雷达超速监控技术方案.docx
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雷达超速监控技术方案
超速监控技术方案
1方案概述
本项目超速违章自动记录系统建设包括了5个超速监控点，具体建设范围如下。
序号
监控点
需求描述
备注
1
2
3
4
5
6
7
根据项目要求，超速违法自动记录系统应具备全天候运行、多车道、多目标监控功能。
为了全面响应建设要求，同时本着可维护，全面降低维护成本的前提，我们拟在所有监控点统一采用雷达超速进行建设，既可以减少对路面的破坏，同时，又可以保证建设时间满足建设方的要求。
我公司提供的JL-680VC-VI三车道雷达超速监控系统为我公司将车牌识别技术、单车道雷达测速引入超速监控的新产品，具有功能丰富、性能优秀，模块化设计，可维护性及可扩展性良好的优点；除完全满足招标人的功能、性能要求外，还提供了黑名单报警、交通流量统计等功能，大大方便招标人的辅助执法管理。
该系统采用了模块化设计，整个过程面向服务，系统结构采用了面向服务的体系结构设计模型，因此，该系统可灵活的服务于客户需求，当客户需求发生变化时，只需要对系统进行模块化调整即可，因而能在短时间内响应招标人需求的变化。
本系统支持光纤、ADSL或其他有/无线网络进行数据传输，并且，本系统的数据接口完全开放，数据格式的设计完全依照公安部相关标准进行设计，非常方便建设方进行系统的后台集成；同时，我公司还准备了功能齐备的电子警察系统后台软件，可在招标人没有后台管理系统的条件下提供优质服务。
2系统结构
超速电子警察在整个电子警察违章管理系统中，主要承担了前端超速监控的功能，在整个电子警察违章管理系统结构中，超速电子警察可认为是系统中的前端超速监控子系统。
作为功能、性能完备的前端超速监控子系统，其系统逻辑结构如下图7所示。
（单车道雷达超速监控系统物理结构图）
3超速违法自动记录系统组成及原理说明
3.1系统组成
超速违法自动记录系统逻辑由四个单元组成，即车辆检测单元、前端摄像及辅助补光单元、图像采集及处理单元、传输单元。
（单车道雷达超速监控系统现场结构图）
1）车辆检测单元
车辆检测单元为安装在每个车道上方的单车道雷达检测单元完成对车辆的检测、车速的测定功能。
该雷达采用了窄波扫描技术，可有效避免相临车道的监控目标干扰问题，可准确定位目标车辆，精确进行速度检测及超速报警、超速抓拍等，避免导致执法纠纷。
2）前端摄像及辅助补光单元
根据道路实际情况，每一个单机系统的配置（主要为摄像机数）存在不同差异。
系统最常见的情况为2车道（同向或相向），一个单机系统最大容量为同向3车道，如果大于3个车道，必须增加单机系统。
前端摄像采用1/3′彩色CCD摄像机用于对车辆特征及车牌进行监视，镜头采用1/3′手动变焦（倍数可选）自动光圈镜头，以便准确捕捉车牌号码，称为特征摄像机；另外采用1/3′CCD彩色摄像机（镜头为自动光圈、16倍光学变焦）对车辆的全貌进行监控，称为全景摄像机。
每车道安装1台特征摄像机，记录车辆头部特征及车牌号；单方向3车道以内（含），每个方向安装1台全景摄像机，分别用于拍摄车辆前部全景照片；单方向3车道以上情况，为取得好的图片效果，需增加全景摄像机数量。
根据本次建设的实际情况，我公司将在每个监控点采用1套单机系统的方式，每个方向配备1台全景摄像机。
所有摄像机均安装于室外防护罩内。
夜间光线不足时，我们将采用长寿命高亮度LED发光管补光灯，应用视频同步技术，平时补光灯不点亮，只有在确认抓拍时才点亮，抓拍后熄灭。
可针对不同地点四季白天和黑天时间长短变化较大的特点，补光灯启用时间可以自动调整变化，以适应昼夜长短的变化。
3）图像采集及处理单元
该单元由1台工业级控制主机和多块（一般为1~2块）四路视频采集卡及相应的控制软件组成。
