城市道路交通卡口系统.docx
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1、目 录第一章 前 言3系统背景3第二章 概述51、指导思想52、设计原则53、设计标准64、系统功能概述7第三章 系统介绍81、工作流程82、系统组成82.1硬件(以两车道为例)92.2软件系统103、系统功能113.1识别系统113.2管理系统12第四章 网络与指挥中心系统161、网络通讯系统162、指挥中心系统1621系统介绍1622系统功能1623组成结构1824扩展功能的建议22第五章主要技术指标231、车辆车牌抓拍与自动识别232、车辆车速测定233、影响因素分析244、车牌识别核心技术简介24第六章 系统设备261、设备选择的基本原则261.1系统安全要求261.2设备安装要求26
2、1.3材料要求261.4电气装置要求261.5夜间补光要求271.6工作环境适应性271.7电源适应性272、系统主要设备283、中心机房283.1装修283.2人流及出入口293.3噪声及振动控制293.4其它304、避雷和接地装置31第七章 系统配置32说明32道路交通卡口系统第一章 前 言1、系统背景随着我国综合实力和国民收入水平的提高,机动车保有量每年以15%20%的速度在迅猛增长,道路建设步伐不断加快,全国城市化水平也在不断提高,交通管理现状和需求的矛盾进一步加剧,与交通相关的刑事和治安案件也逐年上升,特别是像肇事或做案后驾车沿公路逃逸、盗抢机动车辆、车辆违章行驶等。针对上述问题,公
3、安部相继开展了创建平安大道活动和实施畅通工程,其目的是提高交通管理水平,向科技要警力,适应我国现代化建设需要。在现代智能交通管理中,利用视频技术获取各种交通数据和对违章车辆进行检测和监控,具有快速、准确、直观等优点,便于交通指挥管理部门和道路使用者及时了解道路交通状况,准确做出决策进行道路交通指挥管理和合理行车路径选择。道路交通卡口系统是安装在公路任意断面上,包括的城市的出入口、收费站、省际和市际卡口等处。卡口系统对过往车辆进行自动实时拍摄与记录,并由计算机进行车牌识别以及对车辆进行行驶速度和各类违章的检测、数据采集与报警,必将进一步加大对交通违章、涉案车辆和公路干线交通状况的监控力度,为侦破
4、肇事逃逸案件和治安、刑事案件以及交通违章处理提供有力的线索和证据。有效地遏制交通违章现象,消除交通隐患,降低机动车肇事逃逸和车辆盗抢案件,提高道路交通管理的智能化、现代化水平。系统把先进的计算机技术、图像处理技术、通信技术、自动化控制技术等进行有机结合,通过对动态的视频图像数据实时处理,实现对车辆违章行为自动识别以及对车辆进行行驶速度和各类违章的检测、数据采集与报警。本方案以双向两车道的公路断面为描述背景,采用最优系统配置。同时,本系统是一个模块化的结构,可以根据实际情况进行组合,以适应各种道路情况。第二章 概述1、指导思想坚持从实际出发,因地制宜,近期目标与长远发展相结合,立足于成熟、可靠、
5、经济、先进适用的智能交通监控与管理技术,紧闭结合公安交通管理工作实际,注重系统的实用性,合同配置资源,服从、服务于公安交通管理业务需要的原则;采用开放性,模块化、智能化的互联体系结构,依托现有公安交通管理信息网络系统和交通指挥中心管理系统,将各子系统融合成一个有机的整体,实现整个系统科学、高效、可靠、协调的管理与运行。2、设计原则成熟性:采用的识别系统是国内首家通过公安部部级鉴定的车牌识别系统,该系统已在全国10个省市公安交通管理部门成功应用,其中为2008北京奥运服务的交通旅行时间采集系统已完成并通过验收,运行情况良好,得到了业主的高度评价先进性:充分利用科技进步成果,采用先进设备和软件,使
6、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。实用性:系统功能充分满足用户的实际需求,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的实际情况相吻合。可靠性:选用集成度高的设备。采用自动检测、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。提供数据备份、恢复措施。系统还将提供用户等级权限保护,有效排除人为因素的干扰。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
