智能交通監(jiān)控技術(shù)及系統(tǒng)解決方案

　　在社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，城市居民的生活水平不斷提高，機(jī)動(dòng)車已經(jīng)成為人們出行不可或缺的交通工具。如何對(duì)機(jī)動(dòng)車進(jìn)行行之有效的管理、如何處罰和減少交通違章行為、如何快速偵破交通事故逃逸和機(jī)動(dòng)車盜搶案件，已經(jīng)成為了各地政府、交管部門越來越重視的一個(gè)問題。因此，城市智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的安裝、實(shí)施也成為管理部門關(guān)心的重點(diǎn)。

　　智能交通監(jiān)控系統(tǒng)提供圖片監(jiān)控、車輛查詢、違章查詢、智能研判、布控、流量統(tǒng)計(jì)分析;實(shí)時(shí)圖片監(jiān)控道路的車輛信息，同步圖片疊加時(shí)間、抓拍地點(diǎn)、車牌號(hào)碼、車牌顏色、車身顏色、設(shè)備名稱、車速、限速、車道、紅燈時(shí)間和抓拍序號(hào)等;支持卡口車輛信息實(shí)時(shí)刷新和停止刷新操作;支持多種車輛研判模式如首次、頻繁、高危時(shí)段，支持車輛行為分析和查詢模式如區(qū)間、碰撞、同行車、套牌車;實(shí)時(shí)監(jiān)控交通路面情況，提供識(shí)別車輛號(hào)牌字符，識(shí)別車輛號(hào)牌顏色，識(shí)別車身顏色，檢測(cè)車輛時(shí)速等卡口功能，同時(shí)也提供闖紅燈，不按車道行駛，違章變道，逆行，壓（實(shí)）線等功能;支持通過錄入車牌號(hào)碼、車主信息、車身顏色、車身長(zhǎng)度、車輛類型、車牌顏色、布控機(jī)構(gòu)和通緝單位、布控類型、布控聯(lián)系人、布控時(shí)間等信息進(jìn)行布控。

　　城市智能交通監(jiān)控系統(tǒng)按其功能分為高清電子警察系統(tǒng)和高清智能卡口系統(tǒng)。

　　1 高清電子警察系統(tǒng)

　　1.1 系統(tǒng)概述

　　沖紅燈違章是造成當(dāng)今社會(huì)交通事故的主要隱患之一。電子警察系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用在無人值守的路口、單行線、禁行、限時(shí)道路、限車型車道、主輔路進(jìn)出口、公交專用道、違章超速、壓線、變道等處。利用科技手段實(shí)現(xiàn)對(duì)違章行為進(jìn)行有力的監(jiān)控和治理。

　　1.2 系統(tǒng)方案

　　高清電子警察系統(tǒng)由路口前端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和中心管理系統(tǒng)構(gòu)成。

　　系統(tǒng)采取純視頻檢測(cè)方式，自動(dòng)對(duì)視頻流圖像中運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行實(shí)時(shí)逐幀檢測(cè)、鎖定、跟蹤，根據(jù)車輛運(yùn)動(dòng)軌跡判斷車輛是否違章。系統(tǒng)以高清晰智能CCD攝像機(jī)作為圖像采集主體，單臺(tái)攝像機(jī)覆蓋單向2-3車道，集“圖像采集+車輛檢測(cè)+車牌識(shí)別+違章判斷”于一體;采用LED冷光燈作為夜間補(bǔ)光，大大降低了對(duì)人眼的刺激;系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝維護(hù)，立桿上只需一根網(wǎng)線和電源線即可，每方向設(shè)備：1（攝像機(jī)）+ 1（補(bǔ)光燈）+ 1（控制器）。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如下：

　　（一） 路口前端設(shè)備：

　　路口前端設(shè)備主要由視頻捕獲設(shè)備（高清智能攝像機(jī)、補(bǔ)光燈）、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備（光端機(jī)或光纖收發(fā)器）等組成，完成紅綠燈狀態(tài)檢測(cè)、機(jī)動(dòng)車違章行為檢測(cè)、違章圖片抓拍、補(bǔ)光燈控制、違章記錄本地儲(chǔ)存、相關(guān)信息網(wǎng)絡(luò)上傳等任務(wù)。根據(jù)實(shí)際需求，在被監(jiān)控路口的每一個(gè)方向均安裝1套路口前端設(shè)備，可監(jiān)控2-3車道的車輛通行情況。前端組成結(jié)構(gòu)如下圖所示：

