电子警察信号灯设计施工组织方案.docx

1、电子警察信号灯设计施工组织方案技术方案2014年 03月 一 概述一.1项目概述在“向科技要警力、向科技要效率”的今天，随着城市机动车数量的不断增长，带来诸多便利的同时，也存在着一些问题，城市道路交通事故频频发生，给城市交通管理造成了一定的难度。作为智能交通行业的设备供应者，武汉天浩信息科技有限公司要实现的总体目标是：通过采集、处理、显示及发布交通流参数、事件等动态交通流信息，为城市道路现代化监控系统的建立提供一流的交通信息支持与技术服务。利用科技手段实现对道路交通进行有力地治理，既能有效防止此类交通违章行为，减少由此引起的事故，又能对违章的驾驶员起到威慑作用，促进交通秩序良性循环，同时能将部

2、分交警解放下来，在一定程度上缓解警力不足，真正体现向科技要警力的无穷力量。本次设计的高清闯红灯自动监测记录系统主要设备由前端信息采集部分、网络传输部分和中心管理部分组成，系统核心设备为嵌入式一体化高清摄像机，该摄像机为我公司自主研发，采用LINUX操作系统，集抓拍、录像、传输于一体，每个车道摄像机都能独立正常工作，结构简单、性能稳定，环境适应性强。从系统、整体的范畴考虑，将交通中的各要素综合考虑，做到人、路、车三者的有机结合，充分应用闯红灯记录系统使交通监控真正实现“智能化”，极大地提高交通管理的效率，确保交通安全。一.2建设范围及目标本期工程共新建 X个路口红绿灯交通指挥和电子警察，路口表如

3、下所示： 一.3系统组成本期工程闯红灯自动记录系统由工业级500万像素CCD高清摄像机、辅助照明、中心主控机及视频检测模块等组成。一体化电警采集单元：用于高清视频图像采集；辅助照明设备：在夜间或低照度状态下提供辅助光源，提高夜间或低照度状态下拍摄的有效率；工控机存储终端：用于管理系统设备、智能检测控制等。二设计总则二.1设计依据本方案设计参照以下标准规范及文件：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 (JTJ 074-2003)闯红灯自动记录系统通用技术条件（GA/T496-2009）公路车辆智能检测记录系统通用技术条件（GA/T497-2

4、009）道路交通安全违法行为图像取证技术规范（GA/T832-2009）道路交通安全违法行为视频取证设备技术规范(GA/T995-2012)安全防范视频监控联网系统信息传输，交换，控制技术要求(GB/T 28181-2011)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(GB503482004)安全防范系统雷电浪涌防护技术要求（GA/T 670-2006）交通电视监视系统工程验收规范（GA/T 514-2004）民用建筑电气设计规

5、范（JGJ/T16-92）计算机软件质量 保证计划规范(GB/T12504-1990)计算机软件配置 管理计划规范(GB/T12505-1990)全国城市道路交通管理“畅通工程”评价体系道路交通信号控制机安装规范（GA/T489-2004）道路交通信号控制机（GB25280-2010）GA/T 508-2004道路交通信号倒计时显示器GA/T 920-2010道路交通信号控制机与车辆检测器间的通讯协议交通信号控制机与上位机间的数据通信协议（GB/T 20999-2007）公安交通控制系统工程设计制图规范（GA/T515-2004）城市道路交通信号控制方式适用规范（GA/T527-2005）城市

6、交通信号控制系统术语（GA/T509-2004）国家和地方相关标准的规定机动车、驾驶员及违法管理等相关数据库规范2004版机动车、驾驶员及违法管理等相关数据库规范2004版国家和地方相关标准的规定二.2设计原则系统建设原则是“实用、可靠、先进、安全、经济和共享”。实用原则：监控覆盖面、图像质量等须满足一线实战需求；查询界面友好，系统安装、使用、维护简便；始终要把实际需求放在首位，做到灵活、好用。选择实用性强的系列产品，模块化结构设计，既可满足当前的需要又可为今后系统扩展留有余地。可靠原则：系统采用的软、硬件经过具有相应资格的软件评测中心、产品检测中心的测试，质量达标，性能稳定，能够持续有效运行

