隨著城市現(xiàn)代化的飛速發(fā)展,天津的機動車輛呈現(xiàn)快速增長的趨勢,,在城市的道路交通中,違法超速,、大貨車在禁行時間內(nèi)上路行駛,、套牌車等黑名單車輛上路行駛等違法事件更是屢見不鮮;檢測各類違法事件是公安機關維護交通秩序的一項重要工作。
目前的道路交通狀況日趨復雜化,,交通事件多樣化以及交管部門對信息需求的不斷增加,,使得系統(tǒng)結構設計越來越龐大、設備越來越多,。在某些重要的交通路段和路口,,常常有幾臺甚至十幾臺攝像機同時工作,不僅影響了道路交通景觀,,同時也給出行者造成了心理壓力,。
從技術層面上分析,系統(tǒng)設備越多,、使用效率越低,、故障率相對較高,隨之而來的是后期投入的維護人力和維護費用也就相對較多,。同時重復性的立桿基礎、供電等方面的市政建設,即增加了投資也影響了城市景觀,。
因此,,研究全功能電子警察設備,不僅可以優(yōu)化系統(tǒng)結構,,而且還充分挖掘系統(tǒng)硬件資源潛力,,利用有限的資金發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。
隨著城市路網(wǎng)建設的快速發(fā)展,,各自為政的分系統(tǒng)建設,,已經(jīng)不再適應未來發(fā)展趨勢。建立多業(yè)務,、多任務的綜合系統(tǒng),,精減前端設備,統(tǒng)一傳輸路由,、統(tǒng)一管理平臺,,是本次全功能電子警察系統(tǒng)研發(fā)項目的核心任務。
總體而言,,本文研究的全功能電子警察系統(tǒng)與目前一般交通檢測系統(tǒng)相比,,主要具有以下的特點:
1) 擁有完備的綜合交通檢測功能,涵蓋了車牌識別,、交通流數(shù)據(jù)檢測,、車型精確區(qū)別、無牌車輛抓拍報警,、車輛超速違法檢測記錄,、黑名單比對報警和實時監(jiān)控七大主要功能。
2) 具有大場景視野,,既能夠提供全場景的監(jiān)控與檢測,,也能夠同時滿足違法取證與高精度車牌識別的要求。
3) 提供與環(huán)型線圈檢測器相同特性的激光觸點式信號,,能夠極其準確的檢測目標車道的車輛,,達到99%的捕獲率,這是傳統(tǒng)視頻檢測系統(tǒng)不具備的,。
4) 系統(tǒng)設計在軟硬件配置,、底層數(shù)據(jù)格式和通訊接口與傳輸?shù)确矫媾c交管指揮中心的現(xiàn)有系統(tǒng)保持一致,因此接口方便,,兼容性好,。
5) 由于使用一套多功能檢測設備實現(xiàn)了以前要多套不同系統(tǒng)來分別完成的功能,整個系統(tǒng)的成本大大降低,,也提高了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性,。
6) 擁有完全國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權的圖像自適應控制采集技術,、高精度車牌識別技術、這些技術指標在國際上均處于領先地位,。
7) 具有完善的系統(tǒng)運行狀況監(jiān)控與故障自動檢測報警功能,,系統(tǒng)維護方便。
1,、全智能電子警察系統(tǒng)設計思路
1.1實現(xiàn)貨車的準確識別
采用超聲波交通檢測器,,不受光線、氣候影響,,能識別客貨車等9種車型,。各項指標達到或超過國家標準,是質(zhì)量穩(wěn)定,,性能可靠的超聲波檢測器,具有如下特點:
● 能更準確地檢測流量,、車型、車速,、占有時間,、車頭時距、堵車時間,。
● 車型分辨更細,,超聲波交通流檢測器對車型分辨率更高,能識別客貨車等9種車型,,分別為:小客車,、中客車、大客車,、小貨車,、中貨車、大貨車,、特大貨車,、集裝箱、拖掛車,,綜合識別率≥93%,。
