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高清電子警察違法抓拍系統(tǒng)(VT-TLVD-HDI) 工控機方案 視頻觸發(fā) 闖紅燈車輛檢測 禁左、禁右、逆行檢測 違章車輛號牌自動識別 抓拍圖像防篡改 北京文安科技發(fā)展有限公司 北京海淀區(qū)中關村東路8號903室 010-8252-6186 www.vion-tech.com 2009年4月 北京 目 錄 1. 概述 3 2. 方案設計 4 2.1 目前主流電子警察違法抓拍系統(tǒng)的對比分析 4 2.2 文安電子警察違法抓拍系統(tǒng) 7 2.3 系統(tǒng)結構 9 2.3.1 路口前端設備 10 2.3.2 網絡傳輸系統(tǒng) 10 2.3.3 中心管理系統(tǒng) 11 3. 主要功能模塊 14 3.1前端系統(tǒng)功能模塊 14 3.1.1直行道和混行道闖紅燈違章檢測模塊 14 3.1.2 禁左、禁右或禁逆行行駛檢測模塊 15 3.1.3 違章記錄圖片防篡改模塊 16 3.2中心管理系統(tǒng) 16 3.2.1闖紅燈違章中心系統(tǒng)處理功能 17 4. 系統(tǒng)工作原理 19 5. 系統(tǒng)性能指標 21 6. 硬件配置 23 6.1監(jiān)控系統(tǒng)主機 23 6.2 工業(yè)級高清攝像機 23 6.3 全景攝像機 24 6.4 補光設備 24 6.5 防護罩 25 7. 工程設計規(guī)范 26 7.1 總則 26 7.2 系統(tǒng)構成 26 7.3 設備外觀 26 7.4 架桿規(guī)格 27 7.5 設備架設 28 8. 系統(tǒng)設備推薦安裝配置方案 29 8.1 多種車道路口推薦安裝方案 29 8.2 設備安裝清單 30 9. 培訓方案 32 9.1 培訓要求 32 9.2 管理培訓 33 9.3 技術培訓 33 10. 售后服務與技術支持 34 1. 概述 通過各相關部門近幾年的共同建設，闖紅燈電子警察系統(tǒng)已經成為非現(xiàn)場執(zhí)法技術手段中的一個重要組成部分，為公安交警部門有效地杜絕和減少機動車闖紅燈等違章行為起到了積極的作用,并在現(xiàn)代交通執(zhí)法中得到了大量的應用，取得了很大成效。在加快城市交通管理系統(tǒng)的信息化、智能化進程中，對于在現(xiàn)有的城建規(guī)模上提高城市路網的通行能力，保證車輛的安全行駛，提高管理交通系統(tǒng)的效率和執(zhí)行力等方面，闖紅燈電子警察系統(tǒng)顯得極為重要。 北京文安科技發(fā)展有限公司研制生產的VT-TLVD-HDI型高清攝像機闖紅燈電子警察系統(tǒng)集成了最新圖像抓拍與識別技術，可對路口機動車輛闖紅燈行為進行準確檢測，并輸出違章車輛違章過程的全景和車牌特寫圖片以及車輛違章的有關信息。通過對視頻的動態(tài)分析，本系統(tǒng)另外一個值得關注的特點是通過采用國際領先的視頻分析算法，實現(xiàn)了準確的視頻觸發(fā)，對車輛和車牌的檢測不需要添加任何外部觸發(fā)裝置，且將光照影響，行人、自行車、樹木陰影等各種干擾因素的影響最大程度地降低，違章抓拍率可達95%以上。 文安闖紅燈電子警察系統(tǒng)(VT-TLVD-HDI)系統(tǒng)可針對單方向、兩方向、三方向或四方向等各種路況進行靈活配置。本系統(tǒng)采用基于IP的網絡接口，易于與其它設備接口。系統(tǒng)控制中心管理計算機與各監(jiān)控點計算機的連接采用星形拓撲結構，每個監(jiān)控點均可以通過網絡與控制中心直接連接以傳輸違章車輛通行數(shù)據(jù)信息和監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)。VT-TLVD-HDI型闖紅燈自動監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)公安部2004年6月4日發(fā)布的《闖紅燈自動記錄系統(tǒng)通用技術條件》（GA/T497-2004）進行研制生產，符合2009年2月25日最新發(fā)布的GA/T497-2009版本，已在國內多個城市成功安裝使用，大幅度提高違章捕獲率和記錄有效率，得到用戶的普遍好評。 2. 方案設計 2.1 目前主流電子警察違法抓拍系統(tǒng)的對比分析 闖紅燈電子警察自動監(jiān)控系統(tǒng)在國內的應用已經有近10年的歷史。產品的技術實現(xiàn)方式較多。2004年6月公安部發(fā)布了《闖紅燈自動記錄系統(tǒng)通用技術條件》（GA/T496-2004）將該類產品的生產和安裝納入了規(guī)范化管理。2009年2月根據(jù)近五年來技術的發(fā)展，又發(fā)布新的版本GA/T496-2009，將該類產品的技術指標和安裝測試納入了規(guī)范化管理。 目前，在國內闖紅燈電子警察這一市場上的產品根據(jù)違章車輛抓拍的觸發(fā)方式進行分類主要有兩種，即地感線圈觸發(fā)方式和視頻觸發(fā)方式。地感線圈是在需要在車道上切割環(huán)行線槽，然后埋設感應線圈（或感應棒）。車輛通過時感應線圈會發(fā)出信號給相應設備，對車輛的檢測比較準確。