卡口式闯红灯电子警察系统技术方案无锡市慧视科技有限公司二〇一一年十月目录一、概述 (4)1.1、设计原则 (4)1.2、设计依据 (6)1.3、系统需求 (7)1.4、建设内容 (7)二、系统特点 (7)2.1、高分辨率图像采集 (7)2.2、多车道覆盖抓拍 (8)2.3、纯嵌入式设计 (9)2.4、地磁检测和视频检测双检测功能 (9)2.5、视频车辆检测及跟踪 (9)2.6、检测红绿灯 (12)2.7、车辆踪迹抓拍（卡口功能） (13)2.8、违法抓拍功能 (14)2.9、交通信息采集功能 (15)2.10、号牌自动识别 (16)三、系统功能设计 (17)3.1、总体功能介绍 (17)3.2、系统拓扑图 (19)3.3、高清500万像素CCD摄像机 (19)3.4、闯红灯行为检测抓拍 (20)3.5、卡口检测抓拍 (24)3.6、技术性违章及其它违法行为的检测控制方法 (25)3.7、直右车道上闯红灯违法行为的检测 (28)3.8、夜间补光技术 (29)3.10、违法照片加密防伪处理 (29)3.11、违法图片传输、保存和处理 (30)3.12、路口设备状态监测 (30)3.13、中心软件接入、数据标准与接口规范数据规范 (30)四、技术性能指标 (32)4.1、技术指标 (32)4.2、电气指标 (32)4.3、环境指标 (32)4.4、系统功能指标 (32)五、施工说明 (33)5.1、照明系统的设计及施工 (34)5.2、前端系统的设计及施工 (34)5.3、路口交通状态及治安监控 (34)六、施工工艺要点说明 (36)6.1、立杆的安装和避雷 (36)6.2、机箱及防护罩的安装 (36)6.3、摄像机的安装 (37)6.4、地下管道埋设 (37)6.5、沙井施工 (38)6.6、布线施工说明 (38)一、概述传统的闯红灯电子警察系统主要实现对闯红灯车辆的违法抓拍。
其仅能实现闯红灯违法抓拍。
随着机动车辆的快速增加出现很多各种故意规避电子警察系统抓拍的违法行为：违法变道、借道闯红灯，逆向行驶，越双黄线等。
为了实现对上述违法行为的取证，我公司通过多年研发，成功研发出了具有路口综合违法抓拍功能的电子警察系统。
系统采用智能高清晰数字一体化智能摄像机（500/200万像素CCD摄像机），嵌入式数据处理模块，组合自适配软件功能模板，应用全视频智能检测方式，配合LED补光灯或高速频闪灯，全天候实现：1、车辆行踪自动抓拍记录（路口的卡口功能）；2、对闯红灯车辆的自动抓拍和记录；3、各类技术性交通违法的自动抓拍和记录;4、路口高清视频实时查看及录像功能。
新系统采用电子手段取代警察对机动车/驾驶人实施监测并记录其违法行为，是实现交通违法取证、查处、取缔机动车违法行为的有效手段。
它利用视频车辆检测技术、模式识别技术、车牌识别技术、图像数字化处理技术、通信技术等现代科技开发，安装于城市交通路口，24小时全天候对各类车辆的交通违法行为进行拍照。
为交警部门处理该类违章提供客观准确的依据,从而对违法者进行处罚和教育，可以大大提高机动车驾驶员的自觉性，增强安全意识，减少因交通违法行为而造成的事故、堵塞和交通混乱，提高交通路口的车辆通行速度，保证道路畅通。
1.1、设计原则系统具有实用性、可靠性、先进性、开放性、安全性、兼容性、可维护性、可拓展性。
具有良好的升级、扩展能力，具有一定的容量，为保持系统的先进性留下充分的发展余地。
坚持从实际出发，注重系统的实用性和实战性，合理配置资源，服务、服从于业务需要，统筹规划、统一标准、规范设计、周密计划、合理实施；采用开放性、模块化、智能化的体系结构。
整个系统设计应贯彻执行 "先进、适用、可靠、经济"这一基本指导思想，确保质量、开发研制出用户满意的个性化产品。
主要设计原则如下：实用性和经济性◆充分考虑采用先进而成熟的技术、先进的体系结构、先进的软硬件选型，采用性能/价格比较高的产品。
◆采用500万高清摄像机，系统采用智能嵌入式平台，相机内集成视频检测功能，减少硬件投入，路口施工更加简单。
系统功耗小节能。
◆采用地磁和视频双模检测模式。
能够实现对绿灯机动车及闯红灯违章机动车的抓拍；能够分析车辆压线行驶，压黄线、掉头、提前左转行驶、区分直行闯红灯和直行右转闯红灯等功能，区分右转车道上机动车是直行违章还是正常右转。
◆具备系统自动冗余功能。
以地磁检测为主，视频检测为辅。
◆软件应符合管理需要，界面友好、易维护，整个系统易用、实用。
可靠性◆系统建设尽量采用主流高可靠性产品，即选用的主控系统和设备是经过大量工程实际使用验证的嵌入式产品, 以保证系统的稳定性，同时兼顾到操作和维护的方便性，将系统发生故障的可能性降到最低。
◆系统应最大限度集成世界上稳定且优秀的技术及组件，采用成熟技术以降低系统的不稳定性。
◆对系统如硬件、操作系统、网络、数据库设计尽可能详尽的故障处理方案，以保证系统的快速恢复性，并采用容错技术提高系统的可靠性。
◆系统设备应采用节能、安全、可靠的产品。
主要设备采用国内、外知名品牌的产品，确保系统稳定工作。
开放性◆技术方案和设备具有良好的互联、互操作能力及升级能力，遵循最新的国际标准、国家标准和行业标准，遵循开放的原则。
◆系统应具备良好的可扩充性、可移植性和兼容性，充分考虑到了系统的发展因素，系统设计方案充分利用现有的信息化建设成果和路口资源，并预留扩展接口，能兼容原有警察系统。
