1、橋梁車輛智能檢測系統建設技術方案目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc30710 第一章 需求分析 PAGEREF _Toc30710 h 5 HYPERLINK l _Toc30711 1.1項目背景 PAGEREF _Toc30711 h 5 HYPERLINK l _Toc30712 1.2需求分析 PAGEREF _Toc30712 h 5 HYPERLINK l _Toc30713 第二章 建設原則 PAGEREF _Toc30713 h 10 HYPERLINK l _Toc30714 2.1 指引思想 PAGEREF _Toc30714 h 10

2、 HYPERLINK l _Toc30715 2.2 設計原則 PAGEREF _Toc30715 h 10 HYPERLINK l _Toc30716 2.3 設計規定 PAGEREF _Toc30716 h 10 HYPERLINK l _Toc30717 第三章 系統總體設計 PAGEREF _Toc30717 h 13 HYPERLINK l _Toc30718 3.1 總體設計思路 PAGEREF _Toc30718 h 13 HYPERLINK l _Toc30719 3.2 高清抓拍單元設計 PAGEREF _Toc30719 h 14 HYPERLINK l _Toc30720

3、 3.4 后臺管理與控制系統 PAGEREF _Toc30720 h 16 HYPERLINK l _Toc30721 3.5 系統設計總體特點 PAGEREF _Toc30721 h 16 HYPERLINK l _Toc30722 第四章 功能設計 PAGEREF _Toc30722 h 17 HYPERLINK l _Toc30723 4.1 卡口高清抓拍系統功能設計 PAGEREF _Toc30723 h 18 HYPERLINK l _Toc30724 4.1.1 車輛檢測 PAGEREF _Toc30724 h 20 HYPERLINK l _Toc30725 4.1.2 動態稱重

4、 PAGEREF _Toc30725 h 22 HYPERLINK l _Toc30726 4.1.2 車輛圖像抓拍和記錄 PAGEREF _Toc30726 h 22 HYPERLINK l _Toc30727 4.1.3 號牌辨認 PAGEREF _Toc30727 h 24 HYPERLINK l _Toc30728 4.1.4 事件檢測 PAGEREF _Toc30728 h 25 HYPERLINK l _Toc30729 4.1.5 人臉辨認 PAGEREF _Toc30729 h 25 HYPERLINK l _Toc30730 4.1.6 流量檢測 PAGEREF _Toc30

5、730 h 25 HYPERLINK l _Toc30731 4.1.7 車速、車型檢測 PAGEREF _Toc30731 h 26 HYPERLINK l _Toc30732 4.1.8 黑名單及布控 PAGEREF _Toc30732 h 27 HYPERLINK l _Toc30733 4.1.9 車輛信息的傳播與遠程聯網 PAGEREF _Toc30733 h 28 HYPERLINK l _Toc30734 4.1.10 遠程查詢 PAGEREF _Toc30734 h 29 HYPERLINK l _Toc30735 4.1.11 誘導屏發布系統 PAGEREF _Toc3073

6、5 h 30 HYPERLINK l _Toc30736 4.1.12 輔助照明系統 PAGEREF _Toc30736 h 31 HYPERLINK l _Toc30737 4.1.13 避雷系統 PAGEREF _Toc30737 h 31 HYPERLINK l _Toc30738 4.1.14 設備與電氣系統 PAGEREF _Toc30738 h 32 HYPERLINK l _Toc30739 4.2中心管理系統功能設計 PAGEREF _Toc30739 h 34 HYPERLINK l _Toc30740 4.2.1 數據采集管理 PAGEREF _Toc30740 h 35

7、HYPERLINK l _Toc30741 4.2.2 布控管理 PAGEREF _Toc30741 h 36 HYPERLINK l _Toc30742 4.2.3 偵破肇事車輛和被盜搶車輛稽查 PAGEREF _Toc30742 h 36 HYPERLINK l _Toc30743 4.2.4 過往車輛查詢 PAGEREF _Toc30743 h 37 HYPERLINK l _Toc30744 4.2.4 報警歷史查詢 PAGEREF _Toc30744 h 37 HYPERLINK l _Toc30745 4.2.5 前端設備運營狀態檢測 PAGEREF _Toc30745 h 37

