2020-03-28 23:34:32 青松來了

行業背景

隨著城市建設的飛速發展和人民生活水平的不斷提高，城市管理面臨越來越大的挑戰。人員的大量流動和機動車大量增加，給城市帶來的經濟繁榮的同時也存在了大量的治安問題以及道路交通問題。同時城市的規模都在不斷的擴大，傳統的人工管理方式已經越來越不適應城市管理的發展。針對這一系列問題，公安部在近年一直大力推廣數字化聯網的大規模平安城市監控系統，並且推出了新的國家級標準GB/T 28181-2011《安全防範視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》規範以及GA/T 669系列標準《城市監控報警聯網系統系列標準》和《公安信息通信網邊界接入平臺安全規範》，對平安城市系統有了更為詳細的規範和要求。

n 規範平安城市安防管理系統建設規範，提高城市的信息化程度和監管工作效率，縮短應對城市管理突發事件的響應時間。保證城市居民和城市道路車輛行人的人身財產安全。

n 根據城市的管理的需求，可以構建以派出所、縣級公安部門、市級公安部門的多級聯網城市安防綜合管理系統。

n 針對城市道路的關鍵路段設置卡口系統、電子警察系統，針對人流密集的公共廣場設置治安監控系統以及制高點監控。採用地感線圈、RFID無線、3G通訊、聯動報警技術結合同方的安全加密智能高清的視頻監控系統，實現具備各種視頻安防監控、道路卡口監控、電子警察執法、各種報警信息聯動、110自動報警、多級平臺管理等功能，實現綜合的平安城市綜合管理解決方案。

系統架構圖

平安城市綜合管理系統，主要包括以下幾個部分：道路卡口系統、電子警察系統、治安監控系統、城市制高點監控系統、區域派出所監控中心、縣級監控中心。

系統整體邏輯圖：

系統設備連接詳圖：

卡口系統：

高清智能卡口系統在任何氣候條件下，能夠對監控路面過往的每一輛機動車的前部特徵圖像、前排駕乘人員相貌特徵和車輛全景圖像進行連續全天候實時記錄，計算機根據所拍攝的圖像進行車牌自動識別，並能進行車輛動態布控，對被盜搶、違法黑名單、肇事逃逸、作案嫌疑車輛、違法超速車輛等違法行為進行報警，通過公安網絡將各個監控點信息傳送到後臺數據處理中心，對處罰提供全景照片及車牌特寫照片。有關操作系統、數據庫軟件優先使用linux系統、Oracle 10g或以上版本。

高清智能卡口系統要求採用窄波束雷達檢測方式，單獨的200W高清抓拍單元覆蓋1車道，另外每一個方向採用一臺不低於200W像素的全景槍式攝像機對該路口進行實時錄像，抓拍與錄像分離互補，對縣區重要出入口及主要幹道進行實時管理，實現高質量的自動抓拍、自動識別、自動比對、自動報警、軌跡回放等功能，能夠做到“車輛留牌號、違章能查出、犯罪能取證、軌跡能刻畫。

系統主要功能:

Ø 車輛捕獲功能。

Ø 速度測定功能。

Ø 車輛信息記錄功能。

Ø 違法超速車輛信息記錄功能。

Ø 號牌自動識別功能。

Ø 布控/撤控功能。

Ø 車輛比對報警功能。

Ø 圖像記錄防篡改功能。

Ø 系統管理功能。

Ø 數據存儲功能

Ø 斷點續傳功能。

Ø 流量統計功能。

Ø 查詢統計功能。

Ø 系統擴展功能。

Ø 外部關聯功能。

系統總體結構:

系統主要組成部分：

Ø 前端設備子系統

在抓拍現場需要安裝車輛自動檢測、高清圖像抓拍、智能頻閃燈、電源等設備，這些設備的有機結合構成了前端設備子系統。

一般一個前端子系統負責4-6車道行駛車輛進行監視記錄，設備可以疊加。

Ø 數據傳輸子系統

在指揮中心與路口現場之間需要建立光纖網數據傳輸子系統，以實現遠程車輛信息傳輸等功能。

數據傳輸子系統包括通信線路、通信終端設備（如光端機）、路由器、交換機等，本項目採用光纖網傳輸方式。

Ø 中心服務與數據存儲子系統

在指揮中心需要安裝數據庫服務器、管理服務器、比對服務器、WEB軌跡系統服務器、系統維護管理終端等設備以及相關的軟件來構成中心服務與數據存儲子系統。

電子警察系統：

高清闖紅燈電子警察違法抓拍和自動記錄系統作為城市道路交通指揮調度系統的一個重要的組成部分。其在遏制交通違法行為、提高交警執法力度及交通疏導和流量統計等方面都發揮重要的作用。各種道路交通違法行為，已經成為嚴重影響道路使用效率，難以徹底根除的頑疾。為了有效地監控城市道路交通狀況，進一步預防、減少交通違法行為，高清闖紅燈電子警察違法抓拍系統將發揮及其重要的作用。

通過各相關部門近幾年的共同建設，闖紅燈電子警察系統已經成為非現場執法技術手段中的一個重要組成部分，為公安交警部門有效地杜絕和減少機動車闖紅燈等違章行為起到了積極的作用,並在現代交通執法中得到了大量的應用，取得了很大成效。在加快城市交通管理系統的信息化、智能化進程中，對於在現有的城建規模上提高城市路網的通行能力，保證車輛的安全行駛，提高管理交通系統的效率和執行力等方面，闖紅燈電子警察系統顯得極為重要。

系統建設要求：

電子警察系統能夠對道路上行駛的車輛目標24小時不間斷地進行監視，如實記錄每個目標的特徵信息，對違法車輛進行記錄和抓拍，對正常通過的車輛進行記錄，對監控範圍內的交通事件進行檢測，同時能通過網絡向後端（指揮中心）傳遞數據。該系統綜合了計算機視覺、人工智能機動車牌照模式識別、大型數據庫管理等技術。

前端系統採用視頻檢測技術，檢測方式：視頻檢測方式。對路口通行車輛進行檢測，使用不低於二百萬像素CCD工業級高清攝像機（200w拍攝兩車道，500w拍攝三車道）採集圖片，並抓拍車輛闖紅燈及利用綠燈相位、非機動車道等違法通行的各種違法，自動生成闖紅燈等違法車輛的地點、方向、車道、日期與時間等字符信息併疊加在拍攝的圖片上。同時對所有行駛的車輛進行實時記錄，車輛違法圖片最大不得超過400K。

系統使用1臺200萬像素CCD攝像機監管2個標準車道，3個標準車道則採用1臺500萬像素CCD攝像機監管的方式，更多標準車道或非標準車道的監管視情選擇更多攝像機數量或更高像素的攝像機類型。優先採用集圖像採集、圖像處理、號牌識別等功能為一體的嵌入式設備，具備數據存儲功能，存儲時間不低於7天，應具備快速以太網接口、RS232/485接口。應到現場勘察，掌握路口實際情況。

系統根據實際情況增加必需的視頻輔助照明和視頻抓拍補光，要防止眩光，並採取措施減少對周邊環境的影響，不得影響駕駛員安全駕駛。在標註的適用條件下，機動車闖紅燈捕獲率應不小於95%，闖紅燈記錄有效率應不小於95%。

系統各部分介紹：

Ø 成像器件：高清CCD 攝像機

闖紅燈違法監測系統中，高清之路有兩種器件可以選擇，CMOS 和CCD。因CMOS成像質量要比CCD差，目前500萬、200萬像素高清CCD網絡攝像機在作為成像器件的主導，採用500萬、200萬CCD彩色網絡攝像機，其成像逼真、穩定可靠、性價比高。因其採用以太網數據傳輸，組網方式方便，抓拍主機即可考慮放置前端，也可考慮放置中心集中管理。500 萬CCD 攝像機其實際有效分辨率最大為3744x1408 點，200 萬CCD 攝像機其實際有效分辨率最大為1920×1080 點，每張抓拍的單幅圖片都可以清晰看到紅燈燈態、停車線、車牌號碼等。因此摒棄了傳統標清模擬攝像機採用遠近景結合的做法，大大提高了成像質量，避免了對違法信息爭議問題。同時單臺500萬CCD攝像機完全可以兼顧3條車道，200萬CCD攝像機完全可以兼顧2條車道，提供更加優化的系統配置。

