多功能电子警察系统技术方案.doc

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1、高清电子警察系统 1 高清电子警察系统 XXXX科技有 限公司 201X年 4月 高清电子警察系统 2 目 录 一、前言 . 5 1.1 概述 . 5 1.2 建设目标 . 5 二、系统详细设计 . 6 2.1系统结构 . 6 2.2系统组成 . 7 2.3 系统特点 . 7 2.4 前端系统设计 . 8 2.4.1 前端安装模式 . 8 2.4.2 镜头及立杆距离设计 . 8 2.4.3 路口各方向汇聚设计 . 9 2.5 工作原理 . 9 2.6 前端系统主要功能 . 10 2.6.1闯红灯监测和记录功能 . 10 2.6.2不按规定车道行驶监测与记录功能 . 10 2.6.3车辆逆行自动

2、监测与记录功能 . 12 2.6.4 车辆压压实线检测与记录功能 . 12 2.6.4车辆违法占用车道的监测和记录功能 . 13 2.6.5车辆号牌自动识别功能 . 13 2.6.6卡口记录功能 . 14 2.6.7高清录像功能 . 15 2.6.8图片防篡改功能 . 15 2.6.9前端数据管理功能 . 15 2.6.10断点续传功能 . 15 2.7系统特色 . 16 2.7.1 车辆检测功能 . 16 2.7.2 红灯检测功能 . 16 2.7.3 红灯不偏色 . 16 2.7.4系统补光功能 . 17 2.7.5嵌入式系统方案 . 17 2.7.6系统基本规范要求 . 18 2.7.7

3、数据安全性功能 . 18 2.7.8数据传输实时性要求 . 18 2.7.9系统网管功能 . 18 2.7.10系统防雷功能 . 19 2.7.11 系统性能指标 . 20 三、工程设计 . 22 3.1强电接 线 . 22 3.2弱电接线 . 23 四、关键设备参数 . 23 4.1高清抓拍系统 . 23 高清电子警察系统 3 4.2 LED频闪补光灯 . 24 4.3 前端存储主机 . 25 五、高清电子警察系统传输系统 . 26 六 智能交通管理平台 . 27 6.1平台简介 . 27 6.2 车辆监控 . 28 6.2.1 车辆实时 . 28 6.2.2 监控点断面实时 . 29 6.

4、2.3 车辆信息查询 . 29 6.2.4 车辆精确查询 . 31 6.2.5 机动车信息 . 31 6.2.6 套牌车辆 . 32 6.2.7 伴随车辆 . 32 6.2.8 未识别车辆 . 33 6.3 布控报警 . 33 6.3.1 实时报警 . 33 6.3.2 报警确认 . 34 6.3.3 报警查询 . 35 6.3.4 报警处理 . 35 6.3.5 报警统计 . 36 6.3.6 布控设防 . 36 6.3.7 布控审核 . 37 6.3.8 布控撤防 . 37 6.3.9 撤防审核 . 38 6.3.10 布控查询 . 38 6.4 交通流量 . 38 6.4.1 统计分析

5、. 38 6.5 电子警察 . 39 6.5.1 原始数据处理 . 40 6.5.2 原始数据查询 . 40 6.5.3 未违章数据复核 . 41 6.5.4 违章信息审核 . 41 6.5.5 已审核 违章数据 . 42 6.5.6 违章数据更改、注销 . 42 6.5.7 公告管理 . 43 6.5.8 发函管理 . 43 6.5.9 白名单录入 . 44 6.5.10 白名单违章数据 . 44 6.5.11 数据统计 . 44 6.6 设备管理 . 45 6.6.1 监控点管理 . 45 6.6.2 监控点间距设置 . 45 6.6.3 设备信息 . 46 6.6.4 设备报警 . 46