但是由于需要在地下埋設感應線圈，加大了施工難度同時提高了工程成本。路面變更時更需要重埋線圈，另外北方寒冷冰凍天氣下和路面質量不好情況下對線圈的維護工作量較大，需要定期更換線圈。此外，線圈觸發(fā)方式由于安裝在路面上少數(shù)固定區(qū)域，一般無法準確辨識出車輛運行軌跡，從而無法判別不按車道標識行駛，違章變道，異常停車等復雜行為。 視頻觸發(fā)方式采用圖像處理和分析技術，對路口全景視頻中車輛進行定位和跟蹤，實現(xiàn)對車輛的運動軌跡的精確分析，從而判別出闖紅燈，不按車道標識行駛，違章變道等各類違章行為。視頻觸發(fā)方式具有功能強大、綜合，施工維護方便（無需埋設和維護地感線圈）、成本合理等特點。隨著該類產品檢測性能的快速提高，視頻觸發(fā)方式正逐步取代地感線圈觸發(fā)方式，成為現(xiàn)代電子警察系統(tǒng)的發(fā)展方向。 表3-1比較了幾種視頻觸發(fā)式的闖紅燈電子警察系統(tǒng)。通過對比，我們可以得出以下結論： 一、采用工業(yè)攝像機的視頻電子警察，產品成熟、使用壽命長，在現(xiàn)有市場中仍占據(jù)主流地位，但是由于像素數(shù)低（最高只有44萬 像素），安裝復雜，車道特寫攝像頭視角較小，局限較多，全景攝像機拍攝的畫面有時較難滿足記錄違章車輛違章證據(jù)的要求（即在一幅圖像中，清楚包含違章車輛及清晰可辯的牌照、停車線、紅燈），需要多部攝像機組合拍攝形成違章車輛違章的畫面；使得證據(jù)說服力較差。 二、采用數(shù)碼相機抓拍的方案（數(shù)碼攝像照相一體機和數(shù)碼相機+工業(yè)全景攝像機），雖然抓拍圖像分辨率很高（800萬 像素以上）, 但由于多采用民用數(shù)碼相機改裝，穩(wěn)定性較差，并且在損壞后，廠家一般不負責維修；同時由于數(shù)碼相機更新?lián)Q代快，同型號數(shù)碼相機在一兩年后會難以找到。另外數(shù)碼照相機每次拍照前必須對焦，在信號觸發(fā)后，車移動距離大，不能很好的適應新的電子警察標準要求的拍攝“車在停車線位置”的圖片。再如晚上拍攝時，民用數(shù)碼相機會將快門調整到大于1/125 秒，在拍車時牌照模糊，難以識別。另外，由于數(shù)碼相機的局限，數(shù)碼相機式電子警察無法擴充卡口功能（不可能過車就拍，因為那樣會大大縮短相機壽命）。 三、采用工業(yè)級高清攝像機方式進行違章抓拍的闖紅燈電子警察自動監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可提供高清晰抓拍圖像，而且由于攝像機采用電子快門，沒有壽命短的弊端，可以長期穩(wěn)定運行。此外，高清攝像機可以連續(xù)抓拍，實現(xiàn)卡口功能。由于一般高清攝像頭采用數(shù)字傳輸方式，所以系統(tǒng)搭建簡單、便捷，運行穩(wěn)定、可靠，維護成本低。因此，無論在綜合成本和使用效果上高清攝像機方式都具有相當?shù)膬?yōu)勢，隨著工業(yè)及高清攝像機的價格逐步降低，高清攝像機抓拍捕獲模式將是未來闖紅燈電子警察系統(tǒng)發(fā)展的主流模式。 表3-1 視頻式闖紅燈電子警察系統(tǒng)對照表 對比項目 抓拍設備 攝像功能 功能 圖片像素 夜間照明 抓拍主機 壽命 抓拍圖片執(zhí)法說服力 方案缺點 數(shù)碼照相機+全景攝像機 一臺CCD照相機+一臺標清CCD攝像機，民用級 視頻流暢，25fps，768x576 闖紅燈，不按車道標識行駛，壓黃線，占用非機動車道，逆行，治安卡口，交通事件檢測 500-800萬，4條車道 閃光燈 工控機/嵌入式 閃光燈1年 照相機1年 可在一張圖片上清晰拍攝完整的闖紅燈三要素,但每次拍照前需做對焦，抓拍時滯后，信號觸發(fā)后，車輛移動距離長。不能很好的適應新的電子警察要求的拍攝“車在停車線位置”的圖片。 壽命短，不易維護； 車輛高速下，圖像發(fā)虛（對焦困難）； 閃光燈對司機有干擾。 全景攝像機+特寫攝像機 每條車道一臺標清CCD特寫攝像機+一臺標清CCD全景攝機，工業(yè)級 視頻流暢，25fps，768x576 闖紅燈，逆行，非機動車，壓黃線，左轉，右轉 40萬，每條車道一個特寫攝像機 LED頻閃燈，對人眼刺激小。功率10W 工控機 頻閃燈3年 不能在一張圖片中拍攝到三要素，闖紅燈圖片需多幅圖片組成，需要同一性認證，同時牌照抓拍范圍窄 大路口紅燈拍不清； 違法證據(jù)由不同的攝像機拍攝，說服力弱； 全景攝像機+高清攝像機 高清CCD或者CMOS攝像機+一臺標清全景攝機，工業(yè)級 視頻流暢，25fps，768x576。高清錄像目前還較困難 同上 200萬兩車道，500萬四車道 閃光燈/頻閃燈， 工控機/嵌入式 閃光燈1年/頻閃燈3年 可在一張圖片上清晰拍攝完整的闖紅燈三要素。 CMOS夜間視頻噪聲大一些，不如照相機效果好，但高清攝像機可連拍。閃光燈可照清車輛，但引起光污染。頻閃光污染小，但是抓拍車輛較暗。 2.2 文安電子警察違法抓拍系統(tǒng) 北京文安科技發(fā)展有限公司自主研制生產的VT-TLVD-HDI型闖紅燈電子警察系統(tǒng)，采用先進的視頻觸發(fā)技術和國際領先的計算機視覺算法，具有功能綜合，抓拍違章種類多，抓拍準確率高，無需破路施工等優(yōu)點，且最大限度降低由光照變化、行人、自行車、樹木陰影等各種因素引起的誤報。