控制软件包括图像采集处理软件、车牌自动识别软件及远程管理软件等等构成。
4）传输单元
JL-680VC-V超速电子警察系统的结构有2种应用模式，即现场型及联网型。
将图像采集及处理单元放置在卡口现场的称为现场型，当采用现场型时，图片信息被存储在现场的控制主机内，数据将以循环覆盖的方式记录在计算机硬盘内，当需要查询或调出数据时，需采用宽带通讯网络回传数据或人工到现场进行数据下载。
联网型的卡口系统将图像采集及处理单元放置在远端的监控中心，图像的采集及图片的处理均在监控中心内进行。
采用这一方式时，系统需要有光缆线路，采用视频复用光端机（通常是4路视频+1路数据）将摄像机的视频图像及地感检测信号实时传回监控中心，图像的采集与捕捉、车辆号牌的对比处理等工作均在监控中心进行。
采用这种型式系统稳定性及可靠性较好，系统的“黑名单”数据库通过各种通讯网络可与车辆管理部门的数据库进行交换及时更新数据。
通信传输方面，本项目将以监控点为单位，将该路口各方向的监控数据统一汇聚后，通过光纤介质，以PPP点对多点通信协议实现违章信息的传输。
同时，本系统还提供了其它通信传输接口及其通信传输设备支持的能力，并具备通信协议栈，可根据建设要求方便地进行其它方式的通信传输接入工作。
3.2单方向设备配置
如下表所示，为1个监控方向2车道以下监控范围的设备配置情况。
序号
设备名称
型号、品牌
功能、技术参数
数量
单位
B、超速抓拍
1
监控雷达
S3
深圳进林
速度检定
2
套
2
工控主机
JLN-8010深圳进林
P4/2.4G/512M/80G（不含显示器）
1
台
3
视频采集卡
JL-4000Cap深圳进林
4路、采集视频图像信号
1
块
4
系统控制软件
JL810RJ深圳进林
图像采集、捕捉、流量统计、查询等
1
套
5
车牌自动识别模块
JL-900深圳进林
车牌自动识别
1
套
6
专用特写彩色摄像机
JLN-602深圳进林
1/2″彩色CCD、540线、0.3LUX、强光抑制、背光补偿
2
台
7
专用全景彩色摄像机
JLN-603深圳进林
1/3″彩色CCD、480线、0.3LUX、强光抑制、背光补偿
1
台
8
特征CCD用镜头
H6Z0812AIDC日本COMPUTAR
1/2″、f﹦8～48mm、F1.2、手动变焦、自动光圈
2
个
9
全景CCD用镜头
TG2Z3514FCS-2日本COMPUTAR
1/3″、f﹦3.5～8mm、F1.4、手动变焦、自动光圈
1
个
10
摄像机防护罩
YA-4718天津亚安
放置摄像机，室外全天候设计
3
个
11
摄像机专用电源
12VDC、800mA
3
个
12
辅助光源
CDM/PHILIPS（或CDM灯/深圳进林）
CDM聚光灯的功率为150W/盏（高亮度LED照明灯，20W/盏）
2
盏
13
视频防雷器
Zyspd-BNC
用于摄像机视频防雷
4
个
14
户外设备箱
JL810-JX深圳进林
放置检测主控机及工控机，侧挂于立杆5米处
1
个
15
网络防雷器
用于工控机网络防雷
1
个
16
数据光端机
IP/E1
数量1对
3.3原理说明
本系统的超速逻辑判断，原理简述如下。
雷达主要有多普勒雷达及阵相控雷达两种。
阵相控雷达由于扫描频谱范围宽、多点扫描的特点，抗干扰能力极强，测量精度较高，但由于其扫描机理原因，运算处理设备要求高、设备造价昂贵且占用空间较大，一般用于军用或一些特殊专业用途（如气象部门）。
多普勒型雷达利用多普勒频率变化技术（多普勒频移）来测量移动物体的速度，一般采用X或K两个波段信号进行扫描工作。
X波段（主频一般为10.525GHz，探频范围一般为±50MHz）的设备一般采用连续波发射的形式进行扫描工作，通常无法在车阵中锁定车辆，多数情况下都是车阵中第一辆车被检出。
