1、车载式占用公交车道检测系统设计方案车载式占用公交车道检测系统解决方案阅读提示一、文档类别智能交通新业务基线方案。二、适用性简述车载式占用公交车道检测、200万像素、单车道、车尾抓拍、摄像机视频分析。第 1 章 方案背景1.1 城市公交现状交通拥堵是各大城市中面临的一个严重的问题，优先发展公共交通，建设一个便捷、经济、合理的公共交通体系显得尤为重要。公交专用道因其投资省、见效快等特点，已经被各大城市所采用。然而公交车专用道经常被社会车辆占用，尤其在早晚高峰、道路通畅度下降时，违章占道的现象极为严重，导致城市公交不能正常的运行，公共交通达不到便捷出行的优势。目前为了整治公交专用道占道现象，各城市常
2、用的解决办法是在路边安装固定式监测系统对占用公交车道的社会车辆进行抓拍。然而由于该系统安装的位置固定不变，监测围有限，且时间长了容易被辨识，易于被社会车辆刻意回避，造成系统使用有效率过低，达不到治理社会车辆占用公交车道，提高公交车便捷、快速通行的效果。1.2 需求分析社会车辆进行抓拍，同时解决固定式监测系统检测围有限、容易被辨识等问题，真正做到治理社会车辆无故占用公交专用道，影响公交车正常通行行为。基于目前城市公交现状，需提供更为便捷、更为隐蔽，功能齐全的监测系统对占用公交车道的1.3 执法依据1.3.1 中华人民国道路交通安全法第三十七条规定：道路划设专用车道的，在专用车道，只准许规定的车辆
3、通行，其他车辆不得进入专用车道行驶。第九十条规定：机动车驾驶人违反道路交通安全法律、法规关于道路通行规定的，处警告或者二十元以上二百元以下罚款。本法另有规定的，依照规定处罚。1.3.2 GA/T832-2014道路交通安全行为图像取证技术规图片中包含清晰辨认的机动车后部全貌的全景特征、明显的标线指示特征、交通地点、时间、行为特征、号牌等信息，适用的道路交通安全行为包括： 机动车违反规定使用专用车道的； 机动车不按规定车道行驶的； 在禁止掉头或者禁止左转弯标志、标线的地点掉头的； 遇行人正在通过人行横道时未停车让行的； 行经人行横道，未减速行驶的； 行经没有交通信号的道路时，遇行人横过道路未避让
4、的； 遇前方机动车停车排队等候或者缓慢行驶时,在人行横道、网状线区域停车等候的； 机动车通过无灯控或交警指挥的路口,不按交通标志、标线指示让优先通行的一方先行的； 机动车违反禁止标线指示的； 机动车违反警告标线指示的。1.4 设计目的基于行业需求分析，设计车载式占用公交车道检测系统来完善交通行业占用公交车道系统。车载式占用公交车道检测系统具有监控点机动、隐蔽，监控围广等优势，将实际影响了公交车通行效率的占道车辆进行取证。第 2 章 系统设计2.1 系统概述专门针对社会车辆非法占用公交专用道行为，推出了智能检测一体机，公交车载式应用。在公交车道上，针对公交车前方占道车辆进行视频自动检测，将实际影
5、响了公交车通行效率的占道车辆进行视频和图片的抓拍取证。车载式占用公交车道检测系统具有监控点机动、隐蔽，监控围广等优势，完善了交通行业占用公交车道检测系统方案，同时也解决了原先固定式抓拍系统的一些问题，如安装位置固定不变、检测围有限、时间长了容易被辨识，易于被违章车辆刻意回避，使用一段时间之后达不到检测占用公交车道车辆的目的。2.2 系统组成整个系统主要有前端采集设备、3G网络传输及后端中心平台管理系统构成。其中前端采集设备既可以作为独立系统进行运行，也可配合3G网络和中心平台实现联网运行。图：车载式占用公交车道检测系统2.2.1 前端采集设备智能检测一体机采用全嵌入式一体化设计，置GPS模块、