　　高清抓拍攝像機(jī)：系統(tǒng)中采用的高清抓拍攝像機(jī)可監(jiān)控2-3個(gè)車道，采用DSP嵌入式高性能處理平臺(tái)，內(nèi)嵌的識(shí)別軟件包含了視頻采集、圖像預(yù)處理、車輛檢測(cè)、車牌檢測(cè)、車牌切分、字符識(shí)別、跟蹤和比對(duì)、圖像壓縮、數(shù)據(jù)傳輸?shù)饶K。系統(tǒng)識(shí)別速度快，特別是獨(dú)特的移動(dòng)物體跟蹤和比對(duì)技術(shù)可以將幀間有效信息充分利用起來，不依賴單張圖片，有效提高系統(tǒng)的識(shí)別精度和對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力。

　　LED補(bǔ)光燈：輔助光源采用LED燈，光敏控制模塊設(shè)計(jì)可自動(dòng)啟動(dòng)，當(dāng)環(huán)境光低于預(yù)設(shè)亮度，光源自動(dòng)打開，為攝像機(jī)補(bǔ)光，保證夜間的攝像效果。發(fā)光器件為大功率LED，平均無故障時(shí)間：MTBF ≥ 30000小時(shí)。

　　網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備：包括交換機(jī)、光纖收發(fā)器等，承擔(dān)將前端設(shè)備記錄的車輛違法信息傳輸?shù)胶蠖斯芾碇行牡娜蝿?wù)。

　?。ǘ?網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)

　　主要承擔(dān)將前端設(shè)備記錄的車輛違法信息傳輸?shù)胶蠖斯芾碇行牡娜蝿?wù)，同時(shí)操作人員在中心平臺(tái)應(yīng)用遠(yuǎn)程管理軟件通過該網(wǎng)絡(luò)可對(duì)前端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、狀態(tài)監(jiān)測(cè)及設(shè)備參數(shù)設(shè)置。該傳輸網(wǎng)絡(luò)可以采用光纖通訊、電話撥號(hào)、數(shù)據(jù)專線、寬帶網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)絡(luò)、無線3G等方式。如果與視頻監(jiān)視系統(tǒng)共用光端機(jī)，可采用數(shù)模復(fù)用光端機(jī)，即在一根單模光纖上傳輸視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端攝像機(jī)的視頻信號(hào)及控制信號(hào)，同時(shí)提供100M的以太網(wǎng)口用以傳輸闖紅燈電子警察自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備記錄的違法車輛信息。

　?。ㄈ?中心管理系統(tǒng)

　　中心管理子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電子警察前端路口設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、抓拍圖像和數(shù)據(jù)的處理，以及違章車輛的處罰等工作，并充分考慮與其它交通管理軟件系統(tǒng)的接口兼容問題。管理中心采用一個(gè)中心管理服務(wù)器連接多個(gè)客戶端的模式，中間架設(shè)代理服務(wù)器，用來處理前端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，一個(gè)代理服務(wù)器管轄多臺(tái)前端設(shè)備。數(shù)據(jù)庫(kù)用來記錄中心服務(wù)器的各類參數(shù)和代理服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)和識(shí)別信息。存儲(chǔ)陣列用來存儲(chǔ)前端設(shè)備抓拍的圖片及相關(guān)數(shù)據(jù)信息。

　　1.3 系統(tǒng)功能

　　1）視頻檢測(cè)車輛功能

　　系統(tǒng)通過視頻檢測(cè)方式精確跟蹤車輛運(yùn)動(dòng)軌跡，判斷車輛直行、逆行、左右轉(zhuǎn)方向，記錄車輛在停車線前、壓線、越線情況，以及車輛壓車道分隔線行駛情況，無須埋設(shè)線圈。視頻檢測(cè)的原理為對(duì)移動(dòng)物體跟蹤的同時(shí)檢測(cè)車輪廓并尋找車牌進(jìn)行跟蹤，如果找不到車牌，系統(tǒng)會(huì)抓拍車輛，識(shí)別結(jié)果為“未檢測(cè)”。在夜間情況下LED補(bǔ)光燈會(huì)對(duì)車牌補(bǔ)光，依據(jù)車牌反光原理加大了視頻檢測(cè)的準(zhǔn)確性，解決了行人、自行車、大型車輛干擾問題。

