嵌入式视频电子警察系统技术方案.doc

嵌入式视频电子警察系统技术方案二OO八年十一月 目 录第一章 概 述11.1 引 言11.1.1项目背景11.1.2主要检测和抓拍技术说明21.1.3设计目标31.1.4系统设计的指导思想41.1.5系统设计的基本原则41.1.6设计、制造及安装标准依据51.1.7术语和定义61.2产品介绍72.1系统组成92.1.1系统构成92.1.2路口检测部分102.1.3通讯网络部分122.1.4中心管理部分132.2 系统工作原理152.2.1系统工作基本流程152.2.2检测和识别原理172.3 系统软件配置182.3.1 路口前端软件182.3.2中心端软件20第三章 系统性能特点273.1系统技术特点273.2系统性能参数30第四章 系统安装324.1 路口设备的安装324.2 系统应用环境分析334.3摄像设备选型344.3.1摄像机主要功能344.3.2摄像机的选择34附：成都深港路通科技有限公司简介37附：公司部分资质40第一章 概 述1.1 引 言1.1.1项目背景自改革开放以来，在城市规划和交通管理工作者的倾心努力下，我国交通事业得到了前所未有的飞速发展，特别是在交通运输的管理、安全、环境等方面都得到了极大的提高，为我国社会主义经济建设奠定了坚实的基础，取得了巨大的社会和经济效益。虽然城市道路基础设施建设不断完善，但是随着机动车辆数量的大幅度增加，交通管理现状与社会实际需要的矛盾也越来越突出，落后的交通管理设施和管理模式显得越来越不适应城市交通的发展。部分交通参与者在现有交通设施和警力不足的情况下，常常抱有侥幸心理，违反各种交通法规的行为时有发生，交通事故发生率居高不下。据公安部交通管理局公布的资料显示，我国交通事故死亡人数近年来呈明显增长趋势，交通安全状况令人担忧。据2005年相关统计，由于各交通管理部门加大了管理力度，使用高科技设施进行无人值守，交通事故略有下降，但死亡人数仍然接近100,000人，直接经济损失达18.8亿，其中, 机动车驾驶人交通违法造成的交通事故占到了92.7%。另一方面，机动车违法造成了道路的拥挤和阻塞，这也成为困扰我国城市交通的一大难题，深深地制约着道路的通行能力和服务水平，严重地影响着国家经济建设和人民生活。“安全与畅通”作为交通管理的两项基本任务，成为了全社会密切关注的焦点之一。在众多交通违法行为中，“闯红灯”是造成城市交通秩序混乱、堵塞及引发交通事故的重要原因之一。对闯红灯现象进行有效的管理，是加强社会综合治理、全面提升公安交通管理水平、建立长效管理机制的有效举措之一，也是公安交通管理部门树立文明形象、提高工作透明度、加强社会监督的措施之一，对于扭转交通管理消耗、疲于应付的被动局面具有不可估量的作用。机动车闯红灯自动记录系统作为城市交通智能化管理的重要组成部分，在规范行车安全、增强安全驾驶意识、杜绝闯红灯现象和打击违法犯罪行为等方面具有重要的意义。对驾驶员来讲，它可以提高遵纪守法意识，避免事故发生，保障人身安全；对交通管理者来讲，它可以提高执法水平，提升人员素质，对违法行为能够快速反应；对社会来讲，它可以确保交通安全、行车畅通，从而使交通成为经济建设的动脉，对社会发展和人们日常生活产生深远的影响。1.1.2主要检测和抓拍技术说明1主要检测技术说明目前道路交通上使用的闯红灯自动记录系统，包括了超声波、微波和红外线雷达、非成像被动红外线、视频图像分析、地埋线圈感应等检测方式，这其中，又以视频图像分析和地埋线圈感应两种检测方式为主，应用的也最多。感应线圈式检测器是传统的交通检测器，车辆通过埋设在路面下的环形线圈，引起线圈磁场的变化，检测器由此判断出车辆的存在，同时向记录设备发送数据进行记录。感应线圈方式在技术上易于掌握，并有成本较低的优点。但是，由于这种方式存在线圈埋设和变更困难，容易人为破坏，车辆密集时容易漏检、误判，检测精度和有效率均不高，路面沉积会造成线圈损坏和灵敏度降低，线圈抗冻能力差等缺点，有逐渐被更先进可靠的视频检测方式取代的趋势。视频检测器是通过摄像机作传感器来提供交通信息的，使用时在摄像机视角范围内设置检测区（又称“虚拟线圈”），车辆在进入检测区时图像的背景灰度值将发生变化，并以此检测到车辆的存在，判断出车辆的类型和行驶速度，统计出车辆流量等。