【飛暢科技】高清電子警察系統(tǒng)解決方案

瀏覽次數(shù)：發(fā)布時(shí)間：2020-07-02

高清電子警察對(duì)機(jī)動(dòng)車闖紅燈行為進(jìn)行不間斷自動(dòng)檢測(cè)和記錄，通過(guò)立法對(duì)機(jī)動(dòng)車闖紅燈行為進(jìn)行處罰，是遏制機(jī)動(dòng)車闖紅燈行為的重要手段，進(jìn)而改善城市道路交通環(huán)境，提升公眾出行安全系數(shù)。

產(chǎn)生背景

城市道路交通安全是城市公共交通安全的重要分支。隨著機(jī)動(dòng)車輛大規(guī)模普及應(yīng)用，各種與機(jī)動(dòng)車有關(guān)的違法事件開(kāi)始滋生蔓延。以此衍生的道路交通安全問(wèn)題日益成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的一個(gè)重要制約因素。收集、統(tǒng)計(jì)和分析道路交通事故，發(fā)現(xiàn)大部分交通事故都是因?yàn)闄C(jī)動(dòng)車違章行駛而引起，尤以在交叉路口或路段上機(jī)動(dòng)車闖紅燈造成的事故所占比例最大。建設(shè)闖紅燈自動(dòng)記錄系統(tǒng)（俗稱電子警察），對(duì)機(jī)動(dòng)車闖紅燈行為進(jìn)行不間斷自動(dòng)檢測(cè)和記錄，通過(guò)立法對(duì)機(jī)動(dòng)車闖紅燈行為進(jìn)行處罰，是遏制機(jī)動(dòng)車闖紅燈行為的重要手段，進(jìn)而改善城市道路交通環(huán)境，提升公眾出行安全系數(shù)。

系統(tǒng)概述高清電警、智能卡口是智能交通應(yīng)用重要板塊，一般分前端采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、綜合監(jiān)管中心三部分構(gòu)成。通過(guò)交通違法取證、車輛通行記錄、交通流量檢測(cè)等主要功能來(lái)有效規(guī)范駕駛員駕駛習(xí)慣和行為，同時(shí)也能幫助公安部門有效打擊超速、盜搶、黑名單機(jī)動(dòng)車犯罪、查緝交通肇事逃逸案件、分析交通狀況、加強(qiáng)治安管理等各種違法行為提供信息，為各地公安及交警部門進(jìn)行交通管理提供重要線索和依據(jù)。

系統(tǒng)需求

1. 現(xiàn)場(chǎng)攝像頭接入較多，視頻流向多路。

2. 保證視頻圖像傳輸穩(wěn)定、不頓卡、不丟包。

3. 現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)試簡(jiǎn)單，易維護(hù)。

4. -40°C-75°C環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/strong>

設(shè)計(jì)原則

（1）先進(jìn)性：高清電子警察前端系統(tǒng)采用高清一體化攝像機(jī)替代模擬攝像機(jī)+工控機(jī)模式，是系統(tǒng)先進(jìn)性最重要的體現(xiàn)。

（2）實(shí)用性：高清電子警察前端系統(tǒng)符合GA/T 496-2009公安部最新標(biāo)準(zhǔn)，能為交警用戶準(zhǔn)確捕獲、抓拍、記錄闖紅燈行為。

（3）可靠性：高清電子警察前端系統(tǒng)廣泛采用嵌入式技術(shù)，擯棄了工控機(jī)模式，無(wú)論是前端設(shè)備使用壽命，還是抗惡劣環(huán)境等方面，可靠性都得到質(zhì)的飛躍，符合室外電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。

（4）經(jīng)濟(jì)性：采用嵌入式一體化高清攝像機(jī)取代數(shù)碼相機(jī)，LED低功耗補(bǔ)光燈取代閃光燈，設(shè)備使用壽命明顯變長(zhǎng)，產(chǎn)品更換周期明顯縮短，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性顯著提高。

（5）安全性：高清電子警察前端系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加密傳輸，保障了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。通過(guò)水印技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)防篡改功能，確保數(shù)據(jù)作為證據(jù)的可信性。

（6）易維護(hù)性：高清電子警察前端系統(tǒng)所包含的設(shè)備數(shù)量少，一體化高清攝像機(jī)接受軟件平臺(tái)的集中管理，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程升級(jí)、維護(hù)和自動(dòng)校時(shí)。

分類：

市場(chǎng)上流行的電子警察有四種：線圈觸發(fā)電子警察、視頻觸發(fā)電子警察、線圈—視頻混合觸發(fā)電子警察和電子警察一體機(jī)。

優(yōu)點(diǎn)：

（1）2.1單張高清照片包含闖紅燈行為三要素：

標(biāo)清電子警察需要兩張照片，一張為全景照片（記錄闖紅燈過(guò)程，看不清車牌），一張為特寫(xiě)照片（僅能看清車牌），違法證據(jù)需要連續(xù)2-3張全景照片和1張?zhí)貙?xiě)照片組成，全景和特寫(xiě)照片分辨率僅為768*576，清晰度約為400-600線；高清電子警察拍攝2-3張連續(xù)的高清照片，每張照片均同時(shí)包括號(hào)牌號(hào)碼、停止線和紅燈信號(hào)三要素，單張照片分辨率達(dá)到1600*1200，清晰度超過(guò)960線，提高違法取證防抵賴性，更有利于違法取證。如下圖所示：

