智能交通系统完整解决
方案
HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
智能交通系统
解决方案
目录
一、概述
随着经济建设的日新月异，经济的迅猛发展，现有机动车和驾驶员增长的快速与城市道路信息化管理建设的相对滞后，造成了现有的交通管理模式与急剧增长的交通需求不相适应，给公安交通管理部门带来了严峻的挑战，交通道路拥挤，停车次数增加，交通事故的上升等问题不仅影响经济建设的发展，而且妨碍人民群众的日常生活。因此，建设智能交通信息化系统，为城市的经济发展增添后劲，切实改善城市的
投资环境，制定城市现代化交通管理规划，采用先进的技术手段，实现科学管理已成为城市交通管理建设的当务之急。
智能交通系统在世界上多个发达国家已经发展得非常完备和成熟，并且应用非常广泛。而中国的智能交通系统也是发展迅速，目前在北京、、广州等大城市已经建设了先进的智能交通系统；其中，北京建立了道路交通控制、公共交通指挥与调度、高速公路管理和紧急事件管理的4大ITS系统；广州建立了交通信息共用主平台、物流信息平台和静态交通管理系统的3大ITS系统。随着智能交通系统技术的发展，智能交通系统将在城市交通中得到越来越广泛的运用。因此，发展智能交通将是二三线城市交通未来发展的方向。
二、智能交通系统总体设计
智能交通系统将先进的信息技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术以及计算机技术等有效地综合运用于整个交通运输管理体系，从而建立起一种大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统。智能交通系统以道路交通有序、安全、畅通以及交通管理规范服务、快速反应和决策指挥为目标，是以集高新技术应用为一体的适合于城市道路交通特点的、具有高效快捷的交通数据采集处理能力、决策能力和组织协调指挥能力的管理系统，实现交通管理指挥现代化、管理数字化、信息网络化。
1.智能交通系统建设必要性
城市交通快速发展的需要
提升全省/市道路交通总体管理水平的需要
城市社会公共治安管理的需要
能够面向公众出行提供方便、快捷的信息服务
2.智能交通系统建设目标
（一）道路管控智能化
智能交通系统的高度集成化、智能化，利用先进的通讯、计算机、自动控制、视频监控、视频分析、微波技术，使得交通组织管理、交通工程规划、交通信号控制、交通检测、交通视频监控、交通事故救援有机地结合起来，全面提升道路管控的智能化程度。
（二）交通资源最优化
智能交通系统使城市道路完全信息化，有效解决目前城市交通存在的主要问题，同时实现车辆的安全行驶和道路资源的最大利用，形成道路资源供给与机动车交通需求的动态平衡。
（三）指挥调度信息化
智能交通系统以交通地理信息系统和交通流动态再现系统为基础，以视频、检测、控制、诱导等技术为手段、对交通进行宏观、动态、实时的调控。同时，建立共享的数据库，为管理决策提供可靠、准确的依据，再配置之以先进的警务管理机制，提高对交通以外事件的快速反应能力，使警务指挥高效、统一。
（四）管理决策科学化
智能交通系统通过对各种数据分析处理，结合以往案例、应急处理经验，建立科学规范的专家知识库，协助指挥人员对交通事件的性质、类型做出快速准确的判断，对人员、装备、车辆、控制系统等指挥调度命令具有科学的依据，最终做到以最短的时间、最少的资源解决各类交通事件。
3.智能交通系统整体架构
智能交通系统所包括的1个平台、6个子系统。1个平台是指中心集成平台（指挥中心），6个子系统是指：高清卡口系统、高清电子警察系统、道路监控系统、信号灯控制系统、交通诱导和信息发布系统和智能公交系统。
