高速公路查缉布控智能交通系统建设项目卡口前端系统设计方案.doc

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1、高速公路查缉布控智能交通系统建设项目卡口前端系统设计方案1.1. 系统总体结构整个系统包括前端抓拍系统、前端供电及安全系统、平台服务器、用户客户端、网络传输系统五部分组成。系统总体结构图如下：1.2. 系统工作原理（1）系统工作流程本系统分为十一个主要模块，每个模块包括不同的设备与软件，分别工作于不同的区域中。如下图所示：当有车辆进入雷达检测区域时，车辆检测模块检测到车辆到达，数据处理触发模块经过视频分析判定，触发车辆拍摄模块进行图像抓拍，同时控制补光模块进行补光，完成车辆特征照片、车辆号牌及颜色、车身颜色、司乘人员面部特征、车辆速度等综合信息的采集。图像采集控制模块把接受到的车牌图像交给车辆

2、车牌识别模块进行车牌号码的识别，车辆车牌识别模块把识别后的结果连同传过来的其它信息一起交给数据存储管理模块。数据存储管理模块把车牌图像及车辆其它信息进行分析，判定后按照类型保存到相应的服务器和数据库中。系统检测维护模块一方面远程维护前端设备系统，另一方面实时检控车道上设备的运行状态，如果运行过程中设备出现问题，系统维护模块触发DSP端智能相机的系统恢复模块，使相机尝试自动恢复，保证设备的正常运行。高清抓拍系统具有雷达触发和视频触发的双触发方式，以雷达触发优先，在雷达出现故障时系统立即启动视频触发模式，并向平台发送告警信号。对高清摄像机输出的实时视频，进行虚拟线圈检测，当车辆经过时，触发抓拍，平

3、板雷达系统机测速，系统对抓拍的照片进行车辆号牌识别，最后把抓拍照片和识别结果一起上传到服务器数据库。对于超速违章车辆，系统主动记录其反应位移的两张图片： （2）一体化抓拍高清摄像机技术本系统高清摄像机采用一体机设计，选用双DSP高清摄像机，采用TI高性能DSP DM6467及DM6437，摄像机内部系统框架如下：其中FPGA完成图像前处理工作，即CCD的曝光控制、白平衡等算法，输出清晰的视频流给DSP；其中DM6467获取到视频流后进行H.264视频的压缩及JPEG图片的压缩；DM6437获取到视频后进行视频检测、分析、及识别功能。为了确保系统的稳定性，高清摄像机采用嵌入式Linux操作系统，

4、可实现异常自动恢复。高清摄像机能够直接接入雷达的串口协议数据触发抓拍，同时支持虚拟线圈触发抓拍功能，直接输出TTL闪光同步信号触发抓拍。高清摄像机内置车牌识别算法，车辆抓拍后直接进行号牌识别，再保存到前端智能存储主机上。摄像机同时内置32G存储卡，当前端智能存储主机异常时，抓拍图片可保存在存储卡内，当前端智能存储主机正常时，数据自动恢复到存储主机。前端整个系统采用雷达和视频触发的双触发方式，高清摄像机抓拍、号牌识别无须主机参与，做到长期运行的高度稳定。系统采用高度集成的IP摄像机，内部集成高清抓拍系统软件和号牌识别软件。抓拍高清摄像机直接把数据上传到前端主机。（3）雷达测速技术本系统为每条车道

5、配置一台测速雷达，与闪光灯并排放置。配合高清摄像机进行车辆的检测及触发工作。当有车辆通过，雷达把测试到的车辆行驶速度值传给高清摄像机进行内部数据处理。本系统使用的测速雷达使用了高速数字信号处理器，使得雷达测速响应很快，响应时间26ms。这一性能保证了严重超速的车辆将逃不出雷达监测系统的捕捉范围。同时通过使用快速傅立叶变换、正交信号处理等先进技术，使得雷达提供的数据更加可靠，不易受各种干扰的影响。使用机动车测速雷达的优点是安装方便，不必破坏现场路面。先进的微波系统检测技术，在-20+65温度范围内，微波振荡源的振荡频率漂移很小，达到40MHz以下，是雷达测速精度的基本保证。（4）雷达测速与视频抓

6、拍的同步准确性数据处理触发模块主要由高清摄像机的DSP端数据处理触发程序完成，当车辆进入视频检测区域，雷达通过相机的串口向数据触发模块启用数据触发指令，同时接收车辆检测模块测速数据信息，对从RS232接收到的数据进行判断，提取有效的车辆车速数据。由于这部分模块运行在DSP/BIOS的实时操作系统中，所以保证了触发信号的准确性以及数据的同步性。（5）虚拟线圈检测方式设计说明当雷达异常时，系统将自动切换为虚拟线圈检测抓拍技术。 在视频上设置虚拟线圈框，虚拟线圈算法实时对虚拟线圈区域图像进行二值化计算，在进行运动差分计算的同时，进行车头模型、车牌的检测；如检测到运动目标，再判断其运动方向及特征，若检

