超速抓拍系统方案
技
术
方
案
目 录
技
术
方
案
目 录
第一章 系统总体设计 3
1.1需求分析 3
1.2系统简介 4
1.3设计依据 5
1.4设计原则和目标 6
1.5系统构成 8
1.6技术特点及指标 11
第二章 系统设计 13
2.1前端系统设计 13
1.1需求分析 3
1.2系统简介 4
1.3设计依据 5
1.4设计原则和目标 6
1.5系统构成 8
1.6技术特点及指标 11
第二章 系统设计 13
2.1前端系统设计 13
2.1.1前端子系统构建的关键点 14
2.1.2核心系统设备 15
第三章 设备配置清单 （以一个监测点双向4车道为例） 21
第一章 系统总体设计
1.1需求分析
车辆超速驾驶行为是引发交通事故的重要因素，也是普遍存在的问题。由于车速快，司机对路面情况、前方车辆、行人等各种情况的反应时间短，同时由于车速快而导致在发生紧急情况时制动距离长，轻者造成追尾，车辆受到损坏；重者导致人身伤亡，给社会和家庭带来重大损失和痛苦。据统计，交通事故中有10％以上是由于超速而引起的。及时发现超速，并对其进行批评、教育、经济处罚是减少超速违法行为、维护道路安全的重要手段。因此，必须采取有效手段，严肃治理违法超速行驶行为，使驾驶员严格按道路限速规定要求行驶，减少由于超速引起的交通事故与违法现象。
由此可见利用现代高新技术，建设一套完善的超速驾驶行为自动记录和取证、处罚系统，是实现有效的交通管理和监控，降低超速交通事故的主要手段。系统建成后，可有效检测和记录各路段超速行驶的车辆，对违法行驶驾驶员进行教育和处罚，最终达到让驾驶员自觉遵纪
2.1.2核心系统设备 15
第三章 设备配置清单 （以一个监测点双向4车道为例） 21
第一章 系统总体设计
1.1需求分析
车辆超速驾驶行为是引发交通事故的重要因素，也是普遍存在的问题。由于车速快，司机对路面情况、前方车辆、行人等各种情况的反应时间短，同时由于车速快而导致在发生紧急情况时制动距离长，轻者造成追尾，车辆受到损坏；重者导致人身伤亡，给社会和家庭带来重大损失和痛苦。据统计，交通事故中有10％以上是由于超速而引起的。及时发现超速，并对其进行批评、教育、经济处罚是减少超速违法行为、维护道路安全的重要手段。因此，必须采取有效手段，严肃治理违法超速行驶行为，使驾驶员严格按道路限速规定要求行驶，减少由于超速引起的交通事故与违法现象。
由此可见利用现代高新技术，建设一套完善的超速驾驶行为自动记录和取证、处罚系统，是实现有效的交通管理和监控，降低超速交通事故的主要手段。系统建成后，可有效检测和记录各路段超速行驶的车辆，对违法行驶驾驶员进行教育和处罚，最终达到让驾驶员自觉遵纪
守法、遵章驾驶的目的，在降低交通事故发生率，提高安全和畅通行车能力等方面具有深远的意义。
智能超速抓拍系统应用雷达测速仪、变频 摄像机和智能视频触发技术,对行驶车辆(8km/h-320km/h)进行全天候24小时连续监控，对违法超速行驶车辆进行抓拍，获得清晰的车辆全貌图像和车牌图像，同时在超速车辆的图像上，记录车辆违章的时间、地点以及车速。
1.2系统简介
智能超速抓拍系统采用仅有4°的小角度雷达测速，自动识别所有通过设定区域内的车辆，监测其行驶速度，完全避免了使用其它广角度雷达受相邻车道车辆影响测速不准确因素；当检测出违章超速行驶车辆时，将违章车辆号码、时间、地点、车速等信息叠加到图片上并实时传送到中心或后端检查站，同时将系统抓拍到的该车两幅图片，经远程传输后存入后端工控机并根据用户需要提供终端触摸屏查询。
管理系统是DSP硬件识别仪为核心，以光纤或无线网络技术为基础，结合远程数据库技术而构建的城市交通治安综合管理系统。管理计算机使用SQL数据库管理系统对车辆通行数据进行存贮和管理，可方便地实现系统的各项功能。
1.3设计依据