7、。先进原则：前端采用高清成像采集，系统平台建设采用成熟、主流的技术构建，充分兼顾需求和技术的发展，充分考虑与其他系统的连接，建设可扩展的开放平台。安全原则：系统传输采用专网，保证网络安全和畅通，图像资源的共享要确保公安视频信息网的安全。经济原则：在确保实用性、可靠性、先进性和安全性的前提下，注重系统建设成本和投入的阶段性。共享原则：资源共享及信息交换，实现与政府相关部门的图像资源、信息共享和交换；提高信息发布水平，提高公共服务水平和信息发布能力。同时为与上级公安机关联网整合提供接口。三电子警察系统设计方案三.1系统介绍该系统采用采取纯视频检测方式，自动对视频流中运动物体进行实时逐帧检测、锁定、

8、跟踪，根据车辆运动轨迹判断车辆是否违章并进行记录，无需破坏路面，埋设线圈。采用500万CCD高清一体化摄像机为采集主体，单台摄像机覆盖单向2-3车道；同步支持闪光灯和LED频闪灯进行夜间补光。设备稳定，结构简单，便于安装维护。三.2系统原理该系统采用先进的视频检测和计算机人工智能算法，可以对图像中的红绿信号灯颜色做逐帧识别，同时自动匹配对应车道，对过往车辆进行轨迹跟踪并做行为判断，如有违章车辆进行抓拍、车牌识别、录像、存储，处理结果上传到后台。例如：如果控制主机识别出直行方向为红灯的时候，那么对应的直行车道有车行驶过停车线都默认为闯红灯。同时抓拍3张图片作为处罚证据，分别为压线前一张、压线中一

9、张、压线后一张。控制器具备卡口功能，即在绿灯和黄灯期间记录过往车辆。视频检测系统工作原理示意图、三.3系统组成及拓扑图系统主要由前端数据采集子系统、网络传输子系统和中心管理子系统构成。系统整体结构如下：系统整体结构三.4系统方案设计3.4.1.前端采集子系统数据采集子系统主要由图像采集设备（高清摄像机）、辅助光源（补光灯）、嵌入式智能分析控制主机、网络传输设备（光端机或光纤收发器）等组成，完成红绿灯状态检测、机动车违章行为检测、违章图片抓拍、补光灯控制、违章记录本地储存、相关信息网络上传等任务。根据实际需求，在被监控路口的每方向均安装1套设备，可监控3车道的车辆通行情况。前端组成结构如下图所示

10、：高清抓拍摄像主机：本系统采用500万像素高清抓拍摄像主机，分辨率高达24482048。单台高清摄像机可覆盖3个车道，提供红绿灯检测、车辆检测及高清录像的视频流。采用嵌入式高性能处理平台，内置完整的图像处理、识别软件，完成全部的检测、处理分析和控制抓拍过程。LED补光灯：辅助光源采用LED灯，光敏控制模块设计可自动启动，当环境光低于预设亮度，光源自动打开，为摄像机补光，保证夜间的摄像效果。发光器件为大功率LED，寿命在额定功率下达到30000小时。 智能终端管理设备：采用嵌入式高性能处理平台，内置大容量硬盘，可接收来自高清摄像机的JPEG流、H.264视频流，并进行图片、录像的前端存储。支持1

11、30万、200万、500万高清监控摄像机的接入，具有图片断点续传、图片录像检索等功能。网络传输设备：包括交换机、光纤收发器等，承担将前端设备记录的车辆违法信息传输到后端管理中心的任务。1)摄像机汇聚拓扑结构图每个方向的高清网络摄像机和电子警察业务处理机直接于汇聚点交换机，通过光纤专网进行传输及存储。十字路口示意图丁字路口示意图直行路段示意图2)白天抓拍效果图3)晚上抓拍效果图3.4.2.网络传输子系统网络传输子系统主要包括交换机、光传输设备等，实现前端采集子系统与中心管理子系统之间的数据和图像信息传输。（1）光纤传输：如果线路可到达，且施工成本可以承受，推荐建设光纤链路作为前端与中心的数据传输