7、测到运动物体为车辆后，输出闪光同步信号，触发抓拍，并对抓拍图片进行车牌定位、号牌识别，如下图。1.3. 类型一、二、三前端设备建设方案高清卡口系统，抓拍经过高速路段卡口的所有机动车照片数据，并自动识别车牌、车身等信息，数据保存在前端智能存储设备中，并通过网络把记录上传到服务器。每个高清摄像机负责抓拍1个车道，对所监测车道内经过车辆进行抓拍记录。单台高清摄像机管理1个车道及其骑线车道，设计标准为6米路面宽度，保证骑线行驶车辆也能正常抓拍。对所有记录照片可清晰反应车辆号牌、车身颜色、前排司乘人员。每个断面配置一台200万像素全景摄像机，进行24小时全天候录像，H.264编码。高清摄像机具有雷达触发

8、和视频触发的双触发方式，以雷达触发优先，每条车道对应一个测速雷达，雷达对经过监控区域的每一辆车进行检测、测速并触发高清摄像机抓拍，实现测速抓拍同步进行，确保抓拍图片与被测车辆信息一致。在雷达出现故障时系统自动切换至视频触发模式，同时向平台发送告警信号。测速设备的响应时间26ms。测速设备的超速车辆捕获率在90%以上，符合国标要求的标准，测速结果可以作为违法处罚依据。高清摄像机采用LED方式补光，具有定时控制和光线感应控制功能，具有与相机快门同步功能，24小时视频能够看清所有过往车辆的车辆号牌、车身颜色和前排司乘人员面部特征。（1）前端安装设计安装示意图：（2）门架、镜头设计说明200万像素高清

9、摄像机，安装在高度5.5米的门架上，监控路面宽度为6米，为了确保能够看清前排司乘人员，减少车顶遮挡前排司乘人员的脸部，要求抓拍距离尽量远，但由于补光灯距离的限制，经过测试设置抓拍点，距离门架23米。侧视图如下： 俯视图如下： （3）系统抓拍效果图白天抓拍效果图如下： 无牌车辆抓拍效果图如下： 1.4. 类型四前端设备建设方案高清卡口系统，抓拍经过高速收费站出入口的所有机动车照片数据，并自动识别车牌、车身等信息，数据保存在前端智能存储设备中，并通过网络把记录上传到服务器。类型四前端设备除无雷达外，其他设备同类型一二三设备。在高速收费站出入口每个车道配置一台200万像素高清摄像机和LED补光灯。采

10、用虚拟线圈进行抓拍，抓拍点设在车辆停车缴费或取卡启动后2米左右位置，所有记录照片均能看清车辆号牌、车身颜色、前排司乘人员脸部信息。（1）前端安装设计安装侧视图： 安装俯视图： （2）立杆、镜头设计说明200万像素高清摄像机，安装在高度2.5米立杆上，监控路面宽度为6米，为了保证能够看清前排司乘人员面部特征，通过测试，小车、大货车、大巴车等驾驶员人脸都不会超过3.5米，其抓拍点距离立杆7米。侧视图如下： 俯视图如下： （3）统抓拍效果图白天大车抓拍效果图： 夜间大车抓拍效果图特征： 白天小车抓拍效果图： 夜间小车抓拍效果图： 无牌车辆抓拍效果图：1.5. 系统防雷设计系统中的所有设备、设备通讯接

11、口均有防雷设计，立杆及基础均符合防雷设计标准。（1）数据信号防雷摄像机各通讯接口，进行了防雷设计，在静电放电、浪涌、电源短时中断等电磁干扰环境下可能暂时降低性能指标，但不会出现电气故障，系统内已贮存的图像、数据不会丢失。（2）电源防雷系统供电，经过空气开关、电源防雷器和稳压电源，避免前端供电电源的不稳和干扰导致设备工作异常，摄像机的电源的大地线和护罩外壳大地线相连，若有雷击等干扰时，通过护罩外壳大地线导到立杆上，最终导入大地。（3）立杆防雷1.6. 卡口前端设备功能设计（1）车辆通行记录功能系统能对所有经过的车辆进行抓拍，默认每个车辆上传2张卡口位移大于1m的全景图片及1条通行文本信息，所拍摄

12、的图像分辨率为16001200，图像以JPEG格式存储，正常行驶车辆图片不超过200KB，违法图片不超过400K。图像中能清晰辨别车辆号牌、车身颜色、车速、车道，表明时间、地点、车速、方向等车辆通行信息，白天能够清晰反映车内人脸信息，夜间能够清晰反映车身颜色。系统除了能够捕获在车道上正常行驶的车辆外，还具备捕获跨线行驶车辆的功能。车辆通行信息及图片由摄像机通过有线网络或CDMA/GPRS/3G等无线传输模实时上传中心平台，同时在前端嵌入式存储设备中完成备份存储，当链路故障时，能够实现断点续传。前端设备卡口系统能有效保证卡口抓拍的捕获率在99%以上。对于无牌车辆、遮挡牌照车辆均能有效抓拍：第一，

