智能交通系统问题解决办法.docx

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智能交通系统问题解决办法

智能交通系统解决方案

第一章系统概述

一.1需求分析

根据项目设计要求，提出以下几点设计要求：

1、电子警察：

1）本期共建设红绿灯违章抓拍电子警察；

2）红绿灯违章抓拍按照高清+视频检测方式；

3）红绿灯违章和测速需带卡口功能；

4）系统前端设备应具对车辆违法信息3天的本地存贮能力；

5）系统管理平台应能够对辖区内系统前端设备上传的视频图像存储时间至少能够达到30天。

对图片信息存储时间至少能够达到90天；

电子警察中有些十字路口有右转渠化岛的地方,需对右转渠化岛进行车流量检测。

2、高清电子卡口：

建设高清卡口点，所有图像采集单元全部采用高清摄像机，数据由磁盘阵列存储。

6）

3、测速抓拍：

建设道路测速系统；

系统采用高清摄像机抓拍、地感线圈检测的方式进行配置。

一.2建设目标

系统建成后可取得以下目的：

1、有效检测和记录监控区域内过往的机动车辆、非机动车辆和行人。

2、对过往车辆内前排人员进行抓拍记录和备案，以方便公安犯罪嫌疑人的查询调用。

3、有效抓拍机动车辆闯红灯等违法行为。

4、24小时对监测区域进行视频监控。

5、及时通报路况、车流等相关交通信息，有效提升高速道路交通管理效果。

6、协助相关单位查究违法违章车辆和人员，为侦破刑事案件提供相关证据

7、降低公安干警劳动强度，提高干警工作效益效率

一.3系统设计依据

⏹《中华人民共和国道路交通安全法》

⏹《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》

⏹《城市道路交通管理评价指标体系》

⏹《中国智能运输系统体系框架》

⏹《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》（GA/T497）

⏹《机动车号牌图像自动识别技术规范》（GAT833）

⏹《道路交通标志和标线》（GB5768）

⏹《道路交通事故现场图形符号》（GB11797）

⏹《计算机信息系统安全保护等级划分准则》（GB17859）

⏹《电子信息系统机房设计规范》（GB50174）

⏹《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169）

⏹《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198）

⏹《城市道路交通规划设计规范》（GB50220）

⏹《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343）

⏹《综合布线系统工程设计规范》（GB50311）

⏹《综合布线系统工程验收规范》（GB50312）

⏹《信息技术软件包质量要求测试》（GB/T17544）

⏹《道路交通流量调查》（GAT299）

⏹《公安交通指挥系统建设技术规范》（GA/T445）

⏹《道路交通信号控制机安装规范》（GA/T489）

⏹《城市警用地理信息系统分类与代码》（GA/T491）

⏹《城市警用地理信息系统图形符号》（GA/T492）

⏹《城市警用地理信息系统建设规范》（GA/T493）

⏹《交通电视监视系统工程验收规范》（GAT514）

⏹《公安交通指挥系统工程设计制图规范》（GA/T515）

⏹《公安交通管理设备路口安装基础施工通用技术要求》（GAT652）

⏹《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GAT832）

⏹《闯红灯自动记录系统验收技术规范》（GAT870）

⏹《JPEG2000图像编码技术》（ISO/IEC15444:

2000）

⏹《机动车安全检测设备》（GB/T11798-89）

⏹《道路交通标志和标线》（GB5768）

⏹《信息技术互联国家标准》（ISO/IEC11801-95）

⏹《信息技术、软件包质量要求和测试》（GB/T17544-1998）

⏹《软件工程标准分类法》（GB/T15538-1995）

⏹《软件开发规范》（GB8566-88）

⏹《软件维护指南》（GB/T14079+-93）

⏹《计算机软件产品开发文件编制指南》（GB8567-88）

⏹《计算机软件需求说明编制指南》（GB9385-88）

⏹《计算机软件测试文件编制指南》（GB9386-88）

⏹《计算机软件配管理计划规范》（GB/T12505-90）

⏹《计算机软件质量保证计划规范》（GB/T12504-90）

⏹《计算机软件可靠性和可维护性管理》（GB/T12394-93）

⏹《电子计算机场地通用规范》（GB/T2887-2000）

⏹《防静电活动地板通用规范》（SJ/T10796-2001）

⏹《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）

⏹《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95:

2001）

⏹《火灾自动报警系统施工设计规范》（GB50116-2008）

⏹《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50116-2007）

⏹《电子设备雷击保护导则》（GB7450-87）

⏹《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）

第二章电子警察子系统设计方案

二.1建设内容

本次项目的建设覆盖到个路口，建设内容为高清电子警察系统，具体建设点详见下表：

序号

安装点地址

方向

车道

右转流量检测

二.2系统架构

电子警察系统的组成主要包括前端图像采集和处理单元、传输系统以及后端平台，前端采集的数据通过协议接口接入平台。

二.3前端系统设计

二.3.1.1前端系统连接示意图

二.3.2关键技术

二.3.2.1视频检测技术

目前国内市场上的视频检测技术主要为模拟视频检测，而我公司采用的高清视频检测技术则比传统的视频检测技术更加先进，更加可靠，以下是两种检测技术的原理和比较。

●传统视频检测方法

传统的视频检测方法是通过软件对摄像机采集的模拟视频进行分析，是对图像进行背景提取加目标跟踪而获得检测数据的技术。

此技术的示意图如下：

传统视频检测技术的工作流程

传统视频检测技术的漏洞

●3D建模智能分析技术

3D建模智能分析技术是一种基于高清视频流进行视频分析检测的技术，是一种更先进、更可靠的技术。

视频检测方法为：

3D建模+视频流分析+多目标轨迹跟踪，从视频流中提取目标物特征数据，与数据库进行比对。

原始图像

3D建模

视频分析流程图：

当前帧

3D建模

目标轨迹跟踪

事件报警

二.3.2.2自动校时技术

系统设备依地理分布分为指挥中心和路口前端两部分。

1）指挥中心服务器通过GPS卫星授时系统进行“绝对时间”同步，并且定期（周期可设置）向路口前端主控单元发送时钟信号；

2）路口前端工控机与高清摄像机之间定期（周期可设置）进行“相对时间”同步；

3）而路口前端主控单元接收指挥中心服务器发送的时钟信号，校正工控机的系统时间。

“绝对时间”是以可同时追踪全球12颗定位卫星的GPS卫星时钟授时器为精确时钟源，数据格式每秒1次，秒脉冲精度可达78ns±20ns（1PPS与UTC时间同步，而且两秒之间没有误差累计！

）。

“相对时间”包括以指挥中心服务器时间为时钟源，并利用光纤网络平台分发至路口前端工控机，实现指挥中心与路口前端设备的时间同步；以及以路口前端工控机时间为时钟源，实现工控机与高清摄像机的时间同步。

当指挥中心与路口前端之间的光纤网络出现故障时，不影响路口前端工控机与高清摄像机之间的相对时间同步。

二.3.2.3设备自检技术

在本项目中，我们使用一种更集成化的方式实现对前端设备参数的自动化收集管理。

前端控制主机每隔一段时间自动轮询高清摄像机、高清录像主机的工作状态等，并将收集到的设备工作状态，定时通过自主研发的消息队列通讯软件，实现与后台系统的通讯、报警功能。

当设备工作出现异常情况时，指挥中心管理软件将在电子地图上面显示设备工作异常信息。

二.3.2.4违章行为录像技术

本项目中各个高清抓拍摄像机均可实现录像视频采集功能，采集的高清图像可存储在视频检测器中，也可直接通过通信单元直接传送到后台进行存储。

本电子警察系统提供二种类型的高清视频录像功能：

0—60秒违法行为过程录像、不间断录像。

1）0—60秒违法行为过程录像

除了闯红灯违法过程记录图片之外，系统的录像功能将为每次违法事件的违法记录中增加一段0—60秒的录像文件（记录时间可灵活设置，录像的分辨率也有多项选择），完整再现车辆违法的全过程，进一步减少行政执法过程中的争议。