7、同一物理量的重复测试偏差在合理的额定范围内。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。3、设计标准本方案中设计将遵循以下标准:GB5019894民用闭路监控电视系统工程技术规范GB50057-94建筑物防雷设计规范GB6510-8630MHz1GHz声音和电视信号的电缆分配系统GA3082001安防系统工程验收规范GA/T70-94/T74-94中华人民共和国公共安全行业标准GA/T75-94安全防范工程程序与要求GB50174-93电子计算机机房设计规范SJ/T300
8、03-93电子计算机机房施工及验收规范JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范YD500394电信专用房屋设计规范安防系统工程质量检验实施细则(试行稿)工业企业通讯接地设计规范4、系统功能概述1) 抓拍并保存车辆图片系统检测车辆,当车辆通过检测区,系统能够准确地拍摄通过车辆的拍照特写图片和车辆全景图片各一张。牌照特写图片清楚地反映了车牌号码,可用于机器识别和人工辨认牌照号。车辆全景图片可以供人工辨认车型、颜色等信息。系统采用工业级摄象机,能够在各种复杂光线下拍摄出清晰的图片。图片采用JPEG的格式存储。2) 识别车辆牌照系统能够自动识别牌照特写图片,并识别出车辆牌照号码。系统能够识别符合“GA
9、36-92”(92式牌照)和“GA36.1-2001”(02式新牌照)标准的民用牌照和军车、警车等特殊牌照的汉字、字母、数字、颜色等信息。3) 测量车速、车长系统安装两个线圈检测车辆,每通过一个线圈会触发个信号,根据两个信号的时间差,持续的时间,和线圈距离可计算出车速、车长。系统综合车长和牌照颜色可得到车型。4) 实时报警根据系统实时采集到的信息,可进行各类报警,如超速报警,布控车辆报警。5) 车辆信息管理通过卡口的车辆的各种信息(时间、地点、速度、车型、图片、告警信息)都会保存到数据库中。同时,数据库提供灵活、方便的手段让用户搜索、浏览车辆历史数据。第三章 系统介绍卡口系统采用高速行驶汽车号
10、牌自动识别系统作为核心技术,对过往车辆进行连续全天候实时监测。1、工作流程卡口系统工作过程如下:通过安装在路边的监测设备,实时抓拍该卡点监控范围内通过车辆的图像(包括该车辆车牌和全景图像),通过图像处理和模式识别等先进技术自动识别其号牌及号牌颜色,并分析判断车型,分析识别后保存其完整号牌,车辆号牌颜色,车辆车型和抓拍到的图像以及通过时间,车速,行驶方向,地点等信息。同时将识别的结果与数据库中信息进行比对,若为“黑名单”中车辆,则自动报警。同时监测超速、逆行、跨压双实线、不按道行驶等违章行为,除保存上述数据外(逆行车辆不进行号牌识别),还将记录行驶方向,车速以及违章原因等信息,为处罚提供依据,并
11、自动报警。安装在工控机中的交通统计分析软件对采集的数据进行处理,得到所需交通信息并保存。将来联网后报警信息与相应车辆图像等数据将实时上传到中心系统,其余数据可采用定时发送的方式。系统提供远程控制功能,接收到远端中心系统的指令,进行有效性检验后,能实时响应。包括数据更新,数据查询,指定数据上传等。另外,公安专网上其它合法的电脑用户(未通过中心系统转发而直接发送请求)也可访问卡口系统,系统将检验该用户的身份,并根据其权限对通过检验的合法用户提供相应服务。2、系统组成2.1硬件(以两车道为例)卡口系统由工控机、摄像设备、辅助灯、地感线圈以及车辆检测器等组成。摄像设备中包括摄像机、防护罩、防雷接地设备