13、当雷达正常工作时，利用多普勒效应进行定位、测速，可对每辆进入雷达检测区域的车辆进行抓拍，系统并非采用检测车型、车牌等锁定抓拍，因此无车牌、遮挡车牌车辆均会抓拍。第二，当雷达出现故障时，采用视频触发模式时，高清摄像机采用虚拟线圈检测方式检测车辆，对无牌车辆、车牌异常车辆均可正常抓拍。（2）车辆测速功能通过在每个车道安装一个窄波雷达，自动检测通行车辆的车速，车速在20km/h-100km/h 内，测速误差不超过-6km/h0km/h，当车速在100180 km/h 范围时，测速误差不超过-6%0%。作为执法依据时，能够满足国家相关标准。可以根据实际情况在系统中设置速度限制，当车辆行驶速度超过限定速

14、度时，系统对此车辆进行抓拍，并记录车辆的两张不同时间、大于1米位移的高清图片，抓拍到的违法图片中可清楚的辨识路段信息、机动车的行驶方向、限速标志、车牌号码、车牌颜色、车身颜色、车型、车道，同时配1个INI信息文件，保证违法证据的充分可靠；图片格式为JPEG格式，能够按照招标方给出的接入规范，记录图片及文本信息，并规范数据文件的命名、叠加信息等，且具有防篡改功能。（3）车辆号牌自动识别功能系统具有车辆号牌自动识别功能。白天车辆前号牌识别准确率90%，夜晚车辆前号牌识别准确率80%（除摩托车号牌、低速车号牌、临时号牌、拖拉机号牌外）。号牌识别信息包含号牌结构、号牌字符、号牌颜色等信息。（4）车身颜

15、色识别功能系统可自动对车身深浅和颜色进行识别，自动区分出车辆为深色车辆还是浅色车辆；并识别出10种常见车身颜色，10种颜色包括：白，灰(银)，黄、粉、红、绿、蓝、棕、黑、紫。用户可根据车身颜色来查询通行车辆，为公安稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段。系统深浅分类准确率大于80；10种常见车身颜色识别准确率在70以上。 【图】颜色识别树状结构 【图】颜色归类直方图示例（5）车型判别功能系统采用车牌颜色和视频检测技术结合的方法对车辆类型进行判别，具备车型识别功能。车辆识别系统能区分大小车型，并能根据我国常用车辆号牌底色黑、蓝、黄、白四种颜色的车牌设计规则，类推车型。系统能够识别轿车、客车、面包车、

16、小货车、大货车五种常见车型，车型识别准确率在80以上。（6）全景录像功能高清全景摄像机可对建设点位整个断面路况进行全景录像，原始录像自动保存在前端存储设备中。（7）数据实时上传功能前端嵌入式一体化抓拍主机能将超速违法数据及图片、车辆通行卡口数据图片及压缩后的全景录像通过网络实时上传高速支队电子警察中心平台除提供基本的以太网传输方式外，系统还提供CDMA/GPRS/3G等无线传输方式。无线传输模块提高了设备安装的灵活性，用户可在无数据传输线路的情况下使用该模块进行数据通信，并在通讯故障时实现联网续传功能，同时接受布控、查询等指令，以满足用户各种业务需求。（8）图像防篡改功能为了提高传输过程中数据

17、的安全性和图片证据的可信度，高清摄像机具备水印技术，采用MD5加密技术，每幅机动车交通安全违法行为图片包含管辖区域内的上一级公安部门认定的原始防伪信息，防止原始图片在传输、存储、处理等过程中被人为篡改。（9）流量实时上传功能具备交通流量统计功能，并能提供周期可调的交通数据统计。数据以文本格式在前端保存，中心平台可对采集的信息进行查询、上传、下载。前端存储主机通过对卡口数据的统计，每1分钟（可设置）产生一个流量统计文件，通过SDK上传到中心系统平台。（10）时钟校准功能在中心机房的服务器上安装NTP对时服务，前端设备发现本身时间和系统时间相差0.1秒以上，自动对时。NTP服务器与公安网系统进行对