录像文件和违法图片一一对应，包括车辆越过停车线前和越过停车线后的录像。

2）不间断录像

在本项目中，闯红灯电子警察系统还将提供连续不间断循环录像（存储时长视存储空间而定），从而可以为路口交通事件的回溯提供详实的证据。

二.3.2.5前端软件界面

二.4中心后台系统设计

详细设计见后面‘第五章’

二.5系统实现功能

二.5.1.1支持多种闯红灯违章行为抓拍

利用视频检测技术，在各种环境下对监控区域内行驶的违法车辆进行检测，对违章车辆进行有效捕获；一旦有违章车辆通过，视频检测器立即对该目标进行抓拍，捕获车辆图像信息。

系统能够捕获到的违章行为如下：

闯红灯：

直行车道违章闯红灯、左转车道违章闯红灯、右转车道违章闯红灯、左转/直行等待区违章闯红灯

违章禁行：

违章禁左、违章禁右、违章逆行、违章压双黄线

不按规定车道行驶：

直行车道违章左/右转、左转车道违章直行/右转、右转车道违章直行/左转）

卡口：

绿灯时通行车辆抓拍

二.5.1.1.1违章闯红灯

二.5.1.1.2禁左、禁右

二.5.1.1.3违章压双黄线抓拍

二.5.1.1.4不按规定车道行驶

二.5.1.2逆行抓拍

二.5.1.3大型车辆检测识别

二.5.1.4实时拍摄功能

对通行的每一辆车进行实时检测，实时抓拍电子警察高清图像；电子警察检测系统在实际应用时，由于日夜环境照度相差过大，白天有1000lux，夜间则只有0.7lux，普通的摄像机根本无法适应。

为了提高系统抓拍图像的清晰度，确保在各种复杂环境（如：

雨雾、强逆光、弱光照、强光照、车辆高速运动等）下拍摄出清晰的图片，本系统采用高性能的摄像机（500万CCD像素）和LED补光灯确保拍摄图像的清晰要求。

二.5.1.5车辆信息提取和记录功能

●对于经过监测点每一辆机动车，检测车辆行驶方向，自动抓拍违法电子警察行驶车辆图像，并记录车辆通过的信息，包括时间、地点、方向、牌照号、车型、车身颜色、车速等；

抓拍图片

被抓拍车辆信息

●图像抓拍：

自动记录违章车辆连续图片；所拍图片可清晰显示红灯信号、停车线、违法时间、违法地点、违法类型、红灯时间、车辆类型、车身颜色、车牌号码、车牌颜色、违法过程等内容；对违章车辆抓拍3张图片作为违章执法依据。

连续抓拍三张图片，该图片信息可清晰地反映红灯开始时间、车辆闯红灯时间、车牌号码、车辆类型、红灯信号（含箭头灯）以及车辆压线及越过停车线等情况。

第一幅图片中清晰反映闯红灯的机动车的车头未过停止线、红灯信号、车辆类型、车牌号码、车身颜色；第二幅清晰反映闯红灯的机动车的车身已过停止线、红灯信号、车辆类型、车身颜色、车牌号码；第三幅图片能够清晰反映同一机动车越过相邻方向的道路中心延长线、车辆类型、车身颜色。

图片详见“系统工作原理”

●图片格式为JPEG；

●数据存档：

可以自动或有选择地将车辆记录保存到数据库存档，以便检索；

二.5.1.6行人及非机动车检测分类功能

采用先进的3D模型技术，受光照，影响，抖动等影响小，在检测目标的同时完成目标的分类，从而有效地将各种大小不一的目标（大型车辆，小型车辆，非机动车，行人等）区分，根据需要对过往的行人及非机动车进行自动记录。

