网警相机闯红灯抓拍系统技术设计方案.docx
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网警相机闯红灯抓拍系统技术设计方案
网警相机闯红灯抓拍
系统技术设计方案
1、系统描述、介绍3
1．1AG-400IC网警相机闯红灯违法抓拍系统特点3
1．2系统组成及工作原理4
1．2.1AG-400IC网警相机闯红灯违法抓拍系统组成4
1．2.2AG-400IC网警相机闯红灯违法抓拍系统工作原理6
1．3系统采用核心工作原理10
1．3.1检测单元10
1．3.2红绿灯检测原理11
1．3.3闯红灯车辆检测原理11
1．3.4图像采集单元11
1．3.5典型系统连接13
1．3.6网络传输单元15
1．4系统前端软件19
1．4.1图片数据下载软件设置19
1．4.2网警相机抓拍参数设置20
1．5管理平台21
1．5.1违章处罚软件的说明和图示22
1．5.2软件系统架构24
1．5.3功能描述24
1．5.4处理过程25
1．5.5记录查询31
1．5.6数据备份/恢复31
1．5.7指定格输出数据接口32
1．5.8支持信息32
2、系统安装及设计标准33
2．1系统设计标准33
2．1.1经济性33
2．1.2可靠性33
2．1.3开放性33
2．1.4兼容性34
2．1.5易维护性34
2．2系统安装标准34
3、系统及设备的具体验收方法及标准36
3．1实拍图片评价36
3．2系统有效捕获功能36
3．3系统稳定性36
3．4系统功耗36
3．5施工现场恢复情况36
3．6系统移交36
3．7工程资料归档37
3．8相关验收表格37
附录A．企业简介39
附录B．公安部安全与警用产品检测报告40
附录C．公安部交通安全产品检测报告41
1、系统描述、介绍
1．1AG-400IC网警相机闯红灯违法抓拍系统特点
1．1.1AG-400IC网警相机融合“数码+视频”的技术，集两大优势于一身连续成像，单部网警相机准确反映违法车辆闯红灯过程，同时可以清晰分辨红绿灯状态（包括箭头式红绿灯）、停车线、车牌颜色、车牌号码、车型以及车身颜色等，保证违法证据的充分可靠。
1．1.2高清晰成像，AG-400IC网警相机系统采用400万像素分辨率图像捕获像机，抓拍图片尺寸高达2304*1712像素，图象分辨率达96像素/英寸，而图片大小约500k左右。
1．1.3快速连拍，AG-400IC网警相机最快可达4张/秒，根据实际使用情况一般采用3张高速连拍、高清晰成像的方式来反映违法全过程，为执法提供有利证据。
1．1.4超大视场宽度，AG-400IC网警相机采用三倍光学变焦镜头，使视场宽度可根据不同环境需要进行设置，可同时对1～4车道进行抓拍。
1．1.5自控多网络传输，设计简单，无需在道口安装任何工控机及视频采集卡，网络结构简单。
根据不同的环境条件进行选择，如ADSL、CDMA、GPRS、LAN和光纤进入等；
网络传输示意图
1．1.6车辆检测采用地感线圈方式，保证了违法行为的有效检测率和准确率；
1．1.7具备灵敏度自动提升的车辆检测技术，灵敏度提升的域值可调，可以有效检测高低盘车辆；
1．1.8中心本地分布存储，网警相机自带80GB的IDE硬盘，在将违法数据实时传输到中心的同时本机仍然保留近20万张违法数据；
1．1.9全面的稳定设计，保障设备在恶劣的工作条件下工作可靠。
1．2系统组成及工作原理
1．2.1AG-400IC网警相机闯红灯违法抓拍系统组成
AG-400IC网警相机闯红灯违法抓拍系统由：
