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1、城市路口高清综合违法监测系统 智能一体机方案 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 2 页 共 63 页 北京文安科技发展有限公司 www.vion- 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 目 录 1 概述.4 1.1系统建设背景.4 1.2电子警察发展历程.4 1.3系统设计原则.7 1.4系统设计依据.8 2系统优势9 2.1双核高性能智能摄像机.9 2.2高清录像与高清视频直播10
2、2.3高清视频检测综合违法抓拍11 2.4视频识别红绿灯信号12 2.5高捕获率、高有效率12 2.6违法抓拍位置精确13 2.7系统整体低功耗15 3系统结构设计16 3.1路口单元16 3.1.1路口单元布局及整体设计 16 3.1.2路口单元硬件选型 17 3.1.3硬件安装设计 18 3.1.4路口单元工作流程图 20 3.2传输线路22 3.2.1传输线路总体设计 22 3.2.2网络传输硬件选型 23 3.3中心管理单元23 3.3.1中心管理单元设计 23 4系统功能24 4.1路口单元功能24 4.1.1闯红灯违法抓拍 24 4.1.2不按规定车道行驶违法抓拍 28 4.1.3
3、车辆逆行违法抓拍 33 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 3 页 共 63 页 4.1.4车辆压线违法抓拍 35 4.1.5违法图片保存功能 36 4.1.6治安卡口功能 37 4.1.7机动车车牌自动识别 37 4.1.8交通流量统计与交通事件检测功能 38 4.1.9高清视频录像与远程高清视频直播 38 4.1.10违法抓拍图片防篡改 40 4.1.11视频识别红绿灯 40 4.2中心管理单元功能44 4.2.1系统管理功能 45 4.2.2用户操作功能 46 5
4、系统性能指标及设备参数53 5.1系统性能指标53 5.2设备及参数54 6工程设计规范60 6.1总则60 6.2系统构成61 6.3设备外观61 6.4架杆规格61 6.5设备架设62 7系统设备推荐安装配置方案63 7.1多种车道路口推荐安装方案63 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 4 页 共 63 页 1概述概述 1.11.1 系统建设背景系统建设背景 城市道路路口作为城市交通的重要节点，是影响整个城市交通的关键。对 其进行有效的控制、管理成为治理城市交通的
5、核心问题。电子警察系统作为城 市路口交通管理系统的一部分，已经成为治理路口交通的有效方式之一。目前， 采用纯视频检测与识别技术实现包含闯红灯违法、不按规定车道行驶（包括直 行车道左右拐、右拐车道直行、左拐车道直行、违法占用非机动车道等）、逆 向行驶、压黄线等多种违法监测功能，以及治安卡口、交通流量统计、信号灯 控制开关量输出、高清录像等全功能的高清综合违法监测系统已成为发展主流。 北京文安科技作为国内电子警察系统行业的引领者，一直推动着电子警察 系统的发展。通过对自主研发的视频图像识别算法进行深度优化，在国内率先 推出了基于 500 万像素 CCD 高清智能一体机的城市路口综合违法监测系统。从
6、 而摒弃了使用工控机或 DSP 嵌入式设备做控制主机的传统前端系统结构，并且 无需红绿灯信号检测器。只需一台高清智能一体机就可以同时实现高清视频成 像、红绿灯状态识别、路口车辆违法行为抓拍、治安卡口、交通流量统计、 H.264 高清视频压缩编码输出等功能。 这一系统的推出，大大简化了电子警察系统前端结构，使得整体系统集成 度更高、设备运行更加稳定，安装调试更加简单，维护更加方便，必将成为城 市交通管理部门有效遏制路口各类违法行为、规范车辆驾驶行为、保障道路畅 通、缓解城市道路拥堵的有力技术手段。 1.2 电子警察发展历程电子警察发展历程 闯红灯电子警察自动监控系统在国内的应用已经有十几年的历史
7、。产品的 技术实现方式较多。2004 年 6 月公安部发布了闯红灯自动记录系统通用技术 条件（GA/T496-2004）将该类产品的功能和性能要求纳入了标准化管理。 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 5 页 共 63 页 2009 年 2 月根据近五年来技术的发展，又发布新的版本 GA/T496-2009，将该类 产品的技术指标和安装测试条件进行了进一步的规范。 随着技术的不断进步和客户需求的不断提升，闯红灯电子警察系统在短短 十几年间已经发展经历了 6 种产品形态。
