智能交通测速抓拍系统解决方案

测速抓拍系统解决方案2017年2月一、概述1.1前言近年来，城市机动车数量迅猛增长，在带来诸多便利的同时，也存在一些问题。车辆违章行为层出不穷，交通事故频频发生，给城市交通管理造成一定难度。在“向科技要警力、向科技要效率”的今天，充分利用高科技手段，开发和研制出可以纠正遏制交通违法行为，有效实现交通管理，提高交通运输效率的产品显的十分必要。目前国内外虽然有类似产品先后被研发出并面世，但都或多或少存在着不足之处。国内产品大多采取工控机＋数据采集卡的方式实现对违章车辆的记录，虽然价格低廉，但稳定性欠缺，故障率较高，增加了较多的维护工作。国外产品较为稳定，但功能相对较为单一，价格十分昂贵，不适宜全面推广。目前国内大多高端智能超速抓拍设备均为国外进口产品。针对上述情况，公司推出了嵌入式一体化超速抓拍取证系统。该系统紧密结合公安业务需求，综合吸收了国内外产品的优点，采用全嵌入式结构，系统稳定可靠、功能强大、安装方便，适宜全面推广。系统的设计还充分利用了公司在安防监控行业的技术优势，实现了安防监控与智能交通的完美结合，该系统的推出，将真正的解放警力，提高干警的工作效率，实现“科技强警”。1.2设计依据1.《中华人民共和国道路交通安全法》2.《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》3.《公路交通安全实施设计技术规范》(JTJ074-2003)4.《公路车辆智能检测记录系统通用技术》（GA/T497-2004）5.《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》（GA/T651-2006）6.《公安交通管理外场设备基础施工通用要求》（GA/T652-2006）7.《公安交通指挥系统工程设计制图规范》（GA/T515-2004）8.《安全防范工程技术规范》(GB50348—2004)9.《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》（GA/T670-2006）10.《交通电视监视系统工程验收规范》（GA/T514-2004）11.《环形线圈车辆检测器》(JT/T455-2001)12.《视频安防监控系统矩阵切换设备通用技术要求》（GA/T646-2006）13.《智能建筑工程质量验收规范》（GB50309-2003）14.《智能建筑工程检测规程》(CECS182:2005)15.《电气装置安装工程施工及验收规范》(GBJ232-92)16.《入侵探测器通用技术条件》（GB10408.1-89）17.《防盗报警控制器通用技术条件》（GB10408.1-89）18.《钢结构设计规范》（GB50017-2003）19.《城市道路设计规范》（GJJ37—90）20.《碳素结构钢》（GB/T700-1988）21.《结构用无缝钢管》（GB/T8162-1999）22.国家和地方相关标准的规定二、系统设计方案2.1固定点超速违法抓拍系统原理结构图一体化固定点超速违法自动抓拍系统主要由电源、嵌入式一体化抓拍主机、频闪闪光灯、测速雷达、液晶显示单元、蓄电池模块、防盗报警单元、温控单元及全天候防护机箱组成。系统组成结构图如下：固定点超速违法抓拍系统原理结构图2.2固定点超速违法抓拍系统组网拓扑结构图固定点超速违法抓拍系统拓扑结构图本系统采用全嵌入式一体化设计，主机内置高清摄像机及硬盘存储单元，满足单台设备同时抓拍1～4个车道的需求。因此1～4车道的路口配置1台路侧固定式超速抓拍系统即可。路侧固定式超速抓拍系统固定于路侧固定机箱内，采用高精度窄波束军工雷达，无需地感线圈。设备内置蓄电池模块且前端无需工控机。抓拍主机通过雷达实时测量过往车辆的车速，并根据限速要求自动对超速违法车辆进行即时抓拍。抓拍主机通过CDMA或者GPRS无线传输模块传输至公安网络或者交通管理中心。用户也可使用USB存储设备将违章图片拷贝到中心服务器进行相应的处罚。