18、时，保证所有系统时间同步。（11）前端设备管理功能前端设备具备故障诊断功能，能够实现自动报警、上传平台的功能。诊断项包括：高清摄像机是否在线；全景摄像机是否在录像；高清摄像机抓拍功能是否正常；高清摄像机数据上传是否正常；LED灯亮度是否满足高清摄像机夜间抓拍要求等。落地设备机箱内配置有设备管理检测单元，能够实现机箱门锁状态、温湿度、风扇、加热器等设备状态检测，并通过统一的协议上传中心平台，实现主动报警。（12）逆行车辆抓拍功能雷达检测与视频检测均可判断车行方向，针对逆行车辆，系统自动抓拍不同位置的2张照片，用于违章处罚。（13）骑线车辆抓拍功能每个高清摄像机抓拍范围大概6米路面宽度，对准车道中

19、央时保证能够抓拍到骑线行驶车辆的完整车辆号牌。（14）跟车抓拍功能由于交通路况等因素，当发生交通车辆拥堵时，前后车辆的车距比较近，往往会出现车挡车的情况，系统充分考虑到此种情况，使其不漏拍。 （15）故障自动恢复功能系统日常运行过程中，难免出现断电、断网、设备异常等各种故障。当前端到机房的链路发生故障时，前端系统能独立正常工作，所有记录保存在高清摄像机内置存储卡中，当链路恢复时，历史记录自动回传到中心平台。（16）黑名单布控功能摄像机对机动车抓拍、号牌识别后，与中心系统下发到摄像机的布控名单进行对比，若发现为布控车辆，通过SDK接口实时通知中心系统。系统可以精确布控，也可以对车辆号牌的其中几位

20、进行模糊布控。（17）道路实时监控功能高清抓拍摄像机同时提供高清视频，H.264，不低于15fps，24Mbps可设置，能够登入监控平台用于实时监控。（18）系统网管功能前端抓拍高清摄像机具有网管功能，能够把高清摄像机工作状态及故障发送到网管平台。系统能够监测前端高清摄像机、补光灯的工作状况，具有图像质量检测功能，当出现图像丢失、图像质量下降、补光缺失、检测故障等状况时，能够上传状态报警信息到集成平台，以便于及时进行维护、维修等。维护人员可通过查询网管平台的报表，掌握设备的运行状态。（卡口）项目状态网络状态在线/掉线监控平台状态未启用/在线/掉线录像状态未启用/正常/异常卡口抓拍模式车道N未启

21、用/线圈/视频闪光同步信号正常/异常卡口抓拍状态正常/异常（19）系统日志功能高清摄像机具有系统日志功能，记录每次启动、用户登入操作的日志信息，以及系统自检故障信息。前端主机具有系统日志功能，记录每次启动、用户登入操作的日志信息，以及系统自检故障信息，以及与中心平台系统的控制、操作信息。（20）系统安全功能高清摄像机采用基于专业DSP的linux系统，前端存储主机采用linux系统。正常情况下不会有基于专业芯片的病毒程序，保证了系统软件的正常运行。对于系统进行相关的操作必须提供操作员的用户名及密码。经过合法验证的用户方能对设备进行操作。前端系统在机箱醒目位置，设置警示标志，防止人为破坏。在机箱

22、内部安装配电箱（内含空开、防雷）等安全防护设备，保障系统供电安全。1.7. 外场设备防尘本项目应用了大量高清摄像机、测速雷达、补光灯、存储主机等外场设备。这些设备在户外风沙、雨淋、日晒、扬尘等自然环境中工作，且需要保证24小时不间断运行，因此对机箱、防护罩等保护设施的要求较高。如果保护设施不到位，设备的正常工作及寿命都会受到严重影响。摄像机防尘选用防尘护罩，护罩本体的挡风玻璃使用多层涂层，抗静电，防止灰尘吸附。护罩安装后将摄像机与护罩用防尘、防雨条进行密封，做到良好的防尘保护。存储主机、设备管理单元、网络设备的防尘存储主机、设备管理单元、网络设备、通信设备统一放置在前端设备机箱中，在机箱的具有

23、防尘、防水、防盗等功能。机箱散热口加设防尘布等防尘处理。定期维护根据具体情况设定合理的除尘周期，根据每个点的设备运行情况，制定对机箱内设备、护罩进行定期清理。防护罩除尘：利用护罩安装的静电除尘设备对防护罩进行除尘清理。补光灯除尘：表面上的积尘，可以用专用抹布进行擦拭。机箱内设备除尘：按照使用说明，正确开启机箱，必要时关闭设备电源，以保证安全。使用清洁刷、电吹风、无水酒精、脱脂棉球、镊子、皮老虎等专用工具进行清理。1.8. 车辆号牌识别方案 （1）正常号牌识别流程系统对机动车视频图像先进行图像预处理和车辆特征提取，再进行号牌定位、字符分割、字符识别，实现号牌自动识别功能。系统识别的车牌类型部分示

