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1、 中致测速抓拍系统设计方案北京中航致远科技有限公司2ZH-15 测速抓拍系统设计方案北京中航致远科技有限公司二一四年三月目录一、概述21.1前言21.2设计依据21.3设计原则2二、工作原理及系统结构22.1雷达单元22.2摄像单元22.3显示单元22.4照明单元2三、系统功能24.1车辆捕获功能24.2车辆图像抓拍功能24.3系统自动调节相机曝光功能24.4违法车辆数据的保存24.5系统抓拍范围24.6多种人机交互接口24.7大、小车型设置及报警功能24.8本地存储功能24.9违法数据统计检索功能24.10自动维护功能24.11软件功能及优势24.12USB自动备份功能24.13数据传输和远
2、程维护功能24.14用户管理功能24.15窄波束雷达测速更准，杜绝电子狗侦测24.16工业级器件及高可靠性接插件24.17多种组网方式24.18锂电供电，超低功耗24.19固定式和便携式可相互转换24.20图片防篡改24.21实点及虚点结合的方式节省造价2四、系统性能指标24.1嵌入式超速抓拍仪24.2频闪闪光灯2五、测速抓拍系统现场实景案例图片2北京中航致远科技有限公司 中致测速抓拍系统设计方案一、概述1.1 前言近年来，随着城市机动车数量的不断增长，在带来诸多便利的同时，也存在着一些问题。车辆违法行为层出不穷，交通事故频频发生，都给城市交通管理造成了一定的难度。在“向科技要警力、向科技要效
3、率”的今天，充分利用高科技手段，开发和研制出可以纠正遏制交通违法行为，有效实现交通管理，提高交通运输效率的产品显的十分必要。目前国内外虽有类似产品先后被研发出并面世，但都或多或少存在着不足之处。产品大多采取标清摄像机加视频采集卡的方式实现对违法车辆的记录，虽然价格低廉，但稳定性欠缺，故障率较高，增加了维护成本和工作量。国外产品较为稳定，但功能相对比较单一，价格十分昂贵，不适宜全面推广，大多只应用在一些要求非常严格的高端智能测速抓拍领域。针对上述情况，公司推出了新一代窄波高清一体化测速抓拍取证系统2ZH-15。它相对中致第一代测速仪有了很大的改进，像素从原来的140万提高到200万，操作从原来单
4、一的遥控器操作变为遥控器加触摸屏两种方式，操作起来更加简便明了。同时二代测速系统设计更加简单轻便，更加灵活，并且增加了一些智能调节功能。该系统紧密结合公安业务需求，综合吸收了国内外产品的优点，采用全嵌入式结构，系统稳定可靠、功能强大、安装方便，适宜全面推广。系统的设计还充分利用了公司在安防监控行业的技术优势，实现了安防监控与智能交通的完美结合，随着该系统的推出，将真正的解放警力，提高交警的工作效率，实现“科技强警”。1.2 设计依据1.中华人民共和国道路交通安全法2.中华人民共和国道路交通安全法实施条例3.公路交通安全实施设计技术规范 (JTJ074-2003)4.公路车辆智能监测记录系统通用
5、技术条件（ GA/T497-2009）5.公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求（GA/T651-2006）6.公安交通管理外场设备基础施工通用要求（GA/T652-2006）7.公安交通指挥系统工程设计制图规范（GA/T515-2004）8.安全防范工程技术规范(GB503482004)9.安全防范系统雷电浪涌防护技术要求（GA/T670-2006）10.交通电视监视系统工程验收规范（GA/T514-2004）11.机动车超速自动监测系统（JJG527-2007）12.机动车雷达测速仪（JJG528-2004）13道路交通安全违法行为图像取证技术规范（GA/T832-2009）14. 国家和
6、地方相关标准的规定1.3 设计原则1、标准化：测速抓拍系统按照公安部相关标准规范规定的技术要求进行设计，同时，在采用高清摄像技术方面又进行了功能和性能上的扩展。2、可扩展性和兼容性：由于用户以后的需求会不断增加，系统建设的规模将随之扩大，在设计上，既要在功能上推陈出新，又要兼容旧的系统，以保护用户的投资，因此我们采用模块化设计，模块间数据传输均采用标准的传输协议，任何一个模块的升级短期内都不会影响到其它模块的正常应用。 3、可用性：我们的方案在充分考虑用户实际情况，针对大多数用户的需要，设计出可满足各种需要的方案，并充分考虑了人为不可抗拒的其他因素造成故障的可能性；同时，也必须摒弃已经安装应用