6、 高清电子警察系统 4 6.6.5 号牌识别分析 . 46 6.7 系统管理 . 47 6.7.1 个人账号 . 48 6.7.2 修改密码 . 48 6.7.3 用户 . 49 6.7.4 权限 . 49 6.7.5 机构 . 50 6.7.6 系统监控 . 50 6.7.7 基础代码 . 51 6.8 与市局数据交换 . 52 6.8.1 卡口数据 . 52 6.8.2 非现场处罚数据 . 53 6.8.3 车管所机动车数据 . 53 6.9 视频监控 . 53 高清电子警察系统 5 一、前言 1.1 概述 近年来，随着国家经济蓬勃发展，城市化 进程加快，公众经济收入不断增长，机动车价格不

7、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省会城市突显出来，尤以北京、上海、广州最为典型。若城市道路长期处于严重拥塞状态，出行公众的情绪会受到潜移默化的影响，违章变道、 S型线路超车、压双黄线行驶、闯红灯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，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，早已引起主管部门的高度重视。 针对公安部门的需求以及我国的道路特点，我公司开发出新一代的 高清 一体化 电子警察系统。 前端整个系统采用 一体化摄像机 ， 集

8、抓拍、识别为一体， 做到长期运行的高度稳定 与集成 。违章抓拍功能把违法行驶车辆进行抓拍记录，发送到系统平台，经过人工确认审核后，进行违章处罚；卡口记录功能，对经过路口的所有车辆进行抓拍，号牌识别，发送到系统平台，进行后续业务应用；对于其他多种违章行为，如不按车道行驶、压双实线、逆行、违规调头等进行准确抓拍；高清视频监控及录像功能，对整个路口进行高清监控，其高清录像，能看清经过路口车辆的号牌。四者功 能合为一体，即对整个路口进行有效地监控，有减少了建设投资。系统采用进口高性能工业摄像机作为前端的信息采集设备，图像分辨率 最高可 高达 2056*2048像素， 采用纯 视频检测 技术 ，能 够在

9、一张照片上清晰的显示车辆的所有细节信息，并具有很高的车辆号牌 识别率，全天识别准确率可达 93%以上。 1.2 建设 目标 我们希望我们的高清电子警察系统能满足以下需求目标： 1）有效抓拍 闯红灯、压线行驶、逆向行驶、不按车道行驶等违法行为，降低由于这些违法行为造成的交通事故发生率、堵塞和交通混乱； 2） 提高机动车驾驶员的自觉性，增强安全 意识； 3） 检测和记录城区车辆情况，组织调度交通流，改善治安和交通秩序； 高清电子警察系统 6 4）缉查布控功能， 为交通肇事逃逸和涉车案件等违法行为提供线索和证据。 同时，我司电子警察系统具有以下特性： 1） 更高的车辆及违法行为的捕获率； 2） 更高

10、的车牌识别率和取证有效率； 3） 更好的环境适应性； 4） 更完善的数据存储与读取性能； 5） 更便捷的工程实施与后期维护； 6） 更简洁的系统升级与扩容。 二、系统详细设计 2.1 系统 结构 整个系统包括前端抓拍系统，网络传输系统和后端管理系统 。系统总体结构框图如下： 交 换 机交 换 机客 户 端补 光 灯摄 像 机智 能 存 储 终 端视 频 监 控 系 统 平 台中 心 存 储 矩 阵卡 口 中 心 平 台智 能 存 储 终 端摄 像 机中 心 交 换 机补 光 灯补 光 灯补 光 灯高清电子警察系统 7 2.2 系统组成 高清视频电子警察系统由前端子系统、网络传输子系统以及后端管

11、理子系统三大部分组成，实现对路口机动车闯红灯、压线、逆行、不按导向车道、违法停车、 等 交通违法行为的自动抓拍、记录、传输和处理，同时系统还兼具卡口功能，能够实时记录 通行车辆信息。 1）前端子系统 负责完成前端数据的采集、分析、处理、存储与上传，主要由 电警一体化抓拍单元 、补光单元、视频分析记录单元等相关组件构成。路口交通违法信息与卡口信息全部采用 IP方式传输。 2）网络传输子系统 负责完成数据、图片、视 频的传输与 交换。建设视频专网，其中路口局域网主要由外场工业交换机、点到点 光纤、光纤收发器组成；中心网络主要由接入层交换机以及核心交换机组成。 3）后端管理子系统 负责实现对辖区内相

