高清晰超速抓拍视频监测系统技术方案沈阳科消电子工程有限公司第1章前言1.1项目概述随着全国公路交通建设的快速发展和机动车辆的普及，厂内公路的不断加宽，路口的增多，机动车的行驶速度也不断加快，这些都增大了交通事故发生的几率，也为管理部门提出了更高的要求。
公路车辆智能监测记录系统，是智能交通系统的一个重要的组成部分。
系统利用先进的视频、通讯、微机控制、网络、图像处理、信息处理等技术实现对监控路面的车辆通过时间、地点、车速、行驶方向、号牌号码、号牌颜色、车辆图像等车辆信息进行自动采集和处理，通过对运行车辆的构成、流量分布、违章情况进行常年不间断的记录与分析，为交通规划、交通管理、道路养护部门提供重要的基础和运行数据。
公路车辆智能监测记录系统作为智能交通的一个重要组成部分，主要应用于重要路段路面监控、实现道路安全管理的智能化和自动化。
该系统不仅能够抓拍高清晰的车牌图像还能够抓拍高清晰的车辆全景图图像和司乘人员面部图像，为管理部门加强管理提供了丰富的信息，同时该系统的识别率和抓拍率均高于基于普通摄像机的抓拍系统。
1.2建设目标智能抓拍识别采用视频摄像机抓拍技术，能全天候24小时不间断地对出城车辆自动进行实时监测抓拍，实时自动识别机动车辆牌照号码，并记录显示车辆号牌的图片。
将图像存储到磁盘相应目录下,车辆通过的信息写入相关数据库,并在全景图像中标明车辆通行数据,如时间、地点、车型、车辆号牌、车牌颜色、车速、方向等。
大容量自动溢出存储采取循环覆盖技术，单套系统配备大容量硬盘，可存储车辆不低于80万辆。
当超出80万辆车时，自动对最前面的图片数据依次进行覆盖，整个系统始终保留至少80万辆车的图像，并采用通用的“JPEG”压缩图像。
智能违法抓拍拍摄车速≥160km/h，拍摄范围＞两个车道，完全覆盖整条道路的横截面；道路总宽为二车道（一来以往），不按道行驶、越中线和骑中线行驶的车辆均能准确抓拍、识别等，有效地解决没有采用中间物理隔离时压线或跨中线行驶车辆的车牌抓拍问题。
车辆信息智能查询与处理系统能测出通行汽车的速度，具备分地点、分车型设置限速值的功能。
测速信息与本地限速值比较，一旦发现车辆超速，系统立即自动向指挥中心发送包含车辆图像的主要特征信息，供交警非现场实时执法黑名单比对报警实时对通过车辆进行车牌识别与实时黑名单进行比对。
自动将识别车辆号牌与布控车辆数据库的黑名单进行匹配比对,发现可疑车辆时，实时报警提示；当报警发生时，自动将报警信息上传给指挥中心，同时以声音、图形及文字的方式提示中心值班人员，直到人员干预解除报警，所有报警信息同时生成日志记录到数据库中，方便以后查询和检索布（撤）控功能指挥中心进行布（撤）控时，布控软件可以灵活使用统一或选择性布（撤）控的方式。
布控车辆号牌的匹配可设置成精确匹配或4位以上字母数字的模糊匹配，以适应车牌识别难以做到100%精确的客观情况，提高嫌疑车辆通过时报警的命中率。
历史记录查询对过往车辆历史记录查询，可根据权限查询抓拍的通行车辆信息，查询条件可根据时段、地点、车牌、车型、速度进行查询，车牌号码可以给出少数几位（号码可以是连续的，也可以间断不连续的，如01？34或？12？4等等），从而进行模糊匹配查询。
WEB查询与浏览基于WEB的车辆查询，可通过浏览器查询通过车辆图片和数据信息，并可进行流量统计查询。
基于WEB的通过车辆浏览监控，可在浏览器界面上实时浏览通过车辆的图片及数据1.3设计依据《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》GA/T497－2009《闯红灯自动记录系统通用技术条件》GA/T496-2009《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB/T 50198《机动车测速仪》GB/T21255－2007《自动记录仪技术规范》《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-92《安全防范系统验收规则》GA 308-2001《城市监控报警联网系统通用技术要求》GA/T669-2006《中华人民共和国道路交通安全法》GB2004.5.1《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》《2001年全国城市交通管理畅通工程总体方案》《公路交通安全设施设计技术规范》（JTJ 074-2003）《预防道路交通事故“五整顿三加强”实施意见》公通字[2004]33号《关于进一步加强路面行车秩序整顿工作的通知》公交管[2004]110号机动车、驾驶员及违法管理等相关数据库规范2004版《安防视频监控系统技术要求》GA/T 367-2001《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90.92《电力工程电缆设计规范》GB50217-94《建筑物防雷设计规范》GB50074-94《雷电电磁脉冲的防护》IEC1312-1～3《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-83《工业计算机监控系统抗干扰技术规范》CECS81-96第2章总体设计2.1技术路线图2-1技术路线图2.1.1成像器件：高清200万 CCD摄像机在高清公路车辆智能监测记录系统（俗称抓拍）中，行业内主路的选择是140万CCD摄像机。