与传统的交通信息采集设备相比，视频检测器采用记录车辆的摄像机做传感器，减少了额外的检测设备，不但降低了设备费用，安装也变得更加简单。同时，视频检测器移动方便，可根据需要移动或变更检测区域，甚至在交通复杂混乱的场合也能得出正确的数据，而摄像机还可提供现场的视频图像。视频检测系统提供图像支持，界面友好直观，操作方便。总的来说，视频检测技术是未来发展的主要趋势。2主要抓拍技术说明目前电子警察系统常见的抓拍方式有如下几种：1) 光学相机抓拍方式使用传统胶片记录违法行为，清晰度高，证据确凿。但需使用底片扫描仪输入电脑，步骤繁琐，路口主机只能保留胶片容量的图像，无法保存大量记录，无法联网自动传输。2) 数码相机抓拍方式清晰度高，有效范围大，可以将照片下载到工控机上联网传输，但系统维护量相对较大，夜晚补光较困难。3) 摄像机抓拍方式抓拍间隔时间较短，可对现场进行录像。可以结合视频检测方式，抓拍到车辆刚抵达停车线前的图片。4) 视频+数码组合抓拍方式数码相机用于抓拍违法细节，摄像机用于记录违法过程，但视频和数码图片的组合较困难。无论采用上面哪种抓拍系统其系统性能一方面与检测技术有关，另一方面取决于采集到的图像质量。1.1.3设计目标系统的建设目标是：运用现代智能交通系统科学理念，采用先进的科学技术，科学的选择设备，合理地选择监控地点，充分利用高科技手段“记录”各类违法行为，为城市公安交通管理部门提供强有力的执法证据。通过对交通违法行为的自动检测、记录和对驾驶员的处罚，进一步强化广大驾驶员的交通意识，改善交通秩序、减少交通事故、保障交通安全、提高道路的通行能力。1.1.4系统设计的指导思想系统规划从系统的角度考虑，整体规划，优化资源，以合理的投入来获取良好的社会经济效益。全面设计按业主要求的内容和工期完成设计、供货、技术服务等全部任务，对系统全面精心设计，坚持“业主至上”和提供优质服务的指导思想。突出重点针对工程文件的要求，突出对系统的集成，科学管理、精心设计、严密组织、文明施工，体现工程质量优良的思想，确保工期目标实现。1.1.5系统设计的基本原则1.可靠性原则机动车闯红灯自动记录系统是一个规模大、设备复杂、使用率高的交通工程，为保障系统的科学化应用能力，保证执法的严肃性和平等原则，我们充分考虑到城市道路上车辆行驶的复杂情况，结合现场捕获违法图片的实际需要，系统每一个环节的设计都将可靠性作为首要的先决条件，选用国内外成熟的配套产品，从而确保整个系统能在室内外长时间全天候的正常运行。2.先进性原则作为一种先进的管理手段，整个系统必须满足交通智能化综合性管理的功能特性。我们选用和开发的设备及控制软件，采用了先进的视频处理技术、自动控制技术、自适应技术和计算机网络与通信技术等高新技术手段，合理设计、规划与配置系统的整体结构，保证系统具有很强的生命力，而且具有不断升级和更新的能力，从而实现整个系统结构合理、技术先进、性能稳定的整体设计目标。3.经济实用性原则为保证系统的稳定可靠和灵活实用，我们在产品选型和集成上仔细分析研究，选择一些性能参数较高、成熟稳定、功能实用可靠、价格较为合理的产品，严格以系统工程学及其它先进理论指导设计，使系统的各部分合理配置，有机融合并尽可能的发挥设备潜力和软件功能，确保整个系统有很高的性价比。4.可操作性原则所有软件均采用人性化设计，汉化操作界面，直观、形象、友好醒目，可与其它系统互联互通，快速交换信息，协调运行。键盘和显示设备安排合理，操作简单易行，工作人员经培训后能快速掌握。5.开放性原则本着系统的建立是为公安交通管理服务，为各级各部门提供快速、准确、灵活的综合信息支持的前提，要求各子系统的操作平台、通讯接口与协议是开放的(标准或公开的)，从技术和管理体制上保障信息共享和综合利用，实现互联互通并支持二次开发或功能调整，或者与其它指挥中心的系统互联。6.可扩展性原则系统采用模块化结构，在功能上充分满足业主的实际需求，易于使用、管理、维护，并预留接口，易于扩展、升级。