24、例：（2）无号牌或号牌完全被遮挡当雷达出现故障时系统采用视频触发模式，高清摄像机通过虚拟线圈方式检测车辆，对于未安装号牌或号牌完全被遮挡的机动车，系统无法定位到号牌，识别结果记录为无牌车辆。在号牌被部分遮挡时，我们系统仍然可以准确定位号牌位置，并且保证未遮挡部分的号牌信息正确识别，对于号牌被遮挡部分，遮挡位识别结果可用特殊符号代替，如用“*”号代替。无牌车辆抓拍示例： 遮挡号牌车辆抓拍示例： （3）号牌字符识别原理1）获取牌照图像：牌照粗定位完成后，根据粗定位的结果，从汽车图像中将牌照所在区域的图像数据读出到牌照图像里。2）抽取牌照图像的边缘：我们假设在粗定位中车牌已完整地落入所获图像区域内，

25、那么车牌边框在图像中表现为若干线段组成的矩形。采用边缘检测的方法可以提取出这些线段。3）边缘图像水平方向开运算：车牌的边框有可能破损，或因光照等原因产生模糊，相应地，我们提取出的车牌边缘会有不连续的现象。采用水平方向开运算的目的就是使水平边缘互相融合，以便于对边缘的提取。4）定牌照的左右边界：通过对图像的垂直投影直方图再次搜索，可以定出牌照较准确的左右边界，同时可以知道车牌水平边框的长度，并由此截去左右边框外的图像区域。5）定牌照的上下边界：经过对牌照的处理和确定牌照的左右边界，去除了部分影响牌照定位精度的因素，识别出号牌信息。1.9. 不系安全带违法检测方案检测流程不系安全带检测流程读入车辆

26、卡口数据，包括两张图片和一条文本信息。识别算法基于车牌定位、人脸定位，对安全带区域进行粗定位。安全带识别技术是处理、分析摄取的图片中复杂背景的图像，定位、分割驾驶员与副驾驶人员安全带位置，最后自动判别有无佩戴安全带。安全带识别技术的关键在于安全带位置定位、安全带有无检测，其中安全带定位的准确与否直接决定后面的安全带有无的检测效果，是影响整个安全带检测系统检测准确率的因素，是确定是否系安全带中最为关键的一步。对安全带区域的图像进行基于形态学滤波的带状物体图像增强。对于安全带区域的图像检测，若存在安全带的情况下，采用边缘检测算法，可以检测到安全带有无。然而，实际中的图像是存在噪声的，对于有噪声的图

27、像的边缘检测，一般是先滤波再检测，但滤波的同时模糊了图像边缘，很难做到两全其美。数学形态学作为一种非线性滤波方法，可以在滤波的同时对存在的形状物体进行图像增强。进一步讲，我们在设计算法的时候，针对安全带的形状特点，将其形状参数作为滤波增强条件，这样，就可以检测到安全带的有无，准确率比传统方法好。对图像增强处理后的结果进行局部自动阈值图像分割。图像分割是计算机视觉中的一个关键问题，它是一种重要的图像分析技术。其目的是将图像中有意义的特征或者需要应用的特征提取出来。图像分割所遵循的基本原则是，使区域内部所考虑的特征或属性是相同或相似的。而这些特征或属性在不同的区域中则不同、存在差异。本方案采用的方

28、法为局部自动阈值图像分割法。算法通过求取最大模糊熵准则下，灰度均值直方图的最佳模糊划分参数来确定两个模糊集A和B，图像分割阈值即选取为两个模糊集的交点。图像阈值分割是根据一定的阈值将目标从视场背景分离出来的过程。在实际系统中，图像目标和背景之间并不具备截然不同的灰度，随着可见光照射角度的不同，目标的亮度和背景的亮度均要变化。因此阈值的正确选择是很重要的，直接影响着分割的精度及图像描述分析的正确性。通常采用自适应阈值选取，基于梯度调整的矩不变自动阈值法，克服了矩不变自动阈值法的缺陷，达到较好的分割效果。最后基于带状模板旋转匹配对带状物体进行探测，检测是否有安全带，来确定前排司乘人员是否系安全带。

29、如果检测到前排司乘人员未系安全带，则输出两张图片和一条文本信息。检测方案在高速公路卡口摄像机安装调试完成后，让该摄像机正常运行24小时，并保证卡口数据可以正常上传到高速支队电子警察平台，则可以进行测试。测试步骤如下：（1）搭建测试环境。本投标人将提供不系安全带违法功能检测软件，该软件支持Windows Server2003/2008操作系统，所以需要在高速支队中心机房部署一台Windows服务器，并保证该服务器对中心机房的卡口数据接收服务器有卡口数据读取权限，并对违法数据接收服务器有文件写入权限。为简单起见，本次测试可以采用Windows文件共享方式。（2）设置和启动测试程序。在上图中的不系安