由于采用視頻檢測技術，對視頻中車輛進行跟蹤，能夠準確判定其行為方向，有效地克服了感應線圈檢測無法判定復雜違章行為的弊端。此外，該系統(tǒng)還可以與文安智能卡口管理系統(tǒng)(VT-IACTM)、文安交通流量統(tǒng)計系統(tǒng)（VT-TISTM）或文安交通事件監(jiān)控系統(tǒng)（VT-TIMTM）有機結合，形成綜合性很強的闖紅燈電子警察自動監(jiān)控系統(tǒng)，充分利用現(xiàn)有設備發(fā)揮強大的自動檢測功能、具有良好的性價比。 文安闖紅燈電子警察系統(tǒng)(VT-TLVD-HDI)硬件配置方便，可以配置監(jiān)視多個斷面，每個斷面又可以同時監(jiān)視該斷面下的1-4條車道，可以根據(jù)實際情況靈活配置 文安闖紅燈電子警察系統(tǒng)(VT-TLVD-HDI)采用300萬像素（兩到三車道）和500萬（四車道）像素的工業(yè)級高清攝像機與標清CCD攝像機相結合的工作模式。標清攝像機對車輛違章行為進行檢測觸發(fā)，高清攝像機對違法闖紅燈車輛抓拍3張圖片（一張違法車輛在停止線前，一張違法車輛在停止線上，一張違法車輛在停止線后，可以根據(jù)客戶需要進行調整），該組圖片信息可清晰地反映車輛違法地點、違法車道、行駛方向、闖紅燈違法時間、紅燈開始結束時間、違法類型、車牌號碼、車輛類型、圖片序號。紅燈信號（含箭頭燈）以及車輛壓在或越過停車線等情況。并且可以根據(jù)客戶需要進行相應修改，以滿足各種不同的需求，如下圖3-1至3-3所示。 圖3-1 圖3-2 圖3-3 文安闖紅燈電子警察系統(tǒng)(VT-TLVD-HDI)采用前端現(xiàn)場處理方式。系統(tǒng)主機采用具有高速運算能力的低功耗工控機，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。該系統(tǒng)具有硬件看門狗和軟件看門狗功能，在斷電和系統(tǒng)死機后具備自動恢復功能，軟件恢復時間一般少于1分鐘。 文安闖紅燈電子警察系統(tǒng)(VT-TLVD-HDI)采用局域網方式實時或定時向交警數(shù)據(jù)中心傳送數(shù)據(jù)，同時也支持現(xiàn)場數(shù)據(jù)下載的方式獲取數(shù)據(jù)。 2.3 系統(tǒng)結構 文安闖紅燈電子警察系統(tǒng)(VT-TLVD-HDI)由路口前端設備、網絡傳輸系統(tǒng)和中心管理系統(tǒng)構成。其結構如圖3-4所示。 2.3.1 路口前端設備 路由器 網絡傳輸或本地下載 文安電子警察服務器 全景攝像機 高清攝像機 補光燈 補光燈 高清攝像機 補光燈 補光燈 全景攝像機 全景攝像機 補光燈 補光燈 高清攝像機 控制柜 高清攝像機 補光燈 補光燈 全景攝像機 圖3-4 系統(tǒng)前端示意圖 該部分主要由視頻捕獲設備（高清攝像機、標清攝像機、補光燈）、紅綠燈檢測器和前端主機組成，完成紅綠燈狀態(tài)檢測、機動車違章行為檢測、違章圖片抓拍、補光燈控制/結果、違章記錄本地儲存，相關信息網絡上傳等任務。根據(jù)實際需求，在被監(jiān)控路口的每一個方向均安裝1套設備，如果需要的檢測功能相對單一，也可以考慮多個方向共用前端主機，從而大大節(jié)約硬件成本。 2.3.2 網絡傳輸系統(tǒng) 該部分主要將前端控制部分的車輛違法信息的傳輸?shù)浇痪瘮?shù)據(jù)中心的任務，同時操作人員在交警數(shù)據(jù)中心應用遠程管理軟件通過該網絡可對前端控制設備進行遠程管理及設備參數(shù)設置。該傳輸網絡可以采用光纖通訊、電話撥號、數(shù)據(jù)專線、寬帶網絡、光纖網絡、無線GPRS/CDMA等方式。如果與視頻監(jiān)視系統(tǒng)共用光端機，可采用數(shù)模復用光端機，即在一根單模光纖上傳輸視頻監(jiān)視系統(tǒng)前端快球的視頻信號、及鏡頭的控制信號，同時提供100M的以太網口用以傳輸闖紅燈電子警察自動監(jiān)控系統(tǒng)前端控制部分的違法車輛信息。 2.3.3 中心管理系統(tǒng) 中心系統(tǒng)完成對路口的設備、數(shù)據(jù)通訊管理和數(shù)據(jù)處理工作?？梢灾庇^觀察各前端節(jié)點情況，如圖3-5所示： 圖3-5 中心管理軟件界面 中心系統(tǒng)模塊主要包括：數(shù)據(jù)查詢、處理、發(fā)布模塊；抓拍數(shù)據(jù)維護模塊；機動車監(jiān)控（闖紅燈違法車輛、黑名單管理）模塊；設備管理監(jiān)控模塊；監(jiān)控報警模塊；用戶管理監(jiān)控模塊。整個系統(tǒng)的模塊結構如下圖3-6如示。 交通監(jiān)控中心系統(tǒng) 數(shù)據(jù)查詢處理發(fā)布模塊 抓拍數(shù)據(jù)維護模塊 機動車監(jiān)控模塊 設備管理監(jiān)控模塊 監(jiān)控報警模塊 用戶管理監(jiān)控模塊 圖3-6 系統(tǒng)模塊結構圖 數(shù)據(jù)查詢、處理、發(fā)布模塊：主要用于各類數(shù)據(jù)的綜合查詢和統(tǒng)計工作，包括車號數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計、黑名單數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計、車號與黑名單的數(shù)據(jù)對比查詢、統(tǒng)計、分析等。 