1、淺析大華股份電子警察與卡口系統技術特點近年來，隨著社會經濟的高速發展，機動車普及發展進程不斷加快，機動車社會保有量與 日俱增，道路供給與交通需求之間的矛盾日益尖銳。交管部門希望通過利用先進的智能交 通系統來有效地提高交通管理水平，緩解警力不足帶來的困難，實現科技強警”，提高現有執法水平，為促進社會經濟發展提供良好的道路交通環境。電子警察與交通治安卡口系統作為先進的科技強警”手段之一，日益發揮其重大作用，尤其在規范道路交通行駛，治安偵破等方面取得了有目共睹的成效。電子警察系統主要目 的在于制止交通違章，規范車輛行駛，為整治車輛違章提供全天候、嚴格且可行的解決方 案。而卡口系統主要服務于交通治安管

2、理，國安安保，公安刑偵等不同業務部門，提供完 整、清晰、有效的取證依據。國內的”電子警察”和卡口系統從最初的 90年代初期發展至今，目前市面上的產品種類繁多，針對不同的用戶對象和應用環境，有不同的組成配置、安裝方式和功能特點。因為 技術發展水平的不斷提高，各種新技術的發展和成熟也日漸被應用到智能交通領域，引領 了智能交通的技術革命，極大地促進了智能交通行業的大發展。然而，現有電子警察與卡口系統存在著的問題也相當多，特別是在早期建設的系統中，問題顯得尤為突出，如圖像的清晰度不高，導致車牌識別率不能得到有效保證、前端設備 大多采用工控機模式，環境適應能力與系統穩定性差，全天候工作能力有限，系統部署

3、和 運行維護較復雜等。隨著數字化、高清化和IP網絡化的各種攝像技術的不斷發展，促進了國內智能交通領域各種智能化監測設備的更新換代，智能交通系統正逐步由標清向高清、嵌入式一體化時 代邁進。作為中國智能交通產品主要供應商之一的大華股份，一直致力于智能交通產品的研發、 生產、銷售與服務，是中國最具技術水平和規模實力的智能交通產品研發制造商之一。大 華股份早在2006年進入智能交通領域，歷經五年多時間的發展，憑借在音視頻領域的強大 技術實力以及對交通行業的不斷深入認識和探索，逐漸形成并推出了全自主開發的基于嵌 入式系統的高清電子警察以及卡口系統整體解決方案。大華股份高清電子警察與卡口系統主要設備由嵌入

4、式一體化抓拍攝像機、補光單元、車輛檢測單元、信號檢測器單元、光傳輸設備等部分組成，系統核心設備為嵌入式一體化 攝像機，該攝像機為自主研發，采用LINUX 操作系統，具有完全自主知識產權，集抓拍、錄像、壓縮、傳輸于一體，前端無需放置工控機，每個車道攝像機都能獨立正常工作，結構簡單、性能穩定，環境適應性強，它相比于工控機系統結構更能滿足智能交通產品在室 外全天候24小時不間斷的工作要求。系統主要由前端采集子系統、網絡傳輸子系統、中心管理子系統三部分組成，系統整體結構圖如下：圖一、卡口系統示意圖 rrm6圖二、電子警察系統示意圖前端采集子系統：對經過路口的違章車輛進行抓拍，獲得車輛圖像，并自動實時地

5、識別車 牌字符，記錄下車輛經過的時間、車牌號、方向等數據。并全部匯入網絡傳輸子系統，傳 輸至中心管理平臺。網絡傳輸子系統：主要實現前端采集部分和指揮中心管理部分的數據和圖像信息的傳輸。 系統采用標準的網絡傳輸協議，支持以太網、光纖等多種傳輸方式。中心管理子系統：中心管理子系統主要實現對前端設備進行遠程管理、網絡的監控、抓拍 圖像和數據的處理、可疑黑名單車輛的布控，圖片和視頻的集中存儲，圖片視頻的關聯以 及違章車輛的處罰等工作，并充分考慮與其它交通管理軟件系統的接口兼容問題。大華股份在業內率先提出了基于嵌入式一體化設計的理念，并推出了多項全自主開發 的關鍵技術，主要技術優勢及特點如下：、前端采集

