闯红灯自动记录系统解决方案.doc
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闯红灯自动记录系统技术方案
闯红灯自动记录系统
技术方案
哈尔滨新中新电子股份有限公司
交通事业部
目录
第一章项目概述…………………………………………………………………3
第一节引言…………………………………………………………………3
第二节项目介绍……………………………………………………………3
第三节项目建设目标………………………………………………………4
第四节设计原则……………………………………………………………4
一、先进性……………………………………………………………4
二、成熟性……………………………………………………………5
三、实用性……………………………………………………………5
四、可靠性……………………………………………………………6
五、稳定性……………………………………………………………6
六、可扩展性…………………………………………………………6
第五节设计依据……………………………………………………………7
第六节安畅系统优势………………………………………………………8
一、国际前沿的视频动态检测技术…………………………………8
二、一机多能的先进技术……………………………………………8
三、全面的录像功能…………………………………………………8
第二章系统简介及工作原理………………………………………………………9
第一节系统简介……………………………………………………………9
一、人性化操作平台…………………………………………………9
二、全自动抓拍功能…………………………………………………9
三、实现多方向多车道抓拍…………………………………………9
四、开放式传输功能…………………………………………………9
五、大容量存储功能…………………………………………………9
六、支持远程设置功能………………………………………………9
七、自动复位功能……………………………………………………10
八、全天候的适应性…………………………………………………10
九、系统安全…………………………………………………………10
十、抓拍违法图片信息充分、真实…………………………………10
十一、先进的补光技术………………………………………………10
十二、多功能性………………………………………………………10
第二节系统工作原理……………………………………………………11
第三节系统抓拍流程……………………………………………………11
第三章系统组成…………………………………………………………………13
第一节前端自动取证系统………………………………………………13
一、前端视频组件……………………………………………………13
二、抓拍主机…………………………………………………………15
三、抓拍系统软件……………………………………………………17
四、闯红灯自动记录系统基本硬件配置……………………………19
第二节传输系统…………………………………………………………20
一、STS软件特点……………………………………………………20
二、STS主要技术指标………………………………………………21
三、定时及USB发现系统…………………………………………21
第三节后台管理系统……………………………………………………21
一、硬件系统…………………………………………………………21
二、软件系统…………………………………………………………22
三、后台管理系统配置………………………………………………27
第四章系统功能及性能指标……………………………………………………28
第一节系统基本功能……………………………………………………28
一、车辆捕获…………………………………………………………28
二、实时拍摄…………………………………………………………28
三、记录车辆信息……………………………………………………28
四、自动识别牌照……………………………………………………29
五、联网布控…………………………………………………………29
六、自动传输、接收数据……………………………………………29
七、统计查询功能……………………………………………………29
八、多媒体自助查询…………………………………………………29
九、设备监控管理……………………………………………………29
十、故障自动恢复……………………………………………………30
第二节特殊功能…………………………………………………………30
