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交通行业解决方案--视频式闯红灯自动监测系统概述视频式闯红灯自动监测系统概述道路交通状况是城市的门面，是城市管理水平和综合实力的具体体现。交通状况的好坏将直接影响投资环境，制约城市经济的发展。如何改善城市道路交通状况和提升交通管理水平等方面的问题已引起了各级政府的高度重视。影响城市道路交通的因素固然很多,但各种类型的交通违章行为给交通带来的危害尤为严重，特别是闯红灯违章行驶不仅扰乱了正常的交通秩序，也是造成机动车交通事故的主要原因之一。因此，采用现代先进技术，进行交通违章行为特别是闯红灯违章行驶的自动监测，为公安交通管理部门提供强有力的执法证据，对改善交通秩序、保障交通安全、提高道路交叉口通行能力、减少交通事故等都将起到重大作用，效果明显。北京市交通管理局决定大规模建设闯红灯自动监测系统，充分体现了市、局领导改善北京市道路交通状况的坚强决心和远见卓识。由于监测器的监视结果将作为交通执法依据，因此，监测器对车辆违章判定的准确性极为重要，既不能让违章者漏网，也不能误判违章。同时，由于要求监测器能全天候监测，每天24小时不间断地运行，因此要求整套系统具有非常高的可靠性和稳定性。考虑到闯红灯自动监测系统多安装在市区，对违章车辆的检测不宜采用需要市政施工的地感线圈方式。如果直接将违章车辆图片和有关信息传至监控中心，完全由人工进行处理，大量重复繁琐枯燥无味的工作将压得系统管理人员苦不堪言。随着监测点的增多,势必增加大批的后期处理人员,系统管理费用必将随之大大增加。所以，进行违章车辆号牌的自动识别，提高违章处罚的自动化水平，增强闯红灯自动监测系统的整体功能，势在必行。基于上述诸点，本公司利用先进的视频检测技术和视频抓拍技术，研制开发出新一代具有车辆号牌自动识别功能的闯红灯违章车辆自动记录系统--视频式闯红灯自动监测系统。该监测系统的突出优点是:(1)技术先进采用视频检测技术检测闯红灯违章车辆，有效地克服了感应线圈检测的弊端。选用世界最先进、由本公司无锡分部全权代理的TraficonVIP/P智能视频检测器，该检测器是唯一通过《公安部交通安全产品质量监督检测中心》检测的产品。检测报告确认：a、实验车辆分别以20Km/h、40Km/h、60Km/h、80Km/h、100Km/h、120Km/h速度行使，该试样均能准确检测。b、经调整模拟检测线圈的设置方向后，能对通过车辆进行正确检测，可避免自行车（单辆）和行人通过对系统的误触发。现有同类产品基本上都是完全依靠画面灰度等级的变化，通过软件处理来判断车辆的有无，从而无法消除行人和自行车等引起的误触发。所以本检测器是其他同类产品所无法比拟的。使用本产品可确保检测有效率和检测正确率达到技术指标要求。具有车辆号牌自动识别功能，为全面提高违章处罚的自动化水平打下了坚实的基础。选用高性能的彩色摄像头抓拍违章车辆照片，最低照度可达0.1Lux，即使在无照明条件下也能抓拍有效照片。(2)功能可扩展性强、有效利用设备资源纯粹的闯红灯违章监测器只能有效记录闯红灯违章车辆照片、违章地点、类型、时间、灯色等相关信息，上端处理全靠人工进行，并且无法得到其他有用交通信息。本系统可在前端设备配置不变情况下，上端管理系统中配上少量软件模块，就能实现号牌比对、流量统计、车辆查询等多种功能。集违章监测器、治安卡口记录仪、交通流量调查仪的功能于一体。1.方案设计原则1.1先进性：采用先进的技术和先进的产品,研制出先进的系统。1.2稳定性、可靠性：系统的整体可靠性是监测器必须解决的首要问题。从设备的选型到具体的实施方案，都要考虑到系统可靠性问题。确保系统正常、稳定、可靠、连续运行。1.3方便性：一个成功的系统必须考虑使用和维护的方便性，本系统设置了远程诊断和远程维护功能，为用户的运行和维护工作提供最方便的手段。1.4经济性:在满足用户总体需求的前提下，充分体现设备资源的共享性,最大程度地降低系统造价。