K波段雷达主要频率以12.150GHz或24.150GHz主频进行工作，探频范围在±100MHz之间，频率较高、工作频率范围较宽；扫描方式除了采用持续发射式（持续）外，还有脉冲发射式（点放），可有效解决X波段雷达存在的一些问题。
雷达作为辅助执法设备如果用于移动式电子警察中，由执法者根据现场情况，主动进行发射扫描，监控效果较好；但如果应用在固定无人值守环境下，则还需要解决以下问题，才能满足使用要求。
1、多目标、最快速度跟踪：
当雷达正在测量某一目标车速度时，有一速度更高的目标出现，雷达需要对原目标进行继续跟踪测量，同时还将及时检测速度更高的目标并输出检测信号。
2、数字天线通讯技术：
采用数字天线技术，全面提高雷达抗干扰的能力及检测准确度。
3、POP技术：
降低雷达探测器的功效，使得使用反雷达装置的超速者很难躲避雷达测速仪的侦测。
4、方向感应技术：
不论目标车是不是最近距离的车辆，也不论它是同一车道还是相反车道，雷达都可自动对其进行速度测量并输出检测信息。
目前，要实现上述技术要求，有两种技术手段可以实现，一种为采用综合以上技术的高性能雷达，设备成本约为60万（如德国罗伯特6F）；一种为采用单车道监控雷达，可在每条监控车道上安装一套单车道窄波雷达，防止相临干扰的同时，设备成本较德国罗伯特6F低。
雷达测速与激光一样，可作为辅助执法设备加以利用，主要具备以下特点。
1非接触测量，不需要破坏路面，建设周期短。
2检测精度较高。
3环境适应性好，抗干扰能力强。
4动态响应快。
我公司为本项目配置的雷达测速系统，为KA波段，37.5GHz，探频范围在±100MHz之间，频率较高、工作频率范围较宽，可全天候运行，并能在检测精度、抗干扰等方面满足建设要求。
4系统功能
我公司拟用于本次建设的超速雷达电子警察系统，其具备的主要功能如下。
4.1速度监测功能
✧可进行限速设置，当跟踪的目标出现速度高于限制速度时，可对此目标及其速度进行锁定。
✧至少能满足200km/h的测速范围要求。
✧在测速范围及雷达有效夹角范围内，测速示值误差应不超过±1km/h。
4.2超速报警功能
✧设备应提供两方面的功能，实现超限报警。
✧本地声光报警：
当出现超速情况，应通过闪灯及语音提示的方式，向现场值勤人员报警。
✧远程报警接口：
系统应提供远程报警通信接口，在监控到超速情况时，通过该接口及其所连接的通信信道，实现文件传输方式的远程报警。
4.3车牌识别功能
✧系统可以拍摄多幅特征图片，可从中判断出车辆全部特征，包括车辆行驶方向、经过时间、地点、车速、车身颜色、车辆类型、车牌号码等。
✧可根据所拍摄的车辆特征图片进行号牌识别，识别技术应满足GA/T496的相应要求。
4.4违章信息管理功能
✧统计查询：
系统应提供违章数据的统计、查询功能模块及其用户交互界面。
✧统计功能
✧应可对设定时间（如3个月）范围内所输入的违章数据进行分类统计；分类可依据时间、超限幅度（如超速5%、10%、15%等）、车辆类型、号牌颜色、违章地点等进行分类统计。
✧统计至少应包含车辆号码、号牌颜色、车型、车辆颜色、车速、限速、违章类型、记录时间、记录地点等信息，以及车辆的照片等。
✧系统提供直观的统计分析方法，可对地点、时间段，超速范围等违章信息进行分布统计，提供相应的分析曲线。
✧查询功能
✧现场打印功能，提供违章信息表格，并可根据用户要求设定打印内容，在连接打印机后可在现场打印违章信息。
✧条件查询，系统可列出供选择的多个查询条件（如车辆号码、号牌颜色、车速、超限幅度、记录时间、记录地点等等），用户通过单项或多项选择进行条件查询。
✧模糊查询，系统可对带通配符（*、？
等）的模糊条件进行模糊查询。
4.5违章抓拍及录像功能
✧系统提供摄像机参数配置表，可针对不同环境条件下的使用需求，自动选择一组适合当前成像要求的参数对摄像机进行参数配置。
