XTEPSHV高清闯红灯自动记录系统应用方案.doc
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1、文档编号:XT20120512AXT-EPS-HV高清闯红灯自动记录系统应用方案(视频检测) Version 2.0深圳市新创中天信息科技发展有限公司哈尔滨工业大学(威海)自动化研究所2012年05月目 录第1章概述- 2 -1.1产品应用背景- 2 -1.2高清抓拍系统简介- 3 -1.3系统设计原则- 3 -1.4系统设计依据- 5 -第2章系统介绍- 7 -2.1方案简介- 7 -2.2系统原理- 7 -2.3系统组成- 8 -2.4系统功能- 10 -2.4.1视频检测车辆功能- 10 -2.4.2闯红灯抓拍功能- 11 -2.4.3压线、逆行等违法行为抓拍- 13 -2.4.4卡口功
2、能- 14 -2.4.5号码识别和车型辨别功能- 14 -2.4.6存储功能- 16 -2.4.7数据自动上传与断网续传功能- 16 -2.4.8车辆自动报警功能- 16 -2.4.9车流量统计功能- 17 -2.4.10数据查询浏览功能- 17 -2.4.11网络远程维护功能- 18 -2.5系统优势- 18 -2.5.1系统运行稳定- 18 -2.5.2路口综合处理功能强- 18 -2.5.3具备扩展为治安卡口的功能- 18 -2.5.4违章记录防篡改功能- 19 -2.5.5具备自主知识产权- 19 -2.5.6前端缓存与中心集中存储相结合- 19 -2.5.7设备运行状态自动监视与实时
3、报警- 19 -2.5.8摄像机参数自动调整- 19 -2.6系统技术指标- 20 -2.7设备清单(以单向3车道的四方向路口为例)- 20 -第3章主要设备介绍- 22 -3.1高清网络抓拍摄像机- 22 -3.2百万高清晰镜头- 24 -3.3防护罩- 25 -3.4主控系统套件(含机柜)- 26 -3.5分控系统套件(含挂柜)- 26 -3.6嵌入式抓拍控制主机- 26 -3.7设备管理单元- 28 -3.8通讯单元- 29 -3.9视频车辆检测系统- 29 -3.10补光灯- 31 -3.11中心智能交通管理平台- 32 -3.11.1非现场违章处罚功能- 33 -第4章施工方案及工程
4、案例- 35 -4.1闯红灯现场路口布设图- 35 -4.2杆件及抓拍设备的安装- 35 -4.3基础施工- 36 -4.4线路的敷设- 37 -4.5立杆施工- 38 -4.62011年主要工程案例- 39 -第1章 概述1.1 产品应用背景近十年来,构建社会主义和谐社会已经成为政府工作的重点。要构建和谐社会,城市公共交通安全则是重中之重,城市公共交通安全是城市经济与社会发展的最根本保障。城市是一定区域的政治、经济和文化的中心,是人类居住和财富最为集中的地区,是金融、商业、交通、能源、通信等各项设施最集中的地区,因而也是安全隐患最多的地区。在现代社会,倘若一个城市的公共交通安全无法保证,就会
5、动摇其民众对政府的信心,更会影响到城市的对外窗口形象。国家经济蓬勃发展,城市化进程加快,公众经济收入不断增长,机动车价格不断下降,民用汽车已从过去的奢侈品定位逐步成为城市自助出行的代步工具,城市机动车保有量迅速增长。城市道路建设跟不上机动车增长速度的现象已在各大中城市突显出来,闯红灯、违章变道、违章超车、压线行驶、等诸多易产生交通事故的驾车行为在日常生活中频频出现,扰乱了正常的交通秩序,城市每年因此造成的车祸、连环车祸层出不穷,严重影响到公众出行安全并使得交通路况进一步恶化,这也引起了主管部门的高度重视。捕获、记录、统计、分析上述违法驾车行为,为非现场处罚系统提供扎实、准确的依据,加大处罚和打
6、击力度,增加违法成本,以此警示出行公众进而减少上述违法驾车行为、提升公众出行安全系数、稳定交通路况,缓解交通拥堵,成为主管部门的努力方向,电子警察系统应运而生。冲红灯违章是造成当今社会交通事故的主要隐患之一。电子警察系统可以广泛应用在无人值守的路口、单行线、禁行、限时道路、限车型车道、主辅路进出口、公交专用道、违章超速、压线、变道等。利用科技手段实现对这一违章行为进行有力的治理,既能有效的防止此类交通违章行为,减少由此引起的事故,又能对违章的驾驶员起到很大的威慑作用,促进交通秩序向良性循环,同时能将部分交警从岗亭上解放下来,在一定程度上缓解警力不足的矛盾,真正体现向科学技术要警力的无穷力量。这