6、單元設計系統前端高清相機全系列采用一體化嵌入式設計，感光器件全部采用高靈敏度、高信 噪比百萬像素CCD，集數據采集、視頻編碼、數據分析、圖片存儲為一體，無需工控機， 功耗低，環境適應性強，系統穩定可靠。I支持高清高幀率 H.264與MJPEG碼流輸出硬件上采用強大的高性能嵌入式DSP處理器，實現高清視頻編碼，支持H.264與MJPEG雙碼流輸出，在保證圖片抓拍的同時能實現24小時錄像功能。MJPEG是一種簡單的幀內 JPEG壓縮，壓縮圖像質量較好，在畫面變動情況下無馬賽克， 但是因為這種壓縮本身技術限制，無法做到較大的壓縮比，會耗費大量的硬盤容量和帶寬， 不適合長時間連續錄像。而H.264編碼

7、具有較高的壓縮比，且網絡適應性強，具備差錯恢復能力，能夠很好地適應IP網絡的應用。因此將 MJPEG和H.264編碼結合，高清錄像與圖像抓拍功能同時實現，互不影響，既能滿足輸出高清圖片用于執法取證，又能很好地滿 足了對高清視頻監控的需求。I利用先進的ISP技術，不斷提升圖像質量具備自動曝光，自動白平衡，色彩平衡，圖像去噪，壞點補償、偽色消除、背光補償， 飽和度，對比度，亮度調整，邊緣增強，伽瑪校正，鏡頭畸變校正，暗角校正等大量先進 圖像處理技術，對采集圖像進行優化處理，最大限度地保證輸出高品質的圖像質量。I內置強大的智能化分析算法利用主頻高達900MHz的DSP實現對前端采集視頻數據的智能化分

8、析檢測，具備對車 輛檢測，號牌識別，交通事件行為分析等各項智能化算法，使用了紋理加模型的檢測算法， 具有定位精準，識別速度快，識別精度高，誤識率低等特點。I支持信號燈相位同步，保證紅綠燈色彩還原的真實性內置電源相位同步功能，實現交流電源輸入的垂直同步，防止因信號燈相位與相機基 準時鐘不同步而引起的誤抓拍，有效防止相位不同步而引起的信號燈無色和偏色，最大程 度地保證了取證圖像的合理性和有效性。I支持多種觸發方式的接入，適應不同應用場景的需求具備多種抓拍觸發輸入接口，可實現對外部不同檢測方式的快速響應，如線圈車檢器、 雷達等。同時還具備視頻觸發功能，實現虛擬線圈的功能，可根據不同的需求靈活進行配

9、置，以滿足各種不同的應用。I低功耗，無風扇設計，環境適應能力強全系列高清相機采用鋁鑄散熱鰭片設計，無內置風扇，具有超強的散熱性能，環境適應能力強，能在-30 C+70 C溫度范圍下保持正常工作，滿足全天候24小時工作的要求。I數字水印，圖片防篡改全系列高清相機內置圖片防篡改功能，利用數字水印技術，將重要特征標識信息直接 嵌入圖象流中，從源頭就有效地杜絕了圖片被纂改的可能，充分保證了取證信息的準確可 靠。二、前端存儲單元設計系統支持前端大容量存儲，用于緩解因網絡故障或其他系統故障造成的通訊異常而引 起的視頻和圖片數據丟失，從而造成后期取證以及處罰困難。I高清視頻圖片接入存儲前端存儲設備可接入 8

10、路高清視頻圖片輸入，滿足前端多路視頻圖片集中存儲的需求。I電警圖片合成功能前端設備具備電警圖片合成功能，在前端便可完成對多幅圖片的合成，可以大幅度降 低中心服務器的運算負荷，緩解數據處理壓力。I大容量圖片視頻存儲前端存儲設備具備 4個SATA接口，最大支持4-8TB存儲空間，充分滿足網絡異常情 況下數據備份存儲的要求，有效保證因網絡異常引起的數據丟失的風險，大大地提高了整 個系統的穩定性。I網絡交換傳輸功能前端存儲設備具備 8路百兆網絡交換功能，2個千兆以太網接口并且可以通過模塊轉 接為光纖通訊接口，支持斷點續傳功能。三、智能化分析技術自主開發全系列智能分析算法，利用基于車輛模型的檢測算法對過