二.5.1.7违章事件视频录像

根据需要，可以对违章行为进行视频录像，从而提供更有效的执法证据。

二.5.1.8车辆号牌识别功能

系统能够同时检测监控场景中的2条或者3条检测车道的机动车后部车牌。

从机动车图片中自动识别机动车号牌号码、号牌颜色（蓝白黑黄）、号牌结构。

其中号牌识别功能为系统能够通过对机动车号牌定位、字符切分、字符匹配和图像预处理实现号牌自动识别。

识别的车牌包括“92式”和“02式”民用车牌和军车车牌等。

系统可对通过检测车道而没有安装尾部车牌的机动车进行自动识别，同时记录无牌车辆图片并能按要求进行报警。

识别的车牌数据包括：

记录编号、设备编号、检测时间（年月日时分秒毫秒）、车牌号码、车牌颜色、检测地点、检测车道信息、检测方向、车牌图片信息等。

捕获率、号牌识别率符合GA/T497-2009《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》和GAT833-2009《机动车号牌图像自动识别技术规范》要求。

二.5.1.9卡口记录功能

可以根据用户要求在实现电子警察自动记录的同时实现卡口记录功能，系统可对途经的监控目标（机动车、非机动车、行人）进行24小时捕获，能提供高清晰的图片。

所提供的图片能够清晰辨认车辆类型、车身颜色、所载货物和所处位置，对于人员（非机动车及行人）能清晰辨别人员衣着穿戴等主要特征，还可提供完整的车辆信息，包括完整的牌照，清晰可辨的牌照颜色等。

系统自动保存所捕获车辆（人员）的信息，包括车辆的图片、车牌号码、车辆经过时的时间、经过的地点等。

二.5.1.10车辆颜色识别功能

系统根据车辆特征图像进行图像处理并自动车辆颜色信息，可以识别10种车身颜色:

白色、银色、黑色、红色、紫色、蓝色、黄色、绿色、褐色、粉红色。

二.5.1.11车辆类型识别功能

系统根据车辆特征图像进行图像处理并自动车辆类型信息，识别类型为大、中、小、其他，能识别4种车辆类型，包含大、中、小、其他（拖拉机/摩托车/自行车/行人），其中9.5m≦大型车、5.5m<中型车<9.5m、小型车≦5.5m。

二.5.1.12视频交通流统计功能

系统能够按车道检测下列交通流数据：

●实时交通流量；

●平均车速；

●平均占有率；

●平均车头间距；

交通流参数输出的时间间隔可调，最小为1分钟，最大为5分钟。

二.5.1.13图像防篡改功能

提供的数据图像具有防篡改功能，例如水印、图片加密技术。

二.5.1.14断电续传功能

在发生网络等故障时，系统能将数据、图片等保存在路口前端，待故障排除后系统自动将数据、图片等上传到交警数据中心。

二.5.1.15远程监控管理功能

系统通过远程管理软件在监控中心对前端设备进行设置与管理，能够提供前端采集设备实时运行状态信息与故障报警信息。

二.5.1.16故障自动恢复功能

主机设备中设置有看门狗，如遇到系统因意外而死机的情况，则看门狗会发挥作用，自动重新引导系统，进入工作状态。

系统断电引起的意外死机，不会对操作系统产生影响，系统重新开机后，仍能正常工作并且已抓拍数据不丢失。

第三章治安卡口子系统设计方案

三.1建设内容

本次项目的建设覆盖到个路段，建设内容为高清治安卡口系统，具体建设点详见下表：

序号

安装点地址

安装

车道数

三.2系统架构

三.3实现功能

三.3.1车辆捕获功能

⏹检测模式

系统采用以视频检测模式为主的检测方式，车辆捕获率大于等于95%。

⏹信息记录

系统可对途经的监控目标（机动车、摩托车、电动车等非机动车、行人）进行24小时捕获，能提供高清晰的图片。

所提供的图片能够清晰辨认车辆类型、车身颜色、所载货物和所处位置，对于人员（非机动车及行人）能清晰辨别人员衣着穿戴等主要特征，还可提供完整的车辆信息，包括完整的牌照，清晰可辨的牌照颜色等。