12、通道，保证数据传输的实时性和可靠性。光纤组网图（2）无线接入：使用GPRS、CDMA、3G等无线数据传输方式，不需要架设线路。推荐通信线路无法到达或者架设线路成本较高，而卡点数据量不大、实时性要求不高时使用。（3）运营商线路：使用运营商的专用线路，以ADSL/ISDN等方式接入。推荐卡点数据量不大，附近有运营商专线时使用。3.4.3.中心管理子系统中心管理子系统主要由设备接入、数据存储、集中管理和用户应用四大块组成。主要实现前端数据的接收与存储、前端设备的管理、数据的应用等功能。从系统的可用性和可扩展性上考虑，整个系统采用C/S和B/S相结合的模式。C/S模式可以提供友善的用户界面和方便的设备

13、管理功能，B/S增强了系统的可部署性和可用性。结合两种模式的优点可以将整个系统的可用性提升到一个新的高度。数据库服务器为功能强大的ORACLE 11G数据库，提高数据的可操作性。在中心系统中可以查看各设备实时上传的图片信息，实现对路面的实时图片监控。通过客户端可以完成设备参数的设置，实现远程升级和系统维护。根据用户需要，系统提供黑名单功能，实时将前端上传的图片与黑名单库比对，发现布控车辆后通过软件界面、声音、短信等方式报警；系统可按车牌、地点、车道、时间等信息，进行单条件查询、组合查询和模糊查询等；系统可按日、周、月、年等时间段，统计不同点位、不同设备的车辆信息，并以报表、曲线图、柱状图等各种

14、直观的方式显示出来。中心管理平台组成如下：三.5系统功能3.5.1.视频检测功能系统采用视频检测技术，可以检测2个（含2个）以上车道，车辆捕获率全天99%以上。能自动检测抓拍到机动车违反交通安全法行为的连续照片，违章照片能清晰地反映“红灯、停车线、车型、车牌、时间、地点”等违法车辆的基本情况，同时具有卡口功能对所有过往车辆进行图像记录。系统应对所有经过监控区域的交通违法车辆进行拍照，被检车辆行驶速度在5Km/h120Km/h范围内，被检车辆捕获率应达到99%。当监控区域为同向相临的2个（含2个）以上车道时，车辆图像捕获应能满足通行车辆骑、压分道线行驶的情况。车辆图像抓拍时应不受雨、雪、雾等天气

15、、环境光和相临车道通行车辆的影响而出现误记录。系统闯红灯捕获率应不小于90，闯红灯记录有效率不小于80。视频检测可实现如下功能：视频检测红绿灯状态，无需接红绿灯控制信号视频检测车辆，无需埋设线圈精确跟踪车辆轨迹，判断车辆行驶方向实时智能识别车辆牌照3.5.2.闯红灯抓拍功能单台高清摄像机可以完整监控2个（含2个）以上车道，图片分辨率达到24482048，在红灯信号状态下，有车辆经过时，系统会快速地检测到车辆变化，并通过对这一变化进行分析处理来判断是否有车辆闯红灯，当检测到车辆有闯红灯违章行为时，会立即抓拍反映该车辆违法信息的三张高清图片并对图片进行关联保存。三幅全景图片，清晰记录车辆未越过停止

16、线、已经越过停止线并且在相应红灯相位继续行驶的情况，清楚反映整个闯红灯过程。系统采用国际领先的计算机智能跟踪算法技术，对全景中每一辆车都能进行实时跟踪并记录其运动轨迹，并智能判断车辆运行是否违章。由于采用了车辆跟踪技术，本系统可以准确地抓拍左侧或者右侧混行车道的直行闯红灯行为，而对正常行驶时左拐或者右拐的车辆则不会误抓。3.5.3.闯禁令、违反禁止标线等违法行为抓拍系统可以通过对视频的智能分析判断车辆右/左转、逆向行驶、压线、跨线、违反禁止线等违法行为，在禁止右/左转的路口可以对右转或者左转车辆进行跟踪判断并且对违法车辆进行抓拍，同时，对逆向行驶等违法行为进行抓拍记录，系统抓拍三张违法图片，以