AG-400IC网警相机、车辆\信号检测单元、补光单元和后台管理单元构成：
1．2.1.1系统组成设备清单
序号
名称
1
AG-400IC网警相机
2
相机防护罩YA4718
3
AG-SD信号灯检测器（含5V直流开关电源）
4
AG-W4线圈信号检测器
5
闪光灯BY—400SD（含防护罩）
6
以太网交换机或集线器（HUB）
7
本地图片下载软件jpgdownload.exe（需JAVA平台支持）
8
网警相机专用处罚软件（需JAVA平台支持）
9
计算机：
WindowsXP，配置不低于：
主频1.5GHz、内存256M、硬盘80G
1．2.1.2系统主要设备参数
（1）AG-400IC网警相机技术参数
AG-400网警相机性能参数
电源输入
220V±20%交流电
最小对焦距离
0.3m
影像感光器
400万像素的CCD图像传感器
镜头
倍率
3倍光学变焦
焦距
7.3～21.9mm
最大光圈
W=F/2.8,T=F/4.9
快门速度
1/35秒～1/2000秒
图像总像素
2304×1712pixels
触发方式
TTL电平（5V），下降沿触发；网络控制触发
内置硬盘
2.5英寸IDE硬盘
LAN接口速率
10/100Mbps
图片压缩格式
JPEG标准格式
图片传输方式
通过FTP协议自动传输到服务器；远程下载
抓拍响应时间
＜40毫秒
连续拍照间隔
≥380毫秒
内置实时时钟误差
±5分钟/月
外观尺寸（长×宽×高）
228.5（mm）×87（mm）×87（mm）
可靠性
MTBF>1年
环境参数
工作温度
-20℃～+70℃
工作湿度
<90%（+40℃时）
存储温度
-40℃～70℃
（2）AG-SD信号灯检测器技术参数
技术参数
最大信号灯检测个数
12个
检测方式
绿色信号灯的供电状态（有无交流220V）
检测结果输出方式
RS485总线通信
电源
＋DC5V±10％
工作温度
-20℃～+70℃
工作湿度
<90%（+40℃时）
存储温度
-40℃～70℃
功耗
总功耗小于1W
外形尺寸
130mm×90mm
（3）AG-W4线圈信号检测器技术参数
技术参数
最大检测线圈数量
4个
线圈尺寸（推荐）
1800×600（mm）5至7圈
线圈线径
最小1mm
信号灯状态接收方式
RS485总线通信
触发输出电平
TTL电平，低电平有效
外接闪光灯数量
最多4个
闪光灯触发方式
低电平（0V）
电源
＋DC5V±10％
工作温度
-20℃～+70℃
工作湿度
<90%（+40℃时）
存储温度
-40℃～70℃
功耗
总功耗小于0.5W
外形尺寸
130×90mm
1．2.2AG-400IC网警相机闯红灯违法抓拍系统工作原理
红灯亮且有车辆通过时：
如果在此红灯周期内有车辆越过停车线或继续前进，均会触发线圈，线圈发出信号，系统判定违法事件发生，发出控制指令拍摄过程照片（连续3张）。
所得违法过程如下所示：
车辆闯红灯违法抓拍示意—白天
（1）
车辆闯红灯违法抓拍示意—白天
（2）
车辆闯红灯违法抓拍示意—白天（3）
车辆闯红灯违法抓拍示意—夜间
（1）
车辆闯红灯违法抓拍示意—夜间
（2）
车辆闯红灯违法抓拍示意—夜间（3）
所得到的违法照片，通过网络采用FTP方式并将违法照片自动传送到中心服务器。
在所拍下照片的信息内容中，包含了车辆闯红灯的详细信息：
日期、时间、地点及所属路口，照片自动生成文件夹以违法事件发生日期时间为文件名自动分类归档，提取方便快捷。
1．3系统采用核心工作原理
1．3.1检测单元
该单元包括信号灯检测器、线圈信号检测器和地感线圈。