7、的老的测速系统出现的各种影响系统稳定性的技术。 4、易用性：测速仪采用一体化设计，模块化的设计使安装使用非常方便。用户只需简单的接线，并按相应的调试程序进行安装调试就可达到最佳的应用效果。所有超速抓拍、实时上传、录像、黑名单、等工作均可轻松实现。5、合理性：严格以系统工程学及其它先进理论指导设计，使系统的各部分合理配置，有机融合并尽可能的发挥设备潜力和软件功能，最大限度地提高性能价格比。6、先进性：充分利用科技进步成果，采用先进设备和软件，使系统具有完备的功能，并且易于升级换代，在保证其先进性的前提下具有较长的生命周期。7、实用性：系统功能充分满足用户的实际需求，人机界面友好，易于使用、管理、
8、维护、扩展。8、可行性：系统设计、选材、选型符合国家和地方政府的法规政策，与用户及上级管理部门的管理制度相适应，与用户在经济承受能力方面的实际情况相吻合。9、可靠性：采取选用高集成设备，采用自动检测、自动报警、自动监控和容错等技术来保证可靠性。10、安全性：系统具有防病毒，防误操作特性，有较强的抗干扰、抗静电能力，同时提供数据备份、恢复措施。系统还将提供用户等级权限保护，有效排除人为因素的干扰。二、工作原理及系统结构测速仪的工作原理为多普勒雷达原理：当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时，如遇到活动目标，回波的频率与发射波的频率出现频率差，称为多普勒频率。根据多普勒频率的大小，可测出目标对雷达
9、的径向相对运动速度。2ZH-15测速抓拍系统主要由CCD图像采集单元、液晶显示屏、平板测速雷达、电源模块、锂电池、大容量存储硬盘、报警模块以及最主要的工业抓拍主机等组成，并有USB2.0、RS232、以太网等各种丰富的数据接口，锂电池一次充电可连续工作8小时以上，完全可以满足正常的测速抓拍需求。系统组成结构图如下：系统组成结构图2ZH-15实物图12ZH-15实物图2122.1 雷达单元测速仪工作原理为雷达所发射的高频信号从处于在其作用范围内的移动目标反射时改变频率值（多普勒效应）。这种多普勒频移正比于移动目标的速度。系统对车辆的图像抓拍是指系统运用各种触发方式对机动车辆进图像拍摄，选择可靠的
10、抓拍触发方式是系统具有高抓拍率的保证。西密控P型平板雷达，具有测速精度高，能提供狭窄的辐射场型，保证狭窄的探测区域。被监控的目标车进入狭窄的探测区域之后，雷达测速仪发送触发信号。在90%的情况下雷达在发送触发信号的时刻，对应的车辆所在的位置会在1.5m的狭窄的探测区域之内。当被监控的目标车离开探测区域的时候，该雷达测速仪会确认目标车已离开探测区域，并发送目标车的速度和车长。这种工作模式保证触发信号和速度值属于同一辆车，保证了测速仪的捕获率。西密控P型平板雷达技术参数如下：西密控平板雷达外形振荡频率：24.150GHz发射功率：小于10mW无线波瓣宽度：5度（-3db）雷达反应时间：小于0.1秒
11、电源电压：直流10.5-14.5V功耗：DC12V时，电流小于700mA外型尺寸：210*70*210mm重量：1.5kg工作温度范围：-4080摄氏度相对湿度范围：090%（非凝结状态）2.2 摄像单元采用大恒逐行扫描2/3CCD机芯，具有16281236的图像分辨率。当检测到有超速车辆经过时，摄像单元拍摄13张高清照片可选，并在前端本地进行存储。摄像单元集成了最新的镜头设计技术，在偏振镜的帮助下，通过特殊的光学镀膜处理可使得在同一个照片中清晰的显示司机面容和车辆牌照。2.3 显示单元高清晰高亮度的显示单元保证了在阳光照射下仍可以看清系统操作界面，采用密封面板使得系统具有可靠的防尘、防潮性能
12、；触摸屏设计使得在野外实际操作时简单方便；平均无故障工作时间3万小时充分保证质量的稳定性。轻触式操作按键，可对亮度、对比度、色度等项目进行调整以满足各种使用要求。在非现场处罚使用条件下，调试完成后可按轻触式电源开关关闭显示器电源，以便节省电量。显示单元技术参数如下： 前面板：防尘航空铝面板安装方式：面板式安装输入信号：LVDS控制：前面板OSD电源供应： DC 12V电源系统支持：MS DOS, Linux Windows 98/SE, Windows NT4.0, Windows 2000, Windows XP尺寸（宽X高X厚）：222X150X72mm视角：+75-75(H), +75-