12、关数据的汇聚、处理、存储、应用、管理与共享，由中心管理平台和存储系统组成。中心管理平台由平台软件模块搭载的服务器组成，包括：管理服务器、应用服务器、 Web服务器、图片服务器、录像管理服务器和数据库服务器等。 2.3 系统特点 摄像机处理主机采用 DSP平台，一 台 机 器 完成抓拍、分析、识别等需由智能交通多台前端设备一起完成的工作，具有 高度集成性，有效降低使用与维护成本。 单 台设备 可 覆盖 13个车道，降低使用与维护成本。 智能自动控制补光灯，白天可平抑逆光，夜间可压制强光。 动态智能视频跟踪技术可以完整描述车辆运行轨迹。 一组违章图片附带一段对应违章视频。 红绿灯同步功能，红绿灯不

13、偏色。 高清电子警察系统 8 支持识别车牌一定程度的倾斜，倾斜 30以内。 系统具备 高清实时视频功能，可实时传回后端，视频录像的帧率 25/秒。 2.4 前端系统设计 2.4.1 前端安装模式 2.4.2 镜头及立杆距离设计 1) 立杆距离标准设计为离停车线 22 米，也可根据路口条件，在 2025 米范高清电子警察系统 9 围内选择。 2) 立杆的安装高度为标准 6米设计。摄像机最好安装在马路 中间正上方。 3) 图像底部距离立杆 14米，停车线距离立杆 22米。因此摄像机能够看到停车线内 8米左右。此处车牌大小为 95 个像素，停车线内 100个像素以上。 2.4.3 路口各方向汇聚设计

14、 一个路口一般有 4个方向，如果使用 3G无线传输模式，则需要在各个方向的杆件上安装设备柜，通过设备柜里的 3G无线路由器把数据发回中心机房。如果使用光纤传输方式，则选取路口的一个角落安装一个落地机柜，各个方向的抓拍系统，通过短距离光纤或网线汇聚到落地机柜的 交换机上，再通过长距离光纤收发器，接入到中心机房服务器。路口机柜同时安装前端嵌入式 抓拍处理主机 和稳压电源。 2.5 工作原理 高清电子警察抓拍系统包含 500万高清 一体 工业摄像机、高清镜头、 前端存储主机 、全天候温控护罩。其相关配件包含补光灯、路口交换机、光纤收发器、机柜、防雷器、稳压电源等工程设备。 视频模式下，电子警察抓拍系

15、统对监控区域进行设置，一般每个车道的区域划分为停车线前、停车线后和人行线后三个区域，系统 实时分析检测到当前车道处于红灯状态时，若有车经过，则对该车辆进行连续抓拍，当汽车进入停车线前区域时，抓拍第一张照片，当汽车离开停车线区域时，抓拍第二张，当汽车进入人行道区域时，抓拍第三张，整个过程在红灯状态下完成才认为是闯红灯行为。摄像机对 3张照片合成后，作为违章记录，发送到 后端数据库服务器中 中。 同时，系统以卡口抓拍行驶记录所有过往车辆，当车辆离开停车线区域 时，系统自动抓拍车尾照片，车尾特写照片大小可设置，一般取 2056*2048分辨率，同时合成整个路口的全景照片，了解整个路口的状况。 高清电

16、子警察系统 10 2.6 前端系统 主要功能 2.6.1 闯红灯监测和记录功能 系统通过视频分析自动 感知红绿灯信号，在 信号灯处于红灯信号时， 车辆经过 摄像机断面时， 自动抓拍违法车辆图片，拍摄三张违法过程 图片和一张特写的高清图片，图片可清晰辨别红灯状态、红灯时间、停车线，并叠加 违法时间、 违法地点、违法类型、车辆类型、车牌颜色、车牌号码、车身颜色等内容。 三张连续图片能准确清晰地反映车辆违法闯红灯过程。四张图片 可 合成为一张证据图片。同时 一组违章图片有一段高清视频对应。 2.6.2 不按规定车道行驶监测与记录功能 由于系统采用直接分析视频的方式监测车辆 的行驶状态，系统可以准确判