抓拍數(shù)據(jù)維護模塊：主要完成對抓拍形成的圖像數(shù)據(jù)以及識別出的車號數(shù)據(jù)的管理，包括增加、修改、刪除及各類查詢等。對于不能識別以及識別錯誤的車號，則可由人工進行增加和修改。 機動車監(jiān)控（闖紅燈違法車輛、黑名單管理）模塊：主要完成闖紅燈違法車輛以及黑名單中車輛信息的傳輸、增加、修改、刪除、更新等工作。通過該模塊，系統(tǒng)可與上級部門通過網絡及人工等各種方式進行數(shù)據(jù)的交換，并可根據(jù)上級指令對黑名單進行修改維護等工作。 設備管理監(jiān)控模塊：主要完成對相關各硬件設備運行情況的監(jiān)控，保證系統(tǒng)正常安全的運行 監(jiān)控報警模塊：的主要功能是根據(jù)黑名單以及數(shù)據(jù)庫中的車號識別信息，判斷通過控制點的車輛中是否有非法車輛，如果發(fā)現(xiàn)非法車輛，則立即發(fā)出警報，以提醒相關人員及時進行處理。 用戶管理監(jiān)控模塊：功能主要是對使用本系統(tǒng)的人員進行管理，其重點是對各類人員的操作權限進行嚴格控制，并生成各類相關日志，以保證系統(tǒng)的正常、高效運行。 3. 主要功能模塊 3.1前端系統(tǒng)功能模塊 3.1.1直行道和混行道闖紅燈違章檢測模塊 在紅燈信號時，當車輛經過時，檢測主控機將會快速地檢測到這些變化，并通過對這一變化進行分析處理來判斷是否有車輛通過，當檢測到在紅燈狀態(tài)下有車輛通過時，會立即在本地保存反映該車輛違法信息的一到三張高清圖片和標清闖紅燈過程圖片或錄像，并上傳至中心。 文安闖紅燈電子警察系統(tǒng)（VT-TLVD-HDI）采用國際領先的計算機智能跟蹤算法技術，對全景中每一輛車都能進行實時跟蹤并記錄其運動軌跡，系統(tǒng)可以根據(jù)車輛運動軌跡智能判斷車輛行駛方向。由于采用了車輛跟蹤技術，本系統(tǒng)可以準確地抓拍左側或者右側混行車道的直行闖紅燈行為，而對正常紅燈時左拐或者右拐的車輛則不會誤抓（如圖4-1、圖4-2、圖4-3所示）。 圖4-1 闖紅燈違章 圖4-2 雪天闖紅燈違章 圖4-3 右側混行道闖紅燈違章 3.1.2 禁左、禁右或禁逆行行駛檢測模塊 文安闖紅燈電子警察系統(tǒng)（VT-TLVD-HDI）可以準確判斷禁左、禁右或禁逆行的地段的違章情況（如圖4-4和圖4-5所示），系統(tǒng)可以根據(jù)客戶需求作相應處理。 a 禁左 b禁右 c逆行 圖4-4 圖4-5 上：直行道違章右拐；下：直行道左拐違章 3.1.3 違章記錄圖片防篡改模塊 文安闖紅燈電子警察系統(tǒng)（VT-TLVD-HDI）對各類路口違章和交通事件進行抓拍后，為了保證記錄的準確性和真實性，按照國家標準GA/T496-2009的最新要求，加入了防篡改功能。當中心管理系統(tǒng)接受到違章記錄圖片后，首先通過復雜的算法驗證防篡改標識是否被修改。對圖像的任何變更都會引起防篡改標識的錯誤信息，只有通過認證的圖片才能進入下一步的處理。 3.2中心管理系統(tǒng) 該單元由計算機硬件及專業(yè)的中心管理軟件組成，硬件主要有數(shù)據(jù)服務器、計算機工作站、網絡設備、打印設備以及電源設備等，其界面如圖4-6所示。 圖4-6中心綜合管理系統(tǒng)界面 3.2.1闖紅燈違章中心系統(tǒng)處理功能 實時檢測數(shù)據(jù)：中心系統(tǒng)實時接收前端上傳的闖紅燈違章檢測數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計計算做好準備，并實時檢測當天是否有檢測數(shù)據(jù)傳到中心，以監(jiān)控檢測設備和通信是否工作正常。對于錯誤信息，可以及時進行修改調整。 違章事件錄入：完成對違章圖片進行號牌、車型識別，違章類型分類，輔助信息提取，圖像質量調整，存入數(shù)據(jù)庫等工作。系統(tǒng)備有數(shù)據(jù)交換接口，可以與當?shù)仄渌煌ü芾硐到y(tǒng)（如：車輛管理所系統(tǒng)、銀行交通罰款系統(tǒng)等）進行數(shù)據(jù)交換。 違章事件處罰：系統(tǒng)設計了一套比較合理的違章事件處罰工作流程，可以對不同違章類型按照交通法規(guī)進行相對應處罰，并可將處罰結果通報其它交通管理系統(tǒng)。 違章事件查詢：提供多種查詢方式，可以單項條件及多項條件模糊查詢，如違章時間、地點、號牌、車主信息等。 違章事件統(tǒng)計分析：為了從更高的角度挖掘數(shù)字化處理的優(yōu)勢，系統(tǒng)提供了多種手段，對違章事件的發(fā)生地點、時間、車輛等角度進行各方面的統(tǒng)計和比較分析；圖示化的結果顯示，更有助于管理人員對違章現(xiàn)象的進一步分類和調查，從而制定出更好的交通管理方案。 