● 采用二進制數(shù)據(jù)傳輸格式,比原來的ASCII碼數(shù)據(jù)格式大大降低了數(shù)據(jù)傳輸量,,提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜕僬加猛ㄓ嵸Y源,,更適合多點和無線傳輸?shù)男枰?/p>
● 單探頭檢測方式,即可保持原雙探頭檢測方式的檢測精度,,而且由于減少了1個探頭,,從而使安裝更簡便、運行更可靠,、安裝費用更低,,同時減少了對城市景觀的影響,。
1.2實現(xiàn)高清視頻技術應用
隨著智能交通技術的發(fā)展和視頻檢測技術的廣泛應用,“圖像”作為信息量最大,,最直觀的信息源,,在交通綜合監(jiān)測系統(tǒng)中,有著舉足輕重的地位,。圖像質(zhì)量的優(yōu)劣,直接影響整個系統(tǒng)的能力和運行效率,。
目前,,在交通監(jiān)測系統(tǒng)中使用的攝像機,CCD總像素都只有40萬像素左右,,對于一些需要更高像素畫質(zhì)的場合,,如:車流量較大,交通環(huán)境較為復雜的路段或路口,,既要求攝像機能大范圍的監(jiān)控,,又要求錄像回放中看清車輛的細節(jié)特征, 40萬像素的圖像對于這樣的圖像處理明顯不夠的,。同時多數(shù)COMS的高清攝像機夜間感光效果較差,,且拍攝高速運動車輛要產(chǎn)生變形等劣勢,無法滿足電子警察全天候的需求,。
超大靶面CCD高清攝像機的出現(xiàn)大大提高了攝像機圖像的分辨率,,令圖像的細節(jié)更加清晰和細膩。高像素意味著大信息量,,視線所及,,細微之處一覽無遺。一般攝像機下無法清晰辨認的車牌細節(jié)等無不纖毫畢現(xiàn),。
在全功能電子警察系統(tǒng)中,,使用超大靶面CCD的200萬像素高清視頻攝像機,將高清視頻技術應用于電子警察領域,,無疑是一次技術的創(chuàng)新,。
1.3實現(xiàn)無后車牌車輛抓拍
由于電子警察系統(tǒng)日益增多,而電子警察多數(shù)拍攝車尾,,所以很多車主采取不掛或者有意遮擋后車牌的方法以求逃避處罰,。本系統(tǒng)針對此違法行為,在少量增加設備的前提下,,實現(xiàn)了無后車牌抓拍功能,。
2、系統(tǒng)設計亮點
2.1最先進的交通違法監(jiān)測系統(tǒng)前端核心技術:
“激光雷達”同步方式是指采用短距測距激光觸發(fā)加雷達測速,,分別利用了兩種設備各自物理工作原理的先天優(yōu)勢:短距測距激光對車輛觸發(fā)極其準確,,不會受到干擾,,而窄波的測速雷達由于是屬于多普勒效應,測速精度極高,。
同時激光觸發(fā)可以為超聲波檢測器精確引導所要檢測的車輛,,使超聲波檢測器可以準確判斷出目標車輛的車型。
2.2先進的運動分析判定計算:
由于要抓拍無后車牌或者后車牌遮擋的車輛,,就需要準確判斷其為唯一的目標車輛,,所以需要的目標車輛的運動軌跡進行分析判定,計算速度還需要極快,,因為時速90KM的車輛每秒鐘的位移為25米,,在不到10米的拍攝區(qū)域內(nèi),留給計算判定的時間不足400毫秒,,所以計算和判定的難度相當大,。所以采用由硬件支撐的DPS內(nèi)嵌算法。
3,、系統(tǒng)功能設計
HD綜合采集處理單元(ZHST-HD-10K)可以根據(jù)配置不同構成不同功能的集成處理單元,,這些處理單元包括:闖紅燈監(jiān)測集成處理單元、超速監(jiān)測集成處理單元,。HD綜合采集處理單元(ZHST-HD-10K)賦予交通違法綜合監(jiān)測系統(tǒng)的如下重要功能,。
3.1車牌自動識別功能
● 系統(tǒng)能夠?qū)μ貙憟D片中牌照進行自動識別,識別內(nèi)容包括:
牌照類型:
(1)02式個性化牌照(GA36.1-2001);
(2)現(xiàn)用92式牌照(GA36-92);
(3)軍車牌照;
(4)警車牌照;
(5)武警車牌照(新式);
(6)農(nóng)用車牌照;
在環(huán)境無霧,、車牌掛放規(guī)范和無缺損且不含五小車輛情況下,,系統(tǒng)車牌識別率應符合GA497要求。
● 車型和顏色識別功能
系統(tǒng)可以分辨出大型和小型車輛和識別常見紅白藍黃黑五種車牌顏色,。
3.2自動報警功能
● 超速報警
1) 捕獲所有經(jīng)過監(jiān)控車道的車輛圖片,,并自動識別其車牌號碼,圖片信息包括:主機編號,、具體地點,、具體車道、行駛方向,、車輛類型,、車牌顏色、車牌號碼,、圖片序號等內(nèi)容,。
2) 車輛圖像捕獲率大于99%,全天識別率>95%,。
3) 系統(tǒng)采用窄波束雷達檢測,,可精確計算車輛行駛速度并判斷是否超速,測速誤差-2%;
4) 當有超速違法事件發(fā)生時,,抓拍一張全景圖片和一張?zhí)貙憟D片組成一張圖片,,圖片中應可清楚的辨識路段信息,、車輛行駛方向、限速標志,、車牌號碼,、車牌顏色、車身顏色,、車型;
5) 圖片格式按公安部標準應采用JPEG格式;
6) 圖片信息包括:主機編號,、違法地點、違法車道,、車輛速度,、行駛方向、違法時間,、違法類型、車牌號碼,、圖片序號等內(nèi)容,。
7) 圖片具有防止修改功能,保證違法圖片的原始性;
8) 能夠采集路口的交通信息,,包括車流量,、平均車速、平均車距,、占有率等,,具備流量檢測、統(tǒng)計功能,。
9) 系統(tǒng)具備可擴充性,、可移植性和兼容性,提供開放接口;
10) 全景連續(xù)實時錄像,,錄像文件格式為H.264,。可通過網(wǎng)絡實時傳輸,,為后端提供視頻監(jiān)控;
11) 可設置參數(shù)包括:具體限速,、錄像數(shù)據(jù)保存時間、圖片數(shù)據(jù)保存時間,、數(shù)據(jù)存儲格式,、數(shù)據(jù)存儲大小、交通信息采集周期等;
12) 采用雷達測速,,每條車道使用一個窄波雷達以確保其唯一準確性,,可抓拍的車輛最高車速:230 km/h;
13) 可設置限速標定。
● 布控查輯及車輛報警
各監(jiān)控點中需單獨建布控查輯庫,,布控庫中又按肇事車,、被盜車等類別單獨建庫,。同時各監(jiān)控點能自動從管理中心下載嫌疑車輛等布控信息,支持管理中心遠程修改,、添加,、刪除每個客戶監(jiān)控點中的布控查輯庫??梢栽O置布控查輯車輛號牌,,當系統(tǒng)識別出來的車輛號牌結果符合條件時,能遠程報警或現(xiàn)場報警,。
3.3信息上傳和下載功能
提供所有經(jīng)過監(jiān)測路段車輛信息的自動上傳,,上傳內(nèi)容包括違法車輛的信息和圖片。其他圖片和基本信息保存于HD綜合采集處理單元(ZHST-HD-10K)中,,但必要時可提供其圖片及相關信息上傳功能,。如報警信息存儲于HD綜合采集處理單元(ZHST-HD-10K)則包括盜搶車輛、可疑車輛,、特定車輛等信息的手動或自動下載功能,。具備聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸和現(xiàn)場數(shù)據(jù)下載的功能。
聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方式有實時傳輸和非實時傳輸兩種方式,,可以任意選擇一種方式使用,。支持包括光纖、ADSL等各種傳輸方式,。傳輸過程中遇到網(wǎng)絡故障導致傳輸失敗時,,具備斷點續(xù)傳功能(不但恢復實時傳輸違法數(shù)據(jù)和圖片的功能,且在空閑時能夠自動補傳因網(wǎng)絡故障而未傳的違法圖片和數(shù)據(jù)),。