1.1.6设计、制造及安装标准依据Ø 公安部闯红灯自动记录系统通用技术条件GA/T496-2004Ø 中华人民共和国道路交通安全法Ø 公安部交管局道路交通科技发展九五计划和2010年规划Ø 公安部、建设部城市道路交通管理评价指标体系(2003年版)Ø 中华人民共和国机动车号牌GA36-92Ø 公路照明技术条件JT/T367-1997Ø 中华人民共和国公共安全行业标准GA47-2000Ø 民用闭路监控电视系统工程技术规范GB50198-94Ø 安全防范工程程序与要求(GA/T75-94)Ø 安全防范系统通用图形符号(GA/T74-94)Ø 通用用电设备配电设计规范(GB50055-93)Ø 工业与民用电力装置的接地设计规范(GBJ65-83)Ø 工业计算机监控系统抗干扰技术规范(CECS81-96)Ø 计算机信息系统安全(GA 216.11999)Ø 计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范(GA 2672000)Ø 电子测量环境试验仪器总纲GB6587.1-86Ø 电子测量仪器质量检验规则GB6593-86Ø 工业产品使用说明书 总则GB9969.1-1998Ø 机动车安全检测设备GB/T11798-89Ø 电气装置安装工程施工及验收规范GBJ23282Ø 电工电子产品应用环境条件贮存GB4798.1-86Ø 计算机软件产品开发文件编制指南GB 8567-881.1.7术语和定义(摘自公安部闯红灯自动记录系统通用技术条件GA/T496-2004)术语定义1. 闯红灯行为 violation of traffic signal交通工具在其对应红灯相位时越过停车线并继续行驶或行人在其对应红灯相位时穿越马路的行为。2. 闯红灯自动记录系统 automatic detecting and recording system for violation of traffic signal在具备具体信号控制的交叉路口对机动车闯红灯行为进行全天候不间断检测和记录的系统。3. 全景图像 panoramic picture城市道路交叉口进行违法检测时，安装在被检测车道上方、提供该方向场景信息的摄像机的图像。4. 近景图像 short range picture城市道路交叉口进行违法检测时，安装在被检测车道正上方、提供该车道场景信息，用于车牌特写的摄像机的图像。5. 有效记录数 effective recording number闯红灯自动记录系统中人工可以清晰辨别号牌号码、车辆类型、红灯信号、停车线的机动车记录数为有效记录数。6. 记录总数 recording number闯红灯自动记录系统中机动车记录总数减去可以确认为是因无号牌、号牌挂放不规范、有遮挡、有缺损、有污垢或环境有雨、雾、烟而导致人工无法分辨号牌号码的机动车记录数为记录总数。7. 闯红灯捕获率 capture ratio of vehicle在闯红灯自动记录系统检测范围内，系统检测和记录的可以确定其闯红灯行为的机动车数与实际闯红灯机动车数的百分比。8. 记录有效率 effective ratio of recording有效记录数和记录总数的百分比为记录有效率。1.2产品介绍随着电子技术、计算机技术的发展，一种通过图像分析的方式获取交通数据的设备机动车闯红灯系统检测记录主机，近年来得到了广泛的推广和应用。该检测方式不需埋设线圈，只在需检测的路面上方架设一只摄像机（以取代旧式的地埋式电感线圈检测设备），将路面交通图像传到视频车辆检测仪，视频车辆检测仪就能立刻分析输入的视频图像，提取出车辆运行的交通数据，并通过一定的通讯链路发给需要数据的终端业主，同时现场视频图像信号还可以为电视监控系统所共用，可谓一举两得。作为长期从事视频技术研究开发的深港监控技术有限公司在智能交通领域产品的开发上不断创新，开发出SGW-100系列“视频闯红灯自动记录系统”（视频电子警察）。该系统的核心设备嵌入式机动车闯红灯系统检测记录主机，是在国家智能交通系统工程技术研究中心（简称“国家ITS中心”）的指导和监督下，由我公司研发生产并拥有自主知识产权的，是具有国家十五科技攻关计划课题任务书和多项实用新型专利证书的高新技术产品。该产品于2005年12月通过公安部的认证检验，有效率高达98.8%，技术性能指标均达到行业最高水平。