智能交通流量采集系统方案
1.1系统概述
随着我国经济社会持续快速发展，群众购车刚性需求旺盛，汽车保有量继续呈快速增长趋势，据公安部交管局统计，截至2015年底，全国机动车保有量达2.79亿辆，其中汽车1.72亿辆，新注册量和年增量均达历史最高水平。另一方面，由于道路规划跟不上机动车增长的速度，导致道路流量资源分配不合理，不能有效的疏导车流量，所以加强对道路交通流量监测势在必行。
交通参数采集是智能交通系统建设中相对基础且重要的一环，交通参数的采集可为指挥调度、交通信号控制、交通诱导等、道路路网规划提供决策依据。
1.2设计目标
通过对城市道路上的某些关键路口、路段建设流量检测系统，以达到为管理部门提供一个辅助管理的手段：
1、在城市道路重点路段设置监控卡点，实现对重点部位的24小时全天候监控覆盖，视频流可用于实时监控或存储。
2、基于视频流进行车流量、平均车速、排队长度、车头时距等交通数据的检测采集，为交通规划和指挥调度提供数据支持。
1.3设计原则
本系统建设以“统一标准、技术先进、稳定可靠、信息安全、方便实用、便捷扩容、易于维护”为原则，以相关行业标准作为设计依据，结合我国道路特点，同时综合考虑车辆检测技术的发展趋势，确保系统的设计和建设满足当今交通管理部门对交通参数检测系统的应用和扩展需求：
1、统一标准：本系统的数据格式严格按照相关的标准规范要求进行设计，所有数据格式与接口均符合国家标准，并提供功能定制以适应地方应用差异。
2、技术先进：充分利用科技进步成果，采用当今先进成熟的技术，在相当长的时间内保持国内外先进水准。
3、稳定可靠：本系统具有防盗、耐高温、抗寒、散热排风等功能设计，使用的各类电气接线端子、过载、漏电及断路保护装置、避雷装置等装置均符合国家有关电气安全标准要求，保证系统能够可靠地、连续地运行。
4、信息安全：系统具有防非法接入、防误操作、防病毒等特性，通过合理的硬件结构设计、有效的外场保护措施以及完善的内部管理机制有效避免系统遭到恶意攻击和数据被非法提取的现象出现，保障系统的信息安全。
5、方便实用：系统提供清晰、简洁、友好的中文操作界面，操控简便、灵活，易学易用，便于管理和维护，能自动纠错和系统恢复，整个系统的操作简单、快捷、环节少，以保证不同的操作者都能熟练操作系统，具有高度友好的界面和使用性。
6、便捷扩容：随着业务的拓展以及技术的进步，用户的需求将会不断增加，系统的规模也将随之扩大，故在设计时，既应保证技术的先进性，又要兼顾与原有系统的兼容。因此，我们采用模块化结构设计，系统接口具备良好的扩展性，能够很好的完成系统的平滑升级，实现软硬件产品升级的系列化和模块化。
1.4系统总体设计
实现基于视频的车辆检测功能，在城市常规杆件上安装视频检测设备，支持3~4车道的流量检测。支持到车流量、平均速度、车头时距、车头间距、车道时间占有率、车道空间占有率、车辆排队长度、车辆分类、交通状态等信息的检测和统计。在支持交通参数采集的同时，兼顾视频监控的功能。
信号机IO通讯）
信号机
（网络通讯）
信号机
（485通讯）
视频车辆检测器可通过网络或485信号将交通参数信息传输至交通信号机，也可通过IO解析设备转换为IO信号再传输给交通信号机使用，实现单路口感应控制或单路口自适应控制；也可通过网络信号将周期统计的交通参数信息上传到中心平台，供城市交通信息服务、城市交通诱导服务、城市路建规划使用。
1.5系统前端设计
1.5.1前端工作原理
系统主要由高清摄像机完成交通参数采集功能。高清摄像机是本系统的核心部件，采用星光级图像感光元件，图像分辨率为1920*1080。相机根据断面的车辆情况，可覆盖3~4个车道，对过往车流进行高清记录，独立完成视频检测、流量统计、路况监测、行为识别、视频传输等功能。
系统采用业内最先进的车辆3D建模作为视频检测的核心技术。将视频检测算法运行在高性能的DSP处理器中，利用车体轮廓、车灯、车型多项特征来保证高的捕获率，同时算法中添加必要的过滤器，对由环境光变化和其他动态物体干扰进行规避，全天候实时的对过往的车辆进行检测，系统利用高清视频摄像机对覆盖范围机动车道和非机动车道进行7*24小时的高清录像，前端系统实时的将统计信息、行为监测结果和高清录像传送给后端的管理平台，通过平台进行数据