支持數(shù)據(jù)下載:可以將數(shù)據(jù)中心“黑名單”等下載到HD綜合采集處理單元(ZHST-HD-10K),。
3.4數(shù)據(jù)存儲功能
HD綜合采集處理單元(ZHST-HD-10K)擁有500G存儲空間,可以存儲100萬輛車,。當超出100萬輛車時,,自動對最前面的圖片數(shù)據(jù)依次進行覆蓋,HD綜合采集處理單元(ZHST-HD-10K)始終保留至少100萬輛車的圖像,。并有時間,、速度、地點和方向信息,。
HD綜合采集處理單元(ZHST-HD-10K)可存儲全景攝像機錄像30天,,錄像文件格式為H.264,當超過30天時,,自動對最前面的錄像依次進行覆蓋,。HD綜合采集處理單元(ZHST-HD-10K)始終保留至少30天的錄像
3.5統(tǒng)計查詢功能
為滿足交通管理的需要,對應每條車道或選多條車道按照用戶的要求統(tǒng)計各個時段(用戶可自己設定時段選擇統(tǒng)計的幾條車道,如一個小時,、一天或一周等時間段內(nèi)的某幾條車道)的交通情況,,如車流量、車型和平均車速等,,并存儲在單獨的數(shù)據(jù)庫中,,作為交通狀態(tài)檢測和交通統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)基礎;對應某個時段,可以統(tǒng)計出經(jīng)過某幾條車道N次的車輛(N為用戶自己設定的次數(shù),,該某幾條車道用戶可以自己選一條或多條),。
每輛通過監(jiān)測路段的車輛,系統(tǒng)都能在數(shù)據(jù)庫中記錄下通過時間,、牌照號,、車型、車類,、車輛圖片等,。前端系統(tǒng)提供對數(shù)據(jù)進行查詢和訪問接口,控制中心可以通過該接口實現(xiàn)對前端存儲數(shù)據(jù)的訪問,。
3.6自動遠程管理功能
HD綜合采集處理單元(ZHST-HD-10K)能自動從管理中心下載系統(tǒng)參數(shù),,如:布控庫變更的信息、車速限制,、系統(tǒng)時間、黑名單等,,每天以中心服務器為基準自動對時,。有設備遠程維護功能。
3.7故障自動檢測及恢復功能
HD綜合采集處理單元(ZHST-HD-10K)能定時自動檢測主要設備的工作狀態(tài),,并在上傳數(shù)據(jù)的時候報告設備的運行狀態(tài),,中心機房能及時掌握車道設備的工作狀態(tài)。HD綜合采集處理單元(ZHST-HD-10K)設有硬件看門狗,,如果遇到系統(tǒng)因意外而死機的情況,,則看門狗會發(fā)揮作用,自動重新引導系統(tǒng),,進入工作狀態(tài),。
3.8其他基本功能
● 實時錄像播放:實時錄像功能:支持全景視頻實時高清錄像,25幀/秒,,壓縮格式為H.264,,720P;
● IP組播流媒體播放方式:可為多客戶端同時無延時的發(fā)送實時連續(xù)視頻流,供用戶數(shù)字監(jiān)控使用;
● 數(shù)據(jù)上傳:內(nèi)建數(shù)據(jù)分發(fā)上傳程序,,可將指定數(shù)據(jù)上傳到指定的應用系統(tǒng),。
故障自動檢測及自動恢復功能可自動檢測集成單元故障,因意外死機能自動恢復重啟
本文研究了一種綜合交通檢測功能,涵蓋了車牌識別,、交通流數(shù)據(jù)檢測,、車型精確區(qū)別、無牌車輛抓拍報警,、車輛超速違法檢測記錄,、黑名單比對報警和實時監(jiān)控的全功能電子警察設備,以期在目前的道路交通狀況日趨復雜化的情況下,,充分挖掘系統(tǒng)硬件資源潛力,,整合智能交通管理設備的功能,從而提升天津市道路交通管理的科技水平,。