特殊車輛處理：對于政府、執(zhí)法部門、消防、部隊或其它特殊場合的車輛“違章”事件，考慮到各地在使用中遇到的客觀實情，本系統(tǒng)可以對這些特殊的車輛“違章”事件進行“屏蔽”處理，但通過特別的權限，仍然可以查看到這些事件。 系統(tǒng)安全性處理：參與本系統(tǒng)操作的人員較多，為了保證系統(tǒng)的安全性，在設計上為以上所有操作人員進行分級，規(guī)定了各自的操作“身份”，每個“身份”都只能有相應的權限，不允許任何越級操作。 工作人員業(yè)務統(tǒng)計：系統(tǒng)能夠對數(shù)據(jù)錄入員、違章處理人員的工作量進行統(tǒng)計，從而為強化對業(yè)務操作員的管理提供了數(shù)字依據(jù)。 違章通知單的打印：系統(tǒng)不僅可以通過公眾媒體發(fā)布公告式通知，而且還可以逐一打印違章通知單，通知單內容齊全，包括照片和說明文字；打印格式有多種選擇供選擇。 自動日志記錄：記錄系統(tǒng)設備運行情況和操作員登陸情況。 遠程控制功能：可以通過網絡遠程監(jiān)視前端拍照設備的運行情況，并可調整設備的工作模式和各項參數(shù)。 處理后的資料備份：系統(tǒng)設計了光盤備份功能，可將“過期”記錄轉移到光盤。如需查看，系統(tǒng)會指出其所在光盤的編號及位置。 數(shù)據(jù)交換功能：本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫可與本地/異地車管部門的各種類型的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)交換。 4. 系統(tǒng)工作原理 文安闖紅燈電子警察系統(tǒng)(VT-TLVD-HDI)的檢測單元包括視頻觸發(fā)式闖紅燈違法自動監(jiān)控系統(tǒng)以及相關其他軟件系統(tǒng)。其工作流程如圖5-1所示。與以往的闖紅燈系統(tǒng)相比，從系統(tǒng)的設計思路到各個模塊所采用的算法都有重要的改進。以往的闖紅燈系統(tǒng)，往往只針對虛擬線圈所標識的區(qū)域進行分析計算，因此無法處理車輛被遮擋和車速較快的情況，并且對光照和天氣變化非常的敏感，對環(huán)境的適應能力比較差。 車輛定位模塊 車輛跟蹤模塊 紅綠燈信號 全景攝像機 虛擬線圈 在線學習模塊 同步校準模塊 輸出判別結果信息以及圖像 噪聲過濾模塊 車牌定位 車牌識別 判斷是否闖紅燈以及其他行為 圖5-1 系統(tǒng)流程圖 本系統(tǒng)采用一種綜合性混合優(yōu)化的計算機人工智能算法，利用大量學習樣本，加入了在線學習模塊，采用最新的反饋型學習模型來自適應環(huán)境的變化，提高了系統(tǒng)對環(huán)境的適應能力；其次本系統(tǒng)在時間軸上對圖像信息密集采樣，對每一幀的全景信息進行實時分析計算，用一種完全基于學習的多種特征融合的車輛定位新算法對圖像進行車輛定位，判別出真正的車輛，進行車輛鎖定并對鎖定的車輛進行實時跟蹤。然后得到車輛的精確位置以及車輛運動的矢量軌跡曲線圖。最后，對比以往闖紅燈系統(tǒng)只是把識別的目標限定在虛擬線圈所標識的區(qū)域，而使得系統(tǒng)對光照和環(huán)境的變化非常敏感，檢測率較低，本系統(tǒng)則結合對虛擬線圈所標識的區(qū)域信息的識別處理和車輛的運動矢量軌跡兩方面的信息來對車輛是否闖紅燈進行判斷，這樣就大大的提高了對環(huán)境變化的適應能力，綜合分析各種噪聲的整體特征和局部特征，并采用國際上先進的計算機啟發(fā)式混合智能優(yōu)化算法，實現(xiàn)對各種噪聲的過濾和衰弱。經大量實驗分析，該算法對噪聲的濾除作用明顯，對攝像機的系統(tǒng)噪聲、車輛以及樹木等等的陰影、行人、非機動車輛、夜晚車輛大燈、大雨、雪、地面有水時的反光等等各種環(huán)境噪聲都有很好的濾除和衰減作用，大大提高了系統(tǒng)的捕獲正確有效率。特別是對夜晚環(huán)境的噪聲有較好的濾除作用，提高高清工業(yè)攝像機夜晚的畫面質量。 5. 系統(tǒng)性能指標 文安闖紅燈電子警察系統(tǒng)(VT-TLVD-HDI)能夠自動識別車輛信息:車牌號碼、車牌顏色、行駛方向、監(jiān)控地點、監(jiān)控時間等。 技術指標： 1. 直行道和混行道闖紅燈違章檢測： 1）闖紅燈捕獲率：90%以上(一定時間段內，抓拍的闖紅燈機動車的數(shù)量占所有通過的闖紅燈機動車數(shù)量的百分比)； 2）記錄有效率： 80%以上(一定時間段內，抓拍的正確的可用的闖紅燈機動車輛的數(shù)量占所有抓拍的闖紅燈機動車數(shù)量的百分比)； 2. 禁左、禁右行駛檢測： 1）捕獲率：85%以上(一定時間段內，抓拍的不按車道標識行駛機動車的數(shù)量占所有通過的不按車道標識行駛機動車數(shù)量的百分比)； 2）記錄有效率： 80%以上(一定時間段內，抓拍的正確的不按車道標識行駛機動車輛的數(shù)量占所有抓拍的不按車道標識行駛機動車數(shù)量的百分比)； 3. 禁逆行行駛檢測： 1）捕獲率：95%以上(一定時間段內，抓拍的不按車道標識行駛機動車的數(shù)量占所有通過的不按車道標識行駛機動車數(shù)量的百分比)； 2）記錄有效率： 90%以上(一定時間段內，抓拍的正確的不按車道標識行駛機動車輛的數(shù)量占所有抓拍的不按車道標識行駛機動車數(shù)量的百分比)； 環(huán)境指標： 1. 