4.智能交通系统应用架构图
智能交通系统应用架构图
三、主要子系统应用设计
1.中心集成平台
1.1平台总体设计
智能交通系统中心平台通过对智能交通各子系统的高度集成，汇总融合、分析处理各类交通数据，并依据最终获取的有效信息进行决策和交通指挥调度，同时对各种交通突发事件进行判断、确认和处理；以达到提高城市交通的管理水平，加强对道路交通宏观调控和指挥调度的能力，并对突发事件形成快速高效的应对机制。主要功能如下：
1、中心大屏建设；
2、交通信息汇集；
3、整合交换；
4、融合处理；
5、数据信息分析；
6、各种交通突发事件进行调度处理；
7、辅助决策（平台软硬件和通信设备）
系统在集成各类控制子系统的基础上，加强对日常交通流的监视、检测、控制、协调、调度、疏导、诱导，建立闭环控制指挥模式，形成包括信息收集、审核调度与指挥部署、交通控制与信息发布为基础的三级指挥方式，实现对交通的宏观调控、指
挥调度，对突发事件起到快速反应、快速作战指挥的目标，有效解决道路交通问题，降低突发事件对道路正常秩序的影响。
2.1平台功能服务模块
交警综合查询
交通设备查询
综合查询管理下，在同一个地图可视化平台上，集中显示最常用的功能，调用专项系统功能或有对比的叠加应用专项系统功能；
结合数据，突出多种资源服务于同一目的综合应用，显示综合态势。
通过GIS平台的支持，可以在地图上对旅行时间违法监测设备的地理位置分布情况进行展示，可以展示一类设备或多类设备的地理位置分布。
过车查询
电警过车查询
接入已联网的电子警察点位数据，实时视频数据，违法数据等，在集成平台中通过GIS点位展示并进行统计查阅等。通过接入的实时视频数据，对监测点进行实时视频监测。
卡口过车查询
接入已联网卡口的点位数据，实时视频数据，过车数据等，在平台中通过GIS点位展示并进行统计查阅等。通过接入的实时视频数据，对监测点进行实时视频监测。
车辆过车查询
接入已联网的电子警察、卡口点位数据，实时视频数据，过车数据等，在平台中进行统计查询等。并且可以根据高级属性条件进行过滤查询。
伴随车辆查询
接入已联网的电警、卡口点位数据，分析是否存在伴随车辆，在平台中进行统计查询等。并且可以根据高级属性条件进行过滤查询。
统计分析
流量曲线图
系统自动对全部检测点的车辆监测数据进行汇总统计，分别计算汇总各监测点、断面车道一天24小时的流量数据，对汇总数据进行单独存储。
对全区某个检测点或断面检测车道一天24小时的流量进行统计展示，可设定统计的时间范围、检测点、车道等参数，对统计结果按照曲线图的型式展示一天之中每小时的流量变化情况。
日流量同期比
对比分析条件包括检测点、对比分析日期范围等。对比分析结果可以利用表格和曲线图的型式进行展示。
周流量同期比
对比分析条件包括检测点、对比分析日期范围等。对比分析结果可以利用表格和曲线图的型式进行展示。
月流量同期比
对比分析条件包括检测点、对比分析日期范围等。对比分析结果可以利用表格和曲线图的型式进行展示。
交通诱导屏管理
诱导屏设备查询
通过集成交通诱导系统，实时接收诱导屏的数据变化，通过计算机进行同步监测，展示诱导屏GIS点位分布密度，为后续诱导屏建设提供依据；通过诱导系统，实现有限定格式与内容交通诱导信息的发布。
诱导屏信息维护
通过诱导系统接口，实现有限定格式与内容交通诱导信息的发布。
视频监控
视频设备
提供汇总数据、监控列表数据、GIS监控点位同步展示。支持固定区域、设定区域局部数据展示。支持视频设备的基本信息展示。
实时视频
根据所提供的接口支持方式支持所选监控的视频显示。支持画面调整，并且可以进行抓拍罚款功能，将抓拍信息上传到过车数据、违章数据中。