13、60(V)工作温度：060（32F140F）储存温度：-2060（-4F140F）储存湿度：10%95%40振动：10150Hz，0.15mm 10循环1G冲击：30G锋值加速度（11毫秒，周期）防水：前面板IP65认证 LCD低工作电压和低功耗显示尺寸：8.4 TFT亮度：350cd/ 触摸屏类型：类比式分辨率：连续透光率：79%以上控制：USB功耗：5V100Ma驱动：支持Linux windows 98/NT/2000/ME/XP寿命：100万次2.4 照明单元在环境光线较弱或者夜晚时，要使数码相机拍摄到清晰的照片，需使用辅助光源进行补光，通常辅助光源可以选择恒定照明灯或者闪光灯。在夜间
14、，闪光灯还可以有效抑止汽车大灯对成像质量的影响，在强光照射下（例如晴天正午），系统会自动调整摄像机的成像模式，抑止强光影响，保证图片曝光正常，成像清晰。三、系统功能34.1 车辆捕获功能系统设备采用工业化设计，一体化结构，使用方便，性能稳定可靠， 设备具有隐蔽性，可在不同路段进行固定、移动两种方式进行执法拍摄。200万高清图片，满足单台设备同时抓拍1-6车道的需求。4.2 车辆图像抓拍功能根据用户设定的限速值等参数（测速范围为5km/h250km/h），系统能自动测量通过车辆的瞬时速度，可自动区分车辆行驶方向。根据不同路段规定设置限速值，准确拍摄超速车辆2张全景图片，所抓拍的图片能清晰显示车辆
15、的车牌号码、车辆颜色、通行时间、地点、车速、限速、超速百分比以及行驶方向等。4.3 系统自动调节相机曝光功能系统能够根据光线变化自动调节相机曝光, 在环境无雾包括雨雪天、晚间无路灯照明等情况下，采用频闪辅助光源进行补光，保证系统可在多种条件下清晰的抓拍违章车辆图像，包括车牌颜色、车辆类型及驾驶人员的面貌特征等。4.4 违法车辆数据的保存系统对违法车辆进行抓拍时，每次拍摄13幅图片可选，拍摄形成的图像文件以JPEG格式本地保存，可存储上百万条数据信息。4.5 系统抓拍范围系统抓拍车道范围达到6车道以上，测速范围为5km/h250km/h，抓拍捕获率99%，并支持双向车道超低速车辆测速。4.6 多
16、种人机交互接口为便于操作使用，系统提供鼠标和触摸屏两种人机界面，采用全中文人性化的操作界面，界面设计简介易懂。为配合户外复杂的工作环境，设备采用触摸屏设计，并且可以通过液晶屏实时的观看到抓拍到的违法车辆图像及超速车辆通过的时间、速度等违法信息，也可通过LCD显示屏实时监控车道的动态信息。4.7 大、小车型设置及报警功能系统可以根据路段情况及大、小车型设置超速限值，当通过车辆的速度超过设定限值时，系统可现场报警，如配备无线传输模块也可远程报警。4.8 本地存储功能系统配备500G大容量工业硬盘，可存储上百万张违法数据图片。4.9 违法数据统计检索功能系统提供超速车辆统计功能，可统计出某一时间段内
17、的超速违法车辆数量，并以报表的形式输出，为交通的有效管理提供依据，提高交通通行效率。同时提供信息检索功能，按不同权限对数据库进行操作，并提供模糊查询、数据备份。4.10 自动维护功能系统具备自动维护功能，自动维护周期可根据需要进行配置，自动维护时对设备的参数重新初始化后可恢复到之前工作状态。4.11 软件功能及优势系统基于高效的车牌识别软件具有超速自动抓拍并且可以设定大小车分别限速功能和限速值与起拍值分别设定功能，并且具有黑名单比对功能。车牌识别率高达百分之九十五以上。软件实现了实时视频观测和图片预览功能并可实时进行录像、手动抓拍压线违停等所有其它违章行为。具有车流量统计、违法查询、抓拍统计防
18、止人为删改等功能。4.12 USB自动备份功能考虑到违法数据的获取方便，系统除具备通过网络的方式下载违法车辆图片或者视频文件外，还设计了USB下载功能，用户可根据需要方便的下载违法图片或者视频文件到USB移动硬盘或者U盘。只要将USB存储设备插入主机即可自动完成图片下载工作，无需复制粘贴操作。4.13 数据传输和远程维护功能通过以太网、CDMA/GPRS及3G等技术实现数据传输、远程访问和远程系统维护功能，可观察设备内部温度、关键部件运行状态。4.14 用户管理功能对用户权限进行等级划分，并可根据用户级别增加、删除和修改用户权限，不同等级的用户拥有不同的操作权限。在进行系统参数设置、图片删除、
