闯红灯抓拍系统方案

闯红灯抓拍系统方案

（一）、系统总体解决方案

电子警察系统分为前端系统、传输系统和中心（后端）系统三部分，其简介如下：

前端系统：前端系统采用动态视频检测触发技术，负责完成在红灯状态下，抓拍违章闯红灯车辆，并将抓拍的图片和相关的信息（时间、地点、车辆信息、车牌图片等）送回指挥中心的后端系统服务器。总之，前端系统负责交通数据的采集。

通信传输：传输系统由传输网络组成，负责连接前端系统和后端系统。这部分负责采集数据以及控制命令的传输。

中心控制：后端系统在收到前端系统采集的基本信息之后，根据不同的需求，对这些信息进行相应的处理，例如：对电子警察前端系统送来的违章车辆图片进行相应的处理等。总之，后端系统负责对前端系统已经采集并传送到指挥中心的交通数据进行相关的后台处理。

（二）、前端系统解决方案

1．前端系统方案设计

公司设计的前端系统通过动态视频检测触发技术对城市道路交通数据进行采集。这些数据包括：车辆牌照信息（通过的路口、通过路口的时间、通过路口的方向或车道）、车辆的号牌图片、车辆的全景图片等。

在前端系统解决方案中，每一个方向配置一台全景摄像机，用于拍摄路口全景图，每个监控车道配置一台特写车牌摄像机，用于拍摄汽车尾部牌照。 2．前端系统结构设计

通过*****公司车辆号牌自动识别系统和违章抓拍系统的工作经验，我们得出在一个路口的前端系统结构设计，图示如下。

十字路口前端结构设计

前端系统的工作原理是：信号控制系统接收路口红绿灯信号，在红灯状态下，利用动态视频检测技术，对闯红灯的车辆进行抓拍和车牌识别，系统抓拍违章车辆的车牌图片（一幅）和该方向的全景图片（两幅

连续车辆闯红灯的过程图片）并记录下相关信息（违章时间、地点、行驶方向、闯过停车线的红灯时刻等）；所有信息和数据可通过传输系统，定时或立即传回指挥中心后端系统的服务器。 3．前端系统各子系统设计

前端系统是基本数据采集和处理的系统单元，采集这些数据的手段是前端系统的摄像机和动态视频检测触发技术。在路口需监控的每个车道配置一台车牌摄像机和夜间补光灯，用于拍摄汽车的尾牌，同一方向配置一台全景摄像机，三者与车流方向同向，拍摄车辆尾部。

前端系统由若干子系统构成，分别是摄像子系统、照明子系统、闯红灯违章车辆抓拍子系统、号牌实时识别（卡口功能）子系统、动态视频检测触发子系统、红绿灯控制接口子系统、传输接口子系统等。下面分别说明各子系统的设计：

摄像子系统

摄像子系统由摄像机和安装摄像机的F 臂组成。每个监控车道一台车牌摄像机，用于拍摄一个车道上的车辆尾部号牌；每个路口方向配置一台全景摄像机，用于拍摄闯红灯违章车辆的全景图片。 本公司自主开发的摄像机控制技术，使摄像机适应不同天气和光线环境。

立杆距离地面的高度为5－6米，立杆距离停车线外沿的距离是12－14米，横杆视路面宽度而定。

照明子系统

照明子系统选择由公司自主研发的LED 补光灯，灯光亮度符合国家环保标准对人眼无刺激，白天基

本是不可见光。与摄像机配合使用，用于夜间补充光照，使抓拍车辆号牌的清晰图片。 LED 补光灯与摄像机装在同一个防护罩内，使用同一个立杆。

闯红灯违章车辆抓拍子系统（软件）

采用我公司具有自主知识产权的违章车辆抓拍子系统产品，安装在路口设备箱中，用于在红灯状态下，抓拍闯红灯违章车辆的图片，并且在该系统中完成抓拍汽车尾部牌照号码的识别，将相关的信息（时间、地点、车牌、两幅连续的车行图片、一幅车景图片等）保留在本地系统中，通过通信软件将信息传送到后端系统（指挥中心）进行相关的违章处理。

动态视频检测触发子系统

本系统采用我公司自主研发的动态视频检测触发技术，完成对通过路口的车辆的检测和抓拍。该系统可避免埋设环形线圈对道路的破坏以及道路改造后要重新埋设线圈的不必要的麻烦。

本公司的动态视频检测触发技术已经在北京、天津、江西南昌市、山东胜利油田、河北邢台市、甘肃兰州市、湖北武汉市、云南昆明市等地的各种智能交通系统项目（如电子警察系统、综合治安卡口监管系统、指挥中心查车系统、移动查车系统）中得到应用。已经是公司的成熟产品。

红绿灯控制接口子系统

安装在路口设备箱中，用于检测路口红绿灯状态。该子系统接收路口红绿灯的信号，判断对应的车道是绿灯放行状态还是红灯禁行状态。它将接收到的信号传送给相应的软件系统，供软件系统正常工作。