信号灯检测器主要完成红灯信号检测，线圈信号检测器完成车辆检测。
车辆检测采用地感线圈检测方式，目前使用的各种车辆检测方式中，只有地感线圈检测方式可以满足大于95%的闯红灯及逆行捕获率的要求。
地感线圈采用耐高温的单芯多股镀锡带护套电缆绕制而成，截面积为1mm2,通常绕5-7匝，线圈尺寸通常为60cm×180cm，埋设在停车线与斑马线之间。
在对过往车辆进行检测的过程中，可以通过调节地感线圈的线圈灵敏度来实现对不同类车型的检测，可以同时满足对大型车、中型车以及载客三轮摩托车的检测。
线圈埋设示意
1．3.2红绿灯检测原理
目前路口使用的交通信号机大多是多相位红绿灯，因此，信号灯检测器将分别对每一个车道应遵循的信号灯进行检测，即分别将直行，左转、右转的红灯信号、绿灯信号和黄闪信号（220V交流电压信号）送至信号灯检测器，配合信号灯与车道地感线圈的逻辑关系，可以确保系统只对红灯状态下越过地感线圈的车辆进行拍照，比如在红灯信号消失、黄闪时间段内通过停车线的车辆，系统将不予拍照。
1．3.3闯红灯车辆检测原理
埋设于车道的环形线圈由线圈信号检测器进行供电，因而形成一个磁场，众所周知，当有金属物体经过磁场时，磁场的磁通量将发生一系列的变化，而机动车可被视同金属物体。
在红灯信号时，当车辆经过线圈时（压上及离开），线圈所产生的磁场的磁通量将发生相应的变化，线圈信号检测器将会快速地检测到这些变化，并通过对这一变化进行分析处理来判断是否有车辆通过，当检测到在红灯状态下有车辆通过时，线圈信号检测器将立即触发AG-400IC网警相机对违法车辆进行连续抓拍。
具体检测抓拍过程：
1、在红灯信号时，当车辆压在线圈上，线圈信号检测器发第一个触发抓拍信号给相机，拍摄车辆压在停车线上的照片，如下图：
2、当车辆离开线圈，线圈信号检测器发第二个触发抓拍信号给相机，拍摄车辆离开停车线并继续前行的照片，如下图：
3、线圈检测器根据前面两次触发拍照的间隔，发送一个时间数据给相机，相机按照此时间值延时拍摄第三张照片，如下图：
注：
如甲方要求连拍张数可设为4张，停车线前或后拍第一张视线圈埋设位置确定。
这样的过程保证了如果车辆仅仅压线而没有继续闯红灯，系统将只拍摄一张照片，在后台处理中一张照片将不作为处罚依据。
而车辆如果有闯红灯行为，不论车行速度是快还是慢，都能完整的获取符合GA/T496-2004标准中闯红灯行为记录的照片。
1．3.4图像采集单元
图像采集工作主要由AG-400IC网警相机、闪光灯及相应的控制软件来完成。
AG-400IC网警相机和闪光灯分别安装在横杆上，立杆安装位置通常在停车线后20米左右，从车辆尾部方向对车辆进行拍照。
路口前端设备安装示意图
现场安装布局图
1．3.5典型系统连接
典型系统连接图
1、系统设备
1．1道口设备箱
（1）信号灯检测板；
（2）5V直流开关电源；
（3）以太网交换机
1．2前端抓拍单元
（1）网警相机；
（2）线圈检测板；
（3）地感线圈；
（4）闪光灯
2、道口设备箱设备连接
5V直流开关电源给信号灯检测板供电，信号灯检测板接收来自信号灯控制箱提供的相应方向的信号灯220V电压，并将检测到的信号灯状态通过485总线发送给前端抓拍单元的线圈检测板。
以太网交换机通过网线连接前端抓拍单元的4台网警相机，并通过Uplink口连接外部网络到中心。
3、前端抓拍单元设备连接
地感线圈直接连接到线圈检测板上的地感线圈接口。
网警相机提供5V直流电源给线圈检测板。
线圈检测板在检测到违章车辆的时候发送TTL电平（低电平有效）的照相触发信号给网警相机，网警相机在需要闪光灯的时候发送TTL电平（低电平触发）闪光同步触发信号给线圈检测板，线圈检测板在发送TTL电平（低电平触发）闪光触发信号给闪光灯。