我公司开发的机动车闯红灯系统检测记录主机，是基于嵌入式硬件结构的，集闯红灯车辆检测、图片抓拍和传输为一体的综合性系统，它除了具有非视频检测方式所不具有的在系统安装、调试、使用、维护和检修等方面的优点外，与其它视频检测设备相比，还具有检测精度高，性能稳定可靠，安装调试方便，能有效去除行人、非机动车和阴影等因素干扰的优点。后面板图前面板图 图1.1 机动车闯红灯系统检测记录主机外形图采用视频检测方式的违法闯红灯检测系统安装容易、使用寿命长、维护简单，并且在检测交通数据的实时性、准确度、数据存储能力、系统可靠性、检测数据的格式兼容性、通讯功能等方面均体现出充分的优越性，是一种非常适合交通领域应用的检测技术，是唯一的一种可同时提供交通数据和交通图像的检测方式。同时，视频车辆检测方式也便于ITS系统集成和数据应用，可为建立符合时代特色和发展方向的智能交通系统的数据检测系统提供完善的交通基础数据，机动车闯红灯系统检测记录主机也正因此得以获得推广和应用。第二章 系统组成和工作原理2.1系统组成视频闯红灯自动记录系统采用了邻域差分技术、帧相减技术、计算机技术和自适应技术等高新技术，主要是用来对城市交叉路口的机动车违法闯红灯行为进行常年不间断的自动记录，并对违法行为进行处理的新一代的智能交通检测装置。检测手段：视频检测抓拍方式：视频或数码抓拍2.1.1系统构成视频闯红灯自动记录系统由路口闯红灯车辆检测部分、指挥中心管理部分和通讯网络部分等三部分构成。其中，路口检测部分由图像采集单元、视频图像处理和记录单元、信号灯接入单元、补光和防护单元等几部分组成。路口检测部分的构成如下图所示：图2.1 系统路口检测部分结构图2.1.2路口检测部分1图像采集单元图像采集单元主要由检测和记录车辆信息的专业CCD摄像机、光学镜头等设备组成。一个检测方向安装一只全景摄像机和相应车道数的车牌特写摄像机。其中，全景摄像机用于拍摄路口同一行驶方向的车辆违法闯红灯情况，包括信号灯状态、停车线和通行车辆三要素，同时用于检测主机设置虚拟线圈；车牌特写摄像机用于拍摄被检测车道上违法车辆的车牌，包括车辆颜色及行驶方向。为保证检测精度和抓拍效果，摄像机均固定在车道正上方。同时，选用照度在0.3Lux以下，分辨率在480线以上，具有强光抑制和电子快门可调的高性能彩色摄像机。要求摄像机能够实现移动物体的智能背光补偿，使移动物体可以清晰地显现；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量、现场光线对比强烈造成画面失真等问题。另外，应该选择与摄像机匹配的，具有性能优良、透光性好、视角较广、焦距合适的光学电子镜头，以保证所采集的车辆信息具有较高的清晰度。全景摄像机最好是能选择1/2靶面的高性能的摄像机和镜头，以保证足够的通光量和对环境的适应能力。2视频图像处理和记录单元主要由嵌入式机动车闯红灯系统检测记录主机（简称“主机”）及相关配套设备组成。主机接收全景摄像机送来的图像信号，通过在视频图像上设置虚拟线圈的方式，与路口红绿灯信号相结合，对过往车辆进行检测。在工作中，当信号灯处在绿灯相位时，系统只对通行车辆进行监测，并不抓拍通过车辆；当信号灯处在红灯相位时，如果有机动车通过设有虚拟线圈的区域，主机就会判定为有车闯红灯，并立即发出告警信号并启动抓拍模块，对车辆进行捕获。如果在红灯相位时有静止车辆压在停车线上或停在路口中间，由于没有向前运动的过程，将不会抓拍该车辆。检测主机采用模块化结构，并根据检测点实际情况进行配置。如果需要对摄像机图像进行录像，可选择视频服务器，通过它可对摄像机图像进行全天候的滚动记录。信号灯处理单元对红绿灯的220V控制信号进行处理，转换成数字信号，在红灯状态时启动预先设置的虚拟线圈，对红灯时通过的机动车进行记录，而在绿灯时不记录。 通讯单元实现抓拍的违法图片和相关数据的上传。3路口补光部分在以往的电子警察系统中，大多数都采用闪光灯对夜间路口光线不足点进行补光，该设备补光效果很好，但是采用未处理过的瞬间强光补光，特别在交通路口闪光会严重影响驾驶员的操作，是严重的交通安全事故隐患。