　　2）闖紅燈抓拍功能

　　單臺(tái)高清攝像機(jī)可以完整監(jiān)控3個(gè)車道，圖片質(zhì)量達(dá)到國(guó)標(biāo)要求，在紅燈信號(hào)狀態(tài)下，有車輛經(jīng)過時(shí)，系統(tǒng)會(huì)快速地跟蹤車輛的行駛軌跡，并通過軌跡進(jìn)行分析處理來判斷是否有車輛闖紅燈，當(dāng)檢測(cè)到車輛有闖紅燈違章行為時(shí)，會(huì)立即抓拍反映該車輛違法信息的三張高清圖片并對(duì)圖片進(jìn)行關(guān)聯(lián)保存。第一幅圖片中清晰反映闖紅燈的機(jī)動(dòng)車的車頭未過停止線、紅燈信號(hào)、車輛類型、車牌號(hào)碼、車身顏色;第二幅清晰反映闖紅燈的機(jī)動(dòng)車的車身已過停止線、紅燈信號(hào)、車輛類型、車身顏色、車牌號(hào)碼;第三幅圖片能夠清晰反映同一機(jī)動(dòng)車越過相鄰方向的道路中心延長(zhǎng)線、車輛類型、車身顏色。清楚反映整個(gè)闖紅燈過程。

　　3）闖禁令、違反禁止標(biāo)線等違法行為抓拍

　　系統(tǒng)可以通過對(duì)視頻的智能分析判斷車輛右/左轉(zhuǎn)、逆向行駛、壓線、跨線、違反禁止線、機(jī)動(dòng)車在非機(jī)動(dòng)車道內(nèi)行駛等違法行為，在禁止右/左轉(zhuǎn)的路口可以對(duì)右轉(zhuǎn)或者左轉(zhuǎn)車輛進(jìn)行跟蹤判斷并且對(duì)違法車輛進(jìn)行抓拍，同時(shí)，對(duì)逆向行駛和等違法行為進(jìn)行抓拍記錄，系統(tǒng)抓拍三張違法圖片，以記錄違法的整個(gè)過程。

　　4）卡口功能

　　系統(tǒng)具有車尾卡口功能，即在綠燈、黃燈狀態(tài)時(shí)，對(duì)通過每個(gè)車道的所有車輛進(jìn)行檢測(cè)、抓拍、記錄、保存和識(shí)別。車輛附加信息包括如下內(nèi)容：有效幀數(shù)，車輛檢測(cè)時(shí)間，車輛類型，車道號(hào)，行駛類型，是否違章，是否逆行。停止線前紅綠燈狀態(tài)。停止線后紅綠燈狀態(tài)。路口名稱，路口方向。

　　5）車牌識(shí)別功能

　　系統(tǒng)具備對(duì)民用、警用、軍用、武警等汽車號(hào)牌自動(dòng)識(shí)別能力，白天車輛號(hào)牌識(shí)別率大于95%，夜間車輛號(hào)牌識(shí)別率大于90%。

　　6）車型和顏色識(shí)別

　　系統(tǒng)采用車牌顏色和視頻檢測(cè)技術(shù)結(jié)合的方法對(duì)車輛進(jìn)行分型，能自動(dòng)識(shí)別黑、藍(lán)、黃、白四種車牌底色。對(duì)于民用車來說，藍(lán)顏色車牌表示的是小型車輛，而黃顏色車牌表示的是大型車輛。因此，首先利用車牌顏色判斷車輛類型，對(duì)于無法根據(jù)車牌顏色判別車型或者無法判斷車牌顏色的情況，就利用圖像分析技術(shù)來輔助區(qū)分車輛的類型。

　　2 高清智能卡口系統(tǒng)

　　2.1 系統(tǒng)概述

　　高清智能卡口監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)是平安城市系統(tǒng)的重要組成部分，通過在省際、城際、城區(qū)主干道路、主要交通要道、主要出入口、高速公路、收費(fèi)站等重點(diǎn)地段安裝高清智能卡口系統(tǒng)，實(shí)時(shí)對(duì)過往車輛進(jìn)行記錄與監(jiān)控、對(duì)交通違法行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并與路面監(jiān)控有機(jī)結(jié)合起來，不僅能清晰地對(duì)受監(jiān)控路面行駛的車輛通行信息、車輛外形、車牌號(hào)碼、前排司乘人員面貌特征等進(jìn)行全天候、不間斷的自動(dòng)采集、傳輸和處理。

　　2.2 系統(tǒng)方案

　　高清智能卡口系統(tǒng)由卡口車輛記錄子系統(tǒng)、中心管理子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊子系統(tǒng)三部分購(gòu)成。

