车载式占用公交车道检测系统设计方案.docx

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车载式占用公交车道检测系统设计方案

车载式占用公交车道检测系统

解决方案

阅读提示

一、文档类别

智能交通新业务基线方案。

二、适用性简述

车载式占用公交车道检测、200万像素、单车道、车尾抓拍、摄像机视频分析。

第1章方案背景

1.1城市公交现状

交通拥堵是各大城市中面临的一个严重的问题，优先发展公共交通，建设一个便捷、经济、合理的公共交通体系显得尤为重要。

公交专用道因其投资省、见效快等特点，已经被各大城市所采用。

然而公交车专用道经常被社会车辆占用，尤其在早晚高峰、道路通畅度下降时，违章占道的现象极为严重，导致城市公交不能正常的运行，公共交通达不到便捷出行的优势。

目前为了整治公交专用道占道现象，各城市常用的解决办法是在路边安装固定式监测系统对占用公交车道的社会车辆进行抓拍。

然而由于该系统安装的位置固定不变，监测范围有限，且时间长了容易被辨识，易于被社会车辆刻意回避，造成系统使用有效率过低，达不到治理社会车辆违法占用公交车道，提高公交车便捷、快速通行的效果。

1.2需求分析

社会车辆进行抓拍，同时解决固定式监测系统检测范围有限、容易被辨识等问题，真正做到治理社会车辆无故占用公交专用道，影响公交车正常通行行为。

基于目前城市公交现状，需提供更为便捷、更为隐蔽，功能齐全的监测系统对占用公交车道的

1.3执法依据

1.3.1《中华人民共和国道路交通安全法》

第三十七条规定：

道路划设专用车道的，在专用车道内，只准许规定的车辆通行，其他车辆不得进入专用车道内行驶。

第九十条规定：

机动车驾驶人违反道路交通安全法律、法规关于道路通行规定的，处警告或者二十元以上二百元以下罚款。

本法另有规定的，依照规定处罚。

1.3.2《GA/T832-2014道路交通安全违法行为图像取证技术规范》

图片中包含清晰辨认的机动车后部全貌的全景特征、明显的标线指示特征、交通违法地点、违法时间、违法行为特征、号牌号码等信息，适用的道路交通安全违法行为包括：

——机动车违反规定使用专用车道的；

——机动车不按规定车道行驶的；

——在禁止掉头或者禁止左转弯标志、标线的地点掉头的；

——遇行人正在通过人行横道时未停车让行的；

——行经人行横道，未减速行驶的；

——行经没有交通信号的道路时，遇行人横过道路未避让的；

——遇前方机动车停车排队等候或者缓慢行驶时,在人行横道、网状线区域内停车等候的；

——机动车通过无灯控或交警指挥的路口,不按交通标志、标线指示让优先通行的一方先行的；

——机动车违反禁止标线指示的；

——机动车违反警告标线指示的。

1.4设计目的

基于行业需求分析，设计车载式占用公交车道检测系统来完善交通行业内占用公交车道系统。

车载式占用公交车道检测系统具有监控点机动、隐蔽，监控范围广等优势，将实际影响了公交车通行效率的占道车辆进行违法取证。

第2章系统设计

2.1系统概述

专门针对社会车辆非法占用公交专用道行为，推出了智能检测一体机，公交车载式应用。

在公交车道上，针对公交车前方占道车辆进行视频自动检测，将实际影响了公交车通行效率的占道车辆进行视频和图片的抓拍取证。

车载式占用公交车道检测系统具有监控点机动、隐蔽，监控范围广等优势，完善了交通行业内占用公交车道检测系统方案，同时也解决了原先固定式抓拍系统的一些问题，如安装位置固定不变、检测范围有限、时间长了容易被辨识，易于被违章车辆刻意回避，使用一段时间之后达不到检测违法占用公交车道车辆的目的。

2.2系统组成

整个系统主要有前端采集设备、3G网络传输及后端中心平台管理系统构成。

其中前端采集设备既可以作为独立系统进行运行，也可配合3G网络和中心平台实现联网运行。

图：

车载式占用公交车道检测系统

2.2.1前端采集设备

智能检测一体机采用全嵌入式一体化设计，内置GPS模块、3G传输模块。

通过视频分析可对违章车辆进行抓拍取证；GPS模块实现公交车道的采集定位，作为智能检测一体机相的一个触发信号，同时也可判断该公交车是否在规定线路上行驶；3G模块实现数据无线传输，解决了车载式设备数据传输难题。