1.5可扩展性:系统可扩展性主要体现在系统功能的可扩展性，在实现闯红灯自动监测功能的基础之上，可以增加用户需要的其他功能，以达保护用户投资之目的。2.主要功能和性能技术指标2.1主要功能(1)对信号灯控制的路口发生的闯红灯违章行为自动进行实时监测；(2)利用视频检测技术实施违章车辆检测；(3)利用视频抓拍技术实施违章车辆抓拍，共抓拍四幅车辆照片，三幅连续全景照片，一幅号牌照片，能够作为民警执法依据；(4)所拍照片包含信号灯、停车线、车辆运行轨迹、车牌号码等信息；所拍照片清晰；可辨车牌号码、车体颜色和车型；记录信息包含违章地点、类型、时间、灯色等相关执法数据；(5)上端管理软件具备录入、存储、查询、制表、通讯、备份等功能。(6)对正常过往路口的车辆进行车牌实时自动识别，并记录显示车辆号牌的图片；(7)自动将识别车辆号牌与车辆管理数据库进行比对,发现可疑车辆时，实时报警提示；(8)对指定车道流量计数,统计各有关时段内的车辆数量。2.2技术指标(1)能全天候24小时不间断监测，在雨、雪、风、雾等恶劣天气情况下能正常工作。(2)系统电器装置具有过载、接地、漏电、短路和防雷等保护装置，符合国家相关电器安全标准。(3)视频标准：PAL制式(4)拍摄车速：10～140Km(5)拍摄距离：10～25m(6)图像分辨率：768x576；(7)色彩：24位真彩色(8)CCD最低照度：0.1Lux(9)抓拍到的图像可使用率不低于80%(10)时钟误差小于±90秒/年(11)路上设备工作温度：-30℃～+70℃(12)路上设备工作湿度：90%(13)路上设备机箱防护标准符合IP55标准(14)电压：220V±10%；50Hz(15)功耗：≤150W(16)硬盘存储量：能存储10万辆以上违章车辆(17)使用寿命10年以上3系统组成与工作原理3.1系统组成框图与工作原理视频式闯红灯自动监测系统由前端子系统、传输子系统和上端管理子系统三部分组成，其系统结构如图一所示：图一系统组成框图系统工作原理：交通信号控制系统输出路口红绿灯信号，确定放行车道和禁行车道。禁行车道的视频信号送到视頻车辆检测单元，车辆检测单元检测到有车辆通过禁行车道时，通过主控机控制闯红灯违章抓拍单元拍摄违章车辆号牌图片和该方向的全景图片，为确保所拍照片能作为民警执法依据，系统抓拍三幅连续全景照片，以反映车辆运行轨迹。所有处理结果都存储于主控机（工控机）存储单元中。存储信息可通过传输子系统由人工控制下载给笔记本计算机，或自动传给上端管理子系统。3.2子系统基本功能（1）前端子系统前端子系统在红灯期间负责完成对闯红灯违章车辆的抓拍，识别车牌号码，并将抓拍的图片和相关的信息：时间、地点、车牌号码、车牌图片等保存在本地监测器中，经传输子系统可与笔记本计算机连接，进行数据交互，或送回指挥中心,供上端管理子系统处理；在绿灯期间负责对通过车辆计数，进行流量统计。（2）传输子系统传输子系统由传输设备、PSTN网络和传输软件组成，负责连接前端子系统和上端管理子系统,完成闯红灯违章车辆采集信息的传输。（3）上端管理子系统上端管理子系统主要由各种软件功能模块组成，其主要功能是在收到前端子系统采集的闯红灯违章基本信息和车流统计基本信息之后，根据不同的需求，对这些信息进行相应的处理。4.系统技术设计方案4.1前端子系统技术设计方案4.1.1前端子系统总体结构一套监测器的前端子系统结构如图二所示：图二前端子系统结构框图一套监测器摄像机配置如图三所示:交通行业解决方案--前端子系统各单元部件(已经被浏览21次)4.1.2前端子系统各单元部件（1）视频检测单元根据系统对检测有效率和检测正确率的要求，决定采用世界最先进的TraficonVIP/P视频交通检测器。TrafficonVIP/P视频交通检测器是一个开放的、模块化的智能检测系统。基本结构如图四所示。图四视频检测器基本结构一个19的1/2支架,可容纳4个检测模块,同时处理4个摄像机传来的路面的视频信号。