网警相机上的RJ45接口通过网线与道口设备箱中的以太网交换机进行连接，来进行抓拍图片数据传输。
4、系统总接线说明
4．1RS485通讯总线
道口控制箱的信号灯检测板与各个路口的线圈检测板通过RS485通讯总线进行通讯，RS485总线为串行连接，不可做星形连接。
4．2网络数据线
相机通过网络数据线来把抓拍的违法图片数据传送至中心，每个相机都通过网络线与道口设备箱中的以太网交换机相连。
4．3电源线
网警相机所需要的220V交流电源由道口设备箱中引出，接至每个路口的网警相机上。
1．3.6网络传输单元
主要设备包括网络端口设备和网络交换机。
系统抓拍到车辆违法图片后，向中心进行传输。
图片的获取有两种方式，一是通过网络将图片传送至指定的数据中心，传输网络可以是光纤、ADSL或其他有/无线网络；二是利用人工现场将图片下载到存储介质当中带回数据中心，如笔记本电脑现场下载等方式均可。
1．3.6.1直接使用光纤传输
网络状况：
最佳★★★★★
工作模式：
如道口至中心有光纤直接连接，则模式为交换机（4口/8口）---光纤收发器----光纤----光纤收发器----交换机[视前端网警相机数量而定，选配交换机口数]----至违章数据存储服务器，工作站将存储服务器上取出照片，通过违章处罚软件，打印违章处罚通知书。
网络状况：
基于光纤介质传输为最佳理想传输方式，金属导线传输的信号会随着传输距离而有较大的衰减,有效传输距离较短。
而光在光纤中传输的衰减较低,能保证信号传输较远距离，而保持的强度与稳定性，在实时性方面，得到保障。
1．3.6.2使用ADSL网络传输
网络状况：
较好★★★★
工作模式：
在电信IDC机房进行服务器托管，在服务器上做好相关安全防范措施后进入公网internet,路口处申请一条包年ADSL，前端相片将违章照片通过公网传输至服务器，中心存储服务器通过ADSL进入公网，连接至服务器上将违章照片取下，最后通过PC工作站连入中心存储服务器，通过违章处罚软件，打印违章处罚通知书。
网络状况：
基于ADSL公网传输，只需要在IDC机房进行服务器托管，就可以实现多个路口网络组建，克服了光纤不能到中心，而组建的稳定，实时的网络传输。
1．3.6.3使用CDMA1X网络传输
网络状况：
良好★★★
工作模式：
在电信IDC机房进行服务器托管，在服务器上做好相关安全防范措施后进入公网internet,路口处使用CDMA，无线网络，将前端相片将违章照片通过公网传输至服务器，中心存储服务器通过ADSL进入公网，连接至服务器上将违章照片取下，最后通过PC工作站连入中心存储服务器，通过违章处罚软件，打印违章处罚通知书。
网络状况：
基于无线网络传输，只需要在IDC机房进行服务器托管，路口使用CDMA无线网络传输就可以实现多个路口网络组建，克服了光纤不能到中心，路口无ADSL情况下,组建的良好的，实时的网络传输。
1．3.6.4使用电信E1网络传输
网络状况：
最佳★★★★★
工作模式：
通过租用电信E1网络,两端加上以太/E1协议转换器,使路口与中心相连,将前端照片传至违章数据存储服务器，工作站将存储服务器上取出照片，通过违章处罚软件，打印违章处罚通知书。
与光纤传输模式基本一样,只是两端加了以太/E1协议转换器.
网络状况：
如路口离中心较远,无法拉置光纤,ADSL等情况下,不考虑无线传输的话,可考虑租用电信E1网络,专线网络可保证网络的稳定性,网络传输情况为最佳,但是不足的地方运维造价方面较高.