拍攝光照條件：白天自然光線，包括晴朗天氣、多云天氣、雨雪天氣、霧天、陰天，大面積陰影下；夜間有人工照明裝置。 2. 補光設備：根據(jù)現(xiàn)場實際情況使用隱蔽方式的補光。夜間采用不影響駕駛安全的補光措施，滿足國家相關部門不妨礙人眼和物體安全的相關標準。 3. 環(huán)境適應性和電源：系統(tǒng)工作溫度：-20℃-+60℃；濕度：10%-90%；電壓：220VAC15%；有過載、接地、漏電、短路、防雷保護裝置并符合國家相關電器安全標準，系統(tǒng)具備電源保護，自動切換工作狀態(tài)和待機狀態(tài)。 4. 穩(wěn)定性：平均無故障時間>5000個小時；有故障自動恢復功能，恢復時間<1分鐘。 6. 硬件配置 文安闖紅燈電子警察系統(tǒng)(VT-TLVD-HDI)可以根據(jù)客戶需求靈活配置多種類型的闖紅燈電子警察自動監(jiān)控模式，例如一方向、二方向、四方向等等，設置簡單靈活。 經過反復優(yōu)化，文安闖紅燈電子警察系統(tǒng)(VT-TLVD-HDI)資源占有率低，因此可以在不提高硬件配置的情況下，較好的將智能卡口功能和闖紅燈自動監(jiān)控功能有機結合起來，使得軟件同時具備智能卡口和闖紅燈自動監(jiān)控功能，提高了系統(tǒng)資源的利用率，并且一臺工控主機可以配置多個方向的闖紅燈，降低了客戶硬件成本，提高了客戶競爭力。 根據(jù)實際情況，提供以下配置以及圖片僅供參考： 6.1監(jiān)控系統(tǒng)主機 四方向硬件配置如下： 部件 指標 CPU ≥Intel Core 2 Duo E7400 芯片組 Intel芯片組 內存 ≥2G 內存類型 DDR內存 主板帶寬 ≥1066M 硬盤 ≥160GB 接口 2串＋2USB2.0 網卡 10M/100M/1000M 操作系統(tǒng) Windows XP（sp2） 6.2 工業(yè)級高清攝像機 采用具有高分辨率的高清工業(yè)攝像機，作為前端圖像捕捉監(jiān)視設備，能夠捕捉到清晰的圖像，能保證系統(tǒng)無論在白天還是夜晚都能獲取高質量的車道、車輛影像。 四車道和三車道可以采用500萬像素攝像機，基本要求為 u CCD或者CMOS影像傳感器 u CCD或者CMOS尺寸不小于1/2英寸 u 圖像水平分辨率不低于2500像素 三車道以下采用300萬像素攝像機，基本要求為 u CCD或者CMOS影像傳感器 u CCD或者CMOS尺寸不小于1/2英寸 u 圖像水平分辨率不低于1900像素 具體采用的相機可根據(jù)實際情況選擇。 6.3 全景攝像機 采用標清工業(yè)攝像機，作為前端視頻觸發(fā)設備，能保證系統(tǒng)無論在白天還是夜晚都能獲取高質量的車道、車輛影像?；疽鬄? u CCD影像傳感器 u CCD尺寸不小于1/3英寸 具體采用的相機可根據(jù)實際情況選擇。 6.4 補光設備 為滿足夜間抓拍的需求，補光設備需要與攝像頭快門同步配合。補光設備可采用氣體閃光燈或者LED頻閃燈。氣體閃光燈瞬時照明度強，可以很好照亮車身，但壽命相對較短，光干擾明顯；LED頻閃燈可以照清車牌和車輛基本輪廓，瞬時照明亮度低于氣體閃光燈，壽命較長，光干擾相對較低。根據(jù)客戶需求，VT-TLVD-HDI可以采用其中任何一種補光方式。 6.5 防護罩 采用全天候攝像機鋁合金防護罩（特寫攝像機防護罩內置補光燈），氣動支撐桿輔助前開式頂蓋，要具有加溫和散熱功能。 具體技術參數(shù)如下： u 采用氣動支撐桿輔助前開式頂蓋 u 鋁合金外殼 u 遮陽罩 u 風扇：37 ℃ 5開始工作， 27 ℃ 5停止工作 u 加熱器： 8℃ 5開始工作，20℃ 5停止工作 u 符合IP66環(huán)境標準 7. 工程設計規(guī)范 7.1 總則 為了做好道路車輛智能監(jiān)控記錄系統(tǒng)的項目建設工作，提高道路交通管理現(xiàn)代化水平，提高事故逃逸案件的破案效率，做到技術先進性、實用性、可靠性、經濟性、整體性、易維護性、可操作性，同時依據(jù)相關法律法規(guī)規(guī)定、國家標準和規(guī)范要求制定操作性強的設計規(guī)范。 ①工程設計時應根據(jù)工程項目的性質、功能、環(huán)境條件和近、遠期要求進行工程系統(tǒng)設施和管線、基礎的勘察設計。 ②工程設計中必須采用符合有關技術標準的定型產品。未經公安部交通安全產品質量監(jiān)督檢驗機構鑒定合格的設備及主要材料，不得在工程設計中采用。 ③從實際情況出發(fā)，合理選用工程材料，結構方案和構造措施，滿足構件在運輸、安裝和使用過程中的強度穩(wěn)定性和剛度要求，優(yōu)先采用定型和標準化的結構和構件，減少制作、安裝的工作量，同時符合結構抗腐要求。 7.2 系統(tǒng)構成 道路車輛智能監(jiān)控記錄系統(tǒng)可分為四個部分： ①前端攝像部分（包括路面監(jiān)控攝像機、視頻光端機等）； ②車輛檢測器部分； ③機箱及室內部分（如工控機、數(shù)字錄像機、顯示屏等）； ④輔助部分（包括補光燈、交流接觸器、時間繼電器、支架等）； 7.3 設備外觀 各部件外表面光潔、平整，不出現(xiàn)有凹痕、劃傷、裂縫、變形等缺陷。