6、3G传输模块。通过视频分析可对违章车辆进行抓拍取证；GPS模块实现公交车道的采集定位，作为智能检测一体机相的一个触发信号，同时也可判断该公交车是否在规定线路上行驶；3G模块实现数据无线传输，解决了车载式设备数据传输难题。图：前端采集系统2.2.1.1 工作原理图：数据采集流程图2.2.1.1.1 GPS采点由GPS模块进行公交车专用道的采点、学习并由相机进行采集点的保存。建议采集点的区域为：进入公交车专用道后15M和离开公交车专用道前15M，防止GPS出现误差，保证数据的有效性；建议进行采集点的方式为：由公交车缓慢行驶，尽可能多的记录采集点并记录。那么这段有GPS采集点数据的区域就是智能检测一
7、体机进行抓拍违章占用公交车道的区域。2.2.1.1.2 绘制车牌识别区域智能检测一体机根据公交车专用道宽度自定义设置黄线检测和车牌识别区域，其中检测灵敏度可调。一般为了保证视场和效果建议抓拍距离为10M。黄线检测是辅助功能，配合GPS定位抓拍。 图：黄线检测和车牌识别区域2.2.1.1.3 视频分析抓拍当车辆进入GPS设定的抓拍区域时，相机进行视频分析，根据车牌辅助车型识别来判断前方车辆是否为违章车辆。视频分析一般包括车牌识别、车牌颜色识别、黄线检测以及车尾检测。图：示意图2.2.1.1.4 片段录像和图片抓拍智能检测一体机自动判断前方车辆为违章占道车辆时，进行违章片段录像和图片抓拍。违章片段
8、录像，即在违章抓拍前5S到抓拍结束后5S的录像，并和图片相关联，使执法更具有说服力。其中违章片段录像时间可设定。图片抓拍为3高清违章图和1特写图。图：片段录像 图：违章抓拍2.2.1.1.5 图片合成和数据保存智能检测一体机根据合成模式（合成模式可选）自动进行抓拍图和特写图的合成，保存在本地后可通过3G上传至后端管理平台。图：合成模式一图：合成模式二2.2.1.2 安装位置智能检测一体机一般安装在公交车前端挡风玻璃下的平台上，使用专用支架进行固定，保证智能检测一体机不会晃动。该位置设备不影响驾驶员正常驾驶，而且拥有良好的视场，利于对占用公交车专用道影响公交车正常通行的违章车辆进行抓拍。2.2.
9、1.3 场景位置调整视场和焦距，需保证车牌在车牌区域最为清晰。一般抓拍视场距离智能检测一体机（公交车）的水平距离约为10m，保证车牌水平位置同图片保持平衡。 图：视场示意图2.2.1.4 主要功能2.2.1.4.1 支持前方占道车辆视频检测功能当目标进入检测区域时，系统通过视频触发检测算法提取目标在运动序列中的各种属性特征，来判断车辆违章行为。在确认目标对象的同时，建立起具备综合属性的目标模型（如机动车属性包括：目标结构、车辆号牌、车牌颜色等）。2.2.1.4.2 支持GPS路线定位功能自带GPS模块能够精确定位公交车辆位置（精度：1M-3M），通过GPS采集点可以设定抓拍区域，实时记录违章抓
10、拍的地理信息，使违章抓拍数据更为准确。图：GPS定位数据2.2.1.4.3 支持数据3G上传功能智能检测一体机由于安装位置的特殊性，不能提供常规的有线网络和后端中心平台进行数据交互，无线3G技术则提供了一个高效的、稳定的网络传输介质。智能检测一体机置3G模块，无需再公交上另配设备即可实现数据传输。2.2.1.4.4 支持SD 卡数据本地保存、本地导出功能支持本地存储、支持独立工作；置SD卡存储使整体系统更为稳定，数据的导出更为便捷。 2.2.1.4.5 支持车辆图片取证、图片合成功能 智能检测一体机自带图片合成功能，省去了终端合成设备，也减少了平台合成图片压力。使系统更为简洁，稳定性更高。2.