17、记录违法的整个过程。3.5.4.卡口抓拍功能系统具有卡口功能，即在绿灯、黄灯状态时，对通过每个车道的所有车辆进行检测、抓拍、记录、保存和识别。3.5.5.高清录像功能系统在支持抓拍高分辨率图片的同时，能实现24小时高清视频录像功能，分辨率可达16001200。可以在白天或夜间有辅助光源的情况下实现清晰录像；视频编码格式支持主流的H.264；可自动记录车辆通过时间、地点、所在车道、违法类型等信息；录像中能清晰地反映车辆的颜色、车辆类型、运动轨迹；并提供录像查询、录像下载等功能。3.5.6.号牌自动识别功能 系统采用国内领先的图像识别算法，对通过的所有车辆进行车辆号码识别、号牌颜色识别、车身颜色及

18、车型等自动识别。1）号牌结构识别系统能识别的号牌结构包括：单排字符结构的号牌，如军队用小型汽车号牌、GA36-2007中的小型汽车号牌、港澳入出境车号牌、教练汽车号牌等；武警用小型汽车号牌；警用汽车号牌；双排字符结构的号牌，如军队用大型汽车号牌、武警用大型汽车号牌、GA36-2007中的大型汽车号牌、挂车号牌、低速汽车号牌等。2）号牌字符识别识别的字符包括:数字：09；字母：AZ；省、自治区、直辖市简称：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；军牌用汉字：军、海、空、北、沈、南、兰、广、成、济、京；号牌分类用汉

19、字：警、学、领、试、挂、港、澳、超、使；武警号牌特殊字符：WJ、0034、练。3）号牌颜色识别系统能识别蓝、黄、白、黑四种底色的机动车号牌。系统采用车牌颜色和视频检测技术结合的方法对车辆进行分型。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。因此，我们首先利用车牌颜色判断车辆类型，对于无法根据车牌颜色判别车型或者无法判断车牌颜色的情况，利用图像分析技术来辅助区分车辆的类型。4）车辆号牌识别号牌识别信息包含号牌结构、号牌字符、号牌颜色等信息。系统识别的车牌类型部分示例：3.5.7.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，

20、为公安稽查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9种常见车身颜色，9种颜色包括：白、黑、红、黄、灰、蓝、绿、粉、棕。深浅分类准确率不小于80；9种常见车身颜色识别准确率不小于70。3.5.8.视频测速功能系统支持视频测速的功能。预先对图像范围进行速度点位标定，结合视频分析车辆轨迹，通过比对进行速度值的计算，同时将测速值叠加在图片上，极大地提高了违章数据的有效性和合理性。系统通过对视野中线和立杆垂直距离L2的标定，以及视野下沿和立杆垂直距离L1的标定，通过对视频流的分析确定车辆经过的时间t，最终计算出车辆的行驶速度v。3.5.9.前端数据分级存储功能

21、系统采集的车辆图片、违章数据、高清录像等数据支持前端存储和中心集中存储。前端存储设备包括嵌入式一体化摄像机内置的SD卡、嵌入式智能分析控制主机内置的500G硬盘以及智能终端管理设备内置的大容量硬盘，系统在前端即可实现数据的备份存储功能。摄像机内置的SD卡可支持4G、8G、16G的存储容量，一般用于违章图片的前端存储，最大可实现80万张图片的前端存储。嵌入式智能分析控制主机，在实现视频检测自动捕获车辆图片、车牌颜色、车牌字符自动识别等功能的基础上，内置了500G硬盘，可实现对前端违章图片的大容量存储，最大可支持多达300万张图片的存储。智能终端管理设备可单独作为前端存储单元，该设备支持容量1TB