1．4系统前端软件
1．4.1图片数据下载软件设置
该软件适用于没有网络接入条件，单机工作环境下取数据；也可用于在网络通讯出现故障时根据状态文件报告的故障时间段，下载故障时间段内没有自动上传的违法图片。
通过网络线（RJ45交叉线）使设备与计算机相连接，并且核对设备IP地址与计算机IP地址在同一网段上。
[用户名]：
admin（默认）
[密码]：
00000000（默认）
[设备IP]：
所要下载数据的设备IP（格式：
XXX.XXX.XXX.XXX）
[端口号]：
7（不可更改）
[下载时间段]：
所需下载图片的时间段，结束时间必须大于起始时间。
[图片保存路径]：
下载数据所要保存的路径
完成所有设置后点击[开始下载]进行下载。
1．4.2网警相机抓拍参数设置
控制按钮区：
[图像模式]：
可选择图片模式，彩色模式/黑白模式。
[缩放]：
对相机镜头控制，镜头伸/缩控制，调节视场范围。
[闪光]：
对闪光灯的闪光强度进行调节。
[增益]：
可对画面增益进行调节。
[亮度]：
可对画面亮度进行调节。
[调焦]：
对相机焦距进行调节。
[闪光门限]：
对闪光灯的闪光门限进行调节。
[镜头关闭]：
镜头收回（关闭）。
[镜头开启]：
镜头开启。
[时间调校]：
使网警相机内部时间与当前计算机时间同步。
[拍照]：
手动拍照，调试时使用。
功能设置区：
[拍照地点]：
修改照片左上角水印（拍照地点）。
[设备密码]/[确认密码]：
对设备操作登陆密码进行修改、核对。
[IP地址]/[子网掩码]/[网关]/[DNS]：
相机网络功能设置。
[FTPIP]：
目的（中心）FTP服务器地址，即图片自动传输目的地。
[FTP用户]：
FTP服务器上登陆用户名。
[FTP密码]：
FTP服务器上登陆密码。
[其他参数]：
用于设置线圈灵敏度、拍照间隔及连拍张数。
[出厂设置]：
恢复设备出厂预设值。
[退出]：
退出调试页面。
1．5管理平台
该单元由计算机硬件及专业的管理软件组成，硬件主要有数据服务器、计算机工作站、网络设备、打印设备以及电源设备等。
当数以万计的违章照片和录像资料被送回中心计算机后，管理工作变的十分重要和烦琐，一套功能完善的管理软件是非常必要的。
实时动态管理软件具有3大显著功能：
多道路多设备集中管理、实时监控设备运行情况、及时发现设备故障并快速通知相应负责人员维护。
AG-400IC采用B/S结构式的网络管理软件，可以同时对成百上千台网警相机进行统一高效管理维护，对所有设备运行情况实时监控，对设备运行故障情况及时报警，并提示故障信息，可在第一时间获知并及时维护，同时能获知设备故障地的交通道口准确地址。
该中心软件不仅可以将故障信息显示在电脑屏幕上，同时还可通过多种途径（如手机短信）将此信息通知到该设备用户、管理负责人、维修\维护工程师、设备产商等，使用户对设备维护更加简单快捷，使故障处理更加及时。
并且保留每台设备的运维记录，如：
何时发生过故障、故障维修情况、相关维护人员、故障维修周期等详尽记录。
1．5.1违章处罚软件的说明和图示
本系统是对网警相机使用FTP方式传输的图片整理成对于交警部门可以作为违法处理依据的图片组及相关的处法信息要素。
本系统的使用可以将工作的部分流程使用计算机的办公自动化处理，能够极大的提高办公的效率和准确程度。
另外，可以便捷的按条件查询所要的图片（或图片组）资料，方便相应政策的调整等。
本系统采用C/S架构，JAVA开发平台，系统移植性好，提高系统的可扩展性、可维护性和交互性。
该系统相对独立，接口实现简单、安全，可操作性强。
系统界面如下：
软件界面直观，操作简便，只需在录入违法图片之后对违法行为、号牌种类、车辆类型进行下拉菜单选择，而号牌号码会根据号牌截图自动识别并录入。
在号牌号码识别并录入以后，可以手动录入车主相关信息，也可系统自动从车管所数据库录入相应的车主信息。
当违法信息录入完全之后，通过打印通知的相关设置，即可生成完整的道路交通违法处理通（告）知书，如下图：