12、等。通过视频线和电源线等传输线路将摄像部分与路边的工控机连接。其中,摄像设备采集的实时视频信号通过视频线传入到工控机中,环形线圈的触发信号通过线路传输到车辆检测器中,智能控制开关自动调节辅助灯亮度,以便得到质量更好的拍摄图像。工控机为卡口系统的核心设备,与其余设备一起协调工作。另外,工控机通过网络通信线路与远端中心系统连接,进行数据和指令的传输,以及为公安专网上其它合法的电脑用户提供远程服务。双向双车道卡口系统总成图2.2软件系统卡口系统在逻辑上由若干模块构成,分别是摄像模块、照明模块、视频控制模块、车辆检测模块、车辆抓拍模块、车辆号牌识别模块、车型识别模块、车速检测模块、逆行检测模块、跨压双
13、实线检测模块、不按道行驶检测模块、信息处理模块、存储模块、统计模块、自动报警模块、网络通信模块。根据各个功能模块来完成各种性能指标。3、系统功能系统逻辑上由识别系统和管理系统两大模块构成: 识别系统主要负责图象的抓拍,识别,测量车速等; 管理系统主要负责数据的处理,存储,网络通讯等。下面是对识别系统和管理系统的功能分别进行描述。3.1识别系统该系统能全天候、不间断地对过往的所有机动车辆进行自动拍摄,并把车辆全景、车牌、速度、日期、时间、车辆行驶方向等信息发送给管理系统。 图像抓拍每部车辆通过地感线圈或视频检测触发识别主机来抓拍图像(全景和车牌各一幅图像)。 车牌识别识别软件对抓拍的车牌图象分析
14、处理识别,得到车牌各类信息。 测量车速当车辆通过线圈时,车辆检测模块收到两个触发信号后,立即记录车辆通过时间,通过计算,得到车辆通过这两块线圈的时间差,通过下述公式:车辆通过时的瞬时速度 线圈间距 / 时间差并经过偏差矫正,可计算得到车速。3.2管理系统操作人员是通过通过管理软件来使用该系统的,管理软件具有汉化界面、简洁直观、操作方便,各个功能都可根据需要进行配置和管理;比如设置最高车速、行车方向、地点、时间、报警方式(声光报警)等。用户经过简单的培训就能掌握整个系统的操作,系统故障提示都是采用中文的提示。1、信息处理接收识别系统发送过来的各类信息,保存到数据库并依据的用户的设置进行相应处理。
15、违章处理功能由识别系统传送来的各种信息,包括识别出的号牌、报警信息、车辆图像等,通过与连接的后台数据库或本机上的数据库进行查询比对,可判断是若为“黑名单”中的车辆;接收逆行、跨压双实线检测模块的报警信息,经过有效性判断后,综合其它相关信息,可判断是否逆行、跨压双实线;依据用户的设置,还可进行超速,不按道行驶,以及特定的违章行为判断。在违章处理后,生成各类报警信息发送到报警模块。2、远程维护和报警功能该系统提供多种的网络接口(MODEM、TCP/IP、DDN等)与现有的公安交通管理网络进行通信,通信协议根据用户要求而定,提供各种远程维护信息。1)、提供远端控制功能,通过检验远端指令的有效性后,对
16、合法指令进行响应。包括数据更新,数据查询,数据传送以及系统设置等操作。2)、采用软硬件结合方式,能自动监控系统的正常工作。同时采用定时报告和紧急报告两种方式,向远端指挥中心报告情况,使中心值班人员更方便,有效地监控系统正常运行。其中工作情况采用定时报告方式;紧急情况包括无法解决的系统问题、报警信息等。3)系统的室外设备箱都安装有防盗报警装置,通过此装置来触发报警信号,通过网络传输到指挥中心。3、精确和模糊查询功能提供准确查询和模糊查询两种方式。如下图所示,可利用日期、时间范围,行驶方向、车型(大小车)、速度、车牌、报警类型(违章类型)等等多种方式进行灵活地查询,包括单一条件查询、组合条件的查询
17、。4、统计及打印功能统计能对多种交通信息进行统计。 在每个卡点可实现包括车道机动车流驶入量、车道机动车流驶出量、车辆通过的瞬时速度、平均车头距离等交通信息的统计。通过网络系统,将各值班点的统计数据传输到指挥中心,还可实现包括城区出入车辆数及车辆OD调查等交通信息的统计。统计数据可通过多种直观的图示方法进行显示,包括直方图、饼图、折线图、柱型图等。分析系统能对采集到的交通参数进行分析计算,包括道路驶入量和驶出量、引道驶出比例、路段平均机动车延误、平均车速、路段平均车辆占有率等信息。还可根据用户需要,开发能检验样本数据以及采用多种统计分析算法的分析软件。分析数据可通过多种直观的图示方法进行显示,包