图：

前端采集系统

2.2.1.1工作原理

图：

数据采集流程图

2.2.1.1.1GPS采点

由GPS模块进行公交车专用道的采点、学习并由相机进行采集点的保存。

建议采集点的区域为：

进入公交车专用道后15M和离开公交车专用道前15M，防止GPS出现误差，保证数据的有效性；建议进行采集点的方式为：

由公交车缓慢行驶，尽可能多的记录采集点并记录。

那么这段有GPS采集点数据的区域就是智能检测一体机进行抓拍违章占用公交车道的区域。

2.2.1.1.2绘制车牌识别区域

智能检测一体机根据公交车专用道宽度自定义设置黄线检测和车牌识别区域，其中检测灵敏度可调。

一般为了保证视场和效果建议抓拍距离为10M。

黄线检测是辅助功能，配合GPS定位抓拍。

图：

黄线检测和车牌识别区域

2.2.1.1.3视频分析抓拍

当车辆进入GPS设定的抓拍区域时，相机进行视频分析，根据车牌辅助车型识别来判断前方车辆是否为违章车辆。

视频分析一般包括车牌识别、车牌颜色识别、黄线检测以及车尾检测。

图：

示意图

2.2.1.1.4片段录像和图片抓拍

智能检测一体机自动判断前方车辆为违章占道车辆时，进行违章片段录像和图片抓拍。

违章片段录像，即在违章抓拍前5S到抓拍结束后5S的录像，并和图片相关联，使执法更具有说服力。

其中违章片段录像时间可设定。

图片抓拍为3张高清违章图和1张特写图。

图：

片段录像

图：

违章抓拍

2.2.1.1.5图片合成和数据保存

智能检测一体机根据合成模式（合成模式可选）自动进行抓拍图和特写图的合成，保存在本地后可通过3G上传至后端管理平台。

图：

合成模式一

图：

合成模式二

2.2.1.2安装位置

智能检测一体机一般安装在公交车前端挡风玻璃下的平台上，使用专用支架进行固定，保证智能检测一体机不会晃动。

该位置设备不影响驾驶员正常驾驶，而且拥有良好的视场，利于对占用公交车专用道影响公交车正常通行的违章车辆进行抓拍。

2.2.1.3场景位置

调整视场和焦距，需保证车牌在车牌区域内最为清晰。

一般抓拍视场距离智能检测一体机（公交车）的水平距离约为10m，保证车牌水平位置同图片保持平衡。

图：

视场示意图

2.2.1.4主要功能

2.2.1.4.1支持前方违法占道车辆视频检测功能

当目标进入检测区域时，系统通过视频触发检测算法提取目标在运动序列中的各种属性特征，来判断车辆违章行为。

在确认目标对象的同时，建立起具备综合属性的目标模型（如机动车属性包括：

目标结构、车辆号牌、车牌颜色等）。

2.2.1.4.2支持GPS路线定位功能

自带GPS模块能够精确定位公交车辆位置（精度：

1M-3M），通过GPS采集点可以设定抓拍区域，实时记录违章抓拍的地理信息，使违章抓拍数据更为准确。

图：

GPS定位数据

2.2.1.4.3支持数据3G上传功能

智能检测一体机由于安装位置的特殊性，不能提供常规的有线网络和后端中心平台进行数据交互，无线3G技术则提供了一个高效的、稳定的网络传输介质。

智能检测一体机内置3G模块，无需再公交上另配设备即可实现数据传输。

2.2.1.4.4支持SD卡数据本地保存、本地导出功能

支持本地存储、支持独立工作；内置SD卡存储使整体系统更为稳定，数据的导出更为便捷。

2.2.1.4.5支持违法车辆图片取证、图片合成功能

智能检测一体机自带图片合成功能，省去了终端合成设备，也减少了平台合成图片压力。

使系统更为简洁，稳定性更高。

2.2.1.4.6支持违法片段视频录像功能

为了提高违章数据的有效性，可以设置违章片段录像。

违章片段录像，即在违章抓拍前5S到抓拍结束后5S的录像，并和图片相关联。

其中违章片段录像时间可设定。

图：

片段视频示意图

2.2.1.4.7支持全天视频录像配置功能

智能检测一体机支持双码流输出，支持全天候录像。

用户根据实际需求设置录像时间及录像打包大小。

图：

录像打包可设

2.2.1.4.8支持车牌识别功能

智能检测一体机通过机动车号牌定位、字符切分、字符匹配和图像预处理实现号牌自动识别功能。

可识别“92式”“02式”及最新“12式”民用车牌和军车、警车等特殊号牌，可以识别车牌颜色。

相机可以识别蓝、黄、黑、白、绿五种号牌颜色，并可根据不同的号牌颜色区分车辆类型。

2.2.1.4.9支持抓拍时段设置功能