智能超速抓拍系统应用雷达测速仪、变频 摄像机和智能视频触发技术,对行驶车辆(8km/h-320km/h)进行全天候24小时连续监控，对违法超速行驶车辆进行抓拍，获得清晰的车辆全貌图像和车牌图像，同时在超速车辆的图像上，记录车辆违章的时间、地点以及车速。
1.2系统简介
智能超速抓拍系统采用仅有4°的小角度雷达测速，自动识别所有通过设定区域内的车辆，监测其行驶速度，完全避免了使用其它广角度雷达受相邻车道车辆影响测速不准确因素；当检测出违章超速行驶车辆时，将违章车辆号码、时间、地点、车速等信息叠加到图片上并实时传送到中心或后端检查站，同时将系统抓拍到的该车两幅图片，经远程传输后存入后端工控机并根据用户需要提供终端触摸屏查询。
管理系统是DSP硬件识别仪为核心，以光纤或无线网络技术为基础，结合远程数据库技术而构建的城市交通治安综合管理系统。管理计算机使用SQL数据库管理系统对车辆通行数据进行存贮和管理，可方便地实现系统的各项功能。
1.3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）《公路交通安全设施设计技术规范》（JTJ 074-2003）
（4）《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》GA/T497-2004
（5）《民用闭路电视系统工程技术规范》GB50198-94
（6）《安防视频监控系统技术要求》GA/T 367-2001
（7）《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92
（8）《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90.92
（9）机动车、驾驶员及违法管理等相关数据库规范2004版
（10）《道路交通标志和标线》GB5768
1.4设计原则和目标
设计原则：
先进性
工程应用应该以成熟可靠为首选原则，同时系统设计和设备选型应与技术发展方向相适应，以保证其技术使用寿命和后期投资的可延续性。
（2）《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》
（3）《公路交通安全设施设计技术规范》（JTJ 074-2003）
（4）《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》GA/T497-2004
（5）《民用闭路电视系统工程技术规范》GB50198-94
（6）《安防视频监控系统技术要求》GA/T 367-2001
（7）《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92
（8）《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90.92
（9）机动车、驾驶员及违法管理等相关数据库规范2004版
（10）《道路交通标志和标线》GB5768
1.4设计原则和目标
设计原则：
先进性
工程应用应该以成熟可靠为首选原则，同时系统设计和设备选型应与技术发展方向相适应，以保证其技术使用寿命和后期投资的可延续性。
实用性
系统应力求实用，在满足功能的前提下操作简单、结构清晰，维护方便。
经济性
按实际的需要，合理选取价格性能比最优的设备，符合低投入高产出的原则。
系统建成后可取得以下目标：
有效检测和记录各路段超速、超载行驶的车辆；
及时通报路况、车流等相关交通信息；
及时矫正违法违章驾驶行为；
根本降低事故发生概率和公安干警劳动强度；
极大提高道路通过和利用能力以及交警工作效益效率；
努力强化智能交通、科技强警意识；
彰显交警公正、标准执法形象；
协助相关单位查究违法违章车辆和人员，并为侦破刑事案件提供相关证据；
1.5系统构成