8、 图图 1-11-1 电子警察系统发展历程电子警察系统发展历程 第一个阶段（2001 年之前）电子警察系统实现方式是地感线圈触发数码 相机抓拍，此种方式由于采用民用数码相机，机械快门容易损坏，可靠性较差 其次，由于数码相机更新换代快，同型号数码相机在一两年后会难以找到；再 次，数码相机无法实现连续抓拍，系统无法实现卡口功能。另外，此种方式需 要在前端铺设地感线圈（感应棒），施工和维护成本比较高。 第二个阶段（2001 年2005 年）电子警察系统实现方式为标清摄像机+数 码相机。随着视频图像识别技术的进步，直接通过分析视频的方式检测闯红灯 违法行为成为可能。此方式一般采用视频虚拟线圈技术，避免
9、了铺设地感线圈 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 6 页 共 63 页 存在的缺点，但由于采用民用数码相机进行抓拍，依然存在稳定性差、更新换 代快、维护困难、无法连续抓拍，从而无法实现卡口功能等问题。此外，早期 的视频触发技术，也存在捕获率低、误抓率高、功能单一等问题。 第三个阶段（2006 年2007 年）电子警察系统实现方式为标清全景+每车 道标清特写抓拍，这种方式避免了数码照相机抓拍的缺点，性能稳定。但由于 采用标清摄像机进行抓拍，摄像机分辨率低，导致全景抓拍图
10、片无法看清车牌 号码、必须每车道加装车牌特写摄像机。全景与特写抓拍需要同步，并经过同 一性认证方可执法。 第四个阶段（2008 年2009 年）电子警察系统最主要的特征是采用高清 CMOS 或者 CCD 摄像机进行违法抓拍，此种方式克服了数码相机可靠性差寿命短 和标清摄像机抓拍分辨率低的问题。触发方式主要分为地感线圈触发和标清视 频触发两种。这一阶段视频触发技术得到了迅速的发展，北京文安科技推出了 能够对路口经过车辆进行轨迹跟踪的视频检测系统，从而实现了对车辆不按规 定车道行驶，逆行，压线等违法行为的综合监测。闯红灯电子警察系统也逐步 被改称为路口综合违法监测系统。这一阶段由于视频触发单元和视
11、频抓拍单元 仍然采用不同设备，所以依然存在同步抓拍等系统配合问题，导致系统较为复 杂。 第五个阶段（2010 年2011）随着高帧率高清 CCD 摄像机的普及，特别是 帧率在 815 帧/秒以上，分辨率在 200 万到 500 万像素的 CCD 的出现，采用单 一高清 CCD 摄像机同时完成视频触发、违法抓拍、治安卡口和高清录像等功能 成为可能。由于 CCD 摄像机曝光时间短，还可以采用频闪补光技术，大大减少 路口光污染。这一技术的主要难点在于对高清视频进行识别分析，计算量大， 需要进行大量的算法优化。随着厂家的努力，这一类路口综合监测系统已经在 全国得到大规模普及和推广。 第六个阶段（201
12、1 年）基于单高清摄像机的方案虽然优势很大，但由于 计算量大，一般都要在路口前端安装高性能工控机或者 DSP 控制主机，系统结 构比较复杂。另外，工控机由于受环境的影响很大，会降低系统的整体稳定性。 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 7 页 共 63 页 而 DSP 控制器虽然稳定性较好，但由于处理性能的问题无法同时实现路口违法 整体检测和高清视频编码。高清 CCD 智能一体机的出现解决了这些问题，通过 将红绿灯信号视频识别、视频检测、车牌识别、和高清视频编码等功能固
13、化到 摄像机中，省去了以往系统中的控制主机和信号检测器。使得系统整体集成度 更高，结构更加简单。大大提高了系统的可靠性，方便安装维护，并大幅度减 少了系统总体功耗。 综上所述，电子警察系统再向功能更全、集成度更高、稳定性更强的趋势 发展，而基于高清智能 CCD 一体机集成视频分析算法的电子警察系统必将成为 未来电子警察系统的主流。也将成为未来交通物联网的一个重要组成部分。 1.3 系统设计原则系统设计原则 在系统设计中，我们将遵循以下设计原则： 先进性与合理性：系统采用目前集成度最高、成像效果最好的高清 CCD 智 能一体机。直接将软件固化到智能一体机中，摒弃了工控机模式。前端设 备使用寿命、
14、抗恶劣环境等方面都有了很大的提升。确保系统在室外能够 长期稳定、可靠安全地运行。抓拍的高质量图片优于抓拍结果优于公安部 发布的闯红灯自动记录系统通用技术条件（GA/T496-2009）中规定的 技术标准。 经济性与实用性：系统采用纯视频识别模式对车辆行为进行识别，无需铺 设地感线圈。其次，系统采用高清 CCD 智能一体机作为成像及控制设备， 无需工控机及其他控制设备。再次，系统夜间补光采用 LED 频闪补光灯， 功功耗降低为普通补光设备的 60%80%。另外，采用视频方式识别红绿 灯信号状态，无需加装红灯信号采集设备。从而降低系统设备、施工、运 行成本。 标准性与扩展性：系统设计严格遵守最新的