22、或2TB硬盘（选配）；支持200万、500万及高清监控摄像机的接入，可接收来自高清摄像机的JEPG流、H.264视频流，并进行图片录像存储，支持图片断点续传功能、支持图片录像检索、支持图片录像关联功能等。中心存储是将数据保存在位于后端中心的集中存储系统，如大容量磁盘阵列等。3.5.10.数据传输与断点续传功能系统支持多种方式的数据传输：可通过FTP或TCP/IP方式将违法数据、车辆通过信息（时间、地点、车牌号码等）、设备监测数据等上传到中心管理系统；也可在中心通过网络调用或下载操控前端设备存储的数据。系统支持数据的断点续传：如因网络中断或其它故障，无法将数据由前端上传至中心，可暂时将数据存储在

23、前端，待网络恢复后前端存储设备会自动上传网络中断期间的数据。3.5.11.远端设备管理与监测功能系统可以随时修改设备参数，采用网络通讯技术，使管理人员能在远程设置、管理设备，及时修正不同外部环境造成的偏差，极大的提高了工作效率。系统可通过远程管理软件方便地调整前端设备参数。系统可通过远程软件监控设备的工作状态，如设备内部温度，硬盘工作状态等，并进行故障诊断和定位。系统支持远程升级功能、远程设备重启功能。3.5.12.违章记录图片防篡改功能闯红灯电子警察系统对各类路口违章和交通事件进行抓拍后，为了保证记录的准确性和真实性，按照国家标准GA/T496-2009的最新要求，加入了防篡改功能。本系统通

24、过图片加水印的方法来实现图片放篡改功能。系统对原图加水印（水印在图片上不显示），中心管理软件自动对每一张图片进行水印验证，在图片查询中列出正常图片、被篡改图片等信息。3.5.13.报警功能前端摄像主机能实时响应外部报警输入（200ms 以内），根据用户预先定义的联动设置进行正确处理，报警输入可以来自连接的各种外设。另外，针对超速及被盗抢车辆和交通肇事逃逸车辆能实时布控报警。当通过车辆与用户事先输入的被盗抢车辆或交通肇事逃逸等车辆的牌照号码及车型等信息特征相符合时，系统在可以立即以声光进行报警，提醒值班人员有可疑车辆通过；报警信息中包括车牌号码、车速、车型、车辆通过时间、车辆图片等。具备与交警或

25、公安数据中心进行数据交换功能，并可实时将报警车辆的有关信息上传。3.5.14.机动车通过灯控路口不按所需行进方向驶入导向车道行为记录功能对于机动车通过灯控路口不按所需行进方向驶入导向车道违法行为，系统应记录此种违法行为发生的完整过程视频流。记录的视频录像应能清晰辨别机动车通过灯控路口不按所需行进方向驶入导向车道违法行为过程。记录此种违法行为过程的视频流时间应大于5s以反映机动车违法过程。机动车通过灯控路口不按所需行进方向驶入导向车道违法行为过程中应至少有两个位置能够清晰分辨违法车辆的机动车号牌，两个位置的对应行驶位移距离应大于1.0米。记录的视频录像应包括场景及机动车全景特征等。同时，生成相应

26、的违法记录，每条包括记录编号、设备编号、违法时间、路口名、行驶方向等信息。3.5.15.机动车跨越禁止跨越同向车行道分界线行为记录功能对于机动车跨越禁止跨越同向车行道分界线违法行为，系统应记录此种违法行为发生的完整过程视频流。记录的视频录像应能清晰辨别机动车跨越禁止跨越同向车行道分界线违法行为过程。记录此种违法行为过程的视频流时间应大于5s以反映机动车违法过程。机动车跨越禁止跨越同向车行道分界线违法行为过程中应至少有两个位置能够清晰分辨违法车辆的机动车号牌，两个位置的对应行驶位移距离应大于1.0米。记录的视频录像应包括场景及机动车全景特征等，同时，生成相应的违法记录，每条包括记录编号、设备编号