7、一系统解决了无人值守路口无法对冲红灯车辆进行处罚的问题,同时也为交通管理部门执法提供了科学依据。1.2 高清抓拍系统简介综合分析了基于标清摄像机抓拍系统、基于数码相机抓拍系统的优缺点,及城市交通管理部门对科技强警的需求,我公司推出具有自主知识产权的高清抓拍系统,该系统为工业级产品,可靠性高、施工调试方便,并提供高分辨率图片的车辆违章证据,辅助交通管理部门执法,可以实现闯红灯抓拍、治安卡口、区间测速、超速及逆行等违章行为抓拍;我公司的高清抓拍系统前端由高清网络抓拍摄像机、车辆检测器(可支持环形线圈检测、视频检测、雷达检测等)、嵌入式抓拍控制主机、智能设备管理单元、集光电交换于一体的工业级网络通讯
8、单元等组成,保证了前端子系统高效、可靠、稳定、安全地运行;系统中心的交通综合管理平台(ITCMP)实现了记录查询、实时监控、非现场违章业务的处罚、布控与报警、交通流量的统计以及前端设备管理等功能;与前端子系统一起构成了一套完整、可靠、免维护的车辆自动记录系统。我公司高清网络抓拍系统,包括高清闯红灯抓拍系统、高清治安卡口系统、高清超速抓拍系统、高清区间测速系统等。1.3 系统设计原则l 标准化:我公司高清闯红灯抓拍系统严格按照公安部闯红灯抓拍系统通用技术条件(GA/T 496-2009)规定的技术要求进行设计,同时,在采用高清摄像技术方面又进行了功能上的扩展和性能上的提升。 l 可扩展性和兼容性
9、:由于用户未来的需求会不断发展,系统建设的规模将随之扩大,在设计上,既要在功能上推陈出新,又要兼容旧的系统,保护用户的投资,因此我们产品采用模块化设计,任何一个模块的升级都不会影响到其它模块的正常应用。 l 通用性:产品方案充分考虑用户实际情况,针对大多数用户的需求,设计出可满足各种应用的系统,并充分考虑了各种因素造成故障的可能性。 l 易用性:系统软硬件均采用嵌入式、模块化的设计,安装使用非常方便。所有车辆检测、违章抓拍、记录生成、前端与中心通讯等工作,均可自动实现,不需人为参与。l 合理性:系统严格以系统工程学及其它先进理论指导设计,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
10、件功能,性价比高。l 先进性:充分利用科技进步成果,采用先进设备和软件,使系统具有完备的功能,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。l 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、扩展。l 可行性:系统设计、选材、选型符合国家和地方政府的法规政策,与用户及上级管理部门的管理制度相适应,与用户在经济能力方面的实际情况相吻合。l 可靠性:系统设计时摒弃了传统的工控机模式,采用嵌入式架构并结合嵌入式操作系统,使得系统在任何恶劣环境下的可靠性都得到了保证。l 安全性:系统采用嵌入式linux操作系统,具有防病毒,防误操作特性,有较强的抗干扰、抗静电
11、能力,同时提供数据备份、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。1.4 系统设计依据 闯红灯抓拍系统通用技术条件(GA/T 496-2009) 公路车辆智能监测记录系统通用技术条件(GA/T 497-2009) 机动车测速仪(GBT21255-2007) 机动车测速仪通用技术条件(GA297-2001) 中华人民共和国机动车号牌(GA36-2007) 道路交通安全违法行为图像取证技术规范(GA/T8322009) 机动车、驾驶员及违法管理等相关数据库规范2004版 公路交通安全设施设计技术规范(JTJ074-2003) 中华人民共和国道路交通安全法 中华人民共和国道路交