系统对每个视频信号进行独立分析处理,提取各种交通信息,如:流量、占有率及车辆间隔等等，并可进行事件检测。数据信息的采集与输出可按照指定时间间隔提取与发送(可通过程序设定改变)。信息可通过软件发送到控制中心的计算机中。用以模拟环形线圈时，一个检测模块能同时模拟８个环形线圈(称为虚拟线圈),能同时提供８路类似于感应线圈所提供的脉冲信号或开关信号。在闯红灯违章监测系统中正是利用这一功能实现对闯红灯违章车辆的检测。红灯期间，检测到闯红灯车辆时，输出一个电平信号给主控机，控制抓拍单元进行抓拍。一个车道的虚拟感应线圈采用两个一组的方式，以减少误抓拍情况的发生。如图五所示。图五虚拟线圈设置示意图视频检测摄像机与抓拍尾部号牌的摄象机共用，安装于路旁的立杆上，1个摄像机可检测4个车道。如图六所示：摄象头采用彩色摄象头VIDSTARYC-2307，分辨率480线，最低照度0.1LUx。本系统配备一个检测模块,彩色摄像头与尾牌抓拍共用。视频检测器总体技术指标：a检测有效率：≥80%b检测正确率：100%c供电电压：220Vac±10%50Hzd工作温度：-30℃～+70℃e湿度:90%（2）视频抓拍单元抓拍单元的主要功能是按照主控机的指令抓拍违章车辆照片，常用的抓拍方式一是数码相机抓拍；二是视频摄像机抓拍。因数码相机技术更新太快，有可能使本产品始终处于不定型状态；从抓拍到存储、转储，耗费时间比较长，难以满足连续抓拍的要求，信息传输又比较困难。所以我们决定采用视频摄象机抓拍技术。视频抓拍单元主要由视频摄象部件、辅助照明装置和控制软件组成。A．摄像部件摄像部件由摄像机和安装摄像机的F臂组成。F臂安装在十字路口的监测车道入口处，摄像机安装在立杆的F臂上，对应监测车道。配置一台号牌摄像机，用于拍摄一个车道上的车辆尾部号牌，配置一台全景摄像机，用于拍摄闯红灯违章车辆的连续三幅全景图片。立杆的F臂横杆距离地面的高度为6米，立杆距离停车线外沿的距离是14米。摄像机采用VIDSTARYC-2307，分辩率为480线，最低照度可达0.1Lx。B．照明部件（可选件）照明部件由豆胆灯组成，与摄像机配合使用。与摄像机一起，安装在同一个F臂上，每个路口的一个入口方向配置一套夜间补光灯，用于夜间补充光照，保证闯红灯时违章抓拍车辆号牌。C．控制软件安装在路口主控机（工控机）中，用于控制摄像单元抓拍闯红灯违章车辆的图片，将相关的信息：时间、地点、车牌号码、三幅连续的全景图片、一幅车牌图片等保留在本地管理软件系统中。D．主要技术指标：照片有效率：≥80%；照片正确率：100%；图象像素：768x576；色彩：24位真色彩；最低照度：0.1Lux；分辨率：≥480线；无照明条件能抓拍有效照片。E．环境条件供电电压：220Vac±10%50Hz工作温度：-30℃～+70℃湿度:＜90%（3）工控机A主要功能l正确接收交通信号控制器的红灯信号和视频检测单元检测到的闯红灯违章车辆信号；l正确控制视频抓拍单元抓拍违章车辆的共四幅照片,三幅连续的全景、一幅能清晰可辩车牌号码的号牌图片；l存储闯红灯违章车辆信息：可连续记录10万辆以上违章车辆的所有信息；l传输闯红灯违章车辆信息；l实时自动识别车牌号码。B基本配置：lCPU：≥PIII650MHz；内存：≥128M；硬盘：≥20G；网卡：10/100Ml通讯接口：COM口；l通讯协议：支持TCP/IP和PPP协议；l所有视频电缆各预留一个视频接口；l预留一个专用电源插座；l户外监测器机箱符合IP55标准l具有交通信号控制机接口l具有信息传输结构C软件系统l控制软件：协调控制全系统可靠运行、正确抓拍。l通讯软件：实现检测器与笔记本计算机、检测器与上端管理子系统的信息交换。l车牌识别软件:自动识别机动车辆牌照号码。4.2通讯子系统4.2.1在工控机上安装网卡、网线，支持TCP/IP协议和PPP协议，提供调制解调器通讯接口（com口）；4.2.2传输软件:安装于笔记本计算机与路口监测器工控机中,利用笔记本电脑采集监测器的监测数据；监测器的监测数据传输到笔记本电脑之后