2.3多固定点超速抓拍系统联网原理图系统组网结构示意图本系统各测速点数据通过以太网或者CDMA、GPRS无线传输模块传输至管理中心，管理中心设置有数据管理服务器以及监控中心设备。通过数据服务器将前端路口的抓拍数据进行处理汇总，为执法提供有力的证据资料。监控中心通过中心软件对前端抓拍主机进行管理和监控，实时调用前端图像信号。前端抓拍单元可用固定式自动超速抓拍系统和便携式自动超速抓拍系统。三、系统功能3.1车辆捕获功能采用俄罗斯原装进口雷达进行车辆捕获和测速。该雷达可满足多车道车辆捕获，为保证车辆捕获的准确性，系统还采用了视频检测的方式进行辅助测试，可准确的对过往车辆进行定位捕获。车辆通行数据库符合公安部部标GA/T497-2004《公路车辆智能监测系统通用技术标准》中的数据库标准。3.2车辆测速功能使用雷达进行测速，安装使用方便，不必破坏路面即可实现精确测速功能。用户可以根据需要设置不同的限速值。雷达不仅支持对多车道的测速，而且还可以对车型进行区分，准确的测出车辆长度及车辆行驶方向。目前国内市场上大多数抓拍系统是通过地感线圈的方式进行测速，该方式需要切割路面才能实现，安装较不方便，且安装时对交通会造成比较大的影响，因此，雷达测速具有极大的优势，也是今后发展的一个方向。3.3全天候车辆抓拍功能具有全天候超速违章车辆自动拍照功能。用户可根据实际需要录入违章取证地点、车辆限速大小。在车辆通过时，系统自动判断车辆速度是否超过设定速度，如果超过设定速度将进行抓拍取证。用户也可根据需要，选择抓拍所有通过车辆。抓拍图片采用通用的“JPEG”压缩方式进行存储，图片可以清晰显示通过车辆的车牌号码、车辆颜色、违章或通行时间、地点、车速、行驶方向等。在环境无雾包括雨雪天、晚间无路灯照明等情况下，采用频闪辅助光源进行补光，保证了系统可在多种条件下清晰的抓拍违章车辆图象，包括车牌颜色、车辆类型及驾驶人员的面貌特征等。采用公司自主研发的百万象素高清CCD逐行扫描摄像机，可以实时的控制快门的开启和关闭，并且快门的速度可调，保证了系统能在各种复杂的环境下拍摄出清晰的图片，每辆车一次抓拍图片的数量用户可以根据需要进行选择。同时，系统还充分利用了公司在嵌入式DVR系统方面的优势，在系统中将图象抓拍与DVR的视频实时预览、录像、回放等功能融合为一体，使用户在进行违章抓拍取证的同时，还可以实时监测道路的通行状况，减少了用户在道路图象监控方面的投资。系统视频采用H.264压缩算法，内置1个硬盘（容量可根据用户需要配置）。违章图片和视频录像文件采用FAT32文件系统分目录存储在内置硬盘上，当存储容量超出硬盘最大存储空间时，系统可根据用户的配置，选择是否停止存储和循环覆盖。3.4液晶屏显示功能为便于用户的操作使用，设计了液晶显示功能，并且采用了全中文人性化的操作界面，界面设计简介易懂，配合专用遥控器，用户操作使用方便，并且可以通过液晶屏实时的观看到抓拍到的违章车辆图象及车辆通过的时间、速度等违章信息。3.5超速实时报警功能系统可以根据路段情况及大、小车型设置超速限值。当通过车辆的速度超过限值时，能远程报警或现场报警。3.6以太网、CDMA/GPRS无线传输及远程维护诊断功能除提供基本的以太网传输功能外，还提供CDMA/GPRS无线传输模块，用户可根据实际需要进行选配。无线传输模块提高了设备安装的灵活性，用户可在无数据传输线路的情况下使用该模块进行数据通信。用户可根据需要将违章图象通过网络主动上传或者手动下载到服务器，同时也可根据需要远程访问抓拍系统数据库，对抓拍系统参数进行更改和查看抓拍系统的实时运行状态，实现对抓拍系统的远程维护和故障诊断，减少用户现场维护的工作量。3.7硬盘存储功能与国内同行其它嵌入式抓拍系统相比，具备本地硬盘存储功能，可将违章取证信息保存在本地硬盘。系统所使用硬盘为普通PC机硬盘，用户可根据需要选配不同大小的硬盘。无硬盘存储的抓拍设备通常需通过网络实时将图象上传到服务器，而这种实现方式当网络出现故障时将造成图片信息的丢失，不利于取证，因此，本地硬盘存储很好的解决了由于网络故障造成的图片丢失问题。