金屬機殼表面有防銹、防腐蝕涂鍍層，涂鍍層不有起泡、龜裂、脫落和磨損現(xiàn)象。金屬零部件表面不有銹蝕。 7.4 架桿規(guī)格 桿件、機柜、施工立桿懸臂高度凈空不小于6米，采用無焊縫鋼管且熱鍍鋅防腐處理，懸臂長度根據(jù)安裝點的實際寬度決定，上方應加置避雷針。 ◆基礎混凝土強度C25，能抗七級地震和十二級大風。 ◆立式機箱具有防盜、防塵、防雨、防腐、防熱、防凍功能。 ◆布線采用地埋方式，管道采用尼龍管，強弱電走線分離。采用一點接地方式，接地母線采用不小于10 平方毫米銅質導線，接地線不得與強電的零線相接，接地電阻小于 4 歐姆；采用綜合接地網時，其電阻小于 1 歐姆。必須安裝過載、漏電、短路、防雷裝置，使用快速熔斷器來保護內部電路，配置防浪涌和雷擊的電源插座。 圖8-1 立桿安裝圖 7.5 設備架設 立桿：桿離停止線15~18米，設備位置離地面高度約為6.5米（使用8mm鏡頭的情況下，300萬像素CMOS攝像機約能覆蓋2~3車道，500萬像素CMOS攝像機約能覆蓋3~4車道）。 高清設備所在位置離對面紅綠燈設備的水平距離不應超過90米。 閃光燈位置：使用強光閃光燈的情況下，閃光燈和高清設備置于同一水平線上，距離越近越好；使用LED閃光燈的情況下，可將LED閃光燈置于高清設備的正下方，或按強光閃光燈方式安置。 補光設備數(shù)量：使用強光閃光燈的情況下，一個閃光燈可以為2~3個車道補光；使用LED閃光燈進行補光的情況下，一個LED閃光燈可以為1~2個車道補光。 15~18m 架桿距信號指示燈桿距離 90m 6.5m 架桿距停止線距離 架桿高 圖 設備安裝示意圖 8. 系統(tǒng)設備推薦安裝配置方案 8.1 多種車道路口推薦安裝方案 針對不同車道數(shù)目的情況，我公司推薦如下表內的設備安裝配置方案，同時也可針對特殊路口來對系統(tǒng)設備進行調整，具體詳情請咨詢我公司。 路口情況 設備要求 一個方向 一條車道 一個方向 兩條車道 一個方向 三條車道 一個方向 四條車道 高清相機方案 （型號及數(shù)量） （推薦值） ① 300萬像素CMOS攝像機 一臺 ② 500萬像素CMOS攝像機 一臺 ① 300萬像素CMOS攝像機 一臺 ② 500萬像素CMOS攝像機 一臺 ① 300萬像素CMOS攝像機 一到兩臺 ② NDC 560 一臺 ① 300萬像素CMOS攝像機兩臺 ② 500萬像素CMOS攝像機 一到兩臺 鏡頭選用 （推薦值） ① 12mm~16mm ② 12mm~16mm ① 8mm ② 8~12mm ① 6~8mm*1 or 8mm*2 ② 6~8mm ① 6~8mm*2 ② 6~8mm*1 or 8~12mm*2 閃光燈方案 （型號及數(shù)量） （推薦值） LED型：1個 或 強光型：1個 LED型：1~2個 或 強光型：1個 LED型：2個 或 強光型：1~2個 LED型：2~3個 或 強光型：2個 高清攝像機推薦安裝表 鏡頭選取規(guī)格表如下： 鏡頭型號 焦距（m） 最大光圈 光圈、對焦、變焦 M0814－MP 8 F 1.4 手動 M1214－MP 12 F 1.4 手動 M1614－MP 16 F 1.4 手動 M2514－MP 25 F 1.4 手動 M3Z1228C－MP 12-36 F 2.4 手動 鏡頭規(guī)格表 8.2 設備安裝清單 前端采集識別設備主要部件和軟件的組成如下： 1.四方向八車道，闖紅燈＋禁左、禁右+逆行+違章車輛車牌識別，工控方式 名稱 功能 型號與參數(shù) 數(shù)量 工業(yè)級高清攝像機 視頻數(shù)碼采集設備 300萬像素CMOS攝像機 4 攝像鏡頭 COMPUTAR Computar 2/3吋8,12,16,25mm, F1.4 4 標清攝像機 全景觸發(fā) JVC-1431 Luncency 983 4 攝像鏡頭 1/3模擬像機鏡頭 Computar 1/3吋 3.5~16mm 4 防護罩 防雨雪 YAAN-4515 8 LED閃光燈 氣體閃光燈 閃光燈 閃光燈 TGC 路智達 4 4 紅綠燈檢測器 信號燈檢測設備 TGC(可靠性有問題) 2 防雷設備 電源感應類防雷器；直接類防雷器；信號類防雷器 ASP 1 機柜 1 前端處理設備 視頻采集卡 4路視頻實時采集 QP-300 1 前端控制主機 進行圖像分析，判斷車輛是否有違法行為發(fā)生，當發(fā)生違法行為后，對違法行自動進行記錄。 高性能工控機 1 前端采集站點系統(tǒng)軟件 闖紅燈識別模塊（方向） 運行環(huán)境： Windows XP軟件可根據(jù)實際需求模塊化配置 4 禁左，禁右模塊（方向） 違章車輛車牌號碼識別（方向） 逆行（方向） 中心軟件 中心管理平臺 視具體需求 9. 培訓方案 由承建方負責對支隊系統(tǒng)管理員及操作人員進行技術培訓，包括進行詳盡的工作原理、操作使用、一般維護、常見故障排除等一系列的專業(yè)培訓。使之能夠正確操作與使用全部設備并能進行常見故障排除，并提供系統(tǒng)操作維修手冊及各類設備的說明書。 9.1 培訓要求 1、培訓計劃 （1）承建方應編制并實施必要的培訓課程，負責對支隊技術人員的技術培訓，使支隊技術人員能熟練地操作和維護各種系統(tǒng)及其設備。