历史视频
接入已联网的实时视频数据，根据日期、地点、设备等条件进行过滤，查询视频信息记录，可以对记录进行播放与下载。
轨迹查询
历史轨迹查询
接入已联网的电警、卡口点位数据，实时视频数据，过车数据等。根据车牌号、日期等条件进行过滤，查询车辆经过的轨迹信息，通过GIS在地图上画出车辆行驶轨迹，展示信息列表。
违章审核
违章初审
接入已联网的违章数据，可以对违章数据进行查看与处理，处理后的数据进入复审功能中。可以根据高级条件进行分不同类型的组合条件进行数据查询。
违章复审
接入初审以后的违章数据，可以对违章数据进行查看与处理，处理后的数据进入违章数据上传功能中。可以根据高级条件进行不同类型的组合条件进行数据过滤。
违章数据录入
通过视频数据，人工检测车辆违法行为，将违法数据和违法证据进行登记，事后进行处罚和统计分析。接入非现场视频点位数据，实时视频数据，违法数据等，在集成平台中进行统计查阅。通过接入的实时视频数据，对监测点进行实时视频监测。
违章数据上传
接入复审的违章数据，将违章数据通过自动或者人工手动进行批量上传，传输到交警业务平台中。可以根据高级条件进行不同类型的组合条件进行数据过滤。
违章数据统计
接入违章处理以后的数据，通过对比分析结果可以利用表格和饼状图的型式进行展示。
报警管理
报警信息查询
接入车辆布控过滤出来的数据，通过弹出框或者警示灯提示报警，查询报警信息列表，可以查看每条报警记录的详细信息。可以根据高级条件进行不同类型的组合条件进行数据过滤。
报警数据分析
接入报警信息的数据，通过对比分析结果可以利用表格和不同方式分析图的型式进行展示。
系统管理
设备管理
通过GIS平台的支持，可以在地图上对设备的地理位置分布情况进行维护，可以维护一类设备或多类设备的地理位置分布。
选定要显示的设备使用状态（正常、故障、停用、在建、虚拟），在地图上显示各种状态设备的分布情况。
违章类型
对交通违章类型进行数据新增、修改、删除、查询。在违章处理功能中使用。
布控类型
对交警布控类型进行数据新增、修改、删除、查询。在布控管理功能中使用。
布控管理
对布控车辆进行数据的新增、修改、删除、查询。通过布控管理可以对布控车辆进行实时监控，详细了解布控车辆的实时信息。
白名单管理
对车辆进行白名单数据的新增、修改、删除、查询。白名单中设置的车辆在过车查询与违章处理中不显示。
2.高清卡口系统
2.1系统总体设计
高清卡口系统是通过对过往车辆实时监测，并对车牌的实时识别以及驾驶人员脸像的记录，可以迅速地捕获交通肇事车辆、违章车辆、黑名单车辆等，为快速纠正交
通违章行为，快速侦破交通事故逃逸和机动车盗抢案件以及违法责任人的认定提供重要的技术支持，同时也为未来更为先进的自动人像比对、特定人员追踪定位提供数据准备，对违法犯罪行为构成强大的威慑力。另外还可以通过高清治安卡口对公路运行车辆的构成、流量分布、违章情况进行常年不间断的自动记录，为交通规划、交通管理、道路养护部门提供重要的基础信息和数据支持。
2.2系统组成
智能高清卡口系统在逻辑结构上分为：前端站点子系统和智能交通管理平台。前端站点子系统和管理平台子系统通过城域光纤专网连接。
前端站点子系统检测到经过路面的车辆，完成图像采集和智能识别，获取车辆的经过时间、速度、图片、车牌号码、车身颜色等数据。通过数据将车辆记录上传到管理平台子系统。机动车检测方式主要有三种：地感线圈检测、视频分析检测、雷达检测。根据机动车辆的检测方式不同，前端站点子系统可分为：线圈卡口、雷达卡口、视频卡口、线圈/雷达+视频卡口。