30、全带检测服务器上安装本投标人提供的不系安全带检测软件后，通过修改软件的配置文件来设定卡口数据输入路径和违法信息输出路径，启动不系安全带违法检测程序，该程序将在后台以Windows系统服务方式运行，持续处理输入路径中读入的卡口数据，进行不系安全带违法检测，如检测结果为前排司乘人员不系安全带，则在输出路径输出两张违法图片和违法信息文本文件。（3）测试结果检验。检测程序在检测违法行为的同时，会进行统计并输出报表，内容包括读入的卡口数据、检测结果、卡口数据数目、违法数目等，根据该报表，再进行人工核对是否为不系安全带，可以定量测量出系统对不系安全带违法的检测率。不系安全带违法检测率统计表格如下：测试时间

31、实际过车数量抓拍图片总数有效图片总数检测率数据图片早上08:00-08:30中午12:00-12:30下午16:00-16:30晚上20:00-20:301.10. 补光方案为了确保图像效果，能看清车辆号牌、车身颜色轮廓信息、前排司乘人员面部特征等信息，达到精确识别违法人员的效果，需要对高清摄像机进行补光。在白天能够清晰反映车身颜色、车辆号牌、人脸信息时无需补光，当驾驶室与外界光线反差较大，为清晰反映人脸信息仍须补光。夜间通过补光灯频闪方式，能清晰反映车身颜色、车辆号牌及颜色等信息，同时不会对驾驶人的驾驶安全造成影响。 采用低照度高清抓拍一体机，夜间感光度高，对补光要求低。 频闪爆闪二合一，可

32、频闪爆闪同时开启，也可以单独开启频闪与爆闪功能。 支持不同策略的灯光控制方式，可以根据时间、环境光线设置。 采用帧同步LED补光灯，减少LED灯平均功率，增加瞬间功率，闪光灯补光瞬时距离补光灯12-22米处平均垂直照度150lx(相当于普通LED补光灯300W电功率)。 LED灯工作功率采用不饱和工作状态，减少光衰。 压铸铝外壳材质，40mm铝质鳍片散热器结构，有良好的散热性。 配置有遮光罩，覆盖区域好，非补光区域光截止性好，补光区域截止面小于1米，有效减少光污染和提高能源利用率。 LED灯玻璃采用防尘技术，保证LED灯的透光效果。散热设计LED补光灯采用压铸铝外壳材质，40mm铝质鳍片散热器

33、结构，具有良好的散热性，散热器采用鳍片的形状是为了加大散热面积，以利于辐射散热和对流散热。除了加大散热面积以外，如何加速空气的对流是很重要的，尤其是像LED补光灯安装在室外风向是不定的，为了在各种风向情况下都能有很好的对流，铝质外壳鳍片散热是最好的散热方式。（1）遮光控制功能本系统所选用的补光灯配置有遮光罩，发光范围具有一定的限制，使光源照在指定区域，且保证照射范围内照度均匀，不影响驾驶人的安全驾驶，其效果如下图：本系统选用的LED补光灯，其功率为45W，发光角度为25度，支持定时控制和光线感应控制，每条车道配置1个。（2）高清抓拍一体机高清摄像机配有3个TTL输出接口，可以连接并控制LED灯

34、与高清摄像机快门同步。TTL接口可以输出开关量或高低电平两种信号， TTL接口的LED灯是当前市场主流的补光灯，具有可替换性。（3）定时控制LED灯开关LED补光灯开关可以通过网络主机控制，中心控制平台可以建立控制预案，根据日出日落的时间规律控制，制定时间预案，控制LED的开启、关闭时间，也可以手动远程控制LED灯的开关，以应对特殊气候环境。（4）光线感应控制LED灯开关根据路况配置LED补光灯，采用光控技术，白天(当前端环境照度50lux时)关闭低功率频闪灯，有车经过抓拍时闪光补光；夜间(当前端环境照度40lux时)自动打开低功率频闪灯，有车经过抓拍时闪光补光。保障夜间违章抓拍、卡口抓拍、高

35、清录像效果，能够看清车辆号牌、车身颜色及品牌、前排司乘人员信息。（5）LED灯与高清摄像机快门同步补光灯事实上不是常亮的，1秒中一般会亮灭50次以上，因此，一定要有灯与快门的同步控制，使高清摄像机抓拍的时候，灯刚好亮起，且灯的峰值亮度落在曝光时间内。（6）延长LED灯使用寿命系统可以获取LED灯的工作状态，累计工作时间和工作功率、电压、电流、光衰。可以通过RS485控制LED灯的工作功率，确保LED灯在额定功率的90%状态下工作。当LED灯光衰减到90%的发光效率时，提升LED灯的工作功率至额定功率的95%。当LED灯光衰低于85%的发光效率时，提升LED灯的工作功率至额定功率的100%。由于