系统以DSP硬件识别仪为核心，辅以小角度雷达测速为基础，结合大型数据库技术而构建的
系统应力求实用，在满足功能的前提下操作简单、结构清晰，维护方便。
经济性
按实际的需要，合理选取价格性能比最优的设备，符合低投入高产出的原则。
系统建成后可取得以下目标：
有效检测和记录各路段超速、超载行驶的车辆；
及时通报路况、车流等相关交通信息；
及时矫正违法违章驾驶行为；
根本降低事故发生概率和公安干警劳动强度；
极大提高道路通过和利用能力以及交警工作效益效率；
努力强化智能交通、科技强警意识；
彰显交警公正、标准执法形象；
协助相关单位查究违法违章车辆和人员，并为侦破刑事案件提供相关证据；
1.5系统构成
系统以DSP硬件识别仪为核心，辅以小角度雷达测速为基础，结合大型数据库技术而构建的
大型 功能交通安全管理系统。测速前端系统由全景摄像机、车道摄像头、DSP车牌识别器、测速雷达、测速点现场工控机、传输设备组成。
1．4°小角度雷达测速单元：
固定式"火花"雷达是俄罗斯军工产品，在俄罗斯市场占有率为50%，经公安部交通安全产品质量监督检测中心检测，它符合GA297-2001标准。它异常狭窄的发射角度，可在 公路、国道、城市内测速取证而不受相邻车辆行驶干扰。
1．4°小角度雷达测速单元：
固定式"火花"雷达是俄罗斯军工产品，在俄罗斯市场占有率为50%，经公安部交通安全产品质量监督检测中心检测，它符合GA297-2001标准。它异常狭窄的发射角度，可在 公路、国道、城市内测速取证而不受相邻车辆行驶干扰。
2．车牌识别模块
由车牌定位算法和车牌识别算法组成，本系统用于识别车牌字符的OCR技术以通用OCR算法为基础，并针对车牌字符特征进行了优化.
3．灯光控制模块
针对天气和时间变化的需要，灯光和光圈控制模块可以调节摄像头的光圈，并控制对准车辆的灯光的开启和关闭，采用LED高亮度照明灯。
查询车辆的违章记录4．软件业务接口模块
该系统提供的软件业务接口模块允许其它公安业务系统与该系统接口，调动所有的业务资源为社会治安管理服务，包括车辆归属的查询、车主身份的查询、其它关联业务调度等。
由车牌定位算法和车牌识别算法组成，本系统用于识别车牌字符的OCR技术以通用OCR算法为基础，并针对车牌字符特征进行了优化.
3．灯光控制模块
针对天气和时间变化的需要，灯光和光圈控制模块可以调节摄像头的光圈，并控制对准车辆的灯光的开启和关闭，采用LED高亮度照明灯。
查询车辆的违章记录4．软件业务接口模块
该系统提供的软件业务接口模块允许其它公安业务系统与该系统接口，调动所有的业务资源为社会治安管理服务，包括车辆归属的查询、车主身份的查询、其它关联业务调度等。
5．数据库业务接口模块
该系统提供数据库业务接口，可以将系统的数据库资料提供给其它业务软件，供它们调用，实现数据共享。
1.6技术特点及指标
1. 技术特点
（1）高可靠的车牌号码识别
实时检测和记录通过车辆的有关信息，自动识别车牌号码。在黑天和雨雾天气也能够正常识别。
系统在实时记录通过的车辆图像时，能够识别0～9十个阿拉伯数、A～Z二十六个大写字母以及相关的汉字－京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、2004式新军牌、警、学、特、使、领、港、澳等。
（2）视频触发
避免线圈触发的弊端（断路施工、线圈因道路变形而变化）。
（3）高精确测速，
该系统提供数据库业务接口，可以将系统的数据库资料提供给其它业务软件，供它们调用，实现数据共享。
1.6技术特点及指标
1. 技术特点
（1）高可靠的车牌号码识别
实时检测和记录通过车辆的有关信息，自动识别车牌号码。在黑天和雨雾天气也能够正常识别。
系统在实时记录通过的车辆图像时，能够识别0～9十个阿拉伯数、A～Z二十六个大写字母以及相关的汉字－京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、2004式新军牌、警、学、特、使、领、港、澳等。