提供所有数据接口，开放所有协议，开放接口类源码，实现数据共享（源码不能作为商业其它用途）。
先进性◆系统技术水平保证先进性，采用高分辨率视频采集、智能视频分析、目标识别、目标跟踪、车牌识别、视频图像压缩、网络传输等先进技术，保证设备的先进性，同时不局限于当前的使用条件和规模，具有超前意识，与已建系统联网兼容。
◆各平台有能力进行该项产品的持续性开发，可以保证该项技术不断地更新并顺利升级而维持系统的先进性。
兼容性即系统设计应考虑与原来系统兼容，保持与原有系统的一致性、完整性，做到平滑扩充，系统全部应用软件能与全国公安交通管理信息系统兼容。
可扩展性和易维护性系统采用500万像素高清摄像机，可以满足单方向四车道闯红灯抓拍。
系统采用嵌入式智能摄像机达到军品级要求，路口设备简单，稳定性高。
完全摆脱了传统工控机模式的病毒、操作系统不稳定等状况。
当地适应性◆从当地气候环境特点出发，结合实际环境进行设计，重点考虑散热、防潮、抗腐蚀等。
◆进行电磁兼容设计、防止电磁干扰，确保系统良好可靠地运行。
1.2、设计依据⏹《中华人民共和国道路交通安全法》⏹《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》⏹《公路交通安全设施设计技术规范》（JTJ 074-2003）⏹《闯红灯自动记录系统通用技术条件》GA/T496-2009⏹《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》GA/T497-2009⏹《预防道路交通事故“五整顿三加强”实施意见》公通字[2004]33号⏹《关于进一步加强路面行车秩序整顿工作的通知》公交管[2004]110号⏹《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⏹《机动车、驾驶员及违法管理等相关数据库规范》2004版⏹《建筑物防雷设计规范》GB50057-94⏹《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94⏹《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87⏹《电信专用房屋设计规范》YD5003-921.3、系统需求高清摄像机闯红灯自动记录系统要求能够实现闯红灯违法车辆高清抓拍，具备存储功能，且对绿灯时段车辆同样能够进行抓拍。
同时具有抓拍各种技术性违法行为的功能。
1.4、建设内容二、系统特点2.1、高分辨率图像采集普通模拟摄像机所提供的图像最高分辨率为D1（704*576）格式，只有约40万像素，本系统采用高分辨率数字摄像机（工业数字摄像机），实现高清晰度图像的采集，系统采集的车辆图像，分辨率高达500万象素（3776 x 1408），大大提高了图像的分辨率。
500万像素高清摄像机可提供非常清晰的路口全景照片，该图片分辨率高、可以反映车辆违法的所有要素（闯红灯时间、号牌号码、车辆类型、红灯信号（含箭头灯）停车线等）；为执法处罚提供无可争辩的证据。
2.2、多车道覆盖抓拍常规采用视频摄像机的闯红灯系统中，受摄像机成像能力限制（普通摄像机只有40万像素），每台摄像机只能覆盖一个车道，本系统采用了高达500万像素分辨率的高清晰工业摄像机，每台摄像机可以同时覆盖4个车道，大大节省了摄像机的个数。
高清摄像机拍摄区域示意图多车道抓拍的图像再进行车牌识别时，由于无法区分是那个车道，往往会造成识别的结果与经过的车辆对不上号，本系统通过对不同车道的车辆信息进行分别触发的方式成功地解决了这一问题，摄像机会通过视频跟踪直接定位到当前抓拍车辆，直接对车辆区域进行车牌识别，不仅可以区分其它车辆干扰还可以缩小识别原始图像大小，从而降低识别时间和提高识别率。
2.3、纯嵌入式设计系统前端可以完全抛弃工控机（如需要实现前端录像需要配置嵌入式NVR 或者嵌入式工控机，推荐用户采用后端录像模式），只有高清摄像机及补光灯，所有抓拍的图像会自动上传到数据中心，中心识别服务器可对通行车辆记录进行集中识别，我国的东北、西北地区（新疆、内蒙、黑龙江）冬季气温可达-40摄氏度（而本方案所采用的摄像机支持-40摄氏度到+-90摄氏度的宽温），户外的维护极为不便，对系统的稳定性要求极高，本系统采用嵌入式设计，减少了中间环节，能够有效保证系统的稳定。
系统使用的高清摄像机不仅可以完成高清图像的成像、检测、抓拍等功能，还集成了JPEG编码、FTP上传等功能，摄像机采用TI高性能DSP芯片，由于设备本身内置了“看门狗”等硬件电路，相当于有人在前端进行24小时不间断值守，有效的保证了系统长期、稳定、连续运行，而传统的工控机方式受软件稳定性、温度适应性等的影响极易出现死机等现象，需要专门的人员进行维护。
2.4、地磁检测和视频检测双检测功能采用线圈和视频结合的检测模式或者纯视频检测模式。
系统开启后默认工作在线圈模式下。
视频检测在后台检测但不执行抓拍，一旦发现连续6辆车视频检测到了而线圈没有信号输出则自动切换到视频模式下。
一旦线圈修复，摄像机收到线圈信号将立即恢复为线圈抓拍模式。
2.5、视频车辆检测及跟踪系统采用视频检测技术对车辆进行检测，视频检测是基于视频分析、运动检测、目标识别、目标跟踪的一种技术，其原理是通过对摄像机视频流进行实时的分析检测，自动检测并跟踪车辆。