18、括直方图、饼图、折线图、柱型图等。主要用于对系统采集数据进行统计,得到相关交通信息。打印提供打印功能,能将打印各种所需的交通信息,打印的格式将按照用户预先设置的格式。包括统计直方图,查询的结果等信息均可打印。5、系统支持二次开发该系统的管理软件提供二次软件开发功能,提供标准(企业自定)的开放开发接口给用户,标准接口包括了接口数据格式、数据定义、通信协议、库函数以及开发控件等,满足用户将来与指挥中心联网的需要。将来如果用户需要进行二次开发,我们将为用户提供帮助。6、完善的系统管理多级用户权限管理用户权限分为操作员、管理员以及系统分析员三个级别,每个级别各具不同的工作权限。防病毒软件该系统中采用最
19、新的瑞星防病毒软件2005增强版,能有效的防治病毒。实时地查毒、杀毒处理,提高系统的抗病毒干扰的能力。7、循环存储功能该系统提供自动更新和循环存储功能,所有的系统采集到的交通信息均可存储在硬盘上,同时统计得到的结果以及用户输入的信息均可进行保存。存储的信息的路径将由用户根据实际情况进行选择,还可根据需要,采用不同的压缩方式对保存数据进行先压缩后存储的操作,增大系统存储信息的总量。系统存储包括一幅车牌图像、一幅全景图像,车辆通过时间,识别出的车牌信息(包括号牌字符和号牌颜色)以及根据数据库查询出信息(例如车主,厂商信息)等。为了增加存储图像数,采用JPEG图像压缩技术,压缩比为2040倍,每套设
20、备存储彩色全景图可达几十万幅。当系统容量饱和时,即已存储的图像达到了系统的最大容量,系统能对以前的图像逐步自动刷新,即对最前面的图像数据依次进行覆盖,始终保留最新数据。数据备份系统采用P4双硬盘工业计算机(IPC-810),其中一个硬盘用来备份数据,来保护用户数据不因意外情况而发生掉失图像的现象。第四章 网络与指挥中心系统1、网络通讯系统网络通信系统用于连接卡口系统和中心系统,可传输、交换数据或执行其它指令。例如,“黑名单”数据的实时下载更新或上传更新。系统可采用10M VPN光纤或DDN专线等方式来传输各种信息,使卡口系统和中心系统形成一个整体,能有效提高系统工作效率,保障了传输数据的可靠性
21、和安全性。具体的网络连接方案将根据用户需要和实际情况决定。 2、指挥中心系统21系统介绍中心系统即中央控制系统,卡口系统的各种信息和数据都可通过网络通信系统送到中心系统,进行收集、整理、调用、判断和存储。中心系统将对卡口系统的信息和数据进行分析处理,同时具有监控作用,能对卡口系统下达各种命令,卡口系统按照中心系统的指令完成相应的功能操作。这样,各站点以中心系统为核心集成在一起,形成一个有机的整体。中心系统同时提供远程服务,合法用户可通过公安专用网络在远程进行数据查询以及发送指令等。22系统功能该系统具有以下功能:自动报警功能对卡口系统传来的各种报警信息及其相关信息进行实时响应。报警范围包括系统
22、内部的故障、超速车辆和设置的车辆车牌信息(即“黑名单”中车辆)。系统采取自动报警方式提醒值班人员执行相应措施。报警采用多种方式,例如以声音报警,提醒中心的值班人员;同时在显示器屏幕上通过显示闪烁告警信息等方式报告告警的内容。或可根据客户具体需要,采用专用的报警设备等。汇总、储存数据功能通过与卡口系统的接口,接收卡口处理后的数据,例如识别出的车辆号牌,违章车辆情况以及交通信息统计数据等。汇总所有数据,并按预先设置的准则对这些数据进行存储。查询、输出功能提供友好的界面,方便的操作,实现人机对话功能。值班人员可通过多种方式,包括模糊查询和精确查询等,从保存的数据资料中查找各类信息,进行数据搜索与浏览
23、。例如,可以使用车辆车牌(通配符)、通过时间、车型、车速、地点、行驶方向、违章类别等条件进行精确或模糊查询以获得相应的数据。同样,其它具有搜索与浏览数据权限的用户也可通过公安专用网络在远程进行上述操作。所有的这些查询等操作将根据用户等级,对数据的访问具有不同的权限,这样,有效地保护数据的安全。综合调度处理功能通过与各卡口系统的接口,实现对卡口的综合调度处理功能。根据系统的运行需求,有效的协调各卡口系统对资源,信息的共用,使整个系统高效率的运行。同时对卡口系统所引起的系统非正常工作情况提供强有力的监控作用,通过报警方式通知值班人员进行相关处理,或根据预设的方式进行机器自动纠错。这两种方式可根据用
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