1．5.2软件系统架构
1．5.3功能描述
1．5.3.1系统维护
在应用软件进行处罚处理之前，先要对系统维护项目进行预先设定。
包括：
部门维护、用户管理、路口维护、常用号牌。
1．5.3.2事实录入
对于图片依据录入的路口信息分组图片、所属路口，时间等违法要素进行自动分组存储至服务器对应文件夹中，选择相应目录提取后写入数据库中。
1．5.3.3图片有效确认
对图片信息自动读入的图片选中一张作为典型图片进行人为确认，确认图片是否是可作为违法处理使用的图片。
1．5.3.4打印通知
对有效图片进行车主相关信息的录入，打印道路交通违法处理通（告）知书。
1．5.3.5记录查询
可以按条件（车牌、时间、违法地点）查询违法相关信息。
只能查询已打印过的违法信息。
1．5.3.6数据备份
将可作为违法处理的信息备份到外其它设备（刻到光盘）。
1．5.3.7指定格式导出数据接口
可以根据其它处罚软件需要的格式导出，此功能需要针对某一处罚软件开发。
1．5.4处理过程
1．5.4.1系统维护
在运用软件进行违法图片处理之前，应先对系统维护中的各项进行设定，以使软件能够完整的运作。
系统维护项目包括：
部门维护、用户管理、路口维护、常用号牌四项设置。
系统维护界面如下：
1、部门维护
手动录入违法处理单位的相关信息，在打印出来的道路交通违法处理通（告）知书上将体现这些信息。
2、用户管理
对使用本系统的用户进行管理。
3、路口维护
手动录入路口设备的相关信息，在进行事实录入的时候系统会根据录入的路口设备信息，自动显示违法图片的拍摄地点。
4、常用号牌
手动录入常用的号牌，以便在事实录入的时候进行相应的号牌选择。
1．5.4.2事实录入
选择相应的违法图片存储文件夹，系统会自动录入违法处理图片。
对指定文件夹下的图片选择后系统会提取相关信息，包括违法时间及违法地点。
其他相关信息可通过下拉菜单进行选择录入，如下图：
通过点击图片中违法车辆车牌部分，系统会自动生成车牌特写，如下图：
而软件的车牌自动识别功能可以将识别出的车牌信息自动录入（车牌较模糊无法识别的也可手动进行录入），如下图：
1．5.4.3图片有效确认
◆确认内容
确认拍照的图片是否可作为违法处理依据，如车牌是否看得清、有无违法、违法车量是否是机动车量等。
◆操作流程
1．选中典型的其中一张图片
2．确认是否违法
3．确认车牌是否看得清
4．若车牌看得清后输入车牌；若车牌看不清设为无效图片
1．5.4.4打印通知
1、操作流程
a.
录入违法车辆车主信息
在系统自动识别（或者手动录入）违法车辆号牌之后，需要进行车主相关信息的录入，此步骤可以通过以下两种方式进行录入：
（1）手动录入：
操作人员可以通过进入车管所数据库查询相应号牌的车主信息，然后手动录入信息。
（2）自动录入：
车主相关信息的自动录入功能必须通过交警大队或者中队跟车管所沟通，取得车管所相应的数据库使用接口授权号，方可自动从车管所数据库录入车主信息。
b.点击“打印通知”
c.打印查询
d.指定打印记录
2、道路交通违法处理通（告）知书样式
1．5.5记录查询
1．5.5.1查询条件
可根据日期、号牌号码、号牌种类以及违法地点对记录进行查询。
注：
查询只能显示已经打印过通知的记录。
1．5.5.2查询显示内容
包括：
车牌号码、违法地点、违法时间、车主、车主联系电话、车主联系地址。
1．5.6数据备份/恢复
本系统是采用微软公司的ACCESS数据库，使用ACCESS原因是他的数据库存贮形式是使用文件。
这样只要备份这个数据库文件就可以。
1．5.7指定格输出数据接口
操作流程
1．得到其它软件（如处罚软件）的数据导入接口。
2．编写与其它软件导入接口相接的数据导出方式。
3．导出数据。
4．使用其它软件（如处罚软件）来用使用本系统的的数据。
1．5.8支持信息
支持软件
Java运行
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