一、一机多能…………………………………………………………30
二、交通信息检测……………………………………………………30
三、事件触发视频录像功能…………………………………………30
四、系统安全、嵌入式系统、工业级电子盘………………………30
第三节系统性能指标……………………………………………………31
第四节号牌识别系统技术指标…………………………………………32
一、识别率……………………………………………………………32
二、识别种类………………………………………………………32
三、号牌识别具体技术指标…………………………………………33
第五章执法依据…………………………………………………………………34
一、闯红灯……………………………………………………………34
二、录像界面…………………………………………………………36
三、现场图片…………………………………………………………37
第一章项目概述
第一节引言
随着经济的不断发展,城市人口和机动车辆数量迅猛增长,交通事故的发生率和每年因交通事故死亡人数非常惊人,其中的重要原因之一就是机动车驾驶员在交警视线之外违法驾驶的情况非常普遍。
单纯依靠人为管理,浪费人力资源,效果也不明显。
因此向科技要警力,向管理要效益成为各个城市公安交通管理部门进行违法自动检测系统建设的动力。
“闯红灯自动记录系统”的使用,实现了对城市道路全天候、大范围的管理要求,同时,为交警执法提供了清晰的图像证据,提高了管理水平,减少了因交通事故造成的人员伤亡和财产损失,间接的创造了巨大的经济价值。
该系统的社会效益非常明显,它所形成强大的威慑力、促使广大驾驶员不敢随意违法,从而既保障了交通安全,减轻了民警的劳动强度,又解放了大量的警力用于处置突发事件。
第二节项目介绍
本次项目将采用视频检测、视频抓拍方式在我市的主要路段上安装闯红灯自动记录系统,用来加大交通监控力度,遏制车辆闯红灯违法行为,尽可能消除交通安全隐患。
闯红灯自动记录系统可以掌握道路上行驶车辆的各种必要信息,为实施“畅通工程、平安城市”建设计划,为“科技强警”战略服务。
系统(ZPX-415)采用现代先进技术,融合了视频监测、数码应用、计算机、现代控制、网络通讯、数据库等高科技技术,对交通违法行为特别是闯红灯违法行驶的自动监测,为公安交通管理部门提供强有力的执法证据,对改善交通秩序、保障交通安全、提高道路交叉口通行能力、减少交通事故等都将起到重大作用,且效果明显。
通过采用本系统可以对机动车闯红灯违法真正实现“科技管理,科技强警”,从而可以有效提高道路利用率和降低交通事故率。
该产品于二○○四年九月七日全国第一家通过了由公安部安全产品质量监督检测中心检测,检测登记号为公交检[委]第2004197号。
产品完全符合GA/T496-2009《闯红灯自动记录系统通用技术条件》的各项要求,同时产品中的关键技术已申请国家专利。
第三节项目建设目标
在易发生闯红灯行为的路段,建设以车辆检测和牌号自动识别为核心,定点抓拍功能为辅助的,机动车闯红灯自动检测和记录取证系统。
该系统的建成将实现对道路交通相关区域的实时监控,对违法闯红灯行为进行自动记录取证,满足交通管理人员对道路交通管理和监控的需求。
系统建成后可取得以下目的:
l有效检测和记录各十字路口违法闯红灯的车辆;
l及时通报路况、车流等相关交通信息;
l矫正违法驾驶行为;
l根本降低事故发生概率和公安干警劳动强度;
l极大提高道路通过和利用能力以及交警工作效益效率;
l强化智能交通、科技强警意识;
l彰显交警公正、标准执法形象;
l协助相关单位查究违法车辆和人员,并为侦破刑事案件提供相关证据;
第四节设计原则
系统设计坚持“技术上先进性,使用上实用性,经济上合理性”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。
一、先进性
充分利用科技进步成果,采用先进设备和软件,使系统具有“国内领先,国际先进”的总体水平,并且易于升级换代,在保证其先进性的前提下具有较长的生命周期。
★识别技术先进,识别率高
在核心的车牌识别技术上,采用计算机图像处理和模式识别技术,快速车牌定位分割,多帧图像实时融合,识别结果的可信度判别,识别率达≥96%。
≤180km/h以内的识别速度,是国内外所有公布指标中较快的,可靠保障不停车、车队识别的设计要求。
★有效去除车灯眩光、太阳强光和逆光的干扰。
车灯眩光、太阳强光和逆光是影响车牌识别,降低记录和识别有效率的主要问题,且一般摄像机自身难以解决和处理。