管理平台子系统对前端采集的海量数据进行集中管理、存储、共享等处理。为用户提供实时视频与过车监控、车辆布控与告警、历史记录查询与分析、全网设备管理维护等等功能。
系统整体结构图
前端站点原理
地感线圈检测方式
地感线圈检测利用电磁感应原理实现，包括埋设在车道中的环形线圈和车辆检测器。环形线圈由专用电缆及其馈线构成，通过一个变压器接到恒流源LC调谐回路，构成电感部分，在周围空间产生电磁场。当含铁的车体进入线圈磁场范围，车辆铁构件产生感应电涡流。此涡流又产生与原有磁场方向相反的新磁场，导致线圈总电感变
小，引起调谐频率偏离原有值。偏离的频率被车辆检测器检测出，就形成了车辆通过或存在的信号。
每个车道需埋设两个地感线圈，线圈之间保持一定的间距。根据车辆通过前两个地感线圈的时间可以计算出车辆的行驶速度和车辆行驶方向，判断通行车辆是否超速与逆行。对于超速、逆行等违章违法行为，系统自动抓拍两张取证图片，能清晰反映机动车违章的动态过程。下图介绍了线圈触发抓拍的位置。
雷达检测方式
雷达检测方式利用多普勒原理实现。由窄波雷达发出一束微波，遇到被测车辆时微波被反射回来，再由雷达接收反射波。窄波雷达分析反射波，即可实现车辆检测、车速检测功能。
在每个车道的正上方安装窄波雷达设备。窄波雷达投射面较小，雷达波速仅覆盖单个车道的车辆通行位置，可以实现单车道固定位置拍摄。雷达采用RS232串口连接到智能高清摄像机。当机动车辆驶入雷达检测区时，雷达设备准确捕获车辆到达事件。
视频检测方式
视频检测方式利用智能图像分析算法，采用智能高清摄像机，内嵌高性能DSP处理器实现视频车辆检测，摄像机具有视频、图片双码流功能。视频检测算法对视频中每一帧进行分析，提取出有效的运动目标，当其行驶到预定的抓拍位置，触发摄像机完成抓拍。
检测模式比较
线圈检测、视频检测、雷达检测、线圈+视频检测等四种车辆检测模式比较如下表：
系统功能特点
（1）多种检测方式
系统可采用地感线圈、视频、雷达及其两两组合的检测方式。在正常模式下，地感线圈、雷达对通行车辆进行检测与抓拍，当地感线圈、雷达等检测方式出现异常时，系统自动切换到视频检测模式，在地感线圈、雷达恢复正常工作后，系统自动切换回原有的检测模式。
（2）全天候高清实时捕获
在白天工作环境下，系统通过自测光技术，自动调节摄像机曝光参数和偏振镜开关，确保在各类天气、光照条件下，系统拍摄图片能清晰的反映车辆特征信息、以及前排驾乘人员面部特征信息。在夜间工作环境下，系统配置智能补光灯，确保在各类环境下拍摄出清晰图片。
（3）前后抓拍
系统支持对车辆进行前后抓拍，针对摩托车号码位于车辆后面、遮挡车辆前牌、前后车牌不一致等情况进行抓拍。实现车辆号码抓拍识别的同时，实现驾乘人员面部高清特写抓拍。
（4）前端存储
系统支持车辆信息、抓拍图片、视频录像等在前端设备进行存储，实现数据缓存、续传功能。前端可选配智能交通终端管理设备、或一体化智能高清摄像机配置的工业级SD卡，将车辆信息记录和视频录像进行存储，保障系统数据的完整性。在网络出现异常情况时，车辆信息、抓拍图片、视频录像可存储于前端设备中，在网络恢复正常后再传回指挥中心，确保车辆信息和视频录像不会丢失。
（5）人脸检测与比对
在前端采集子系统中，摄像机自动实现前排驾乘人员人脸检测，并对人脸特征进行提取，在平台中实现人脸特征比对；与系统布控的人脸进行比对，比对成功后进行告警处理，提升用户的对监控路面的自动化检测水平。
（6）超速抓拍
系统具有路段限速值、执法速度灵活配置功能。用户可根据实际情况进行超速限速值、执法速度值进行设置，当所检测的通行车辆行驶速度超过超速限速值时，系统自动抓拍两种高清图片，并合成。违法图片可清晰的辨别路段信息、车牌号码、车牌颜色、车型、两张图片抓拍时刻、车辆位移(违法正确充分)。