15、国际标准、国家标准和行业标 准。可以与其它相关系统联网和通讯；可配置多种数据传输接口，并且对 外提供标准的数据接口，支持标准的应用开发平台，系统软硬件平台的良 好扩容、扩展能力，可方便地与外部设备/系统连接。 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 8 页 共 63 页 可靠性与易维护性：系统设计充分考虑实际运行环境及用户使用特点，前 端设备高度集成，设备故障点少稳定可靠。通过远程操作即可对前端设备 完成配置。配置操作界面美观、易于操作。 1.4 系统设计依据系统设计依据
16、系统的建设遵循如下标准： 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 道路交通安全违法行为图像取证技术规范GA/T832-2009 机动车号牌图像自动识别技术规范GA/T833-2009 公路交通安全设施设计技术规范JTJ 074-2003 中华人民共和国公共安全行业标准GA38-92 中华人民共和国道路交通安全法GB2004.5.1 中华人民共和国道路交通安全法实施条例 电气装置安装工程 电缆线路施工及验收规范GB50168-92 机动车安全检测设备GB/T11798-89 道路交通标志和标线GB5768 机动车、驾驶
17、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GB50074-94 雷电电磁脉冲的防护国际电工委员会 IEC1312-13 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 9 页 共 63 页 2 系统系统优势优势 2.12.1双芯高性能智能摄像机双芯高性能智能摄像机 系统采用高清 CCD 智能一体机作为系统的成像与控制部分。相比于 COMS 摄 相机而言，CCD 摄像机具有成像清晰、色彩还原度高、连续抓拍间隔短等优点。 采用 CCD 成像技术的摄像机，目前已经成为
18、各地电子警察系统的首选成像设备。 高清智能摄像机集成两块算法处理器：一块处理器用于实现高清图像编码， 向外提供 H.264 格式的高清图像编码视频流，可用于对前端路口实现 24 小时不 间断录像；另一块处理器集成视频分析算法程序，用于识别过往车辆行为并控 制摄像机进行抓拍。图 2-1：高清智能 CCD 一体机外观；图 2-1：高清智能 CCD 一体机内部结构。 图图 2-12-1 高清智能一体机外观图高清智能一体机外观图 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 10 页 共
19、 63 页 图图 2-22-2 高清智能一体机内部结构图高清智能一体机内部结构图 2.22.2高清录像与高清视频直播高清录像与高清视频直播 高清智能一体机内单独的视频编码芯片可向外输出基于 H.264 格式的 1080P 或 720P 的高清视频流。1080p 格式下视频帧率可达 8 帧/秒以上，画面清 晰流畅，可清晰显示车辆违法行为或者交通事故的细节过程。此外，和 MPEG2 和 MPEG4 ASP 等压缩技术相比，在同等图像质量下，采用 H.264 技术压缩后的 数据量只有 MPEG2 的 1/8，MPEG4 的 1/3。在有限的存储空间内可保存更长时间 的录像文件。 下图为 8 帧/秒录
20、像与 1 帧/秒录像对比。当车辆行驶速度为 72km/h 时，也 就是 20m/s 的车速下，对于 1 帧/秒的录像，帧间车辆运动 20 米，很多运动细 节无法看到。而当录像帧率为 8 帧/秒时，帧间车辆运动为 2.5 米，能够很好地 体现车辆运动的过程。 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 11 页 共 63 页 图图 2-32-3 8 8 帧帧/ /秒视频截图秒视频截图 图图 2-42-4 1 1 帧帧/ /秒视频截图秒视频截图 2.32.3高清视频检测综合违法抓拍
21、高清视频检测综合违法抓拍 系统采用视频检测的方式直接分析车辆行为，相对于传统地感线圈为触发 方式的系统具有以下优势： 无需破坏路面、铺设地感线圈，从而减少了建设、维护施工时对正常交通 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 12 页 共 63 页 的干扰，也减少了日常运行维护的工作量，节省了工作成本，提高了工作 效率。 传统地感线圈为触发方式的系统只能抓拍车辆闯红灯这一种违法行为，而 采用视频检测方式的系统可综合监测路口车辆违法行为，充分发挥系统性 能。 表 1-1 为 4