本系统采用了独有的摄像机控制设备和技术,通过对计算机的自适应控制,白天自动提高摄像机快门、降低摄像机图像亮度,提高清晰度,夜晚自动提高摄像机灵敏度,再加上与视频图像同步的LED补光灯,使摄像机在0.7LUX~1000LUX光照范围内都能清晰拍摄到车辆的车牌及号码,从而解决了车灯眩光、太阳强光和逆光对车牌的干扰,使系统能够在全天候条件下都能正常工作。
★识别车牌种类多,具有自适应学习升级能力。
采用了独创的识别技术,对于车辆的前、后牌均能有效地识别,并对模糊、倾斜的车牌进行有效矫正,对车牌中不能正确识别的汉字具有自学习能力,能很快适应环境变化。
系统具备对民用、警用、军用、武警、个性化车牌等号牌的自动识别能力
二、成熟性
该系统是国内第一批通过公安部质量检测中心鉴定的系统之一,采用大型分布式数据库,通过整体设计,在高识别率、高识别速度、图像压缩管理的支持之下,能够全面有效地通过与其他技术手段和管理方式的配合,为用户提供成熟、完善的管理手段,在国内多个城市的同行业现场技术比武中获得了第一名(如乌鲁木齐、兰州、银川、沈阳等等),并且已在全国多个省市公安交通管理部门成功应用,运行情况良好,得到了客户的高度评价。
三、实用性
系统采用高效的图像压缩技术,压缩率可达30:
1,支持标准的JPEG图像压缩功能,充分满足用户实际需求,人机界面友好,易于使用、管理、维护。
系统设计、选材、选型符合国家和地方政府的法规政策和行业技术标准,与用户及其上级管理部门的有关规定要求相适应,与用户在经济能力方面实际情况相吻合。
四、可靠性
选用集成度和稳定性高的设备,利用自动检测、自动报警、自动监控和容错等技术,强化防病毒、防误操作、防雷、防盗功能,并提供数据备份、恢复措施。
系统还将提供用户等级权限和密码保护,防止人为破坏和干扰。
全天候24小时监视与检测过往的每一辆机动车的车型、颜色、牌照;具备视频信号缺失报警、站点通讯中断报警、看门狗功能、识别率低限报警等多项系统自诊断和维护管理功能;
设置有多级别和权限管理功能,并设置相应的密码,只有相应级别管理员才能进入系统。
而普通操作人员只能对车辆信息进行复核、校正、录入等操作,不能删除相关信息。
所有的操作均会有详细的日志记录,以防止值班人员的徇私舞弊行为。
可全自动操作,即使是毫无计算机经验人员,只需打开电源,即可实现无人值守,自动监控。
五、稳定性
系统对温度、湿度、照度、电压以及空间电磁场等环境条件的变化有良好的适应能力,对同一物理量的重复测试偏差在合理的额定范围内,保证设备7*24小时不间断运行。
所有软件自设计开始就遵循严格的质量标准,版本在提供给客户之前都经过严格测试,软硬件体系已经过长时间的实际运行,成熟、稳定、满足实用要求。
六、可扩展性
系统采用模块化结构。
技术平台和接口协议符合国家、行业和国际相关标准,具有良好的互联,互操作能力,二次开发及支持现有信息系统、指挥中心联网,便于功能和规模的扩展。
车牌识别系统可以作为一个整体使用,也可以只使用前端甚至只是识别模块。
无论那种方式我们都提供开放标准的接口,比如RS232和使用TCP/IP协议的网络通信,也包括动态库和COM接口,可以把车辆识别结果传送给别的系统或是应用,方便用户进行二次开发,可以很好地和已有系统集成,最大限度地节约用户投资。
第五节设计依据
系统的建设必须遵循如下标准:
l《闯红灯自动记录系统通用技术条件》(公安部GA/T496-2009)
l《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》(GA/T497-2009)
l《公路交通安全设施设计技术规范》(JTJ074-2003)
l《安防视频监控系统技术要求》GA/T367-2001
l《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92
l《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90.92
l《质量体系设计、开发、生产、安装和服务的质量保证模式》(中华人民共和国国家标准GB/T19001-1994)
l《质量管理和质量保证标准-第三部分-在软件开发、供应和维护中的使用指南》(中华人民共和国国家标准GB/T19000.3-1994)
l《计算机软件质量保证计划规范》(中华人民共和国国家标准GB/T12504-1990)
l《计算机软件配置管理计划规范》(中华人民共和国国家标准GB/T12505-1990)
l《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(中华人民共和国国家标准GB50198-94)