考虑到要看清前排驾驶室人面部，本套方案中我们选用200万CCD彩色网络摄像机，其成像逼真、稳定可靠、性价比高。
因其采用以太网数据传输，组网方式方便，控制主机即可考虑放置前端，也可考虑放置中心集中管理。
200万CCD摄像机其实际有效分辨率最大为1600×1200点，单幅图片可以清晰看到车牌号码、车型、车身颜色、前排驾驶室人脸等。
因此摒弃了传统标清模拟摄像机采用远近景结合的做法，大大提高了成像质量。
标准配置是每车道1台200万CCD摄像机，为高精度的车辆检测率、号牌识别率提供必要条件。
2.1.2车辆检测：高清动态跟踪视频检测我们采用单台200万CCD摄像机既用与成像，又用于视频车辆检测。
我公司采用视频车辆检测技术，结合了车牌与车辆轮廓双重校验机制，确保车辆检测精度。
通过200万高清摄像机连续生成图片，然后通过逐张图片进行比较分析。
若图片背景发生变化后，启动车牌查找，若找到车牌即锁定车牌进行车辆跟踪，对整个车辆行驶轨迹作出分析和判断；若没有找到车牌，即对物体轮廓进行跟踪，直至车辆消失视野范围。
2.1.3测速方式：视频测速在抓拍系统中传统常用的速度检测方式主要是线圈，本方案考虑的到线圈的施工难度大、故障率高，因此我们选用视频软件测速方式。
视频软件测速是指不接入任何的测速设备，通过车辆在屏幕里移动的帧数、时间，以及屏幕移动距离和实际距离的对照关系，来计算车辆的实际移动速度。
在获取的图片中标定8个控制点，实地测量这些控制点的空间距离，保存后程序能自动算出测距矩阵。
通过测距矩阵和视频中车辆的实际行驶轨迹、时间等，准确计算车辆的实际行驶速度。
此种方法由于测速距离较长，计算出来的速度较为精确，但测量过程较为复杂，对空间坐标测量的准确性有较大要求。
2.1.4控制主机：嵌入式DSP主机控制主机实现对检测部分采集的数据进行运算处理，触发拍摄部分进行抓拍、压缩记录数据、号牌识别、实施网络数据传输等。
目前行业大多采用工控机来实现，兼容性、风扇、Windows操作系统、病毒都是工控机存在的不稳定因素。
我公司基于城市交通对抓拍系统的高标准需求，完全为交通行业量身定制了一款嵌入式DSP主机，采用最先进的数字处理技术，将控制系统完全固化到电子芯片中，属于纯硬件抓拍系统，在提高系统稳定性的同时，也大大提高系统的抓拍效力。
嵌入式DSP主机与高清摄像机配套使用，每个高清摄像机对应1台DSP主机。
2.1.5补光方式：LED补光灯＋防眩频闪灯为了保证抓拍系统能够全天候提供清晰可见的违法图片，考虑到抓拍点夜间光照较差，我们需要在夜间对环境进行补光，我们量身定制了一款LED补光灯，用于车辆检测和车牌识别补光。
这种补光灯可以与我们的高清摄像机进行同步控制，提供连续的高速连续闪光。
我们用肉眼看去是一个常亮的补光灯，但实际其在快速闪烁。
这样的做法既避免了对司机行人等眼睛造成伤害，又可以达到节能目的，同时延长了补光灯的使用寿命，取得了理想的补光效果。
选用LED发光二极管作为补光灯，其使用寿命可以达到10年以上，以保障整个系统的长期稳定性。
LED补光灯与摄像机配套使用，每车道1台LED补光灯。
根据业主要求，捕获的车辆图片中能够看清前排乘客面部及衣着，因此我们在LED 补光灯的基础上，增加高频防眩频闪灯，此种频闪灯闪光时间短、回电时间快、1500万次的闪光寿命，能够保证长期稳定地野外工作。
此种频闪灯的闪光时间短，对人眼的影响低，不宜引起司机的注意。
防眩频闪灯与摄像机配套，每车道配置1台防眩频闪灯。
2.1.6存储传输：硬盘存储、光纤传输由于抓拍系统需要对所有经过的车辆进行记录，同时系统还具备高清录像功能，因此有大量需要处理的图片数据，所以目前用硬盘作为本地数据的暂存是首选。
我们为系统配置了500G的硬盘。
通信线路采用租用当地电信、移动等通信供应商的光纤线路。
抓拍数据在DSP主机中存储的同时，直接通过光纤传送到中心。
2.1.7中心系统：B/S架构（WEB）抓拍中心管理系统主要是用于对抓拍数据管理，我们提供Web 方式的用户应用界面，采用B/S架构，以IE浏览器为基本的应用，将信息发布、数据采集以Web应用的方式进行开发。
B/S架构的应用，方便了终端客户的使用，同时也可根据不同权限的用户来分配差异的功能模块。
2.2结构设计闯红灯抓拍系统可分为前端系统、传输系统和中心（后端）系统三部分，其系统结构如图所示：图2-2系统总体结构图2.2.1前端系统前端系统负责完成对通行车辆的抓拍和号牌的识别，并将抓拍的图片和相关的信息（时间、地点、车牌号码、车牌图片等）送回指挥中心的后端系统服务器。
前端主要设备由嵌入式DSP抓拍识别主机、路口交换机、高清200万CCD摄像机、LED补光灯、补光灯控制板、防眩频闪灯等组成。
2.2.2传输系统传输系统由光纤网络及光纤收发器等组成，负责连接前端系统和后端系统。
这部分负责采集数据以及控制命令的传输。
2.2.3中心系统中心系统在收到前端系统采集的基本信息之后，根据不同的需求，对这些信息进行相应的处理，例如：对抓拍前端系统送来的违法车辆图片进行相应的处理等。
总之，后端系统负责对前端系统已经采集并传送到指挥中心的交通数据进行相关的后台处理。
中心系统主要由中心交换机、数据存储服务器、应用服务器、工作站、应用管理软件等组成。
第3章前端系统设计抓拍系统的前端作为基本数据采集和处理的系统单元，所采集的数据有：车辆信息（包括车牌号码、通过的地点、通过的时间、行驶速度、方向、车道）、车辆连续过程图片等。