系统自动保存所捕获车辆（人员）的信息，包括车辆的图片、车牌号码、车辆经过时的时间、经过的地点等。

系统采用视频检测方式探测通过交叉口驶入段监测区域的机动车。

被检车辆行驶速度在5Km/h～120Km/h范围内，车辆捕获率大于95%。

当监控区域为同向相临的3个（含3个）以上车道时，车辆图像捕获能够区分通行车辆骑、压分道线行驶的情况。

三.3.2车牌识别功能

系统能够同时检测监控场景中的机动车前部车牌。

从机动车图片中自动识别机动车号牌号码、号牌颜色（蓝白黑黄）、号牌结构。

其中号牌识别功能为系统能够通过对机动车号牌定位、字符切分、字符匹配和图像预处理实现号牌自动识别。

⏹识别的车牌包括“92式”和“02式”民用车牌和军车车牌等。

⏹单排字符结构的号牌，如军队用小型汽车号牌、GA36-2007中的小型汽车号牌、港澳入出境车号牌、教练汽车号牌等；

⏹武警用小型汽车号牌；

⏹警用汽车号牌；

⏹双排字符结构的号牌，如军队用大型汽车号牌、武警用大型汽车号牌、GA36-2007中的大型汽车号牌、挂车号牌、低速汽车号牌等。

系统可对通过检测车道而没有安装车牌的机动车进行自动识别，同时记录无牌车辆图片并能按要求进行报警。

识别的车牌数据包括：

记录编号、设备编号、检测时间（年月日时分秒毫秒）、车牌号码、车牌颜色、检测地点、检测车道信息、检测方向、车牌图片信息等。

捕获率、号牌识别率符合GA/T497-2009《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》和GAT833-2009《机动车号牌图像自动识别技术规范》要求。

对于每辆拍摄的车辆照片，系统应进行自动的识别，车辆识车牌号码、车型类型、车牌颜色、车身颜色、车速、时间、地点、车辆厂商标志等信息。

车辆照片符合图片技术指标、数据传输等数据指标。

在实时记录通行车辆图像的同时，还应具备对民用车牌、警用车牌、军用车牌、武警车牌的车牌计算机自动识别能力，包括2002式个性化号牌。

所能识别的字符包括：

⏹“0～9”十个阿拉伯数字

⏹“A～Z”二十六个英文字母

⏹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、港、澳、台）

⏹军用车牌汉字（军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成）

⏹号牌分类用汉字（警、学、领、试、农、挂、拖、境）

⏹武警车牌字符（WJ消、边、水、电、林、通、金）

⏹在环境无雾、车牌挂放规范和无缺损且不含五小车辆下

⏹抓拍车速：

车辆速度范围5km/h～180km/h

⏹白天车辆号牌识别准确率不小于95%（除摩托车号牌、低速车号牌、临时号牌、拖拉机号牌外）；夜间车辆号牌识别准确率不小于85%（除摩托车号牌、低速车号牌、临时号牌、拖拉机号牌外）。

⏹系统能够识别出大型货车、大型客车、中型货车、中型客车、小型货车、小型客车、两轮车等类型，准确率≥80%

⏹能够区分常见红、白、蓝、黄、黑五种车牌颜色，准确率大于95%

⏹能够识别常见的40种车标：

奥迪、宝马、现代、奔驰、本田、大众、马自达、丰田、别克、标致、雪铁龙、福特、起亚、雪佛兰、尼桑、奇瑞、荣威、三菱、斯柯达、吉利、中华、沃尔沃、凌志、菲亚特、皇冠、东风、比亚迪、铃木、金杯、卡迪拉克、五菱、江淮汽车、斯巴鲁、欧宝、长城、雷诺、哈飞、五十铃、东南汽车、长安汽车等，白天识别准确率不小于75%。

三.3.3信息记录和提取功能

⏹系统处理输出的图片格式为JPEG，符合JPEG2000图像编码规范（ISO/IEC15444:

2000）

⏹图片大小：

≦300K。

⏹系统记录的机动车交通违法信息除图片外，还包括相关文本描述信息，包括日期、时间（精确到0.01秒）、地点、方向、车道号、交通违法代码、设备编号、号牌号码、号牌颜色、车型、防伪等信息。

⏹系统图片支持以上文本描述信息叠加到图片，支持任何项目叠加。

⏹数据存档与建设：

通过接口软件，可以将所有信息数据送至中心数据库，可以自动或有选择地将车辆记录保存到数据库存档，可以按各种条件和字段来检索数据；

⏹提供的数据图像具有防篡改功能，例如水印、图片加密技术。

三.3.4摩托车、电动车等非机动车抓拍功能

采用先进的3D模型技术，受光照，影响，抖动等影响小，在检测目标的同时完成目标的分类，从而有效地将各种大小不一的目标（大型车辆，小型车辆，摩托车等非机动车，行人等）区分，根据需要对过往的行人及非机动车进行自动记录。