Ø 車輛檢測：高清動態跟蹤視頻檢測

採用單臺高清CCD攝像機既用與成像，又用於視頻車輛檢測。

採用視頻車輛檢測技術，結合了車牌與車輛輪廓雙重校驗機制，確保車輛檢測精度。通過高清CCD攝像機連續生成圖片，然後通過逐張圖片進行比較分析。

若圖片背景發生變化後，啟動車牌查找，若找到車牌即鎖定車牌進行車輛跟蹤，對整個車輛行駛軌跡作出分析和判斷；若沒有找到車牌，即對物體輪廓進行跟蹤，直至車輛消失視野範圍。

Ø 控制處理器: 非X86系統

控制主機實現對檢測部分採集的數據進行運算處理，分析違法過程，觸發拍攝部分進行抓拍、壓縮記錄數據、號牌識別、實施網絡數據傳輸等。

以前使用的普通X86工控機來實現，兼容性、風扇、Windows操作系統都是工控機存在的不穩定因素。我公司基於城市交通對闖紅燈自動記錄系統的高標準需求，完全為交通行業量身定製了一款Linux(非 x86)處理器，採用最先進的數字處理技術，將控制系統完全固化到電子芯片中，屬於純硬件抓拍系統，在提高系統穩定性的同時，也大大提高系統的抓拍效力。

Ø 補光方式：LED 燈

為了保證闖紅燈自動記錄系統能夠全天候提供清晰可見的違法圖片，我們需要在夜間對環境進行補光，我們量身定製了一款LED 燈。這種補光燈可以與我們的高清攝像機進行同步控制，提供連續的高速連續閃光。我們用肉眼看去是一個常亮的補光燈，但實際其在快速閃爍。這樣的做法既避免了對司機行人等眼睛造成傷害，又可以達到節能目的，同時延長了補光燈的使用壽命，取得了理想的補光效果。選用大功率的LED發光二極管作為補光燈，其使用壽命可以達到10年以上，以保障整個系統的長期穩定性。

Ø 紅燈檢測：視頻識別

對於紅綠燈信號的採集，我們無需通過與信號機連線，而是採用視頻圖像比較的方式進行識別。在抓拍到圖片中，確定紅綠燈像素的中心點，以該中心點作為圓心，對其周邊顏色進行識別檢測。此種方法無需單獨增加設備，在某種程度上，儘可能用最少的設備，實現儘可能多的功能。在減少設備的同時，也是在減少設備的故障率，因為設備越多，可能會發生的故障率會越高。

Ø 違法類別：綜合違法抓拍

系統提供的抓拍違法行為包括：闖紅燈、逆行、壓線行駛、不按規定的車道線行駛（直行車道左右轉違法、右轉車道直行違法、左轉車道直行違法）、借逆向車道闖紅燈抓拍、闖禁左禁右抓拍功能。

系統結構圖：

網絡結構：

全高清闖紅燈自動記錄系統是一種完全智能化的違法抓拍自動記錄系統，可對車輛行為進行監測和識別，並輸出違法車輛的圖片以及有關信息，同時可以具備卡口、交通流量統計等功能。系統對車輛和車牌的檢測應完全採用視頻處理的模式，不需要添加任何外部觸發裝置，並可通過後臺管理系統對記錄信息進行管理和查詢。

硬件組成：

全高清闖紅燈自動記錄系統的硬件結構由：高清攝像機、高清補光燈、紅燈信號檢測器，高清視頻檢測主機、網絡傳輸設備組成。

功能模塊組成：

高清電子警察功能模塊分可以分為：攝像模塊、攝像補光模塊、高清視頻檢測模塊、闖紅燈模塊、壓線模塊、技術性違法模塊、視頻錄像模塊組成。

系統特點：

智能交通專用高清晰攝像機：基於大靶面、低照度的百萬像素級CCD，採用高集成的嵌入式DSP技術。實現前端抓拍、高清錄像、視頻壓縮、號牌識別、信息疊加、本地存儲等功能。

Ø 圖像抓拍的環境自適應：

採用先進的背景實時更新算法，逐幀識別，可有效解決陰影、天氣環境的明暗變化帶來的影響；自主知識產權的高效自動曝光控制技術，在逆光、弱光條件下，系統能自動檢測物體的光強，自動調節電子快門速度，自動啟動補光燈系統，使抓拍到的物體圖像特徵清晰可辨。