（7）未系安全带检测
系统具有安全带检测功能，对于未系安全带的违法行为，系统进行自动告警处理。未系安全带检测功能应用，将提升用户对违法行为处罚的自动化水平。
（8）积分预警
通过对深夜、凌晨进出城、重点区域出现、重点区域首次进城、一天在三个以上重点区域出现、连续违法等积分规则进行车辆积分，对超过积分阀值的车辆，提示报警关注，对嫌疑车辆，可直接转入车辆经营库及布控报警库。做到“预警在先，防范在前”。
（9）关联车分析
关联车分析是针对作案团伙车辆可能会伴随活动的特点，在确定某嫌疑车辆后，通过数据挖掘的方式发现与嫌疑车辆有关联的其他车辆信息，从而获取破案线索。（10）疑似套牌车分析
将通行车辆记录与其时间、空间信息相结合，通过后台分析服务，区域之间设定时间差对车辆进行交叉比对，从而实现辖区内通行车辆的套牌嫌疑自动检测和报警。
3.高清电子警察系统
3.1.系统总体设计
高清闯红灯电子警察系统可以广泛应用在无人值守的路口、限时道路、主辅路进出口、公交专用道等。系统充分利用科技手段实现对这一违法行为进行有力的治理，既能有效的防止此类交通违章行为，减少由此引起的事故，又能对违章的驾驶员起到
很大的威慑作用，促进交通秩序向良性循环，同时能将部分交警从岗亭上解放下来，在一定程度上缓解警力不足的矛盾。
3.2.系统组成
高清电子警察系统由路口前端设备、网络传输系统和中心管理系统构成。系统整体结构如下：
系统结构图
路口前端设备
路口前端设备主要由视频捕获设备（高清摄像机、补光灯）、DSP嵌入式智能分析控制主机、网络传输设备（光端机或光纤收发器）等组成，完成红绿灯状态检测、机动车违章行为检测、违章图片抓拍、补光灯控制、违章记录本地储存、相关信息网络上传等任务。
前端组成结构如下图所示：
前端设备结构图
网络传输系统
主要承担将前端设备记录的车辆违法信息传输到后端管理中心的任务，同时操作人员在中心平台应用远程管理软件通过该网络可对前端设备进行远程管理、状态监测及设备参数设置。该传输网络可以采用光纤通讯、电话拨号、数据专线、宽带网络、光纤网络、无线3G等方式。如果与视频监视系统共用光端机，可采用数模复用光端机，即在一根单模光纤上传输视频监控系统前端摄像机的视频信号及控制信号，同时提供100M的以太网口用以传输闯红灯电子警察自动监控系统前端设备记录的违法车辆信息。
中心管理系统
中心管理子系统主要实现对电子警察前端路口设备进行远程管理、网络监控、抓拍图像和数据的处理，以及违章车辆的处罚等工作，并充分考虑与其它交通管理软件系统的接口兼容问题。中心系统还可以设立一个WEB数据库服务器，安装ORACEL数据库，收集各个数据服务器上的数据，用户可以通过IE浏览器上网查询，全面统计各数据收集服务器的数据。
管理中心采用一个中心管理服务器连接多个客户端的模式，中间架设了一个代理服务器，用来处理前端设备网络数据，一个代理服务器管辖多台前端设备。数据库用来记录中心服务器的各类参数和代理服务器的网络和识别信息。存储阵列用来存储前端设备抓拍的图片及相关数据信息。
4.道路监控系统
道路监控系统是公安指挥系统的重要组成部分，提供对现场情况最直观的反映，是实施准确调度的基本保障，重点场所和监测点的前端设备将视频图像以各种方式（光纤、专线等）传送至交通指挥中心，进行信息的存储、处理和发布，使交通指挥管理人员对交通违章、交通堵塞、交通事故及其它突发事件做出及时、准确的判断，并相应调整各项系统控制参数与指挥调度策略。
3.3.系统总体设计