为此，针对这一行业性的难题，我公司已经开发出了一套新的LED补光系统，经过实际应用证明，该系统补光效果非常好，大大提高了视频采集的图像质量，并且不会影响到对面的驾驶员。 图2.2 补光灯外形示意图我公司自主研发生产的补光系统是专门用于视频检测的前端补光设备，该产品采用了LED点阵光源及视频同步脉冲发光技术，具有光线柔和、照射距离远、寿命长、功耗低的特点。该补光灯与摄像机采用一体化安装方式，外观简洁、使用方便，工作时不会影响驾车司机，完全符合公安部颁布的有关道路补光规定条例。4防护单元部分主要由摄像机护罩、设备机箱、电源保护、防雷、温控等装置构成。防护罩作为摄像机在室外较恶劣环境下使用的保护装置，要求密封好，防尘、防雨，具有恒温装置，能满足设备长时间不间断工作的需要。设备机箱是容纳本地的检测存储和传输设备的装置，要求能保证设备在室外长时间不间断运行。箱体采用钢材喷塑制作，美观大方，确保机箱具有良好的防水、防尘、防锈、加温、散热、防盗、防曝晒的结构。同时，箱体内安装接线排和检修插座，箱体内部布置有条理，接线有序整齐，并充分考虑钥匙的统一性和实用性以及设备安全。接入过载、接地、漏电、短路、防雷保护装置并符合国家相关电器安全标准。具备自动恒温装置，保证系统在野外恶劣环境下长时间稳定运行。2.1.3通讯网络部分通讯网络部分主要是实现记录图片和数据的传输。路口检测部分记录的违法信息，可通过有线网络和无线网络进行传输。有线网络可以是光纤、电话线、宽带接入等构成的以太网络，也可以是相应的RS232、RS485等串口点对点专线传送；无线网络可以是无线网桥，也可以是电信运营商提供的GSM、CDMA等电信网。在不具备网络条件时，用户还可通过笔记本电脑或其它移动存储器，到现场直接提取数据来实现图片的上传和系统的管理。图2.3 电子警察系统网络结构图记录的闯红灯车辆的图片及相关数据，通过网络自动、手动上传到中心。同时，位于指挥中心的计算机可以与检测路口的主机进行数据交换，除获取违法车辆的信息外，还可对各路口的检测主机进行远程控制，对检测参数重新进行调整。远程传输设备可实现系统的远程管理和资源共享,也是系统正常运行的基本保障。2.1.4中心管理部分中心管理系统是主要实现对前端设备进行管理和控制，对违法数据进行统计和处理，是电子警察视频闯红灯自动记录系统的中枢系统。 图2.4 中心端设备构成及连接图系统中心架构采用基于 CS方式的三层体系架构；包括指挥中心专用服务器、多个工作站、路由器和网络交换机、防火墙等设备，主要完成图片和数据信息的交换、存储、查询、统计、数据备份、违章行为的认定、报表生成和打印，以及对前端设备的管理等工作。服务器是整个指挥中心系统的核心部分，通常选用高性能（双CPU）的专业级产品，通过传输设备和网络与前端的设备相连，利用相关传输软件向工作站发出信息，以提取工作站的各种相关数据及视频图片。工作站主要完成图片和数据的统计、制表等工作，处理后的信息再返回到服务器进行存储。同时，工作站还可调用已存储在服务器内的信息，进行数据的查询、备份等工作。2.2 系统工作原理2.2.1系统工作基本流程闯红灯自动记录系统主要实现对行驶车辆的检测，对违法闯红灯车辆的记录、图像存储、视频数据传输和处理。在整个过程中，对车辆的检测和记录是整个系统的主要部分。视频信号及红灯信号直接送入检测主机，主机对接收的视频图像进行处理，提取车辆信息。其抓拍过程主要有三个步骤：当红灯状态下主机检测到有车辆信息时，表明有车辆驶近停车线，主机将及时发出命令给抓拍模块，抓拍一张过程图片。 停车线线圈1线圈2图2.5 违法过程模拟图一如果车辆继续向前行驶并压在停车线和斑马线上时，抓拍一张车牌特写图片，同时抓拍第二张车辆向前行驶的过程图片。停车线线圈1线圈2图2.6 违法过程模拟图二 当车辆继续向前行驶并进入路口中央时，抓拍第三张车辆向前行驶的过程图片。停车线线圈1线圈2图2.7 违法过程模拟图三待确认是车辆闯红灯后，主机将把记录的图片信息保存下来，并记录违法的时间、地点、红灯起止时间等信息。记录的车辆闯红灯信息，通过通信线路和相关软件，响应用户的需求，自动或手动传送到管理中心。操作员在中心通过管理软件，对违法信息进行录入、制表、统计、处罚等工作。