✧系统应提供针对系统级用户对参数配置表进行配置的接口，在该级别用户对相应参数进行配置后，系统可自动刷新配置情况，并自动根据新配置情况进行摄像机设置，保证系统使用的灵活性。
✧违章抓拍
✧系统应提供自动触发抓拍及手动触发抓拍两种违章抓拍模式；两种触发抓拍模式下，系统均可根据摄像机参数配置表的设置情况，自动选择合适的参数设置进行违章抓拍。
✧自动触发抓拍模式下，系统可根据超限报警情况，自动锁定目标车辆进行抓拍。
✧违章录像
✧用于对车辆违章停车、压黄线、违章掉头、长时间占用超车道等违章行为的监控。
✧系统应提供录像开始及停止的可视化触发按键（按钮），可指定录像保存方式。
✧录像可以指定时间段进行保存；可进行时间段或其他文件名等条件查询；可剪辑。
✧可在调出的录像记录中，选择所需要的画面进行抓拍记录，以作为对实时视频图像抓拍取证的有效补充。
4.6系统管理功能
✧系统支持多级用户管理，至少可定义普通操作员、主管、系统管理员等3级用户权限，不同级别用户，只能完成相应级别权限的操作。
✧普通操作员为最低级别的使用者，可对系统进行监控模式选择，违章监控、违章查询、打印等功能操作；主管为较高级别用户，可在前者各项操作的基础上，增加参数配置、现场违章要素审核及数据入库、本地黑名单设置等等操作；系统管理员为最高级别用户，可在前二者的基础上，增加对用户权限设置等操作许可。
4.7参数配置功能
✧参数配置主要针对系统本身不涉及功能参数的设置，包括摄像机参数配置、雷达参数配置、通信配置、打印设置等等。
✧系统应根据不同的使用场景，总结出对摄像机、雷达以及补光设备等主要部件相应的参数配置表，在用户确认对监控模式、场景（如夜间、上午、中午、下午、同向监控、逆行监控）设置后，可自动调取相应的参数表对设置目标进行配置，参数设置在经过设置人员确认后，系统可自动刷新，因此，一般情况下，使用者不需要对系统各种参数进行设置。
✧在前者基础上，为保证系统的适应能力及可维护性，系统应提供对各类参数的配置功能及其菜单，可由权限较高（如系统管理员）用户进行设置。
✧较高权限（如系统管理员）用户完成的参数设置表可手动或自动保存，但不能覆盖系统默认的参数表。
4.8多类型监控功能
系统不但具备单车道实时雷达超速监控功能，同时还可对诸如大货车禁行、车辆特定时间内车牌尾数单双号禁行等特定交通组织规划下的违章行驶进行监控抓拍，提供执法依据。
我公司拟用于本次建设的智能超速卡口系统，其具备的主要功能如下。
1）车辆图像自动记录：
系统能够对通过监控点的所有超速车辆进行图像记录。
自动抓拍超速违法车辆图片，拍摄像一至三张全景，一张近景牌照，所拍图片可清晰辨别违法时间、违法地点、违法类型、车辆类型、车牌号码等内容。
三张全景图片能反映车辆超速违法过程，能清晰辨别超速时间、车辆类型、超速地点等情况
2）车速范围在5KM/H～160KM/H时，车辆捕获率大于95%。
3）超速检测：
系统能够对通过的车辆速度进行测定及记录，并能对超速车辆发出报警信号，当车速在40km/h≤V车≤120km/h的范围时，测速误差在±1%范围之内；当车速在大于120km/h的时候，测速误差在±2%范围之内，测速范围：
5KM/H～160KM/H；同时，系统还具有测速校正功能，确保违法纪录速度的准确性，不会出现冒高速等异常现象。
4）逆行监控功能：
系统集成逆行逻辑判断条件集，可通过车辆触发线圈的顺序判断车辆是否逆向行驶。
5）车辆号牌自动识别：
系统提供了齐全的用于号牌识别的字符库，能够对各种车牌（民用及军警车牌，包括GA36G规定中除摩托车、临时号牌以外的号牌，2002式号牌、武警汽车号牌、军队汽车号牌）号码进行自动识别，白天车辆号牌识别率应不小于85%，号牌识别准确率应不小于80%；夜间车辆号牌识别率应不小于80%，号牌识别准确率应不小于70%。
6）“黑名单”管理功能：
系统可实现对超速车辆实时识别，并能通过违章车辆与“黑名单”车辆（布控车辆）号牌比对，发现嫌疑车辆后进行报警输出。