19、系统升级等关键操作时，必须进行用户权限校验。4.15 窄波束雷达测速更准，杜绝电子狗侦测系统采用俄罗斯进口窄波平板雷达，测速精度完全符合国标要求，窄波束保证雷达不易被“电子狗”侦测到，并可同时监测来向和去向车辆。窄波束雷达之所以被称之为窄波雷达，是因为其自身雷达发射波瓣角非常窄，也被称之为单车道雷达测速仪，是从其运用的角度而言，因其波瓣角比较窄，雷达有效测量范围，只限定在一个车道，有效的避免了相邻车道的车辆速度干扰，所以被称之为单车道雷达，而其又被称之为平板雷达，是用户从外观上给出的直观的名称，普通雷达的发射天线是喇叭型，而窄波束雷达测速仪的发射天线是平板型的，比起普通的宽波雷达，其优越性在于
20、其能有效的避免相邻车道车辆的速度干扰，确保执法取证的正确性、严肃性、唯一性。4.16 工业级器件及高可靠性接插件功耗低，连接可靠，保证了系统在恶劣条件下全天候无故障运行系统在硬件电路设计上采用工业级器件，整机功耗低、性能可靠，锂电池工作时间可达8h。在连接器件的选择上，系统采用进口高可靠性接插件，如采用雷莫接插件和航空连接器件，进一步保证了设备的可靠性。4.17 多种组网方式系统可以采用有线网进行组网，并可以使用CDMA/GRPS/3G等无线网络组建网络，最大程度的减少了对安装位置的依赖。下载数据方便，支持光纤有线无线及U盘等方式4.18 锂电供电，超低功耗整机正常情况下平均功耗20W左右，标
21、配1块锂电可正常使用10小时以上。4.19 固定式和便携式可相互转换2ZH-15测速抓拍仪将高清抓拍摄像机、控制主机、液晶显示屏、电源、测速雷达、存储硬盘等设计为一体，整个系统结构紧凑。系统一体化的设计可使用户方便的在固定式和便携式间相互转换。移动转固定式使用4.20 图片防篡改系统采用200万像素高清CCD摄像抓拍单元对违法车辆进行抓拍取证，图片上记录车辆速度、抓拍时间、抓拍地点、行驶方向、防伪码、设备编号等信息；并且图片内嵌水印功能，任何对图片的篡改都可以被检测到，最大程度的保证了图片的有效性。4.21 实点及虚点结合的方式节省造价根据国际上测速仪的使用经验，实点及虚点的合理比例为4：1，
22、平均25公里布置一个实点，平均5公里布置一个虚点，在每个箱体前后500米各立一块警示牌，一年之内就可以治理好该路段的超速问题，降低事故。全嵌入式一体机在任何一个箱体内轮换都非常方便，为整个项目大大的节约了成本，提升了效果。同时配套使用简单实用的车流量统计分析系统，通过分析触发信号生成的log文件中记录的经过监测点的所有车辆的时间、速度等信息，能够统计分析出详尽的总流量、违法流量等统计图表和报表。了解这些信息为设备在实点虚点轮换提供决策依据，最大可能的用现有设备扩大警示范围，发挥利用效能。四、系统性能指标4.1 嵌入式超速抓拍仪u 抓拍捕获率：99%；u 测速范围：5250km/h；u 测速误差
23、：100km/h时，误差不超过-6km/h0km/h， 100km/h时，误差不超过-6%0%；u 雷达精度：1km/h；u 雷达震荡频率：24.150GHz；u 雷达发射功率：10mW；u 无线波瓣宽度：5度（-3dB）；u 雷达反应时间：0.1秒；u 摄像机：200万CCD逐行扫描；u 快门速度：1/50秒 1/10000秒；u 镜头接口：C类型；u 监控车道：16车道；u 抓拍延时：0.2秒；u 记录模式：13（可选）张/车；u 存储图像容量：500G；u 抓拍图片分辨率：1628*1236；u 支持功能：增加测距（距离抓拍点的位置）、测车长的功能。u 图片压缩方式：JPEG；u 报警输
24、入：2路；u 报警输出：1路；u 数据接口：闪光灯接口1个，USB2.0接口2个，10/1000M以太网口1个，CDMA/GPRS/可选；u 传输方式：USB、INTER可选；u 主机功耗：25W；u 工作电压：DC12V；u 平均无故障时间：MTBF30000h；u 平均修复时间：MTTR30min；u 接地电阻：4；u 工作温度：-30+80；u 相对湿度：95%，无冷凝；u 尺寸：280*280*350（长*高*宽，单位：毫米）；u 重量：10kg；4.2 频闪闪光灯u 闪光灯光源寿命：300万次；u 回电时间（全光）：0.1s；u 色温：5500K200K；u 照射角度：55；u 闪光灯防护等级：IP65；u 接地电阻：4；u 工作温度：-30 +70；u 相对湿度：95%；u 工作电压：AC220V20%；五、测速抓拍系统现场实景案例图片