道路监控能够对公路的交通流量、车速车况（超速车辆、超限车辆）、路况（雾、雨、路面积水、雪等）、事故（碰撞）情况、车辆违法行驶、监控车辆等信息，采用视频的方式进行采集，并进行现场预分析和处理，采用无线或者有线通讯方式的方式将经预处理后的信息，传输到监控中心，进行路段的随机监控，从而为公路的交通指挥、危情和事故预报、违章车辆监控等提供适时监控，从而有利于公路的智能化管理。
3.4.系统组成
前端设备
前端设备的功能是实现视频信号的采集及接收来自监控中心的遥控指令，实时准确地采集指挥中心所需要的视频信号。前端设备多采用一体化高清彩色网络摄像机，具有一体化光学变焦镜头，具有自动白平衡功能，支持手动和自动光圈、聚焦、快门和增益控制。全部监控点可以加装云台，以适合大范围选择监控。在前端需安装高清视频编码器设备，把高清视频图像压缩编码发送到传输网络。
传输设备
传输设备完成视频信号的上行传送和控制数据的下行传输。根据现有通信技术的发展，交通视频监控系统选择光纤传输作为主要传输手段，实现视频信号、数据和控制信号的共网传输。光纤通信方式高效安全，可以为整个视频监控系统提供稳定的传输通路。传输设备使用交通通信系统的光纤传输线路，为每个前端监控点提供快速以太网接口，有效传输带宽不小于20Mbps，前端设备及监控中心设备分别接入交通通信系统即可完成视频的传输和控制信号的传输。
监控中心
监控中心设备作为整个视频监控系统的核心部分集中处理各路视频信号并下发控制指令。监控中心系统布置在交通指挥中心，由视频管理服务器、WEB服务器、存储管理服务器、流媒体服务器、网络存储服务器、高清视频解码器、综合监控客户端软件组成，显示设备为拼接组合大屏幕，由显示系统提供。
监控中心系统可以完成对传输设备送来的各路视频信号的实时切换显示、数字视频存储、网上发布，同时根据交通指挥和调度的需要完成对远端设备的遥控。
5.信号灯控制系统
3.5.系统总体设计
交通信号联网控制系统是城市交通管理系统的一个重要子系统，它依靠先进适用的交通模型和算法对交通信号控制参数（周期、绿信比和相位差）进行自动优化调整，运用电子、计算机、网络通信和GIS电子地图等技术手段对交通路口进行智能化、科学化交通控制，从而实现交叉口群交通信号的最佳协调控制。其主要功能是自动调整控制区域内的配时方案，均衡路网内交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染等减至最小，充分发挥道路系统的交通效益，必要时，可通过指挥中心人工干预，强制疏导交通。
交通信号控制系统根据采集的交通流量信息和系统的优化方式，可以实现对控制区域内的所有路口进行有效的实时自适应优化控制。通过设置和调用交通信号配时方案，改变周期、绿信比和相位差，协调路口间的交通信号控制，可满足不断变化的交通需求，比如早高峰，晚高峰，公共节假日，夜间或特殊事件等。同时，系统具有采集、处理、存储、提供控制区域内的车流量、占有率、饱和度、排队长度等交通信息的功能，以供交通信号配时优化软件使用，同时供交通疏导和交通组织与规划使用。
3.6.系统组成
交通信号联网控制系统可分为几部分：中央管理系统、区域控制系统和路口控制系统。结构关系如下图所示：
系统整体结构图
路口控制系统由检测器、路口控制器、传输设备和中心控制系统四部分组成。具体物理结构图如下图所示：
图交通信号控制系统物理结构图
检测器主要是检测路口相关路段的车流量、车速、占有率等交通信息，并将这些信息传送到路口控制器，作为路口控制器本路口优化的输入数据。在设计检测器的安装位置时，必须对交通控制和交通信息采集两方面的需求进行考虑。
路口控制器除了接收本路口的检测器交通数据，进行本路口优化控制信号灯之外，还负责将这些检测器的数据传送到、指挥中心。它可以接收指挥中心发送来的命