11、2.1.4.6 支持片段视频录像功能为了提高违章数据的有效性，可以设置违章片段录像。违章片段录像，即在违章抓拍前5S到抓拍结束后5S的录像，并和图片相关联。其中违章片段录像时间可设定。图：片段视频示意图2.2.1.4.7 支持全天视频录像配置功能 智能检测一体机支持双码流输出，支持全天候录像。用户根据实际需求设置录像时间及录像打包大小。图：录像打包可设2.2.1.4.8 支持车牌识别功能智能检测一体机通过机动车号牌定位、字符切分、字符匹配和图像预处理实现号牌自动识别功能。可识别“92式”“02式”及最新“12式”民用车牌和军车、警车等特殊号牌，可以识别车牌颜色。相机可以识别蓝、黄、黑、白、绿五
12、种号牌颜色，并可根据不同的号牌颜色区分车辆类型。2.2.1.4.9 支持抓拍时段设置功能智能检测一体机可以提供设置不同时段开启或者关闭抓拍模式，用户根据实际需要灵活设置限行时间。图：时段设置2.2.1.5 设备参数视频参数图片分辨率 200万像素：1920*1080 视频分辨率 可设置：CIF/D1/1080P，3G网传建议为CIF 视频帧率 25fps 最小照度彩色0.002Lux(F1.2,AGC ON)黑白0.0002Lux (F1.2,AGC ON)视频压缩标准H.264 / MJPEG压缩输出码率32 Kbps16M bps图像参数图像格式JPEG最大图像尺寸1920*1080图像设
13、置饱和度,亮度,对比度,白平衡,增益, 3D降噪通过软件可调功能参数 图片取证 对占道车辆抓拍3图片，取车牌特写后合成。合成方式可选 视频取证 对占道车辆进行视频片段录像，录像时长可设置 全天视频录像 支持全天视频录像，录像分辨率、码率可设置 车牌识别 支持车牌识别功能 随车启动 支持随车启动工作模式，公交车发动时开始工作，公交车熄火时停止工作 数据上传 支持3G上传，标配为WCDMA信号格式（支持定制为CDMA2000、TD-SCDMA格式） GPS定位 支持GPS路线定位，车辆位置反馈 输入输出参数 本地网口 可用于本地参数配置，本地数据导出（3G网络不通时备用） 其它通讯接口1个 RS-
14、485 接口性能参数检测率90%检测有效率80%图片取证模式3抓拍图片以及一车牌特写图片，合成为一组图片视频取证模式行为前后一段片段视频，时长可设置一般规电源DC12V10% / POE外形尺寸140mm(宽)*134mm（深）*188mm（高）安装位置安装于公交车前方托板上工作环境工作温度-3070 、工作湿度10%90% 2.2.1.6 设备清单序号设备名称型号或要求单位数量1公交专用道智能检测一体机iDS-TCB225套1/1公交车2软件iVMS-8600-F04数字高清尾牌车牌识别软件V1.0iVMS-8600-F04（暂用iVMS-8600-09）套1/抓拍单元iVMS-8600-G
15、01摄像机成像控制软件V1.0iVMS-8600-G01（暂用iVMS-8600-05）套1/抓拍单元iVMS-8620-C01视频电子警察视频触发软件V1.0iVMS-8620-C01（暂用iVMS-8600-11）套1/抓拍单元2.2.2 3G网络传输车载式占用公交车道检测系统可以独立进行本地工作，也可通过无线网络进行联网运行。车载式占用公交车道检测系统中智能检测一体机自带3G模块，无需在公交车上另装设备，简化了施工安装，保证整个系统的稳定性。2.2.2.1 3G传输优势3G技术的主要优点是能极增加数据容量和提高了数据传输速率，保证违章图片传输同时也能够保证实时视频的传输，通过后端中心平台
16、可以对违章数据进行统一管理和存储。2.2.2.2 国3G标准目前国3G主要有这三种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA。车载式占用公交车道检测系统中自带的3G模块标配WCDMA，根据用户需求可提供CDMA2000和TD-SCDMA。国三大运营商支持情况如下：项目联通WCDMA电信CDMA移动TD-SCDMA核心网基于GSM-MAP基于ANS1-41基于GSM-MAP双工方式FDDFDDTDD双向信道带宽10 MHz2.5 MHz1.6 MHz码片速率3.84 Mcps1.2288 Mcps1.28 Mcps帧长10 ms可变10 ms（分两个5 ms子帧）基站同步异步（同步可选