17、断直行车道左右拐、右拐车道直行与左拐、左拐车道直行与右拐 等违法行为。 同时高清电子警察系统 11 一组违章图片有一段高清视频对应。 左转车道直行违法： 直行车道左转违法： 高清电子警察系统 12 2.6.3 车辆逆行自动监测与记录功能 系 统采用视频跟踪技术，对画面中每一台机动车进行跟踪，可直接检测抓拍车道中逆向行驶的车辆，同时直接识别出车辆的车牌信息。 同时 一组违章图片有一段高清视频对应 。 2.6.4 车辆压压实线检测与记录功能 系 统采用视频跟踪技术，对画面中每一台机动车进行跟踪，可直接检测抓拍车道中 压实线 的车辆，同时直接识别出车辆的车牌信息。 同时 一组违章图片有一段高清视频对

18、应 。 高清电子警察系统 13 2.6.4 车辆违法占用车道的监测和记录功能 系统基于车辆的轨迹跟踪和判定，能够对监测视域内车辆在公交车专用道、非机动车道、应急车道内违法行驶、违法停车等行为进行检测、记录。可以设定公交车道报警时效等参数。抓拍图片中包含禁行标志、车道线、车辆位置、车牌等执法要素。 2.6.5 车辆号牌自动识别功能 车辆识别系统具备对民用、警用、军用、武警、 2002个性化等汽车号牌计算机自动识别能力，所能识别的字符包括： 阿拉伯数字 “0 9” 英文字母 “A Z” 高清电子警察系统 14 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、

19、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台； 04式军用车牌汉字 军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成 号牌分类用汉字 警、学、使、领、试、境 07式武警车牌字符 WJ、 0 9 、消、边、水、警、电、林、通 车牌颜色 黑、蓝、黄、白 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；同时车牌识别满足 以下特点： 1、准确率很高 大倾斜角： 90%以上准确率 大倾斜角 +夜间： 80%以上准确率 2、车牌识别种类全 准确识别所有车牌字体 正确区分所有车牌底色 系统识别的车牌类型部分示例： 2.6.6 卡口记录功能 系统

20、采取视频检测技术，在红灯、绿灯、黄灯时对通过每个车道的所有车辆进行检测、抓拍、记录、保存和识别，并识别车牌信息。卡口图片为合成式，左半部分为该车辆全景图片，右半部分为该车辆的 特写图片。 所记录车辆通过的信息包括：时间、地点、方向、车型、车辆牌照号、号牌颜色等。 高清电子警察系统 15 2.6.7 高清录像功能 提供基于高清摄像机的高清录像功能（ 1080p）。不低于 25fps， 24Mbps，录像文件能够直接发送到后台采用 NVR录制 ，也可以在前端设备存储。 前端 存储时间不低于 7天。摄像机能独立管理录像文件，支持循环自动覆盖，稳定可靠。支持策略性录像，当违章抓拍时，提供一段 20秒左

21、右过程录像，具有 3秒左右预录功能。 24小时实时录像和违章录像可同时进行。能够 清晰的看见所有过往车辆的号牌。为交通事故及追事故逃逸提供 有力证据。 2.6.8 图片防篡改 功能 遵循 GA/T832-2009相关技术要求，系统采用 MD5技术对高清抓拍单元采集的图片进行防篡改处理，通过加入原始防伪信息，防止原始图片在传输、存贮和校对过程中被人为篡改，保证数据的有效性。 2.6.9 前端 数据 管理功能 前端系统具有网络传输功能，可根据用户设置定时或实时将证据图片、前端设备工作状态等信息自动传输到后台系统指定的数据接收端，并接收后台系统传来的控制命令、时钟同步等信息。 同时前端设备还具备 R