3.8数据检索功能系统具有一个按车来那个信息检索的应用平台，能根据不同权限对数据库进行操作，具有模糊查询、数据备份和打印输出功能。3.9USB下载功能考虑到违章数据下载的方便性，系统除具备通过网络的方式下载违章图片或者视频文件外，还设计了USB下载功能，用户可根据需要方便的下载违章图片或者视频文件到USB移动硬盘或者U盘。3.10日志管理功能为便于用户进行维护，系统提供多大1000条的关键日志记录，要户可通过查询相关日志信息进行故障诊断等。3.11超速违章数量统计功能系统提供超速违章数量统计功能，可统计出某一时间段内的超速违章数量，并以报表的形式输出，为交通的诱导提供依据，有效提高交通通行效率。3.12防盗报警功能为保证系统的安全性，系统设计时充分考虑防暴的需要，全天候防护照采用防暴材料，并且设计了防盗报警装置，当设备受到外力敲打时，系统会发出声光报警，并将报警信息实时传送到报警中心进行报警。3.13温控调节功能为保证系统在高低温条件下的可靠运行，具备温度自动调节功能，该功能保证了系统常年全天候的可靠运行。四、系统特点4.1采用全嵌入式结构，无需工控机，系统稳定可靠目前国内大多数抓拍系统采用工控机＋视频采集卡的方式实现图象的抓拍，这种方式在研发上较为便捷，容易实现，但稳定性欠缺，体积庞大，使用不便。计算机病毒、操作系统漏洞等都将给该系统的稳定性造成隐患。而的系统设计充分利用公司在视频图象监控领域的技术优势，主机硬件电路采用公司已在安防领域产品上应用成熟的硬件平台，并根据超速抓拍实际应用需要，对硬件电路进行了改进和优化，在元器件选择上全部采用工业级或军工级芯片，降低了功耗，保证了系统在恶劣条件下长时间可靠运行。采用LINUX操作系统，并专门针对抓拍功能需要对代码进行了裁减和优化，软件功能较为“专一”，提升了CPU的工作效率和整机的工作稳定性，系统采用软硬件双重看门狗技术，绝对避免了系统死机；嵌入式一体机工控机结构性能更稳定，适合户外恶劣环境全天候工作，工作环境温度-30℃~+70℃工控机工作环境一般要求在-10℃~+55℃结构紧凑，安装使用方便体积庞大，结构复杂，维护工作量大功耗更低（15W），更适合太阳能供电近百瓦4.2高清图像记录系统采用高清摄像机，系统能准确拍摄超速车辆全景图像，每车一张照片，图像分辨率1280×1024，并将图像以JPEG格式存储到嵌入式一体化主机中，同时在图像中标明车辆通行数据，主要包括通过时间、地点、车速、限速等。4.3采用一体化设计，结构紧凑，安装使用及维护方便，固定式和便携式可相互转换将高清抓拍摄像机、控制主板、闪光灯、电源、测速雷达、存储硬盘等设计为一体，使整个系统更加紧凑，可方便快捷的安装在路侧专用机箱中，同时设备从一个机箱移动到另一个机箱也十分快捷。系统一体化的设计可使用户方便的在固定式和便携式间相互转换。设备图如下：固定式超速自动抓拍仪侧面视图固定式超速自动抓拍仪内部图固定式超速自动抓拍仪内部图固定式超速自动抓拍仪侧面视图固定式超速抓拍仪现场示意图便携式超速抓拍仪现场示意图4.4内置2.5英寸大硬盘专用图象存储器，可存储数百万张违章图片目前采用工控机方式的测速抓拍系统由于硬盘除需保存违章图片外，还需要保存操作系统文件和测速抓拍应用软件，从而减少了图象文件的存储空间，另外病毒对分区的破坏也将影响数据的安全性，甚至导致数据丢失。而目前大多数嵌入式测速抓拍系统还不具备本地大容量存储功能，或者只能临时存储少容量的图象数据，不适合常年全天候图象记录。系统充分考虑了数据的安全性及长时间存储的需要，设备内置了一块2.5英寸大容量硬盘，满足了系统长时间本地存储及数据备份的需要，同时系统还可根据需要，实时或定时将图象数据上传到中心服务器进行存储和查看，实现了设备本地存储与中心存储的双备份。4.5集录像、抓拍于一体实现了安防监控与智能交通的有机结合，无需外扩DVR便可实现DVR的录像及查询功能。使系统的功能扩展性、适应性更强，安装也更方便，同时也为用户节约了采购成本。4.6系统采用窄脉冲频闪闪光灯技术为满足夜间无光源照射情况下的拍摄需求，系统需对拍照