22、 个不同路口的车辆违法数据，充分说明了对路口多种违法行为 进行监控的必要性。 路段名称路段名称 各种车道各种车道 闯红灯违闯红灯违 法法 直行车道直行车道 左右拐违左右拐违 法法 右拐车道右拐车道 直行与左直行与左 拐违法拐违法 左拐车道左拐车道 直行与右直行与右 拐违法拐违法 逆向行驶逆向行驶 违法违法 违法压违法压 线线 路口 一 2121321514315 路口 二 181836121888 路口 三 2020291517910 路口 四 1212302021611 注：大量抓拍数据分析显示，在路口发生的各类违法事件中，闯红灯违法只占较小的一部分 表表 2-12-1 2.42.4视频识别
23、红绿灯信号视频识别红绿灯信号 直接采用视频识别算法确定红绿灯状态，能够适应阳光、阴影、灯光、雨、 雪、烟、雾、CCD 成像噪声等环境干扰和风与振动引起的摄像机与红绿信号灯 的之间的相对晃动。系统性能稳定可靠。由于无需加装信号检测设备，不但减 去了信号检测设备器，而且解决了信号灯状态传输问题，减少了线缆施工，从 而减少了施工费用和系统故障点。 2.52.5高捕获率、高有效率高捕获率、高有效率 在实际应用中电子警察系统的捕获率和有效率是矛盾的，如果增加捕获率 势必会产生大量的抓拍结果，这会降低系统的有效率。交管人员在筛选图片的 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中
24、关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 13 页 共 63 页 时候将会增大工作量。如果想提高系统的有效率，将会降低系统的捕获率，这 会漏抓很多路口违法车辆。解决这对矛盾的根本是需要对车辆与其他物体（人、 自行车等）进行区分。通过公司自主研发的核心视频图像处理算法，收集到大 量的学习样本，再从海量学习样本特征中提取出车辆内部最不同于其他事物的 特征，并采用最新的分类器算法，训练出快速而又可靠的车辆定位器，通过对 车辆与车牌的双重识别，确保了软件的高捕获率与高有效率。 各种违法类型抓拍性能指标： 闯红灯车辆捕获率: 白天：98%，夜间：92%
25、闯红灯捕获有效率：白天：95%，夜间：90% 不按车道行驶捕获率：白天：92%，夜间：90% 不按车道行驶捕获有效率: 白天：88%，夜间：85% 压线捕获率：白天：95%，夜间：92% 压线捕获有效率: 白天：92%，夜间：88% 逆行捕获率: 白天：95%，夜间：92% 逆行捕获有效率: 白天：92%，夜间：90% 卡口车辆捕获率: 白天：98%，夜间：95% 卡口车辆捕获有效率（识别率）: 白天：95%，夜间：92% 交通流量估计准确率:95% 交通事件检测准确率:95% 2.62.6违法抓拍位置精确违法抓拍位置精确 采用车辆跟踪算法，在对车辆进行定位的基础之上，再对时间轴上的图像 信息
26、进行密集采样，对已定位的车辆进行目标锁定，并对锁定的车辆进行实时 跟踪，计算出车辆的精确位置和车辆的运动矢量轨迹曲线图，来确保车辆违法 位置的精确抓拍。抓拍的图片第一张图片车辆整体在停止线前、第二张图片车 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 14 页 共 63 页 辆整体在停止线后、第三张图片车辆整体通过路口中心，抓拍结果优于公安部 发布的闯红灯自动记录系统通用技术条件（GA/T496-2006）中规定的技术 标准，从而避免了在处罚时出现的不必要的争议。 文件号：VT-
27、TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 15 页 共 63 页 图图 2-52-5 违法车辆抓拍位置违法车辆抓拍位置 2.72.7系统整体低功耗系统整体低功耗 本系统采用的 500 万像素 CCD 高清智能一体机在功能实现上高度集成，平 均功耗不超过 10 瓦。而传统的摄像机+控制主机模式，当采用嵌入式工控机时， 每台工控机功耗至少超过 30 瓦，加上摄像机，总功耗在 35 瓦以上。而采用 DSP 的控制主机，总体功耗也要在 20 瓦以上。 本系统夜间补光采用 LED 频闪补光灯。这种灯