（2）2.2單像機(jī)同時(shí)輸出高清照片和高清視頻

標(biāo)清電子警察需要一只全景像機(jī)輸出動(dòng)態(tài)視頻來(lái)記錄機(jī)動(dòng)車闖紅燈過(guò)程。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)除了能輸出高清照片，還能同時(shí)輸出一段高清視頻，記錄機(jī)動(dòng)車闖紅燈過(guò)程。一方面增強(qiáng)違法照片的說(shuō)服力，另一方面減少攝像機(jī)數(shù)量，降低故障點(diǎn)數(shù)量。

（3）2.3閃光燈硬件同步曝光

傳統(tǒng)標(biāo)清電子警察系統(tǒng)攝像機(jī)不具備閃光燈同步接口，由第三方外部電路+軟件控制來(lái)實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)與閃光燈的同步，同步效果不理想，受限度大。高清電子警察系統(tǒng)采用CCD電子快門直接控制閃光燈硬件同步曝光，可達(dá)到嚴(yán)格同步。

（4）2.4前端照片合成疊加預(yù)處理

按GA/T 496-2009 4.3.2節(jié)要求，一次闖紅燈行為所產(chǎn)生的3張照片記錄要求合成為1張圖片。電子警察業(yè)務(wù)處理機(jī)將完成這該功能，將高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)抓拍的3張200萬(wàn)像素高清照片合成處理為1張圖片，并完成時(shí)間、地點(diǎn)、方向和車道等信息疊加。圖片合成后，不出現(xiàn)原始圖片遺漏、錯(cuò)位等問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)合成示意圖如下所示：

系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

監(jiān)控中心部署電子警察軟件平臺(tái)（含服務(wù)器）、操作終端、打印機(jī)等。軟件平臺(tái)集中管理全網(wǎng)電子警察前端設(shè)備，操作終端用于違法人工處理，打印機(jī)用于打印違法罰單。

所有路口的電子警察系統(tǒng)全部采用獨(dú)立光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)，也可選配CDMA、3G等無(wú)線傳輸方式為光纖傳輸提供冗余通信線路。

每方向一套電子警察業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)，多個(gè)方向的電子警察業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)通過(guò)路口局域網(wǎng)互聯(lián)至一個(gè)總出口，安裝1臺(tái)光纖收發(fā)器，通過(guò)獨(dú)立光纖匯聚到監(jiān)控中心。

主要包括一體化高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、補(bǔ)光燈、電子警察業(yè)務(wù)處理機(jī)、紅綠燈信號(hào)檢測(cè)器、車檢器、地感線圈、交換機(jī)、光纖收發(fā)器、UPS電源及其它工程用料。示意圖如下：

大型路口間距較寬，超五類線連接距離受限，借助每個(gè)方向的交換機(jī)進(jìn)行互聯(lián)。

小型路口間距較窄，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和電子警察業(yè)務(wù)處理機(jī)直接于匯聚點(diǎn)交換機(jī)連接即可。

邏輯功能主要包括圖像采集單元，前端處理單元，后臺(tái)處理單元，飛現(xiàn)場(chǎng)處理系統(tǒng)，聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成綜合管理平臺(tái)。

性能指標(biāo)

（1）抓拍關(guān)鍵要素：紅燈信號(hào)、停止線、機(jī)動(dòng)車外觀、號(hào)牌、顏色和闖紅燈過(guò)程。

（2）違法記錄組成：3張200萬(wàn)照片+1段動(dòng)態(tài)視頻。第1張為機(jī)動(dòng)車壓在停止線上，第2、3張為機(jī)動(dòng)車已越過(guò)停止線。照片合成在前端電子警察業(yè)務(wù)處理機(jī)完成。

（3）車速捕獲范圍：實(shí)測(cè)5～200KM/h范圍內(nèi)均可捕獲車輛，闖紅燈機(jī)動(dòng)車捕獲率達(dá)到99%。

（4）圖像采集響應(yīng)速度：≤1ms。

（5）最小抓拍間隔：70ms。

（6）圖片壓縮方式：JPEG。分辨率1600*1200。

（7）視頻壓縮方式：H.264。僅記錄闖紅燈過(guò)程的視頻，分辨率為200萬(wàn)像素；全程記錄視頻，分辨率為4CIF。

（8）圖像存儲(chǔ)容量：≥120萬(wàn)份記錄。前端插8GB容量SD卡可緩存1萬(wàn)份記錄。

（9）動(dòng)態(tài)視頻存儲(chǔ)容量：按每點(diǎn)30天設(shè)計(jì)。

（10）補(bǔ)光燈壽命：≥500萬(wàn)次。

（11）工作溫度、工作濕度：無(wú)加熱、散熱裝置時(shí)，-10℃～+60℃。10%～95%。

應(yīng)用方案

電子警察用于交叉路口或路段對(duì)闖紅燈行為進(jìn)行記錄，因此，通常情況下是十字路口或丁字路口，少有情況為直行路段。如下圖所示：

方案特點(diǎn)

> 本方案采用全千兆方案，并靈活利用SW-RING環(huán)網(wǎng)和星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，保障高清視頻流暢性和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。

> 應(yīng)用PoE供電方式很好簡(jiǎn)化在前端接入的施工布線工作，同時(shí)有效避免商用PoE通信產(chǎn)品容易燒設(shè)備的情況。

> 產(chǎn)品嚴(yán)格按照工業(yè)4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，能在戶外高低溫、強(qiáng)電磁干擾等諸多不確定惡劣環(huán)境中穩(wěn)定工作。

> 支持VLAN、IGMP Snooping、流量控制等多種網(wǎng)管能力保證視頻穩(wěn)定高效傳輸。

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