課程計劃應區(qū)分系統(tǒng)管理人員和維護管理人員。 （2）要求承建方排定規(guī)定課程的時間和地點，每門課程的最多培訓人數(shù)，每門課程的計劃，并在每項培訓前兩個星期前把詳細培訓計劃包括內容和時間安排由支隊審批。 2、培訓對象 （1）支隊指定培訓人員。 （2）系統(tǒng)人員（工程師/程序員）：能較深入地了解各設備及軟件的工作原理、系統(tǒng)組成、傳輸特性、驗收、測試方法、驗收技術標準和其它相關技術要求，能全面地掌握該設備及軟件，并能指導其它技術人員的維護工作。 （3）維護管理人員（技術員）：掌握設備及軟件的詳盡的工作原理、操作使用、一般維護、常見故障排除等一系列的專業(yè)培訓。培訓要使之能夠正確操作與使用全部設備，并能進行常見故障排除。 9.2 管理培訓 項目承建方要對管理人員進行培訓，承建方處的培訓為3人一月，并安排在收到接受書后三個月內完成。在現(xiàn)場地培訓應在完工測試和試運轉之前完成。 9.3 技術培訓 1、包括工程師和一般技術員的培訓。如果課程在中標方處講授，中標方應給出每人的交通和食宿報價。 2、支隊安排2名具有工程師水平的員工參加在中標方處的培訓，培訓期為三周，并要在工程驗收之前完成，技術員在培訓至少應在第二階段現(xiàn)場測試及試運轉之前完成。培訓所用教材至少在培訓開始前一個月提供，涉及國外設備及軟件的教材應用中文和英文編寫。 3、參加培訓的工程師和技術人員還要與中標方的工作人員一起參加方案設計、軟件編制以及所有設備的安裝、測試和試運轉工作。使維修技術員能夠充分理解所有列出設備的；迅速找出故障和確定損壞的部件；更換損壞的部件并進行修復；按照制造商的規(guī)范進行例行維護；了解微型計算機程序，但不一定能修改程序。 4、計算機系統(tǒng)工程師/程序員則應是計算機的熟練應用人員。具備專業(yè)的計算機軟硬件知識。除了指導和監(jiān)督技術小組的工作外，工程師/或程序員還將負責：微型計算機程序修改，工程師/程序員要掌握技術員知識和技能。 10. 售后服務與技術支持 維護維修要求： 要求對本項目全部設備進行三年保修、維護和保養(yǎng)服務，服務的預算費用為本期工程總投資的5%。其方式如下： 1、系統(tǒng)的巡檢制度 每一個星期至少對每個設備布置點進行二次巡檢。主要查看基礎設施（基礎、立桿、控制柜等），控制設備等有無遭到損壞（被車磕、撞、碰、絆等）和人為破壞（被撬、砸、拆、偷）以及是否整潔。并做好巡檢記錄。如有發(fā)現(xiàn)損壞和破壞的則及時予以修復，不能修復的則予以更換。 2、系統(tǒng)的保養(yǎng)、維護 以三個月為一個保養(yǎng)周期，須對控制箱的電氣設備給予清塵、清潔和檢查。及時發(fā)現(xiàn)故障、隱患并及時處理解決，把故障清除在萌芽狀態(tài)。避免擴大故障范圍。保養(yǎng)周期內要對所有設備進行必要的保養(yǎng)；擦試防護罩，前視玻璃的除塵等，并做好保養(yǎng)、維護的記錄。 3、性能測試制度 以三個月為一周期，須對各類電器設備進行檢測、并做好參數(shù)記錄。在每年的3月份雷雨季節(jié)來臨前，著重對所有設備布置點的接地電阻進行測試和數(shù)據(jù)記錄，并檢查所有的設備布置點的避雷是否正常。對測試后數(shù)據(jù)達不到要求的點采用增加接地樁等措施解決，以減小接地電阻。并更換被雷擊穿的避雷器。同時，檢查各接地線是否正常。以保證在雷雨季節(jié)避雷器被擊而造成設備損壞。依據(jù)接地電阻測試要求，對接地電阻六個月為一測試周期。 4、圖像質量的檢查制度 每一個月檢查一次信號傳輸質量，對檢查情況作好記錄，并將情況及時反饋給維修人員以保證及時處理。 5、中心機房設備的保養(yǎng)制度 中心機房作為系統(tǒng)的心臟，設備的安全運行至關重要。計劃每二個月一次對中心機房的設備進行一次清潔保養(yǎng)和檢查。對發(fā)現(xiàn)的問題及時處理，以保證控制系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定、安全地運行。 6、系統(tǒng)維修制度 通過巡檢和圖像質量檢查，對出現(xiàn)的故障及時進行維修。在平時日常的維修過程中，同時進行例行的維護。必須有一名以上維修人員常駐支隊，對出現(xiàn)的突發(fā)及故障情況，維修人員在發(fā)現(xiàn)時，并以最快速度到達故障現(xiàn)場，及時采取措施予以修復，并要求維修人員作好維修記錄及反饋。屬于設備質量問題由維護方在一天內修復。由于電信、市政、供電等原因造成的故障，由支隊及時出面協(xié)調，盡快使故障及時修復。需確保95%以上設備正常運行。 7、機柜的保養(yǎng)制度 立桿、機柜因均為外露設備，常年受日曬雨淋，造成油漆脫落，出現(xiàn)銹鐵。影響了美觀，減少了使用壽命。對立桿、機柜，每年進行一次油漆。平時在日常巡檢過程中，如出現(xiàn)有生銹的情況，則及時油漆。 8、其它 為了保證系統(tǒng)的維護保養(yǎng)工作能有效地開展，對系統(tǒng)的維護保養(yǎng)需確認主要的負責人制度。維護、保養(yǎng)制度要嚴格執(zhí)行并如實做好維護記錄,工作人員必須對維護記錄進行簽證。