在通信中断的情况下，操作员也可通过笔记本电脑，到前端路口手动提取图片和数据。2.2.2检测和识别原理检测和识别原理框图如下：VSHS全景摄像机视频预处理视频特征信号提取数据处理与储存虚拟线圈产生与设置动目标跟踪违章车辆记录与传输控制信号输出交控中心 图2.8 视频检测原理图CCD摄像机获取的道路交通图像信号送给视频预处理电路。预处理的功能：提供HS和VS信号；降低视频信号噪音；通过AGC（自动增益）作用，清除天气变化对视频信号的影响；通过帧相减技术处理，消除静态阴影和背景的影响。通过邻域差分处理，消除动态阴影的影响。通过预处理后的信号送给视频特征信号提取单元。视频特征信号提取单元实时寻找视频特征信号阀值，把视频特征信号提取出来。视频特征信号提取单元的输出分为两路，一路送给数据处理器，由数据处理器根据视频特征信号的特征处理出所需要的交通信息；另一路送给移动目标跟踪单元，它根据视频特征信号的特征实行梯度运算，实现边缘动目标跟踪，或实行质心运算实现运动车辆的跟踪。两路实时信号把车辆数据和目标运动轨迹数据送给数据处理单元，由数据处理单元把接收到的数据规格化，控制抓拍单元对违法车辆进行抓拍。虚拟线圈产生器接收视频信号预处理器送来的HS、VS同步信号供虚拟线圈用，虚拟线圈的位置大小可通过计算机操作设置。传统的视频检测方式，一般采用模式识别法来进行违法车辆的检测。这种方法首先是将路口画面分为多个特定的专项区域，由计算机分别将这几个区域的图像信号与前一幅图像进行比较和区别，如果有变化而且目标足够大，既将变化区域作为一个独立单元，与储存在计算机内的机动车模型进行比较，如果符合条件则认为是机动车辆。这种判断方式在时间上必然有一定的延迟。另外，由于工控机既要进行车辆的检索和比对，又要进行图像抓拍，其资源不能满足要求，因此只能采用视频切换的方式来抓拍相应车道的违法车辆，不能实时抓拍违法车辆，在拍摄多辆违法车辆时尤其困难。我们选用的产品针对以上情况，采用了邻域差分技术和帧相减技术，并综合考虑了字符和模式识别技术。当车辆压上虚拟线圈的边缘时，检测主机就会发出指令，启动抓拍系统进行车辆捕获，并进行字符和模型比对，待确认违法后再保存下来。2.3 系统软件配置电子警察视频闯红灯检测系统软件由路口前端软件和中心端处理软件组成。路口前端软件主要由闯红灯检测模块、记录模块、远程传输模块组成。2.3.1 路口前端软件违法闯红灯前端记录软件主要实现对嵌入式检测仪主机的设置和管理，对系统抓拍参数的设置，视频图像设置以及抓拍时间段设置等功能软件界面如下所示：图2.9 记录软件界面示意图本软件主要完成以下几项功能：检测点信息的设置，包括路口名称，检测方向，检测时间；检测虚拟线圈的设置：线圈位置、大小；检测参数设置：检测阀值、时间切换等；其中阀值设置又包括几项：a) 白天检测阀值b) 白天最小检测阀值c) 晚上检测阀值d) 晚上最小检测阀值红灯信号设置：设置对应的红灯信号输入。对抓拍图片的参数进行设置：抓拍图片质量、分辨率等参数设置。1. 闯红灯记录模块软件对闯红灯车辆进行记录。其中包括1幅车辆牌照特写图片：能够辨认车辆号牌；2-3幅全景图片：记录机动车闯红灯的过程，包括车辆位置和停车线的位置，能清晰反映信号灯状态。另外系统还能够准确的显示被检测车道的车流量数和闯红灯车辆数。2.远程传输模块系统传输功能是以一个基于TCP/IP协议软件模块来实现，通过设置IP地址进行通信的远程传输，它的上传与下传均采用FTP(File Transfer Protocol，即文件传输协议)方式进行。图2.10 传输软件界面示意图FTP服务软件是一种被广泛运用的传输软件，支持3x/9x/ME/NT/2K等全Windows系列，可以设定多个FTP服务器、限定登录用户的权限、登录主目录及空间大小等，功能非常完备。通过传输软件，各路口记录的车辆信息和图片，都可自动的上传到指挥中心服务器或工作站，再由工作人员调用服务器或工作站的信息，对闯红灯车辆进行处理。工作人员也可手动提取各路口的车辆信息。2.3.2中心端软件中心软件主要完成对交通违法信息的录入、存储、查询、统计和制表等工作。中心端软件分为两大部分，即服务器和工作站。服务器和工作站之间为C/S架构。