　　卡口車輛記錄子系統(tǒng)是道路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)的核心部分，系統(tǒng)由嵌入式一體化抓拍主機(jī)、同步補(bǔ)光單元頻閃閃光燈、車輛檢測(cè)單元、網(wǎng)絡(luò)傳輸單元四部分組成。通過對(duì)經(jīng)過道路卡口的所有車輛進(jìn)行抓拍，獲得車輛圖像，并自動(dòng)實(shí)時(shí)地識(shí)別車牌字符，記錄下車輛經(jīng)過的時(shí)間、車型、車牌號(hào)、方向等數(shù)據(jù);并全部匯入網(wǎng)絡(luò)通訊子系統(tǒng)，通過光纖傳輸至中心管理平臺(tái)。

　　中心管理子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)卡口設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控、抓拍圖像和數(shù)據(jù)的處理、可疑黑名單車輛的布控，預(yù)收費(fèi)車輛數(shù)據(jù)下載，以及違章車輛的處罰等工作，并充分考慮與其它交通管理軟件系統(tǒng)的接口兼容問題。

　　網(wǎng)絡(luò)通訊子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)卡口車輛記錄部分和指揮中心管理部分的數(shù)據(jù)和圖像信息的傳輸系統(tǒng)拓?fù)鋱D：

　　2.3 系統(tǒng)功能

　　1）車輛捕獲：系統(tǒng)采用線圈/視頻檢測(cè)方式來捕獲經(jīng)過的車輛。采用高性能車輛檢測(cè)器，監(jiān)測(cè)被檢測(cè)車道的所有過往機(jī)動(dòng)車輛，車輛的捕獲率達(dá)99%以上。采用線圈檢測(cè)方式，抓拍率高，準(zhǔn)確性高，能抓拍到無牌車以及遮擋號(hào)牌車輛，不受雨雪和光線等天氣影響，保證了公安執(zhí)法的正確性，可靠性。

　　2）車輛測(cè)速：系統(tǒng)采用線圈/視頻測(cè)速方式，在0km/h至180km/h速度范圍內(nèi)，對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)每一輛通過的車輛進(jìn)行測(cè)速，保存車輛圖片，并在圖片上覆蓋時(shí)間、地點(diǎn)、速度、車道等相應(yīng)信息。對(duì)超速車輛，可以根據(jù)客戶需要保存到相應(yīng)位置并上傳至中心。當(dāng)車速在30 km/h

　　3）圖像記錄：系統(tǒng)采用高清晰工業(yè)攝像機(jī)，整個(gè)攝像系統(tǒng)為嵌入式一體化抓拍主機(jī)、同步補(bǔ)光單元頻閃閃光燈、車輛檢測(cè)單元、網(wǎng)絡(luò)傳輸單元、電源單元及全天候防護(hù)罩等組成的精密系統(tǒng)，它們之間的精確配合使得白天和晚上抓拍的車輛圖像清晰度都很高。

　　4）車牌識(shí)別：系統(tǒng)采用國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的圖像識(shí)別算法，對(duì)所有通過車輛自動(dòng)進(jìn)行車牌識(shí)別。

　　5）布控報(bào)警：針對(duì)超速及被盜搶車輛和交通肇事逃逸車輛能實(shí)時(shí)布控報(bào)警。對(duì)于預(yù)交費(fèi)車輛，可實(shí)時(shí)進(jìn)行查詢確認(rèn)。

　　6）流量統(tǒng)計(jì)：系統(tǒng)可根據(jù)需要，按時(shí)段、車型、車道、方向進(jìn)行查詢，并進(jìn)行流量統(tǒng)計(jì)（包括流量圖、流量表、流量曲線圖），出具日?qǐng)?bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等。

　　7）斷點(diǎn)續(xù)傳：系統(tǒng)支持多種方式的數(shù)據(jù)傳輸?？赏ㄟ^FTP方式自動(dòng)上傳違法數(shù)據(jù)、車輛通過信息（時(shí)間、地點(diǎn)、車牌號(hào)碼等）、設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、流量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等上傳到中心管理系統(tǒng);也可在中心通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)下載操控前端設(shè)備。如因網(wǎng)絡(luò)中斷或其它故障，信息備份存儲(chǔ)于前端設(shè)備中，待故障恢復(fù)后再自動(dòng)上傳，具有斷點(diǎn)續(xù)傳功能，也可通過USB存儲(chǔ)設(shè)備直接下載前端設(shè)備中的數(shù)據(jù)。

　　8）信息查詢：系統(tǒng)能對(duì)車輛通行信息、車輛違法信息、布控/撤控信息、系統(tǒng)運(yùn)行日志信息、系統(tǒng)操作日志等信息按不同條件進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)。包括通行車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控、車輛精確查詢、模糊查詢、布控查詢、報(bào)警查詢、通行車輛流量統(tǒng)計(jì)等功能，查詢的信息可以多種形式打印輸出。