12、通安全法实施条例 工业企业通信设计规范(GBJ42-81) 电气装置安装工程施工及验收规范(GBJ232.90.92) 民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92) 建筑物防雷设计规范(GB50057-94) 工业企业通讯接地设计规范(GBJ79-85) 中华人民共和国公共安全行业标准(GA/T70-94/T74-94) 计算机软件开发规范(GB8566-88) 以太网100BASE-T标准(IEEE802.3U) 民用闭路监控电视系统工程技术规范(GB50198-94) 民用闭路电视系统工程技术规范GB50198-94 安防视频监控系统技术要求GA/T 367-2001 中华人民共和国公共安
13、全行业标准GA38-92 中国电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232-90.92第2章 系统介绍2.1 方案简介本方案设计采用我公司研制生产的XT-EPS-HV型视频高清闯红灯电子警察系统。该系统以视频检测方式,自动对经过的车辆进行实时监测,并判断车辆是否违章;系统采用500万或200万CCD高清网络抓拍摄像机(根据路口宽度而定)作为图像采集设备,单台摄像机覆盖单向34或12车道;采用LED灯作为夜间补光灯,大大降低了对人眼的刺激;抓拍控制主机在硬件上采用嵌入式设计,运行linux操作系统,使得设备稳定可靠。2.2 系统原理系统采用自主研发的XT-D500(500万)/ XT-D200(2
14、00万)高清网络抓拍摄像机作为闯红灯抓拍系统的核心设备,车辆检测采用视频检测方式。当检测到有车辆违章时,视频检测单元向高清网络抓拍摄像机发送抓拍信号,摄像机自动对违章行为进行拍摄取证,并同时启动补光灯进行补光,违法取证照片上自动叠加违章车辆信息及防伪码,形成执法依据。当与中心的通讯线路畅通时,每抓拍一次违章后会自动将图片传至控制中心的服务器内,上传的图片由后台软件及管理计算机进行处理,如有通讯故障时,则违法图片临时存储在前端设备上。见图2-2-1 前端抓拍系统原理示意图图2-2-1 前端抓拍系统原理示意图2.3 系统组成高清闯红灯抓拍系统由路口前端子系统、网络传输部分和智能交通综合管理平台(或
15、仅仅是FTP服务器)构成。系统整体架构如下图:图 2-3-2 系统架构图XT-EPS-HV闯红灯抓拍系统前端设备由主控系统和分控系统等组成,主控系统负责路口主方向的抓拍,分控系统负责其他分方向的抓拍。主控系统和分控系统通过光纤网络互联,如图2-3-3 前端系统架构图。主方向和分方向的通讯连接仅仅通过一条光电复合缆即可完成,在降低了施工成本的前提下,即降低了施工的难度,又防止了野蛮施工对线缆造成的损害,还防止了线缆不受鼠虫的叮咬;保证系统在架构最合理的前提下,施工简单,成本最低。图 2-3-3 前端系统架构图主控系统的机柜中有嵌入式抓拍控制主机、设备管理单元以及通讯单元等。分控系统的机柜内有光电
16、交换机、电源及保护电源。前端抓拍系统组成图如下: 图 2-3-4 系统构成图2.4 系统功能2.4.1 视频检测车辆功能利用视频检测技术,在各种环境下对监控区域内行驶的违法车辆进行检测,对违章车辆进行有效捕获;一旦有违章车辆通过,视频检测器立即对该目标进行抓拍,捕获车辆图像信息。系统能够捕获到的违章行为如下:闯红灯:直行车道违章闯红灯、左转车道违章闯红灯、右转车道违章闯红灯、左转/直行等待区违章闯红灯违章禁行:违章禁左、违章禁右违章逆行、违章压双黄线不按规定车道行驶:直行车道违章左/右转、左转车道违章直行/右转、右转车道违章直行/左转)2.4.2 闯红灯抓拍功能高清闯红灯抓拍系统实现了对单方向
17、各车道闯红灯车辆的监测、图像抓拍等功能。每一违法记录拍摄连续3张包含车辆号牌、车辆外形、车辆颜色和道路全景的图片,抓拍的图片能清楚辨认车辆号牌、交通信号灯状态和车辆通过停车线不同位置的状态,其中第一张图片为车辆未越过停止线的照片,第二张图片为车辆压在停止线上的照片,第三张图片为车辆已越过停止线的照片。然后将各个图片进行字符叠加,按照设置的区域把这个车辆的车牌图片放大,以方便违法处理人员进行后续的处理。最后将4张闯红灯高清照片合成1张后存储。图2-4-1 闯红灯违章记录合成图1图2-4-2 闯红灯违章记录合成图22.4.3 压线、逆行等违法行为抓拍系统可以通过对视频的智能分析判断车辆右/左转、逆