可以在不同地点、不同网段、不同机器构建众多客户共同访问同一个服务器。由于构建为C/S架构，保证了在巨大数据量情况下，不同客户同时或非同时操作数据的准确性和及时性。1.服务器端 服务器模块采用Windows 2000 Advance Server的操作系统，服务器数据库采用Oracle 9.0.1.1.1 Enterprise Server。本模块通过Ftp服务器软件：Serv-U 6.1接收前端各个检测点传回的闯红灯违法数据，然后通过（Autotvi.exe）软件模块自动把所有前端传回的违法闯红灯数据导入Oracle数据库中，它同时实现一些诸如违法时间、违法地点、违法类型等数据的自动识别。 本系统采用Windows 2000 Advance Server 作为工作环境主要是因为Windows 2000 Advance Server 系统稳定，界面美观、内核处理能力强，能支持多用户操作。数据库服务器： 交通违法信息的数据全部存储在此数据库里。所有工作站的操作和浏览数据全部取至于此。数据自动录入模块： 对本地磁盘上的违法图片文件直接导入到数据库，并且对数据自动作初步的识别和计算，大大减少人工手动输入诸如违法地点、时间、类型等需要耗费的时间和精力。Ftp服务器软件： 自动接收前端传来的交通违法信息，保存在服务器上，以供其他模块调用。工作流程： 图2.11 中心服务器流程图2.工作站： 工作站系统软件模块： 操作系统：Windows 2000 Professional。 工作站数据库：Oracle 9.0.1.1.1 Client。 违法信息管理平台：tviM.exe。操作系统：提供违法信息管理平台的工作环境。工作站数据库：主要提供临时方便的连接服务器的功能，以及提供Oracle的数据库驱动程序。违法信息管理平台:违法信息管理平台直接为用户服务。该平台实现违法数据的处理，用户可对违法数据进行各种操作，并提供查询、操作、打印等功能。系统工作流程如下图所示：信息管理详细处理流程：1）用户管理 为了保证系统与数据的安全性，用户使用本系统必须以授权的用户名与密码登录，否则不能使用本系统。 2）违法新数据操作 用户从中心服务器数据库获取新的违法数据， 录入违法车辆车牌信息，生成违法通知数据并自动存入数据库。3）操作违法通知数据 用户对生成的违法通知数据进行编辑/处理/打印等工作。用鼠标双击所需要修改/处理/打印的违法通知数据，就可以调出本功能模块进行所需要的处理了。l 保存：不进行数据合法性检查，保存当前所做的修改。 l 处理：进行数据合法、完整性检查，假如数据合法完整，则处理此违法信息。处理以后将不能对其进行任何修改操作。如果系统设置中设置了处理以后自动删除违法图片，系统将会提示是否需要删除违法图片。当然，也可以在以后的操作中在违法图片区域按鼠标右键来删除违法图片。 l 打印：进行数据合法、完整性检查，假如数据合法完整，则打印此违法通知数据，生成处罚数据即违法通知单。4）操作处罚数据 违法通知单递交邮局并收取违法处罚金后，证明该处罚数据已经被处理完成，可以进行注销处理，该数据将自动被录入在已处罚数据库中，供以后查询。5）查找处罚数据 系统允许用户根据查询条件查找违法闯红灯系统的处罚数据。系统的查找功能允许用户灵活的组合查找条件。 系统允许用户通过输入字段的方式对违法记录进行查找，违法字段可包括：记录编号、路口名称、方向名称、违法时间、违法类型、车牌号码、处理时间等。 6）违法通知单通过处理后的违法信息具备违法车辆闯红灯的所有数据，包括如下几部分：l 违法的道路交叉口地点、路口名称、行驶方向及车道；l 驾驶员违法的方式、车辆越过停车线的时间（含年月日、时、分、秒）；l 违法时信号灯相位相关的红灯起止时间（含年月日、时、分、秒）；l 自动或人工识别的违法车辆的车牌号；l 通过自动或人工进行链接查询到的车主姓名；l 违法车辆闯红灯时的图片、特写信号灯或车辆信息、车辆号牌及车牌颜色等。图2.12 违法通知单1图2.13 违法通知单23后端查询软件该软件用于中心端的触摸屏上供违法车辆驾驶人查询自己的违法图片。