7）数据传输与远程维护：
系统能够通过网络与远端监控中心实现数据传输、远程访问以及远程系统维护。
8）户外全天候工作：
系统所使用的全部设备均能在各种天气情况下正常工作。
系统所有设备和室外防护罩都进行了防锈、防腐蚀处理。
系统内部的电路板也将进行防潮、防腐和防雾等处理，保证系统正常运行。
9）设备自监测功能，能通过软硬件自动检测系统故障并恢复正常工作，具有断电自动重启动功能。
10）系统安全保障功能，本系统采用基于工控机的嵌入式系统设计，具有系统保护和系统自恢复功能，可有效防止计算机病毒和黑客的恶意攻击。
提高了系统安全性和稳定性。
系统设计有监控单元，可实现软硬件双重监测保护，当系统软件运行出现问题时可对系统进行复位，使软件恢复运行。
一旦软件监测系统失灵，硬件监测系统可使整个主机系统复位，做到双重保护，提高了系统安全性和稳定性。
5系统性能
我公司拟用于本次建设的超速雷达电子警察系统，性能指标如下。
✧测速范围：
不低于200KM/H；
✧图像捕获率：
≥95%；
✧测速精度：
车速在200KM/H范围内时，精确度：
+/-1KPH；
✧号牌识别率：
白天不小于90%，夜间不小于85%；
号牌识别准确确率：
白天不小于85%，夜间不小于75%；
✧特征摄像机：
1/2′彩色CCD，520线，0.1LUX,背光补偿，强光抑制功能；
✧图片格式：
BMP图像文件；
✧图像分辨率：
全景及特征图片的分辨率均不小于680×576；
✧车辆图片存储容量：
≥150万辆；
✧工控计算机配置：
P4-2.4G/512M/160G硬盘；
✧绝缘电阻：
＞10MΩ；
✧接地电阻：
＜4Ω；
✧电压范围：
176VAC～264VAC；
✧环境温度：
-30℃～70℃；
✧环境湿度：
20%～95%；
✧平均无故障工作时间：
≥10000小时。
6单套设备报价（不含工程施工及材料费用）
1
超速雷达
S3美国
超速检定
1
套
16800
16800
2
工控主机
JLN-8010深圳进林
P4/2.4G/512M/80G（不含显示器）
1
台
7800
7800
3
视频采集卡
JL-4000Cap深圳进林
4路、采集视频图像信号
1
块
3000
3000
4
系统控制软件
JL810RJ深圳进林
图像采集、捕捉、流量统计、查询等
1
套
3000
3000
5
车牌自动识别模块
JL-900深圳进林
车牌自动识别
1
套
12000
12000
6
专用特写彩色摄像机
JLN-602深圳进林
1/2″彩色CCD、540线、0.3LUX、强光抑制、背光补偿
1
台
3550
3550
7
专用全景彩色摄像机
JLN-603深圳进林
1/3″彩色CCD、480线、0.3LUX、强光抑制、背光补偿
1
台
2550
2550
8
特征CCD用镜头
H6Z0812AIDC日本COMPUTAR
1/2″、f﹦8～48mm、F1.2、手动变焦、自动光圈
1
个
1450
1450
9
全景CCD用镜头
TG2Z3514FCS-2日本COMPUTAR
1/3″、f﹦3.5～8mm、F1.4、手动变焦、自动光圈
1
个
550
550
10
摄像机防护罩
YA-4718天津亚安
放置摄像机，室外全天候设计（含支架）
2
个
580
1160
11
摄像机专用电源
12VDC、800mA
2
个
200
400
12
辅助光源
JLN-LED深圳进林
高亮度LED照明灯，20W/盏
1
盏
1450
1450
13
视频防雷器
Zyspd-BNC
用于摄像机视频防雷
2
个
200
400
14
网络防雷器
用于工控机网络防雷
1
个
300
300
15
合计：
54410.00元
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