11、往車輛進行檢測， 可實現對車輛交通行為的檢測，如禁左禁右，直闖紅燈，逆行，壓線，變道等行為的檢測。 同時支持視頻測速、車身顏色識別、視頻觸發抓拍檢測、信號燈狀態檢測等功能。使用車 輛模型算法的車輛檢測，有效的過濾路口的行人，自行車的干擾，抗噪能力強，有效解決 攝像機抖動、雨雪天氣和環境光線變動引起的誤報。通過不同顏色空間的特征提取，使用先進的識別算法識別出紅綠燈，并利用視頻穩定 的算法解決紅綠燈晃動的影響，在復雜的情況達到較高識別率。違章或故障、事故停車：在車道或禁停區域出現停車現象，不論是因車輛故障停車或 違章停車，都極易發生危險或引起交通阻塞，需要及時進行處理，而事故停車也需要管理 部門及

12、時知曉并盡快處理以恢復交通，通過視頻分析技術可以及時發現停車行為，提醒交 通管理部門及時處理。違章左轉右轉：在某些路口不允許進行左轉或右轉，否則不但容易引起交通阻塞，也 容易引起交通事故導致生命財產的損失，通過視頻分析技術自動檢測違章左轉或右轉行為， 可以對這些違章行為進行行有效處罰，以提高交通監測系統的威懾力，從而減少違章行為 的發生。違章變線：在某些路段（如隧道內 ，正在高速行駛的機動車輛隨意變線是一種違章行 為，容易導致交通事故的發生，應該及時發現和處理。視頻分析技術通過監測車輛的行駛 軌跡，并與車道線進行比較，可以發現違章變線行為。壓黃線行駛：在交通法規中，壓黃線行駛是一種嚴重的違章行

13、為，應該予以嚴肅處理。 視頻分析技術通過監測車輛的行駛軌跡，并與黃色分隔線進行比較，可以有效地發展違章 壓黃線行駛的行為。違章逆行：在交通法規中，逆行是一種很嚴重的違章行為，不但容易引起交通的混亂， 也很容易引起交通事故的發生，應當及時發現及時制止及時處理。視頻分析技術通過監測 車輛的行駛方向，與正常行駛方向比對，可及時發現違章逆行行為并及時報警，提醒交通 管理部門進行處理交通流擁堵分析：對道路上車輛擁堵的情況進行分析，或實現信號燈的最佳控制，以 及時疏導交通流。對于通過視頻分析的交通流擁堵分析，不以擁堵車輛具體數目為依據， 而往往只需定性地確認其擁堵狀態，以實現信號燈的自動控制，縮短暢通方向

14、的綠燈時間， 而將擁堵方向的綠燈時間延長，有效地疏導車流，減少擁堵。占用公交專用道檢測：對非公交車占用公交專用車道的行為進行檢測，采用固定和移 動方式對占用公交車道的行為進行檢測，判斷當前占用公交車道的車輛類型，并進行抓拍 存儲，能較好地保證和規范公交專用車道的使用，解決因其他車輛占用公交車道而引起的 道路擁堵。斑馬線禮讓檢測：對車輛在斑馬線前不禮讓行人的行為進行檢測，判斷車輛在斑馬線 前是否減速禮讓行人。對斑馬線的行人進行檢測，同時判斷車輛是否禮讓行人，如遇不禮 讓行人的情況，進行抓拍處罰，最大限度的規范車輛駕駛，保證行人人生安全。四、補光子系統設計補光燈主要為各種視頻抓拍或檢測車牌系統提供輔助光源，主要解決電子警察闖紅燈， 卡口系統，出入口的攝像機經常在晚上出現虛焦和圖像昏暗的現象，圖像無法準確