立柱横臂使用手动万向
云台连接，可以垂直、水平自由转动，以调整相机的最佳安装位置及角度。
下部
采用法兰盘与混凝土基础联接。
立杆安装
混凝土基础提前预制，并在路口引取符合规范要求的接地线。
在混凝土基础
达到最大强度后准备立杆。
立杆前要注意把接地线引至杆内，在检修孔至机箱出
线孔，机箱至抓拍机的位置串好拽线铁丝。
检查杆是否有倾斜，横臂低头现象，
及早做出解决方案。
最后拧紧固定螺丝。
2、路口机箱
路口机箱具有防盗、防尘、防雨、防腐等功能。
使用材料及连接螺栓、螺母、
垫圈等钢铁件，采用热浸镀锌进行防锈处理；所有的对接焊缝和贴角焊缝，其厚
度和强度应与被焊构件相等，焊缝应打磨光滑。
3、基础与管线
基础采用明挖法施工，基坑大小为1.2m×1.2m×2.2m。
基底应先整平、夯
实。
地脚螺栓事先进行热浸镀锌处理，镀量350g/m，预埋时其方向应与底座法
兰盘保持垂直。
施工时如遇有平曲线路段，调整预埋法兰盘的方向，使其纵向中
心线与行车方向保持一致。
基础施工完毕，地脚螺栓外露长度控制在50－50mm
以内，并对外露螺部分加以妥善保护。
施工基础时要注意预埋穿线管，基础按设
计要求进行养护后方可进行立杆安装。
引取或新做地线的接地电阻<4欧姆。
在路口尽量选用预埋管道，由数据集中控制器向三个方向过路，各有一根φ
50管道却可。
在管道转弯处设工作手井。
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4、线缆的敷设
线缆敷设方式有两种：
架空及管道敷设。
管道敷设
管道敷设为优先选择。
敷设线缆时管道内严禁有接头。
所有接头要在手井
或人井内接续。
线缆敷设完成后做好线缆标记以备检修。
架空敷设
如采用架空方式，应先在立杆上拉钢丝并紧固，然后依托钢丝固定电缆。
具
体走向依据现成环境确定。
5、防雷接地
要求防雷接地的接地电阻小于4欧姆。
空旷路口在立杆顶端设避雷针，单
独引下接地线与杆下的接地体相连。
八、系统指标
系统单次处理时间≤500ms
图像分辨率2048×1536像素
闯红灯捕获率≥98%
记录有效率≥95%
图片格式及占用空间JEPG,24bit彩色，每张约350KB
像机中内存车辆数约3000张
系统车辆信息存储容量≥200万辆
系统接口RJ45，100Mbps以太网，TCP/IP协议
供电电压AC176V～AC264V，48Hz～52Hz
智能抓拍机的功耗8W
环境温度－20℃～+70℃
环境温度＜95%，无凝结
系统防护IP65
平均无故障时间MTBF≥20000h
平均恢复时间MTTR≤48h
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九、图片示例
NDC360高清晰网络拍照摄像一体机抓拍效果如下列图示:
白天效果如下图所示，当有违法车辆通过时，抓拍三张图片：
第一张：
红灯时，停车线前：
以上图片较大，利用文档方式打开不清楚，局部放大后如下：
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第二张：
红灯状态下，闯过停车线时照片：
局部放大后如下：
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第三张照片：
局部放大后如下：
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晚上效果如下图所示，当有违法车辆通过时，抓拍三张图片：
第一张：
红灯时，停车线前：
以上图片较大，利用文档方式打开不清楚，局部放大后如下：
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第二张：
红灯状态下，闯过停车线时照片：
局部放大后如下：
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