17、）同步同步功率控制开环+快速闭环1500Hz开环+快速闭环800Hz开环+慢速闭环200Hz上行速度5.76Mbps1.8Mbps1,6Mbps下行速度7.2Mbps3.1Mbps2.8Mbps* 上表参数来自于XX百科2.2.2.3 3G接入模式目前视频监控通过3G接入中心平台主要有以下两种方式：方式一：通过3G模块拨号上网，接入到公网，将数据发送到具有公网地址的平台服务器上。方式二：通过3G模块拨号接入到运营商的网，后端管理系统与运营商提供的网线路相连，接收前端发送的视频数据。车载式占用公交车道检测系统采用方式一的模式，采用3G模块将数据上传至公网再转发，可以通过服务器配置公网IP或者公网
18、IP端口映射方式进行将数据提供给平台。图：3G接入模式2.2.2.4 3G传输流量智能检测一体机视频传输为CIF格式，图片合成为JPEG格式；CIF码流为512Kbps，每小时约0.22GB；每合成图片大小约为2MB。*1GB=1024MB=1024*1024KB2.2.3 后端平台管理前端采集设备通过3G传输，对接IVMS8600 智能交通管控平台，实现对违章占道的数据汇聚、处理、存储、应用、管理与共享。实现的主要功能如下：2.2.3.1 实时视频查看实时视频功能，即通过3G无线传输和综合管控平台实现前端高清视频监控码流（CIF格式）的接入，并在监控界面上实时显示。根据安装监控点的公交线路名
19、称、公交车辆编号等进行分类。图：实时视频查看2.2.3.2 违章图片查看对于各个点位下的占用公交车道行为，系统对信息进行分类，用户可以根据地点、行为、时间等条件对信息进行筛选。图：违章图片查看2.2.3.3 录像回放用户能够根据通道编号、时间段查询该段时间该通道的视频。图：录像回放2.2.3.4 报表生成通过对违章量报表的分析，交警管理部门可以针对违章量大的路段进行人工管理和移动抓拍合二为一的治理手段，实现整治公交专用道被社会车辆占道的现象，保证城市公交正常运行。图：报表生成2.2.3.5 设备运维管理用户能够通过运维管理功能界面，实时了解系统及车载抓拍系统当前的运行状况，当前端设备运行异常时
20、，系统能够将异常的情况反映在信息提示列表中，用户就能够根据异常设备的情况及时采取维护措施。图：设备运维管理2.2.3.6 GIS地图显示（在研）通过车辆GPS 定位和平台GIS 地图，实现实时显示公交车行驶路线，判断该车辆是否在指定的线路运行。GIS地图能够关联违章抓拍图，能够在地图显示违章地点。图：GIS地图应用（模拟图）2.3 系统性能项目指标记录组成3200万像素图片+1特写图片；车辆捕获率90%；车辆捕获有效率80%；公交专用道线路标定功能(定制)支持实测标定，支持GIS地图平台标定。最小抓拍间隔40ms；图片压缩方式及分辨率JPEG格式。分辨率（单）：19201080；图片占用空间单
21、约300KB；合成图片（3+1）合成约1.5MB。录像功能支持片段录像功能；车牌识别准确率90%；识别牌照种类车牌类别：民用车牌（除5小车辆），警用车牌，2012式新军用车牌，2012式武警车牌。车牌颜色：黑、白、蓝、黄、绿。摄像机覆盖车道数200万摄像机覆盖1车道；车辆信息本地存储支持SD/SDHC；数据传输支持3G上传，标配为WCDMA信号格式（支持定制CDMA2000、TD-SCDMA格式）平均无故障连续运行时间MTBF5000h。供电电源DC12V10% / POE。工作环境温度-30+70； 工作环境湿度10%90%第 3 章 系统优势 前端采集设备采用嵌入式一体式设计：智能检测一体
22、机集成了高清摄像机、GPS、3G等模块，无需在公交车上安装多个设备，便于安装使用，而且无需防护罩，体积小巧，不过多占用车空间； 支持片段录像功能，作为图片取证的辅助，提升了后续执法的说服力； 支持基于GIS 地图进行公交车路线标定，提高了规模应用时的标定效率； 智能检测一体机支持图片合成功能，降低了后端平台的负荷，同时提高了应用的适应性，后端无专门平台时也可获取到合成图片； 支持本地SD/SDHC卡数据保存功能：置SD/SDHC卡，避免采用其他USB 扩展存储设备因车载抖动对存储设备带来影响； 支持本地运行和联网运行； 支持功能扩展：可以无缝接入车载硬盘录像机，实现大容量视频存储。第 4 章 效果展示4.1 抓拍效果 4.1.1 白天效果图：白天效果图4.1.2 夜间效果图：夜间效果图