（2）视频触发
避免线圈触发的弊端（断路施工、线圈因道路变形而变化）。
（3）高精确测速，
采用通过国家认证的测速雷达，不受相邻车道干扰。
（4） 数据处理和控制，
有能力处理大流量情况，不会影响业务或交通。
（5）实时数据传输
通过IP接口，中心计算机和后端检查站能够设置前端监测点计算机的数据上传形式和数据类别，并将信息进行记录和处理。
（6）数据库管理
管理软件可定时对车辆通行记录进行统计，得到不同路口平均车流量、小时平均车流量、日平均车流量、月平均车流量等统计数据以供管理人员参考。
（7） 系统报警
对超速车辆、系统黑名单车辆，自动向指挥中心报警，并上传相关数据。
（8）系统远程管理维护
通过网上任意一台经过授权的计算机，对系统进行维护。
2. 主要技术指标
（1）车牌识别率
（4） 数据处理和控制，
有能力处理大流量情况，不会影响业务或交通。
（5）实时数据传输
通过IP接口，中心计算机和后端检查站能够设置前端监测点计算机的数据上传形式和数据类别，并将信息进行记录和处理。
（6）数据库管理
管理软件可定时对车辆通行记录进行统计，得到不同路口平均车流量、小时平均车流量、日平均车流量、月平均车流量等统计数据以供管理人员参考。
（7） 系统报警
对超速车辆、系统黑名单车辆，自动向指挥中心报警，并上传相关数据。
（8）系统远程管理维护
通过网上任意一台经过授权的计算机，对系统进行维护。
2. 主要技术指标
（1）车牌识别率
在正常车牌清洁程度情况下，平均字母和数字识别率可达到95%以上、汉字识别率90%以上。
（2）测速识别器技术参数
车牌定位正确率 > 98%\
（2）测速识别器技术参数
车牌定位正确率 > 98%\
捕捉车辆成功率：> 95%\
车牌识别率：白天> 95% 夜晚>88% （整牌含汉字）\
测速速度 < 0.1秒\
识别速度 < 0.2秒\
适应车速范围： < 250公里/小时\
分辨率768*576\
象素768 × 576\
0.08 LUX(彩)\
480线\
-40℃－+70℃
第二章子系统设计
2.1前端系统设计
车辆通过监控点通过图像触发抓拍车牌图像，并在识别器进行识别，将车牌识别结果和实时雷达测速取值上传到监控点工控机。
当前端报警车辆数据传输到后端系统数据库内，自动存贮为黑名单车辆，一旦通行车辆驶入后端检查站，预设在检查站的车牌识别仪立即得出识别结果，与黑名单进行比对，系统可判断出该车是否超速或为可疑车辆，如果是，提醒执法人员拦截稽查。
2.1.1前端子系统构建的关键点
1、前端识别仪的稳定运行：本产品是基于嵌入式系统平台开发的电子产品，在正常工作条件下、可以保证连续100000小时的无故障运行。
2、 前端工控机的稳定运行：由于计算机的复杂性，以及操作系统本身的缺陷，对此我们采用硬件看门狗的方式，由前端的系统软件复杂与硬件看门狗通讯，一旦出现计算机或软件死机，系统将自动重启，保证系统连续运行。
第二章子系统设计
2.1前端系统设计
车辆通过监控点通过图像触发抓拍车牌图像，并在识别器进行识别，将车牌识别结果和实时雷达测速取值上传到监控点工控机。
当前端报警车辆数据传输到后端系统数据库内，自动存贮为黑名单车辆，一旦通行车辆驶入后端检查站，预设在检查站的车牌识别仪立即得出识别结果，与黑名单进行比对，系统可判断出该车是否超速或为可疑车辆，如果是，提醒执法人员拦截稽查。
2.1.1前端子系统构建的关键点
1、前端识别仪的稳定运行：本产品是基于嵌入式系统平台开发的电子产品，在正常工作条件下、可以保证连续100000小时的无故障运行。
2、 前端工控机的稳定运行：由于计算机的复杂性，以及操作系统本身的缺陷，对此我们采用硬件看门狗的方式，由前端的系统软件复杂与硬件看门狗通讯，一旦出现计算机或软件死机，系统将自动重启，保证系统连续运行。