整合，最终实现流量统计查询、路口状态监测、流量监测等。
1.5.2点位部署原则
根据实际应用需求部署检测视频流量检测器，通常适用以下场景：
●可部署在城市主干道、次干道等道路交叉节点；
●可部署在城市高架桥、快速路的上下匝道口；
●可部署流量大、易发生拥堵的路段区间；
●可部署在城市外围高速出入口；
●可部署在城乡结合出入口。
1.5.3前端安装布局
现场可根据最终数据的要求灵活布设视频流量检测器。如正向检测、背向检测等。
1)最佳安装布局
安装L型杆件，高度为6米，覆盖3~4个车道，摄像机安装于检测区域的中间位置。摄像机视场下沿调整至距立杆12米处，挑臂长度依据现场路宽来确定，可保证车流检测率≥95%。以下为现场布局示意图：
2)其他安装布局
本产品也支持简易型的安装布设，可保证车流量检测准确率≥90%。具体如下：正向侧装布设（3~4车道）：
正装背向安装布设（3~4车道）：
背向侧装布设（3~4车道）：
1.5.4摄像机选型
低照度：该特性可以保证输入视频在城市道路夜晚亮度较低时视频画面亮度合适，噪声较少，有利于车辆分析处理。
强光抑制：该特性可以保证在夜晚车辆开启前大灯的情况下，视频画面中的光晕得到有效的抑制，连续车流的相互影响更小，有利于车辆分析处理。
1.5.5补光灯配置
视频流量检测器选用低照度高性能摄像机，在夜间的环境适应性较强。且护罩可配置一体化内置LED灯，如有路灯等其他环境照明，则不需额外配置环境补光灯；如现场环境照明条件较差，建议配置一盏常亮灯用于夜间补光。
1.6系统功能
1.6.1交通数据统计
视频流量检测器支持分车道统计交通数据信息，统计周期可根据实际需求灵活设置。交通数据信息罗列如下表：
1.6.2交通实时数据输出
视频流量检测器支持根据车道分别输出实时交通数据，包括车道流量、车辆到达/离开、车辆类型等数据的输出。这类实时的车辆数据可提供到交通信号控制系统用作路口级的实时信号配时调整。
在数据传输方式上，支持485、网络等方式，同时也可配合IO解析设备实现IO数据的输出。能更好的适应不同设备对接的要求。
1.6.3交通状态报警功能
视频流量检测器支持对道路状态的检测，可提供“畅通、缓慢、拥堵”的状态判断，可将检测结果上报中心平台，做联动报警提醒等。
1.6.4视频监控功能
系统在支持交通数据采集的同时，能同步提供全天候24小时高清视频流。可以在白天或夜间有辅助光源的情况下实现清晰实况监控和录像，视频中能清晰地反映车辆特征、道路情况以及周围环境等信息。
1.6.5完善的SDK开发包与二次开发支持
可提供完善的SDK开发包以供业主按需集成、定制。
系统应用管理软件的数据格式、通讯接口与通讯协议均采用标准方式或公开通讯协议和控制接口，便于集成。系统预留扩展接口与其他系统互联，向用户完全公开所有接口协议和数据格式，全面支持系统的集成和二次开发。通过接口开发，系统可以生成相关的数据信息导出给其它公安信息系统数据库。
1.7方案特点
1.7.1自适应阴影过滤抑制算法技术
采用自有知识产权的阴影抑制专利技术，能够自适应对车辆及其独特的前景、背景、阴影进行区分并对阴影进行分类抑制，并自动对阴影抑制处理进行开启和关闭，算法能有效区分建筑物、车辆及其的阴影，并随阴影倾斜角度、长度、光线亮度的变化动态调整过滤参数，具有极强的环境适应性；有效提升视频车辆检测的准确度；
1.7.2自适应昼夜转换技术
采用自有知识产权的昼夜转换专利技术，能够有效针对昼夜场景进行交通数据分析处理，真正实现全时段的道路监控；
1.7.3自适应天气变化技术
采用自有知识产权的目标检测技术，能够有效降低雨天路面积水反光、雪天、雾天等对车辆检测的不利影响，真正实现全天候的道路监控；
1.7.4多种交通数据采集功能
同时可进行交通流量、平均车辆行驶速度、平均车头时距、平均车道道占用率、排队长度的数据采集处理；在保证架设高度足够高的情况下，单路视频可实现一个完整断面的交通数据采集。