该软件界面操作简单，用户只需依次点击自己的车牌号码到“您的车牌号码”相应位置，然后点击确定查看自己是否违法及违法次数、违法过程等基本信息，达到公开、公平、公正的原则。图2.12 触摸屏查询软件界面第三章 系统性能特点3.1系统技术特点本系统是现代交通管理系统（ITS）重要组成部分，用于各种平面交叉路口，全天候不间断对闯红灯违法行为进行自动检测，对违法车辆进行图文信息智能化自动处理。图3.1 视频闯红灯自动记录系统拓扑图其主要技术特点如下：1. 视频检测方式利用摄像机作为传感器，采用视频检测技术，实现道路交叉口机动车辆的检测。视频检测方式是现阶段“电子警察”中应用较为广泛的一种检测方式，它通过控制计算机，利用先进的视频处理技术、自动控制技术、自适应技术和计算机网络与通信技术等高新技术，采用软、硬件相结合的办法，检测车辆通过时视频参数的变化，以确定是否有车辆通过。与其它检测方式如环形线圈检测，超声波或微波、雷达、激光检测，红外线检测相比，虚拟线圈的检测单元不用埋设感应线圈，也不会对过往的车辆和行人造成伤害，而且可以根据业主的需要和路面的重新规划，重新设置或移动检测单元，其具有安装方便、使用及维护简便、设置灵活、检测范围广、性价比高、功能全、可实施过程检测、易升级等优点。2. 模块化组合结构SGW-100H嵌入式视频闯红灯检测仪采用模块化组合方式，可以根据使用需要，灵活组合，保证最优的性能价格比，并可以根据需要进行系统扩展和升级。系统具备多车道检测功能，可根据实际需要进行配置，检测一个道路交叉口多个方向，每个方向1-4条车道的车辆。3. 实时抓拍违法车辆闯红灯检测仪能实时检测任何机动车辆通过路口的情况，记录机动车违法闯红灯行为。自动辨别车辆进入停车线的时间，对于红灯亮前进入停车线的静态车辆不抓拍，对红灯时间内闯红灯车辆实时检测。4. 高有效率和成功率视频闯红灯检测仪采用的视频处理技术，确保整个系统具有极高的可靠性和使用性，违法车辆记录可以是单张车辆特征图片，也可以是多张图片构成的车辆运行轨迹。5. 去除环境因素干扰SGW-100H嵌入式视频闯红灯检测仪可有效去除行人、非机动车、天气等场景因素的干扰，防止无效的检测图片所造成的系统资源浪费，增添工作人员无谓的工作量。6. 充分、有效的执法依据所抓拍到的机动车违法照片，包括清晰的闯红灯车辆、停车线、信号灯等违法要素，能够充分地作为执法依据。另外，系统还记录有违法地点、违法类型、违法时间、红灯起止时间等数据信息。7. 图片和数据的本地存储对机动车闯红灯行为，检测器可连续记录2万辆以上的机动车违法数据。8. 图片和数据自动上传电子警察系统通过专用或公用网络，以及安装于服务器上的上端管理软件，在设定的时间段，将违法信息自动上传至中心服务器。上端管理软件能在指挥中心进行图像传输的控制，实时管理各违法地点。还可根据需要，通过笔记本电脑或移动硬盘，直接在路口进行数据下载。9. 全天候实时检测本系统选用超高清晰度、宽动态的高性能摄像机，配合高性能变焦镜头，实现检测路口全景和近景图像的拍摄。摄像机的超低照度功能和镜头的自动光圈控制功能，可使系统在白天强光和夜间低照度下均能正常运行，确保系统能24小时全天候工作，图像清晰。10. 运行稳定，使用方便，可靠性高系统选用高性能，高可靠性的设备和元器件，具有长时间稳定运行功能。设备机柜和防护罩均具有接地、防雷、防雨雪等保护装置，及加热和降温装置，保证设备的正常运行。3.2系统性能参数Ø 视频检测方式，检测交叉路口1-4个方向的机动车辆闯红灯违法行为；Ø 记录机动车单次闯红灯过程中多个位置的信息以反映机动车闯红灯违法过程。图片信息能清晰辨别闯红灯时间、号牌号码、车辆外形、红灯状态、停车线以及机动车相对于停车线的位置等情况；Ø 每车抓拍图片：2-3张全景，1张近景；Ø 图像分辨率：768*576；Ø 违法车辆信息包括：违法时间、违法地点、违法行为、违法证据（抓拍的图片）、红灯起止时间等；Ø 在天气晴朗无雾，号牌无遮挡、无污损的条件下，机动车闯红灯捕获率不小于98；Ø 保证正确捕获率的夜晚被检测点光照度：10Lux；Ø 如果在白天受日光影响，现场光照度太强而造成图像发亮、不清楚，红灯不清楚，需要增加强光抑制镜头；Ø 如果在夜晚光照度不够，场景比较昏暗，需要增加250W集照式可