l《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》(中华人民共和国国家标准GB50168-92)
l《机动车安全检测设备》(中华人民共和国国家标准GB/T11798-89)
l《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》(国务院2004年5月1日施行)
l《中华人民共和国道路交通安全法》
l《道路交通标志和标线》GB5768
l机动车、驾驶员及违法管理等相关数据库规范2004版
l《建筑物防雷设计规范》中华人民共和国国家标准GB50074-94
l《雷电电磁脉冲的防护》国际电工委员会IEC1312-1~3
l《电子计算机机房设计规范》中华人民共和国国家标准GB50174-93
第六节安畅系统优势
一、国际前沿的视频动态检测技术
视频检测技术,是摄像机和计算机图像处理技术结合构成的视频车辆检测方式,是较先进的车辆检测技术。
而新中新*安畅系统首创的视频动态跟踪检测技术,是通过应用高端算法,使检测准确率更为优秀,是目前国际上应用最为成熟稳定、最有发展潜力的电子警察检测技术。
其工作原理是通过视频摄像机作为传感器,在其视频范围内通过各种检测算法,计算车辆进入检测区域时,使背景灰度值发生变化,从而判断车辆的存在,并可通过检测算法的改进和调整得到需要的各种交通数据信息。
视频动态跟踪检测技术普遍被业界评价为未来电子警察领域中的主流应用技术。
新中新集团是国内第一家拥有国际先进,并具有自主知识产权的视频动态跟踪检测技术的专业企业。
视频动态跟踪检测技术优点是:
★拍摄区域广,可以获得区域交通图像信息,直观了解现场状况;
★图像信息量丰富,可实时获得多车道的车辆信息;
★安装方便,不损害路面;
★可扩展性好,运行效率高;
★可以进行各种交通异常状况的检测、识别和报警。
二、一机多能的先进技术
新中新*安畅系统可集多种抓拍功能于一身,在一套系统上实现抓拍闯红灯、卡口、超速、违停、违法掉头、逆行、压线及不按照车道行驶等多种交通违法行为。
新中新*安畅系统可根据实际需求,方便的升级实现上述任何一种或几种抓拍功能。
新中新*安畅首创的一机多能技术在国内处于领先地位。
三、全面的录像功能
新中新*安畅系统可实现远近景长短时可控、事件触发等录像功能。
第二章系统简介及工作原理
第一节系统简介
本系统应用变频高速摄像和智能视频触发技术,对行驶车辆,特别是高速行驶(车速大于120km/h)车辆进行全天候24小时连续监控,对违法闯红灯车辆进行抓拍,获得清晰的车辆全貌图像和车牌图像,同时在违法车辆的图像上,全面记录车辆违法信息,为执法提供准确可靠的依据。
新中新*安畅系统具备联网功能,抓拍获得的图像和数据通过光缆、ADSL、ISDN、GPRS、CDMA、微波等方式,采用通用接口和协议,实时传送到远程监控中心,也可以根据现场实际情况进行人工数据提取。
经过多年的市场应用,产品运行性能稳定,闯红灯车辆抓拍效果得到了广大用户的肯定。
一、人性化操作平台
新中新*安畅系统采用嵌入式操作系统,人机对话界面简易、友好,其安全性、稳定性均超过普通视窗操作系统。
应用软件可提供免费升级,并具有自主知识产权。
二、全自动抓拍功能
在车辆闯红灯时,自动抓拍违法车辆图片,拍摄二张全景图片,一张特写牌照图片。
所拍图片可清晰辨别红灯信号、红灯时间、停车线、违法时间、违法地点、违法类型、车辆类型、车牌颜色、车牌号码、车身颜色等内容,其中,两张全景图片能准确清晰的反映车辆违法闯红灯过程。
三、实现多方向多车道抓拍
新中新*安畅系统采用性能先进的主机和高效的算法,能够实现一台主机对四方向12车道的闯红灯违法驾驶进行抓拍。
四、开放式传输功能
新中新*安畅系统具备各种通信接口,支持有线传输方式(光缆、ADSL、ISDN等)、无线传输方式(GPRS、CDMA等)、人工取盘方式(可即插即传输,无需人工干预)等方式,并支持断点续传功能。
五、大容量存储功能
记录图片采用JPEG格式,主机标配80G硬盘,可以保存40万张违法图片。
六、支持远程设置功能
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、数据保留天数等参数。
七、自动复位功能
主机能够长期不间断工作。
一旦断电停机,来电后主机能自动复位运行执行程序。
新中新*安畅系统设计有监控单元,可实现“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。
八、全天候的适应性