18、向行驶、压线、违反禁令等违法行为,对逆向行驶等违法行为进行抓拍记录,系统抓拍二张违法图片,以记录违法的整个过程。图2-4-3 压线违章抓拍图2.4.4 卡口功能系统具有抓拍车尾的卡口功能,即在绿灯、黄灯状态时,对每一辆通过路口的车辆,拍摄并记录一张车辆图片,包含信号灯、停车线和整个车辆的外观,并且在图片上自动叠加车辆的通行时间、地点、方向和车道等行驶信息,生成一条通过车辆的通行记录,并将车辆图片和通行信息自动上传到中心平台。图2-4-4 卡口抓拍车辆图片2.4.5 号码识别和车型辨别功能 高清抓拍识别仪采用了高速嵌入式设备,不仅具备极高的车牌识别、处理能力,实现海量车牌数据的实时处理,而且嵌入
19、了车型识别的功能。u 车牌识别功能系统具备对民用、警用、军用、武警等汽车号牌计算机自动识别能力,白天车辆号牌识别率大于95%,夜间车辆号牌识别率大于90%。在实时记录通行车辆图像的同时,还具备对民用车牌、警用车牌、军用车牌、武警车牌的车牌计算机自动识别能力,包括2002式号牌。所能识别的字符包括:“09”十个阿拉伯数字;“AZ”二十六个英文字母;省市区汉字简称(京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台);2004新军用车牌汉字(军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成);号牌分类用汉字(警、学、领、试、
20、农、挂、拖、境) ;武警车牌字符;u 车型和颜色识别系统采用车牌颜色和视频检测技术结合的方法对车辆进行分型,能自动识别黑、蓝、黄、白、绿五种车牌底色。对于民用车来说,蓝颜色车牌表示的是小型车辆,而黄颜色车牌表示的是大型车辆。因此,我们首先利用车牌颜色判断车辆类型,对于无法根据车牌颜色判别车型或者无法判断车牌颜色的情况,就利用图像分析技术来辅助区分车辆的类型。系统识别的车牌类型部分示例: 图2-4-5 可识别车牌实例2.4.6 存储功能系统可在前端支持多种存储介质,存储车辆过车信息,当超出最大存储容量时,自动对车辆过车信息进行循环覆盖。前端标配为工业级CF卡,用来安装操作系统和存储部分数据,同时
21、,前端可扩展固态硬盘、工业级硬盘等存储介质,在与中心断网的情况下,至少可以支持缓存120万辆卡口车辆记录,或者是20万张违章处罚图片。根据路口流量不同,可以提供1545天的历史数据存储。当超出最大存储容量时,自动对数据进行循环覆盖。2.4.7 数据自动上传与断网续传功能系统实时监测记录网络传输子系统的工作状况,正常状态下各前端子系统通过TCP/IP网络协议将车辆通行数据信息自动上传至中心平台。当网络出现异常时系统自动启用前端数据缓存功能,将车辆通行数据缓存在前端的设备中,并在网络传输恢复后自动上传到中心平台的数据库服务器中。2.4.8 车辆自动报警功能用户可以将盗抢车辆、交通肇事逃逸车辆或其他
22、特定车辆的模糊车牌号码录入系统中,当系统识别出来的车辆车牌符合条件时,自动将车牌报警信息(车型、车辆通过时间、车辆图片等)显示出来,报警方式和报警范围可以根据用户的合理要求进行个性化定制。2.4.9 车流量统计功能图2-4-6 车流量统计页面用户能够按路口名称、路口方向、车辆类型、车道号,进行日、周、月、年的交通流量统计和车速统计,具体包括:每车道流量、平均速度、车型等,如图2-4-6所示。车流统计可以按照四种时间模式(年、月、日、时间段)自动生成柱状图、折线图、波浪图等形式的报表,并且报表能够导出和打印。统计结果可以作为日常道路交通诱导和交通优化管理的依据,方便用户定期对交通状况的处理和总结
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