36、LED灯的理论寿命在2万小时左右，每年的光衰在5%左右，三年内不大于15%。一般计划三年需要更换一次。（7）LED灯玻璃防尘普通LED灯玻璃，工作一段时间后，玻璃会积灰，影响透光率。采用纳米憎水材料对LED灯玻璃进行镀膜，防止水珠、灰尘粘在玻璃上。1.11. 防护罩防尘方案高速公路环境恶劣，易吸附油墨粉尘，冬季寒冷夏季炎热气温反差大等诸多问题。为了保证前端高清摄像机高效地完成车辆的综合信息采集必须要长期保持护罩玻璃的清洁度。同时为了维保人员安全，尽可能减少人工维护次数。本次所选防护罩视窗采用光学玻璃，进行光学镀膜处理，同时具有加温和散热功能，能够提供高清摄像机及镜头的环境工作温度，至少保证3个

37、月免清洁。本防护罩分为护罩本体和防尘防眩光模组两个部分。模组由内外两个护套组成，外套提供遮阳和防雨淋功能，内套则主要提供防尘功能。护罩本体为侧开形式，方便安装和维护摄像机，材质使用铝合金，内置电子温控系统，强化散热、循环风扇和加热模组，可设置高清摄像机工作需要的恒温值，以满足功率在15W以内高清摄像机的工作环境温度。（1）玻璃镀膜技术 护罩本体的挡风玻璃使用多层涂层，抗静电，防治灰尘吸附。 超疏水特性无需人工清洗，利用雨水使污染物、沙土泥浆迅速滚落。（2）高压气帘防尘技术 内护套内置高压气帘装置，可以在内护套外边界形成一个厚度约为4mm的高速气流幕，将内护套内侧和外侧的环境分割开来，气帘装置的

38、流量可高达50CFM，相当于在内护套和外界之间安装了一个透明无形的挡风玻璃。 气帘空气从上至下的喷射，裹挟的一些灰尘会由内护套下沿的带有负电荷的电极吸引，累计到一定厚度，会被空气直接吹离护套。（3）静电防尘技术 由于会有部分灰尘在气帘循环中进入内部环境，故在内护套中设置一个高压静电除尘装置，气帘发射器发出的气流带有正电荷，而内部挡风玻璃和内护套之间设置了多个环状电极，用静电的互斥推移灰尘。 在靠近挡风玻璃处，安装一张由0.05mm直径不锈钢丝编织的静电排斥网，部分混入灰尘会被排斥开。该网由于直径极细，在镜头对焦区域外，所以对于高清摄像机来说是不可见的。1.12. 防眩光、防太阳直射解决方案由于

39、部分新建点位朝向多为向东、向南、向西，这三个方位在特定时间段能受到强光照射，抓拍图片容易产生光栅，而向北的方向在特定的时间段里也会受到强光直射行驶车辆前挡风玻璃和车牌，造成反光，这些都可能导致抓拍画面无法看清车辆号码以及前排司乘人员面部特征。另外，夜间车灯或环境灯光也会产生眩光，对此，本护罩运用以下几种方式解决此类问题。（1）玻璃镀膜护罩本体的挡风玻璃使用双面镀膜，增加通过的光线，防止玻璃炫光的发生。 （2）加装护套由于摄像机通常安装高度为5.56.5米，正常拍摄距离为20.6米，则摄像机最小下倾角为10.8度，经计算，加上套筒后摄像机的容许护罩上沿长度大于150mm小于470mm时，镜头不会

40、被护套遮挡，且有效地防止阳光直射。内护套使用黑色哑光防眩喷涂，不会发生入射光线的多次反射。防日光推理见下图：1.13. 高速支队电子警察平台设计方案高速支队电子警察中心平台是一个基于各种服务、依托于数据库、架构于网络的平台系统软件，系统设计实现120个前端设备的接入与用户服务的综合软硬件系统，要求能够提供根据统一的设备接入规范，以保证以后新增点位设备的正常接入。（1）平台设计方案1）系统总体框架整个系统平台各种服务器可以根据前端设备并发量平滑扩容。2）系统组网架构3）系统各服务介绍数据库服务器：数据库服务器上部署系统数据库软件，用于系统数据管理、处理和存储。数据库服务器采用双机并发，双机热备。

41、基础信息包括卡口信息表、卡口点位信息表、卡口方向对应表、方向车道对应表。过车记录数据包括当天过车记录表和历史过车记录表。基础信息数据由卡口平台系统管理维护。当天过车记录由识别程序实时写入当天过车记录表，在次日凌晨将前一天数据写入历史过车记录表，数据转移完毕后将当天过车记录表中前一天的数据清空。卡口处理服务器：主要负责将前端实时卡口数据和图片进行接收、处理、比对、存储及转发。用于数据处理、传输、发布、上传等。违法处理服务器：主要负责将前端实时超速违法数据和图片进行接收、处理、比对、存储及转发。违法服务器应用于公安网，用于数据处理、传输、发布、上传等。数据接收服务器：包括卡口数据接收服务器、违法数