智能检测一体机可以提供设置不同时段开启或者关闭抓拍模式，用户根据实际需要灵活设置限行时间。

图：

时段设置

2.2.1.5设备参数

视频参数

图片分辨率

200万像素：

1920*1080

视频分辨率

可设置：

CIF/D1/1080P，3G网传建议为CIF

视频帧率

25fps

最小照度

彩色0.002Lux@（F1.2,AGCON）

黑白0.0002Lux@（F1.2,AGCON）

视频压缩标准

H.264/MJPEG

压缩输出码率

32Kbps~16Mbps

图像参数

图像格式

JPEG

最大图像尺寸

1920*1080

图像设置

饱和度,亮度,对比度,白平衡,增益,3D降噪通过软件可调

功能参数

图片取证

对违法占道车辆抓拍3张图片，取车牌特写后合成。

合成方式可选

视频取证

对违法占道车辆进行视频片段录像，录像时长可设置

全天视频录像

支持全天视频录像，录像分辨率、码率可设置

车牌识别

支持车牌识别功能

随车启动

支持随车启动工作模式，公交车发动时开始工作，公交车熄火时停止工作

数据上传

支持3G上传，标配为WCDMA信号格式（支持定制为CDMA2000、TD-SCDMA格式）

GPS定位

支持GPS路线定位，车辆位置反馈

输入输出参数

本地网口

可用于本地参数配置，本地数据导出（3G网络不通时备用）

其它通讯接口

1个RS-485接口

性能参数

违法检测率

90%

违法检测有效率

80%

图片取证模式

3张抓拍图片以及一张车牌特写图片，合成为一组图片

视频取证模式

违法行为前后一段片段视频，时长可设置

一般规范

电源

DC12V±10%/POE

外形尺寸

140mm（宽）*134mm（深）*188mm（高）

安装位置

安装于公交车前方托板上

工作环境

工作温度-30℃～70℃、工作湿度10%～90%

2.2.1.6设备清单

序号

　设备名称

型号或要求

单位

数量

1

公交专用道智能检测一体机

iDS-TCB225

套

1/1公交车

2

软件

iVMS-8600-F04数字高清尾牌车牌识别软件V1.0

iVMS-8600-F04（暂用iVMS-8600-09）

套

1/抓拍单元

iVMS-8600-G01摄像机成像控制软件V1.0

iVMS-8600-G01（暂用iVMS-8600-05）

套

1/抓拍单元

iVMS-8620-C01视频电子警察视频触发软件V1.0

iVMS-8620-C01（暂用iVMS-8600-11）

套

1/抓拍单元

2.2.23G网络传输

车载式占用公交车道检测系统可以独立进行本地工作，也可通过无线网络进行联网运行。

车载式占用公交车道检测系统中智能检测一体机自带3G模块，无需在公交车上另装设备，简化了施工安装，保证整个系统的稳定性。

2.2.2.13G传输优势

3G技术的主要优点是能极大地增加数据容量和提高了数据传输速率，保证违章图片传输同时也能够保证实时视频的传输，通过后端中心平台可以对违章数据进行统一管理和存储。

2.2.2.2国内3G标准

目前国内3G主要有这三种标准：

CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA。

车载式占用公交车道检测系统中自带的3G模块标配WCDMA，根据用户需求可提供CDMA2000和TD-SCDMA。

国内三大运营商支持情况如下：

项目

联通WCDMA

电信CDMA

移动TD-SCDMA

核心网

基于GSM-MAP

基于ANS1-41

基于GSM-MAP

双工方式

FDD

FDD

TDD

双向信道带宽

10MHz

2.5MHz

1.6MHz

码片速率

3.84Mcps

1.2288Mcps

1.28Mcps

帧长

10ms

可变

10ms（分两个5ms子帧）

基站同步

异步（同步可选）

同步

同步

功率控制

开环+快速闭环1500Hz

开环+快速闭环800Hz

开环+慢速闭环200Hz

上行速度

5.76Mbps

1.8Mbps

1,6Mbps

下行速度

7.2Mbps

3.1Mbps

2.8Mbps

*上表参数来自于《XX百科》

2.2.2.33G接入模式

目前视频监控通过3G接入中心平台主要有以下两种方式：

方式一：