28、采用 LED 发光技术电光转化 率可达 90%。补光灯采用频闪技术同摄像机同步，在摄像机成像的时候灯才亮 （由于频闪速度很快所以肉眼看上去和普通等发光没有区别）。这样不但可以 延长 LED 等的使用寿命，还可以把单方向补光系统的功耗降低到 30W 左右。 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 16 页 共 63 页 3系统系统结构设计结构设计 城市路口高清综合违法监测系统由路口单元部分、网络传输部分和中心管 理单元部分构成。 路口单元主要包含高清智能一体机、补光灯；网络部
29、分主要包含交换机、 光纤收发器；中心管理单元包含电子警察中心管理服务器、数据存储主机和视 频存储主机。 图图 3-13-1 系统拓扑图系统拓扑图 3.13.1路口路口单元单元 3.1.1路口单元布局及整体设计 城市路口高清综合违法监测系统路口单元部分主要由视频捕获设备（高清 智能 CCD 摄像机、SD 存储卡与补光灯）和数据传输设备（交换机、光纤收发器） 组成，能够完成红绿灯状态检测、机动车违法行为检测、违法图片抓拍、夜间 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 17 页
30、共 63 页 补光灯控制、相关信息网络上传等任务。 路口四个方向的高清智能一体机通过网线汇总到地面机柜中的交换机上， 交换机与光纤收发器相连转换成光信号后通过光纤将抓拍数据与实施视频传输 到交管中心。 图图 3-23-2 路口单元布局图路口单元布局图 3.1.2路口单元硬件选型 双芯高性能智能摄像机：作为整个系统的核心部分，成像与控制部分选用 双芯高性能智能摄像机。这种摄像机采用 CCD 成像技术，成像效果好、可 实现连续抓拍。另外，摄像机集成视频处理芯片，设备即是成像设备又是 控制设备。达到高度集成，稳定性大大增强。 LED 频闪补光灯：为了保证系统能够全天候提供清晰可见的违法图片，需 要在
31、夜间对环境进行补光。系统选用 LED 频闪补光灯，这种补光灯可以与 高清摄像机进行同步控制，提供连续的高速连续闪光。用肉眼看去是一个 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 18 页 共 63 页 常亮的补光灯，但实际其在快速闪烁。这样的做法既避免了对司机行人等 眼睛造成伤害，又可以达到节能目的，同时延长了补光灯的使用寿命，取 得了理想的补光效果。 防护罩：防护罩作为保护摄像机正常工作的关键部件，必选 IP66 等级 （IP66 指灯具完全防止外物侵入，且可完全防止灰尘进入
32、，承受猛烈的海 浪冲击或强烈喷水时，电器的进水量应不致达到有害的影响）的具有温控 功能的防护罩。 3.1.3硬件安装设计 摄像机、补光灯的安装位置直接影响到整个系统的工作效果，为达到最好 的监测效果，根据实际施工经验推荐以下施工参考： 钢结构：立杆杆高 6 米，距离路面停止线 20 米，距离路口红绿灯不超过 100 米； 摄像头架设：摄像机架设尽可能选在检测区域的中心位置， 500 万可以检 测 3 个车道，稳定安装与钢结构之上； 补光灯架设：补光灯同摄像机架设于同一水平线上距离摄像机 1.5 米左右， 2 个车道需要 1 个 LED 补光灯，3 车道需要 2 个 LED 补光灯； 机箱架设：
33、架设于钢结构立杆出现孔上方，采用悬挂侧向安装。 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 19 页 共 63 页 图图 3-33-3 安装示意图安装示意图 图图 3-43-4 实际安装图（正面）实际安装图（正面） 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 20 页 共 63 页 图图 3-53-5 实际安装图（背面）实际安装图（背面） 3.1.4路口单元工作
34、流程图 整个系统采用纯视频分析的方式进行识别检测，同时做到红绿灯状态识别； 车辆车牌识别、跟踪；车辆违法抓拍；视频录像、实时点播等功能。整个系统 工作流程图如：图 3-4 所示。 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 21 页 共 63 页 图图 3-43-4 工作流程图工作流程图 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 22 页 共 63 页 3.2
35、3.2传输传输线路线路 3.2.1传输线路总体设计 图图 3-53-5 系统网络拓扑示意图系统网络拓扑示意图 路口单元的网络设计主要是将路口多个方向的高清智能一体机汇总到一起， 以便向系统中心上传数据。可采用有线和无线两种方式进行网络连接。有线方 式直接采用超五类网线将高清智能一体机同交换机进行连接；无线方式通过无 线传输模块实现用无线方式将路口多个方向的摄像机汇总到一起的目的，避免 施工布线的麻烦。 路口单元到中心网络部分的网络设计主要实现各路口单元同中心单元的互 联，以实现各路口数据到中心的传输。由于路口一般距离监控中心较远，所以 在实现方式上需采用光纤进行传输。在前端路口加装光纤收发器将