传输接口子系统

安装在路口设备箱中，用于连接路口设备与光端机。该部分的软件主要由通信软件组成，其功能是实现前端和后端系统之间基于光纤网络的数据通信。 4．前端系统的功能描述

利用动态视频检测触发技术，在红灯状态下，完成对闯红灯车辆的抓拍和车牌识别，准确地记录并存储违章车辆的违章时间、地点、行驶方向、红灯时间长度、闯过停车线的红灯时刻、违章车牌图片和全景图片等信息；

抓拍的车辆违章图片为一幅车辆牌照近景图和两幅连续的车辆违章的全景图，抓拍的车辆违章图片能清晰、完整的记录下违章车辆的车型、车身颜色、牌照号码；

中心对抓拍的违章车的车牌识别，识别的号牌自动生成违章号牌库，供违章处理操作员进一步确认和处理；

选用工业级彩色摄像机，清晰度高、照度低、稳定性好；公司自主开发的摄像机控制技术，使摄像机的抓拍能适应不同的天气和光线环境影响，使系统能全天候的工作。

在夜间，采用公司自主开发的LED 补光灯作为抓拍的辅助光源，使夜间抓拍的车牌号码清晰。 在有通讯的条件下，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。

8） 统维护、系统软件配制、应用软件安装应简单，易于操作，操作界面友好，数据处理工作简单、快捷。业务流程清晰，符合交通管理业务的处理习惯。系统数据备份及数据恢复快速简单。系统具有在支队就可以对前面系统进行远程诊断和系统维护的功能。 9） 路口设备应有单套系统储蓄20万张相片的能力。 10）连续抓拍间隔≤300毫秒。

11）有违章处理操作员对抓拍的规章图片确认的功能，该功能应操作简单，方便实用。 12）闯红灯捕获率、车牌识别率、记录有效率为白天90%以上，夜间80%以上。 平均无故障时间不小于1000小时。 13）指挥中心应拥有的其他设备： 数据服务器1台

14）各种权限的查询工作基于BS 体系。

15）数据库采用firebird 或oracle ，操作系统采用Windows 2000 server。

16）系统后台服务器应能接受所有路口设备同时上传图像数据的要求，留有可扩展的余地。

（三）、后端系统方案设计

1．服务器硬件配置

服务器采用IBM 品牌；Window2000 Server；。 2．服务器软件组成

后端服务器综合处理前端系统送回的数据，形成直观的、直接可用的资料。 后端服务器从功能上划分为若干子系统，见如下框图：

各个子系统功能如下： 电子警察数据接收子系统

该子系统接收前端系统送回的闯红灯违章车辆图片（共三幅，一幅号牌图片，两幅连续的全景图片）、车辆号牌、违章时间、违章地点等等。该系统与违章车辆数据库连接。

在该子系统中，提供对数据接收状态的监控，用户可查看当前所有实时发送回来的数据，各个抓拍单

元的数据发送情况以及定期的数据接收日志报告，便于分析系统运行状况，及时发现问题。 车辆查询子系统

该系统提供界面让用户选择查询条件，用户可以按号牌、时间、地点等多种条件查询车辆，查询结果显示车牌号码、车辆类型、违章地点、通过时间等信息，并显示相应的车辆图片。

违章管理子系统

违章抓拍图像将保自动存在信息数据库中，同时保存数据将包含以下信息：车牌号码，车身颜色，拍摄时间，拍摄地点，行驶方向。根据需要，还可在保存数据中包括下列信息（通过数据库查询得到）：车主姓名、家庭住址、车辆厂牌型号、车身颜色、车辆状态等信息。所保存数据将作为处罚依据信息保存在工控机硬盘上。

该子系统将具有如下功能： 违章管理

如下图示，可以实现原始违章资料的管理，对原始违章资料进行核对、图片浏览、确认违章、按条件查询等。

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。

报警子系统

该子系统将前端发送回来的车牌数据与黑名单数据进行实时比对，一旦发现数据相符即进行报警，并且将报警记录保存在数据库中，以便日后翻查。

远程维护子系统

该子系统用于查看前端系统各计算机工作状态、查询工作日志、配置工作参数。 在远程维护子系统中可查看前端系统工作状态，设置传输方式，配置工作参数等。

（四）、系统解决方案特点分析

本方案将先进的技术与独特的思路巧妙地结合，具有以下特点： 1．可靠性

前端系统的计算机均采用工业级控制计算机，并设计专用机柜作为路口的设备箱，考虑防水、防盗、降温，确保系统设备的工作环境处于正常状态。同时，前端系统的计算机设备还采用了先进的软件容错技术、系统自动恢复技术和硬件看门狗技术，在三个层次上确保系统工作正常，并能够自动地从异常状态中恢复到正常状态。