22、J45连接端口，满足现场数据下载功能，满足系统维护人员通过笔记本电脑 在设备点位下载数据的需求。 前端数据存储根据不同数据类型的存储需求划定相应存储配额及权限，数据存储过程中不会相互挤占空间。 2.6.10 断点续传功能 前端实时检测数据通过光纤网络自动传输，与中心服务器实时通讯，将违法信息（违法图像和相关信息）和过车信息及时传至中心进行处理；当网络发生故障时可支持断点续传，网络恢复后自动完成上一次没有进行完的传输任务。 高清电子警察系统 16 2.7 系统特色 2.7.1 车辆检测功能 系统 采用纯视频检测 的方式， 而不是采用传统的线圈检测 或者是线圈视频切换方式 。 它自动对视频流中运动

23、物体进行实时逐帧检测、 锁定、跟踪，根据车辆运动轨迹判断车辆是否违章并进行记录，无需破坏路面，埋设线圈。 支持 24小时不间断捕获所有经过机动车道、非机动车道的车辆图像信息。在正常车速 (0km/h 120km/h)范围内的监控区域内规范行驶的车辆图像捕获率达到 95%以上。 2.7.2 红灯检测功能 系统 采用 视频检测 红灯信号 ， 无需传统的红绿灯检测器识别信号 ， 使用视频分析的方法即可自动识别红绿灯信号 。 原理是红灯信号采集系统接收到路口信号机传递过来的红灯信号，自动识别是否是红灯信号， 如果检测到是红灯信号，则车辆摄像机断面时抓拍 3张闯红灯违法 图片。 2.7.3 红灯不偏色

24、通过对增益、曝光、亮度、白平衡等参数根据光线气候环境自动设置以及特有红灯自适应减光技术，成功解决了常见的红灯偏色问题，能够对违章处罚提供有效的证据。 常见的红灯偏色图片： 我司的红灯不偏色图片： 高清电子警察系统 17 2.7.4 系统补光功能 针对违章抓拍，采 LED补光 灯 ，保证抓拍效果。卡口抓拍和高清录像，夜间采用 LED灯补光单车道不超过 75W，人行横道、停车线、车身棱廓、 车牌号牌清晰可辨。 2.7.5 嵌入式系统方案 前端整个系统采用全嵌入式技术， 高清抓拍摄像机采用 500万像素进 口机芯，采用 KODAK 一英寸高清 CCD传感器 ，分辨率为 2560 20 48。 摄像机

25、处理部分 采用 TI的 DM8127为核心的嵌入式主板， 处理模块采用 TI的 DSP processor， 低功耗，无风扇设计，耐 70 C高温，内置硬件看门狗电路，系统异常恢复后能自动重启，恢复工作。 还采用了专门针对 DM8127设计的嵌入式 Linux系统，不会遭受网络攻击和病毒侵袭。 同时 我们一台前端处理主机可以管 1-6个方向， 也就是一到四台 500万的高清摄像机 ，它就满足了一台主机可以处理一个路口 一至四个方向的抓拍情况 。 系统全天候长期无 人值守不间断工作，具有异常自动诊断（系统工作异常）及自动恢复功能。 高清电子警察系统 18 2.7.6 系统基本规范要求 本系统以

26、GA/T496-2014闯红灯自动记录系统通用技术条件 和 GA/T832-2014道路交通安全违法行为图像取证技术规范 为参考，产品具有经公安部交通安全产品质量监督检测中心的检测报告，同时提供视频检测版本的检测报告。 2.7.7 数据安全性功能 为了保证数据的安全性，系统为每个前端路口配置一个 智能 抓拍处理主机 ，存储容量不小于 300G，当前端路口和中心服务器的链路故障时，前端设备的数据自动保存在安装于 路口机柜中的智能 抓拍处理主机 里，当链路恢复正常时，智能 抓拍处理主机 的数据自动上传到中心 服务器。当链路长时间故障时，维护人员亦可到前端路口，直接从智能抓拍主机 导出数据。 2.7.8 数据传输实时性要求 前端抓拍摄像机，链路正常时，摄像机把抓拍图片和记录实时上传到中心服务器，数据传输延时不高于 3秒。 2.7.9 系统网管功能 前端抓拍摄像机要求具有