36、网络信号转 换成光信号，通过光纤将信号传输到管控中心，之后通过管控中心的光纤收发 器将光信号转化成网络信号。 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 23 页 共 63 页 3.2.2网络传输硬件选型 交换机：交换机作为系统重要的网络连接设备，直接影响到整个系统的数 据传输。室外环境恶劣，我们选用工业级交换机。保证整个系统的网络稳 定可靠。 光纤收发器：路口前端距离中心监控机房较远，网线传播距离一般不超过 100 米。如果超过 100 米需要光纤传输。选用光纤收发器可将网络
37、信号转 换成光信号以便光纤进行传输。 3.33.3中心管理单元中心管理单元 3.3.1中心管理单元设计 中心管理单元主要由中心管理服务器、数据库管理服务器、打印服务器组 成。主要实现中心 web 服务、数据存储、视频存储、和报表罚单的打印工作。 图图 3-63-6 中心网络结构图中心网络结构图 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 24 页 共 63 页 4系统功能系统功能 4.14.1路口单元功能路口单元功能 4.1.1闯红灯违法抓拍 城市路口高清综合违法监测系统直接通
38、过分析视频可以检测行驶车辆的状 态信息。在红灯状态时如果有车辆经过检测区，系统便对该车辆进行抓拍。由 于采用视频轨迹跟踪方式，系统可判断右侧混行车道行驶车辆越过停止线后是 直行还是右转，如果右转，系统便不进行抓拍。 闯红灯车辆捕获率：白天：98%，夜间：92%； 闯红灯捕获有效率：白天：95%，夜间：90%； 图图 4-14-1 闯红灯违法闯红灯违法 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 25 页 共 63 页 图图 4-14-1 白天直行车道闯红灯违法白天直行车道闯红灯
39、违法 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 26 页 共 63 页 图图 4-24-2 夜间直行车道闯红灯违法夜间直行车道闯红灯违法 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 27 页 共 63 页 图图 4-34-3 左转车道闯红灯违法左转车道闯红灯违法 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室
40、邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 28 页 共 63 页 4.1.2不按规定车道行驶违法抓拍 由于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。 不按车道行驶捕获率：白天：92%，夜间：90%； 不按车道行驶捕获有效率：白天：88%，夜间：85%； 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 图图 4-44-4 不按车道行驶不按车道行驶 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-8252
41、6186 版权所有 第 29 页 共 63 页 图图 4-54-5 直右混行车道左转违法直右混行车道左转违法 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 30 页 共 63 页 图图 4-64-6 直行车道右转违法直行车道右转违法 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 31 页 共 63 页 图图 4-74-7 白天左转车道直行违法白天左转车道直行违法 文
42、件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 32 页 共 63 页 图图 4-84-8 夜间右转车道直行违法夜间右转车道直行违法 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 33 页 共 63 页 4.1.3车辆逆行违法抓拍 路口高清综合违法监测系统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。 逆行捕获率：白天：95%，夜间：92%； 逆行