27、、违法时间、路口名、行驶方向等信息。3.5.16.机动车逆行抓拍功能对于机动车通过灯控路口逆向行驶违法行为，系统应记录此种违法行为发生的完整过程视频流。记录的视频录像应能清晰辨别机动车交通违法行为过程。记录此种违法行为过程的视频流时间应大于5s以反映机动车违法过程。机动车逆向行驶违法行为过程中应至少有两个位置能够清晰分辨违法车辆的机动车号牌，两个位置的对应行驶位移距离应大于1.0米。记录的视频录像应包括场景及机动车全景特征等，同时，生成相应的违法记录，每条包括记录编号、设备编号、违法时间、路口名、行驶方向等信息。3.5.17.图像记录防篡改功能系统记录的原始图像信息应具有防篡改功能，防止在传输

28、、存储、处理等过程中被人为修改。3.5.18.防伪功能系统应具有图片防修改鉴别功能，可自动生成闯红灯违法车辆的地点与方向、日期与时间等字符信息并叠加在拍摄的图片上。3.5.19.高清视频监控功能系统高清摄像机应具备高清视频监控功能，并应纳入交通电视监视系统中心管理平台进行管理及存储，视频图像不低于16001200像素，每秒不少于12帧，视频监控图像中包含有停车线、渠化标线、红灯、车辆等内容，清晰度能满足人工对车辆颜色、类型、号牌的认定，视频监控图像能满足作为违法处罚的可靠证据。视频监控图像存储于公安交通指挥中心机房，存储时间不少于30天。3.5.20.防误拍功能系统可以智能判断车辆行驶方向，防

29、止交通混乱状态下的逆行误判。对直行和右转混合车道，可适当调整抓拍的参数，能分辨车辆行驶的方向（直行还是右转）。3.5.21.车辆信息记录功能系统应对每一辆经过监测区域的车辆进行记录。系统记录的车辆信息除车辆图像信息外，还将记录车辆的通行数据，如时间（精确到毫秒）、地点、车速、限速、方向、车道、号牌号码、号牌颜色、车型、车身颜色、车标等。车辆通行信息写入关联数据库，并将相关信息叠加到图片上。按每部车辆至少存储号牌图像和全景图像各一张计算，其磁盘具备不少于120万辆车的图像存贮能力，存储容量同时应保证所有数据保存30天以上。当超出最大存储容量（数量与天数均应达到要求）时，自动对车辆信息和图片进行循

30、环覆盖。常规车辆通信信息的文本数据应同步上传至指挥中心集中存储，报警车辆的所有信息（录像、照片、文本等）均应同步上传至指挥中心集中存储，违法车辆的所有信息亦同步上传至指挥中心集中存储。3.5.22.号牌识别功能系统能够自动识别车辆号牌，并保存识别结果。1、号牌结构识别系统能识别的号牌结构包括：单排字符结构的号牌，如军队用小型汽车号牌、GA36-2007中的小型汽车号牌、港澳入出境车号牌、教练汽车号牌等。武警用小型汽车号牌。警用汽车号牌。双排字符结构的号牌，如军队用大型汽车号牌、武警用大型汽车号牌、GA36-2007中的大型汽车号牌、挂车号牌、低速汽车号牌等。摩托车号牌。2、号牌字符识别系统具备

31、对民用、警用、军用、武警等汽车号牌自动识别的能力，所能识别的字符包括：阿拉伯数字。英文字母。省、自治区、直辖市简称。军牌用汉字。号牌分类用汉字。武警号牌特殊字符。号牌颜色识别和车型分析：系统能识别蓝、黄、白、黑四种底色的机动车号牌。系统能通过号牌识别得到号牌类型和颜色信息对车辆进行分类。可分类的车辆类型有大型车辆（黄牌）、小型车辆（蓝牌）、警用号牌（白牌）及外籍车辆（黑牌）等。3、车辆号牌识别要求车辆号牌识别准确率应不小于95%。4、车身颜色和车标识别要求能够识别国内外主流车标，并提供车标和车身颜色数据库的维护界面。3.5.23.布控/撤控功能系统应具有布控/撤控功能。黑名单信息采集采用手工方式实现。系统在下达布控/撤控指令时，应能注明布控/撤控的原因、布控/撤控的责任人及布控有效时限。当布控时间超过有效时限时，系统应能够执行自动撤控动作。系统应能提供“模糊布控”功能，即允许对车辆号牌信息不全的车辆也能布