通过3G模块拨号上网，接入到公网内，将数据发送到具有公网地址的平台服务器上。

方式二：

通过3G模块拨号接入到运营商的内网，后端管理系统与运营商提供的内网线路相连，接收前端发送的视频数据。

车载式占用公交车道检测系统采用方式一的模式，采用3G模块将数据上传至公网再转发，可以通过服务器配置公网IP或者公网IP端口映射方式进行将数据提供给平台。

图：

3G接入模式

2.2.2.43G传输流量

智能检测一体机视频传输为CIF格式，图片合成为JPEG格式；CIF码流为512Kbps，每小时约0.22GB；每张合成图片大小约为2MB。

*1GB=1024MB=1024*1024KB

2.2.3后端平台管理

前端采集设备通过3G传输，对接IVMS8600智能交通管控平台，实现对违章占道的数据汇聚、处理、存储、应用、管理与共享。

实现的主要功能如下：

2.2.3.1实时视频查看

实时视频功能，即通过3G无线传输和综合管控平台实现前端高清视频监控码流（CIF格式）的接入，并在监控界面上实时显示。

根据安装监控点的公交线路名称、公交车辆编号等进行分类。

图：

实时视频查看

2.2.3.2违章图片查看

对于各个点位下的违法占用公交车道行为，系统对违法信息进行分类，用户可以根据违法地点、违法行为、违法时间等条件对违法信息进行筛选。

图：

违章图片查看

2.2.3.3录像回放

用户能够根据通道编号、时间段查询该段时间该通道的视频。

图：

录像回放

2.2.3.4报表生成

通过对违章量报表的分析，交警管理部门可以针对违章量大的路段进行人工管理和移动抓拍合二为一的治理手段，实现整治公交专用道被社会车辆占道的现象，保证城市公交正常运行。

图：

报表生成

2.2.3.5设备运维管理

用户能够通过运维管理功能界面，实时了解系统及车载抓拍系统当前的运行状况，当前端设备运行异常时，系统能够将异常的情况反映在信息提示列表中，用户就能够根据异常设备的情况及时采取维护措施。

图：

设备运维管理

2.2.3.6GIS地图显示（在研）

通过车辆GPS定位和平台GIS地图，实现实时显示公交车行驶路线，判断该车辆是否在指定的线路运行。

GIS地图能够关联违章抓拍图，能够在地图显示违章地点。

图：

GIS地图应用（模拟图）

2.3系统性能

项目

指标

违法记录组成

3张200万像素图片+1张特写图片；

违法车辆捕获率

≥90%；

违法车辆捕获有效率

≥80%；

公交专用道线路标定功能（定制）

支持实测标定，支持GIS地图平台标定。

最小抓拍间隔

<40ms；

图片压缩方式及分辨率

JPEG格式。

分辨率（单张）：

1920×1080；

图片占用空间

单张约300KB；合成图片（3+1）合成约1.5MB。

违法录像功能

支持违法片段录像功能；

车牌识别准确率

≥90%；

识别牌照种类

车牌类别：

民用车牌（除5小车辆），警用车牌，2012式新军用车牌，2012式武警车牌。

车牌颜色：

黑、白、蓝、黄、绿。

摄像机覆盖车道数

200万摄像机覆盖1车道；

车辆信息本地存储

支持SD/SDHC；

数据传输

支持3G上传，标配为WCDMA信号格式（支持定制CDMA2000、TD-SCDMA格式）

平均无故障连续运行时间MTBF

≥5000h。

供电电源

DC12V±10%/POE。

工作环境温度

-30℃～+70℃；

工作环境湿度

10%~90%

第3章系统优势

✓前端采集设备采用嵌入式一体式设计：

智能检测一体机集成了高清摄像机、GPS、3G等模块，无需在公交车上安装多个设备，便于安装使用，而且无需防护罩，体积小巧，不过多占用车内空间；

✓支持违法片段录像功能，作为图片取证的辅助，提升了后续执法的说服力；

✓支持基于GIS地图进行公交车路线标定，提高了规模应用时的标定效率；

✓智能检测一体机支持图片合成功能，降低了后端平台的负荷，同时提高了应用的适应性，后端无专门平台时也可获取到合成图片；

✓支持本地SD/SDHC卡数据保存功能：

内置SD/SDHC卡，避免采用其他USB扩展存储设备因车载抖动对存储设备带来影响；

✓支持本地运行和联网运行；

✓支持功能扩展：

可以无缝接入车载硬盘录像机，实现大容量视频存储。

第4章效果展示

4.1抓拍效果

4.1.1白天效果

图：

白天效果图

4.1.2夜间效果

图：

夜间效果图