3、 数据传输和共享的安全性：基于对公安系统网络安全的考虑，在软件开发时已经采用了通讯程序协议加密、数据加密、网络端口扫描监测等技术，不会出现由于软件自身缺陷造成可能的外部入侵。
4、 数据查询：一般来说，所有的查询指令都是由指挥中心或后端检查站发出的，前端子系统只负责将查询结果上传到后端，以此方式来减轻服务器的工作负担。
2.1.2核心系统设备
1. DSP硬件识别仪
本系统的核心产品是一种以计算机视觉和模式识别科学为理论依据，并辅以多种工程学标准，开发的最新型的光、机、电一体化的高科技产品。由于有科学的理论指导并采用了众多的新技术使其具有科学上的先进性，合理的设计使其具有全天候野外工作能力。
2． 识别仪专用光线调节模块
此产品是我公司针对摄像机的识别效果，而特定研制的摄像头控制模块，它的研制成功改变了以往摄像机对光线的苛求，可以根据拍摄图像中车辆特征的效果自动调整快门速度和曝光强度，并可自动控制补光照明设备的开启和关闭，可以适应清晨、正午、傍晚、夜晚、夕照、车辆大灯等各种不同光照条件。
4、 数据查询：一般来说，所有的查询指令都是由指挥中心或后端检查站发出的，前端子系统只负责将查询结果上传到后端，以此方式来减轻服务器的工作负担。
2.1.2核心系统设备
1. DSP硬件识别仪
本系统的核心产品是一种以计算机视觉和模式识别科学为理论依据，并辅以多种工程学标准，开发的最新型的光、机、电一体化的高科技产品。由于有科学的理论指导并采用了众多的新技术使其具有科学上的先进性，合理的设计使其具有全天候野外工作能力。
2． 识别仪专用光线调节模块
此产品是我公司针对摄像机的识别效果，而特定研制的摄像头控制模块，它的研制成功改变了以往摄像机对光线的苛求，可以根据拍摄图像中车辆特征的效果自动调整快门速度和曝光强度，并可自动控制补光照明设备的开启和关闭，可以适应清晨、正午、傍晚、夜晚、夕照、车辆大灯等各种不同光照条件。
3． 全景摄像机、视频测速识别仪专用摄像头的防护外壳
考虑到公路道路特点、气候条件和道路交通情况以及用户需求。所以我们对设备采用高品质的IP66级防水、恒温防护外壳。
4． 车牌识别专用摄像机
采用日本SONY公司生产的低照度彩摄像机。此产品具有安装调试方便、故障率低、信噪比高、低照度、价格合理等多项优点。
5． 全景摄像机
采用SONY公司生成的低照度彩摄像机。此产品具有安装调试方便、故障率低、信噪比高、低照度、价格合理等多项优点。
6． 电源模块
采用北京益弘泰科技发展有限责任公司的AC/DC模块。
技术指标：220VAC50HZ\12VDC\15W\3C认证
7． 光源
采用美国LUMILEDS生产的大功率白光LED灯,特点是高亮度与寿命长。
8． 工控机
考虑到公路道路特点、气候条件和道路交通情况以及用户需求。所以我们对设备采用高品质的IP66级防水、恒温防护外壳。
4． 车牌识别专用摄像机
采用日本SONY公司生产的低照度彩摄像机。此产品具有安装调试方便、故障率低、信噪比高、低照度、价格合理等多项优点。
5． 全景摄像机
采用SONY公司生成的低照度彩摄像机。此产品具有安装调试方便、故障率低、信噪比高、低照度、价格合理等多项优点。
6． 电源模块
采用北京益弘泰科技发展有限责任公司的AC/DC模块。
技术指标：220VAC50HZ\12VDC\15W\3C认证
7． 光源
采用美国LUMILEDS生产的大功率白光LED灯,特点是高亮度与寿命长。
8． 工控机
即基于PC总线的工业电脑。采取全钢机壳、机卡压条过滤网，双正压风扇等设计及EMC技术以解决工业现场包括公路现场的电磁干扰、震动、灰尘、高／低温等问题。
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