三.3.5交通事件检测功能

系统具备交通事件检测功能，可以实现如下事件检测功能：

⏹车辆逆行：

车辆违反规定行驶方向所造成的事件。

⏹车辆停驶：

系统能够自定义并区分不同的道路交通环境下的停车现象。

如车辆在交通状况较好的情况下发生的停车行为即流畅中停止，车辆在交通拥堵状态下的停车行为即拥堵中的停止等。

⏹车辆慢行：

被检测区域中的车辆行驶速度低于设定的报警阀值。

⏹遗撒物：

被检测区域中突然出现的非正常遗落物体。

⏹行人：

被检测区域中有行人出现在行车道。

⏹交通拥堵：

车辆排队长度超过设定值；

⏹违章变道：

车辆在不能变道的区域变道。

三.4传输系统设计

传输系统完成前端数据到中心系统的数据传输。

电子警察系统中所有的网络数据汇聚到前端交换机，再通过光端机完成光电转换，然后接入电信或支队自有的光纤网。

三.5中心后台系统设计

详细设计见后面‘第五章’

第四章测速抓拍子系统设计方案

四.1建设内容

本项目将在市内建设套测速抓拍系统，详细安装地点如下：

序号

安装点地址

杆体类型

方向

车道数

四.2系统结构

四.2.1前端系统

本方案采用地感线圈+200万像素高清晰摄像机组成。

每个车道铺设前后2道线圈，用了监测车辆通过2个线圈的即时速度。

一台200万像素高清晰摄像机抓拍两个机动车道的车辆并兼顾相邻车道的交叉，同时提供全景照片，彻底解决了跨线漏车问题，可以清楚记录车辆图像，同时还可以清晰的显示前排司乘人员的面貌和行人特征信息，充分体现了高清晰系统的优势。

前端信息采集识别子系统主要组成为智能检测器、高清摄像机、线圈车检器、辅助照明设备、软件及设备基础设施等，安装在外场路段，通过采集控制软件实现全天候不间断的机动车超速违章的图片抓拍和信息处理、存储、通信等功能，对于抓拍的机动车图片实现号牌、颜色、车型等特征自动识别等功能，所有信息在前端控制主机内进行存储，并由专用通信软件将获取的所有信息实时传递给指挥中心。

智能检测器一方面接收线圈车检器给出的车辆速度数据，一方面接收高清晰摄像机采集的视频数据，然后实现车辆速度运算、车牌识别运算，然后将超速行驶的车辆信息和自动处理识别的图片、数据信息进行实时采集和处理，同时保存图片和数据，产生的信息在本地保存的同时输出到通信传输系统送到指挥中心。

前端外场设备的配置原则如下（按照1个单向断面2车道配置）：

●一个车道铺设2组线圈，一个断面配置4组线圈，配置1个线圈车检器；

●每2个车道配置1台高清摄像机，一个断面配置1台摄像机

●1台高清摄像机、1台线圈车检器配置1智能检测器；

配置如下：

1个单向断面

2个车道

线圈数量

线圈车检器数量

高清摄像机数量

智能检测器数量

LED补光灯数量

4

1

1

1

4

四.2.2传输系统

本系统的传输将利用已经建设的传输网作为检测数据的传输网络，传输系统的结构需详见已经建成的传输网络。

前端采用工业级网络交换机

每个外场的前端系统都包含多台智能检测器；智能检测器通过网线连接网络交换机，传输到后端监控中心。

外场前端与监控中心之间采用点对点光纤传输

指挥中心系统不仅要接收前端系统大量的图片信息，还要发送一些控制指令到前端，为了保证识别设备与前端系统之间的通信安全与稳定，该部分的传输采用点对点光纤的方式。

四.2.3中心后台系统设计

详细设计见后面‘第五章’