新中新*安畅系统采用先进设备和特殊算法,确保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。
九、系统安全
操作系统采用基于工控机的嵌入式系统,具有系统保护和系统自动恢复功能,可有效防止计算机病毒和黑客的恶意攻击,提高了系统安全性和稳定性。
十、抓拍违法图片信息充分、真实
新中新*安畅系统能够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,更增强了法律效力。
十一、先进的补光技术
新中新*安畅系统采用长寿命高亮度LED发光管补光灯,应用视频同步技术,针对一年四季白天和黑天时间长短变化的特点,补光灯启用时间可以自动调整,以适应昼夜长短的变化。
十二、多功能性
在抓闯红灯的同时还可以具有抓拍卡口、超速、逆行、违法压线、违法左转、变道、不按车道行驶等功能。
第二节系统工作原理
交通信号控制系统输出路口红绿灯信号,确定放行车道和禁行车道。
禁行车道的视频信号送到视頻车辆检测单元,车辆检测单元检测到有车辆通过禁行车道时,通过主控机控制闯红灯违法抓拍单元拍摄违法车辆号牌图片和该方向的全景图片,为确保所拍照片能作为交警执法依据,系统抓拍二幅连续全景照片和一张特写图片,以反映车辆运行轨迹和违法车辆的违法信息。
所有处理结果都存储于主控机(工控机)存储单元中。
存储信息可通过人工控制下载到相关存储媒介,或由传输系统自动传给上端管理系统(指挥中心)。
系统工作原理图
第三节系统抓拍流程
红灯检测器检测到是红灯状态时,确定禁行车道,同时远景视频检测器开始工作,当远景摄像机检测到有车辆进入检测区域时进行跟踪和识别。
同时近景视频检测仪定位违法闯红灯车辆位置。
抓拍系统结合视频定位抓拍仪及时抓拍两张全景图片和一张特写图片。
号牌照识别系统将抓拍到的特写图片进行车牌号码识别并提取,系统将其图片进行压缩处理,同时将车辆违法类型、车牌照号码、方向、违法时间、违法地点等信息叠加在违法图片上,通过有线/无线网络接口设备,将图片和数据信息传输到后端管理控制中心,也可以手动取盘的方式将前端抓拍数据取回指挥管理中心。
抓拍流程图
第三章系统组成
新中新*安畅系统由前端自动取证系统、传输系统、后台管理系统三部分组成。
前端自动取证系统主要由摄像机、摄像机防护罩、控制主机、防护机箱、图像检测识别处理软件、STS传输软件等组成;传输系统主要是移动存储设备或通讯设备(ADSL、ISDN、光纤、CDMA、GPRS等);后台管理系统主要由后台管理软件、计算机、服务器及打印机等组成。
结构图如图所示:
系统设备框架图
第一节前端自动取证系统
前端自动取证系统包括前端视频组件、抓拍主机、抓拍系统软件。
一、前端视频组件
由SONY摄像机、全天候亚安防护罩、安畅LED闪光灯、光纤收发器等组成。
摄像机、防护罩、车牌补光灯安装在立杆的F臂上,对应监测车道。
路口的每个方向设置1台远景摄像机(向主控机提供违法闯红灯车辆的连续二幅尾部全景图像),每个车道设置1台近景摄像机(向主控机提供违法闯红灯车辆的一张特写号牌图像)和1个车牌补光灯。
1、摄像机
生产厂商:
SONY型号:
XZX-101
性能:
l1/4英寸CCD镜头;
l有效像素数:
768行×576场;
l水平分辨力:
480TVLine;
l最低照度:
0.7Lux;
l星光技术:
自动,强制,关可选;
l具有自动增益;
l动态噪音降噪:
可选择低、中、高、关闭;
l逆光补偿:
关,可以选择区域或电平;
l同步系统:
内部,线路锁定;
l外同步输入:
可选择75Ω;
l视频输出:
BS(BNC);1.0VP-PCCIR复合75Ω/BNC端子;
l遥控:
双向同轴电缆通讯;
l控制:
由软件操作的屏幕显示菜单;
可适用于各种路面及不同天气条件下应用。
能有效解决夜间车辆大灯眩光,夜间图像质量差,强烈日光下画面光照度过载、现场光线对比强烈造成画面失真、不同步等问题。
2、防护罩
摄像机防护罩采用天津亚安标准防护罩,防护罩内有雨刷、排风、加温、除霜功能,防水性能高,可满足室外全天候工作要求。
3、车牌补光灯
每个近景摄像机配置一套LED定向补光灯,以提高在照度不足情况下特写号牌图片的清晰度,同时亦可增强摄像机已具备的强光抑制功能,可有效避免夜间造成的对司机驾驶影响每只功率5W。
辅助光源设备有良好的防水、防尘功能,能适应长时间野外工作的要求,在各种天气条件下能正常工作,使摄像机能清楚地拍摄到车辆号牌。
4、路段补光灯
鉴于实际路口路灯条件不能满足抓拍要求,为保证
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