42、据接收服务器、视频接收服务器。负责将前端设备实时卡口数据、违法数据进行接收、处理、比对、存储及转发。 车道限行服务器：主要用于实现平台限行管理功能。设备管理服务器：用于实现对前端设备、中心平台设备的实时管理，当具备高稳定性，具备100路用户并发服务能力，确保服务质量、控制请求响应时间在合理的范围内。缉查布控接入服务器：实现对卡口数据的汇集、处理以及与交管局缉查布控系统平台的对接。校时服务器：完成对外场设备的实时校时，利用GPS校时模块，满足保证前端控制主机24h内计时误差不超过1.0s，并确保每周前端控制主机与中心机房时钟同步一次。（2）平台功能设计1）违法数据接入、处理存储功能支队中心平台实

43、时接受前端上传的各类违法数据，负责本支队辖区内违法车辆信息下载、处理、存储等功能，可根据用户方的要求设置相应数量的数据处理终端，对各类数据进行筛选和统计。通过隔离方式将电子警察违法数据传至公安部违法处理1平台上进行相应的处理与发布。所有的违法图片具有防篡改加密功能，使违法证据更加充分。所有违法车辆数据原始图片保存时间为2年半。提供非现场数据审核系统，工作人员通过客户端软件，对违章数据进行人工审核，关联机动车信息数据库，把违章数据转换成处罚库的格式，发送到处罚系统中。2）通行车辆数据的接入、处理、存储功能支队中心平台实时接受前端上传的车辆卡口数据，默认每个车辆上传2张卡口图片（1-2张可调）。平

44、台对卡口数据进行处理，每辆车最终保留一张卡口图片存入中心平台，对在卡口图片信息上进行识别的违法行为，如违反限行管理、没系安全带等，保留两张卡口图片，同时叠加违法信息，用于违法处罚。支队中心平台可以对辖区内车辆通行图片进行下载、处理、存储等应用，还可以对车辆进行追踪，可以指定追踪范围、时间段、模糊或精确的车牌号码等条件信息，对车辆进行追踪。通过关联机动车信息数据库， 可以查询到车辆的详细信息，系统提供记录导出功能，如下图：3）限行管理功能支队中心平台实时接收前端上传的车辆卡口文本信息，通过与限行车辆数据库进行数据比对，实现对违反限行管理的车辆通行图片的下载、处理、存储功能，并通过处理终端实现对违

45、法数据的筛选、审核并上传至公安交通管理综合应用平台进行处理与发布。中心平台具备对限行车辆数据库的管理、更新、备份、查询及统计分析等功能。所有违法车辆信息及图片证据保存时间为2年半，并预留其他车辆限行管理需求功能。可设置高峰时段尾号限行，单双号尾号限行等多种限行规则。4）不系安全带违法检测系统能够自动识别不系安全带的违法行为，记录2幅图片，能够看清前排司乘人员未系安全带违法行为，并清晰辨认车辆特征及车辆号牌和前排司乘人员面貌特征等信息。不系安全带违法检测抓拍图示如下： 5）数据综合管理功能中心平台具有120路前端设备的实时接收、存储、处理各种信息的能力。数据存储采用平台中心数据库存储架构，数据信

46、息实时写入平台数据库存储，由平台集中进行存储、比对、统计和分析，并可根据不同的应用需求提供合适的数据形式，供进一步的数据挖掘和开发利用。平台数据主要包括车辆卡口数据、违法数据、流量数据、视频流数据、统计数据。车辆卡口数据保存90天；违法数据保存2年半；流量数据保存1年；视频流数据保存30日。提供各种数据管理功能，可对各类数据进行筛选、查询及调用，实现违法数据查询、卡口数据查询、布控数据查询、报警信息、流量信息查询、分析、管理等功能，可以单项条件或多项条件进行模糊查询，并可实现历史视频点播、实时信息显示等功能。系统具备自检功能，实时监测当天是否有检测数据传到中心，以监控检测设备和通信是否工作正常

47、。同时根据公安网技术标准要求，将各支队数据、表单及记录等上传至交管局中心平台统一记录保存。系统具有数据交互接口，可以与当地其他交通管理系统(如：车驾管系统、银行交通罚款系统等)进行数据交换。6）违法数据分析功能系统可以按照时间段，对电子警察违法数据进行统计分析，自动生成数据报表。报表格式可以根据用户需要进行定制。可以对某时间段内所有超速车辆进行统计，形成超速量排序形成报表：可以对某时间段内所有违法车辆进行统计，按违法次数排序形成报表：7）全景视频播放功能支队平台可以实现对前端视频录像的实时调取、点播、回放、下载等功能。如下图：8）系统运维管理功能系统校时功能：系统具有整体校时功能，时间服务器从GPS授时设备上取得标准时间，发送给系统内的其他服务器和外场设备。设备管理功能：系统提供