2．技术先进

本方案采用了在国内领先技术，可有效减少人工量，提高后端管理系统的自动化程度。

本方案还采用了公司自主开发的摄像机控制技术、动态视频检测触发技术、LED 补光灯技术，这些技

术已经在全国很多大型城市的多种智能交通系统项目中得到应用，具有很强的技术先进性。

3．功能强

本方案不仅具有电子警察系统的违章抓拍功能，系统还可以完成一定的交通统计功能等，有效的发挥的系统的能力。

4．可扩展性强

本方案在设计中不仅考虑目前的实际需求，还具有先进性、前瞻性和可持续发展性（比如可扩展为基于车牌自动识别技术的车辆行驶诱导系统模式和基于车牌自动识别技术的查车系统模式和OD 调查等）。

设备扩展：系统采用模块化设计，可根据用户业务扩展的需要，方便地增减处理单元。

功能扩展：随用户业务地扩展，在不需要增加新的硬件的情况下，只需在中心服务器添加处理软件，即可增加全新功能。如：平均车辆旅行时间/速度、城市交通源/目的(OD)调查、车辆路由、追踪等功能。

5．可靠的防雷系统设计

由于计算机及其网络设备内部的结构高度集中化，造成设备过耐电压、过电流的承受能力下降，易遭受雷电破坏，轻者可造成计算机终端和通信设备的接口损坏，通信中断，大量信息丢失或无法传输；重者使网络主机损坏，导致网络瘫痪，工作无法进行。

雷电的表现形式主要有两种：

直击雷：其威力巨大，雷电压可达几万伏至几十万伏，瞬间电流可达十几万安，在雷电通路上，物体会被高温烧伤甚至融化。通常在建筑物顶部安装避雷针避雷，但雷电流流经引下导体时会在周围产生高频电场和磁场，这个高频电场和磁场会通过耦合和传导进入通信设备、计算机系统。防护直击雷需安装避雷针系统和保护地，成本很高。

感应雷：感应雷是附近雷击或空中闪电产生强大电磁脉冲而引发的瞬时过电压（浪涌电压）。这些浪涌又通过三种途径被感应到电源线、天线或数据/通信电缆中。防护感应雷，应使用相应避雷器。感应雷引起的雷害事故约占事故的80%至90%。对于感应雷，我们应采用相应避雷器进行有效的消除。避雷器分为电源避雷器（用于电源设备）和信号线避雷器（用于各类通信设备）。

防雷实施方案 根据我们的系统设计原则，在系统的稳定性方面还考虑系统工作环境的防雷措施，保证安装在路口现场的前端设备和安装在指挥中心的后端设备能够防止感应雷击。

（五）、系统设备清单及技术参数

系统前端设备清单 系统指挥中心设备 技术参数

车尾牌拍照专用摄相机

说明：前端摄像设备，防护罩、摄像机、辅助光源、摄像机辅助光源控制板一体化。提供232及485

控制方式可以与TC485C 型232/485协议转换型连接使用。调试时可以利用车牌识别主机系统调试摄像机背光补偿、聚焦、光圈、白平衡、电子快门及辅助光源明暗等参数无需现场登高调试。而且防护罩内部具有摄像机弧形调整功能可以解决水平摄制图像无法水平的技术难题。辅助光源可以在夜间增强车牌反光度最远照射30M ，而且夜间车牌图像十分清晰。

车牌照抓拍辅助光源，内嵌控制器控制光源发出脉冲尖峰光。全面增加车牌的图像信息数据，功耗低，彻底消除汽车前灯对摄像机的干扰。本光源与传统的闪光灯或泛光灯比较具有功耗低、发光效率高、寿命长、无光污染等特点。本光源的应用，可以大大简化系统的现场调试工作，提高工作效率。 特征：

脉冲尖峰光源，与摄像机抓拍动作同步工作符合中国大陆环保要求，无光污染，功耗低，绿色光源，白色、红色、黄色、蓝色或红外线光谱。 连接控制

接口方式：RS232/485 供电

AC 100～230V AC ±10% 输出参数

有效距离 30M 功率 ≤10W 防护

防护等级 IP55 安装条件

整机 -35～65℃ 配件

标准室外摄像机防护罩 摄像机开关电源

摄像机调节：安装时仔细调节摄像机的各项参数，也可以利用232/485控制由上位机设置。包括聚焦、光圈、电子快门、背光补偿、亮度等。以HP8920为例，各项参数设置为：

1.Image Mirror(镜像) : off 2.Slow Shutter(慢快门) : off 3.Day/Light（日夜转换） 4.WB Control（自动白平衡） 5.Shutter (电子快门)

: off : Auto

: 1/1000

7.Zoom Start（变倍开始） : *001

8.Zoom Stop（变倍停止） : *200

9.Brightness （亮度） : 30(夜间跳到尽量小，达到清晰为止) 10.Sharpness （清晰度） 11.Focus （聚焦）

: 8

: 先设为Auto ，对准目标后变为Push

: off

12.Init Set（原始设置） 抓拍主机参数：

识别器配置：P4 2.0G，512M 内存，80G

网络：具有网络接口，可相互连接形成局域网，并具有数据预处理功能及通讯功能。 检测范围： 1~4车道 记录信息：车辆照片、时间、地点、方向、车牌号码等。 整牌准确率：白天>90%，晚上>85%，速度98% 车牌识别范围：汉字、数字、字母、颜色。适用车速：0～140km/h