43、捕获有效率：白天：92%，夜间：90%； 图图 4-94-9 示意图示意图 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 34 页 共 63 页 图图 4-104-10 车辆逆行违法车辆逆行违法 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 35 页 共 63 页 4.1.4车辆压线违法抓拍 城市路口高清综合违法监测系统可直接检测抓拍压线的车辆，同时直接识 别出车辆
44、的车牌信息。 压线捕获率：白天：95%，夜间：92%； 压线捕获有效率：白天：92%，夜间：88%； 图图 4-114-11 压线压线 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 36 页 共 63 页 图图 4-124-12 车辆压线违法车辆压线违法 4.1.5违法图片保存功能 城市路口高清综合违法监测系统具有图片保存功能，保存图片格式采用 JPEG 格式，图片编码符合 ISO/IEC 15444:2000 的要求。图片信息可根据用户 的需求进行叠加，合成的图片清晰度可以满足
45、人工对车辆号牌号码进行认定， 图片中红灯信号不会出现泛白、光晕等颜色失真而影响人工对红灯信号的判断。 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 37 页 共 63 页 4.1.6治安卡口功能 城市路口高清综合违法监测系统可直接对非红灯信号状态下通过的车辆进 行车牌号码自动识别，并进行记录存储。记录格式可根据用户要求自己选择保 存 12 张，记录信息包括：检测地点名、车道方向、车牌号、车牌颜色等。系 统可自动对车辆牌照进行识别，包括车牌号码、车牌颜色的识别。 卡口车辆捕获率：白
46、天：98%，夜间：95%； 卡口车辆捕获有效率（识别率）：白天：95%，夜间：92%； 图图 4-134-13 卡口图片卡口图片 4.1.7机动车车牌自动识别 车牌号码自动识别 系统能识别的字符包括: 阿拉伯数字“09”十个 英文字母“AZ”二十六个 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、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、 甘、青、宁、新、渝； 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 38 页 共 63 页 04 式军用车牌汉
47、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 样式的字母数字 车牌颜色自动识别 系统能识别黑、白、蓝、黄四种车牌颜色。 系统识别的车牌类型部分示例： 4.1.8交通流量统计与交通事件检测功能 城市路口高清综合违法监测系统通过对所有通过的机动车辆进行监测，统 计出交通流量参数（统计间隔可根据用户的要求进行任意设置） 。如：车流量统 计、平均车速、车道占有率、车头时距；并可分析道路中车辆的行驶状态产生 交通事件报警信息（如：异常停车） ，方便交通管理人员及时准确的得到路口的 交通路况信息。 交通流量估计准确率：95%； 交通事件检测准确率
48、：95%； 4.1.9高清视频录像与远程高清视频直播 高清录像功能由高清智能一体机内单独的视频编码芯片完成，可向外输出 基于 H.264 格式的 1080P 或 720P 的高清视频流。视频帧率可达到 8 帧/秒，画 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 39 页 共 63 页 面清晰流程。可以在事后回访中清晰显示车辆违法行为的细节。监控中心安装 NVR,可以对路口各方向进行 24 小时不间断录像。通过监控平台可以查看实时视 频和存储录像。 高清视频录像截图与标清视频录像截图对比： 图图 4-144-14 高清视频录像截图（高清视频录像截图（500500 万万 CCDCCD，2448*20482448*2048） 文件号：VT-TLVD-S520R 2005-2011 北京市海淀区中关村东路 8 号 905 室邮编 100083电话 010-82526186 版权所有 第 40 页 共 63 页 图图 4-154-15 标清视频录像截图标清视频录像截图 4.1.10 违法抓拍图片防篡改 城市路口高