Ø 違法過程記錄準確：

車輛實時跟蹤檢測算法，保證了車輛的高捕獲率，記錄每一次車輛闖紅燈違章行為的3張全景動態圖片和1張車輛特寫圖片，完整、清晰的顯示車輛違章三要素（違章車輛及車牌、紅燈和停車線。

Ø 車牌識別率高：

系統已經在全國多個城市得到應用與推廣。該技術採用先進的計算機圖像處理和模式識別技術。在基於多分辨率紋理分析和快速車牌定位分割；多幀圖像實時融合去模糊；連續多幀圖像識別結果的置信度判決等關鍵技術上有獨特創新，領先於國內其它公司。

Ø 自動消除紅燈泛黃泛白現象：

軟件上通過特殊算法對圖片中的紅燈信號進行處理（引入電網信號檢測技術，實現了攝像機成像與信號同步），成功有效的消除了CCD傳感器抓拍出來的紅燈泛黃泛白現象。

Ø 綜合管理與遠程維護：

系統設計了遠程維護功能，可實現對系統內設備的遠程故障自動診斷、故障報警、遠程升級等，真正減少了用戶的工作量。

系統主要功能：

高清視頻觸發功能

高清治安卡口功能

闖紅燈違法抓拍功能

綜合違法抓拍功能

車牌識別功能

自動比對報警功能

自動補光功能

交通車流量參數採集功能

圖片合成、字符疊加功能

設備網絡管理功能

時鐘較正功能

前端存儲功能

事件檢測功能

實時監控功能

數據加密、防篡改功能

視頻判斷紅綠燈功能

數據傳輸功能

頻閃燈補光功能

看門狗自動重啟功能

前端防雷、漏電保護功能

車輛檢測：高清動態跟蹤視頻檢測

多相位監控功能

防逆行誤拍功能

數據實時性功能

高清相機亮度智能控制功能

治安監控系統：

設計原則：

平安城市治安視頻監控系統建設的總體設計和實施，應以“前瞻性、可靠性、系統性、開放性、應用性、安全性”為基本原則。

前瞻性：選用先進、成熟、可靠的前端設備，引入先進安保技術，搭建可升級、可擴展、可兼容的系統和應用平臺，構建數字化、網絡化和智能化的城市治安視頻監控系統。

可靠性：系統軟硬件應具備極高的可靠性。硬件採用電信級的服務器及專業存儲陣列，應支持對關鍵設備、關鍵數據、關鍵程序模塊採取備份、冗餘措施。支持集群技術和負載均衡技術，支持雙機熱備功能；軟件採用模塊化、分層隔離的設計思想，充分保證系統的高可靠性。

系統性：以社會化建設發展思路，按照社會公共和單位內控的區分標準，作為一個整體統籌推進，平安城市視頻監控系統的建設應滿足各部門、各應用系統對監控圖像共享的需求，為監控資源數字化整合共享提供接口支持。

開放性：系統採用業界主流的硬件平臺、操作系統平臺、數據庫平臺以及標準的協議，保證系統的開放性。並且可以全面兼容海康、大華等國內主流廠商IP-Camera、全系列嵌入式和PC架構的NVR、DVS設備，兼容國內主流的矩陣廠商Pelco、AB、Infinova、紅蘋果等，兼容國內主流的報警主機：Bosch、Honeywell等，而且通過設備廠商提供穩定的SDK，可以兼容幾乎所有前端接入設備。

應用性：視頻監控系統的建設必須突出應用，在建設中應以現實需求為導向，以有效應用為核心，以技術建設與工作機制的同步協調為保障，確保系統能有效服務於公安和政府工作的需要。充分利用視頻信息資源，結合各種應用業務，圍繞打造“數字城市”、創造“平安城市”，不斷提高公安機關預防、打擊犯罪的能力，不斷提高城市管理的行政執法的水平；

安全性：應制定嚴密的安全管理機制，確保信息安全、系統安全、數據庫安全和設備安全。前端監控設備如前端攝像機、機箱等應具有良好的安全性；平安城市系統的數據錄入、數據傳輸和數據保存各個階段都應制定相應的數據安全措施。

系統方案設計：