8、HYPERLINK l _Toc30746 4.2.6 設備基本信息管理 PAGEREF _Toc30746 h 37 HYPERLINK l _Toc30747 4.2.7 記錄分析 PAGEREF _Toc30747 h 37 HYPERLINK l _Toc30748 4.2.8 智能視頻故障檢測 PAGEREF _Toc30748 h 38 HYPERLINK l _Toc30749 4.2.9 電子地圖應用 PAGEREF _Toc30749 h 38 HYPERLINK l _Toc30750 4.3接口設計 PAGEREF _Toc30750 h 39 HYPERLINK l _

9、Toc30751 4.3.1 TCP/IP Socket接口 PAGEREF _Toc30751 h 39 HYPERLINK l _Toc30752 4.3.2 在線比對接口 PAGEREF _Toc30752 h 41 HYPERLINK l _Toc30753 4.3.3 黑名單數據接口 PAGEREF _Toc30753 h 41 HYPERLINK l _Toc30754 第五章 系統可靠性和安全性設計 PAGEREF _Toc30754 h 41 HYPERLINK l _Toc30755 第六章 數據存儲規范設計 PAGEREF _Toc30755 h 42 HYPERLINK

10、l _Toc30756 6.1 前端抓拍信息存儲設計 PAGEREF _Toc30756 h 42 HYPERLINK l _Toc30757 6.2 后端中心數據庫設計 PAGEREF _Toc30757 h 44 HYPERLINK l _Toc30758 6.3 違章記錄及轉遞 PAGEREF _Toc30758 h 45 HYPERLINK l _Toc30759 第七章 重要設備簡介 PAGEREF _Toc30759 h 46 HYPERLINK l _Toc30760 7.1 高清一體化數字攝像機 PAGEREF _Toc30760 h 46 HYPERLINK l _Toc30

11、761 7.2 防護罩 PAGEREF _Toc30761 h 47 HYPERLINK l _Toc30762 7.3 百萬級高清晰鏡頭 PAGEREF _Toc30762 h 47 HYPERLINK l _Toc30763 7.4 車輛檢測控制器 PAGEREF _Toc30763 h 47 HYPERLINK l _Toc30764 7.5 補光燈 PAGEREF _Toc30764 h 48 HYPERLINK l _Toc30765 7.6 主設備箱系統 PAGEREF _Toc30765 h 48 HYPERLINK l _Toc30766 7.7 設備集中控制器 PAGEREF

12、 _Toc30766 h 49 HYPERLINK l _Toc30767 7.8 彎板式稱重傳感器 PAGEREF _Toc30767 h 49 HYPERLINK l _Toc30768 7.9 可變情報板 PAGEREF _Toc30768 h 49 HYPERLINK l _Toc30769 第八章 系統技術指標 PAGEREF _Toc30769 h 50 HYPERLINK l _Toc30770 8.1 功能特點 PAGEREF _Toc30770 h 50 HYPERLINK l _Toc30771 8.2 性能指標 PAGEREF _Toc30771 h 51 HYPERLI

13、NK l _Toc30772 第十章 項目管理 PAGEREF _Toc30772 h 52 HYPERLINK l _Toc30773 10.1 工程簡介及特點 PAGEREF _Toc30773 h 52 HYPERLINK l _Toc30774 10.2 工程施工流程 PAGEREF _Toc30774 h 53 HYPERLINK l _Toc30775 10.2.1施工準備 PAGEREF _Toc30775 h 53 HYPERLINK l _Toc30776 10.2.2 基本施工 PAGEREF _Toc30776 h 55 HYPERLINK l _Toc30777 10.

14、2.3設備安裝調試 PAGEREF _Toc30777 h 58 HYPERLINK l _Toc30778 10.2.4測試運營 PAGEREF _Toc30778 h 62 HYPERLINK l _Toc30779 10.2.5工程驗收 PAGEREF _Toc30779 h 63 HYPERLINK l _Toc30780 10.3工程質量控制措施 PAGEREF _Toc30780 h 67 HYPERLINK l _Toc30781 10.4文明施工管理 PAGEREF _Toc30781 h 68 HYPERLINK l _Toc30782 第十一章 系統設備清單 PAGEREF

15、 _Toc30782 h 71 HYPERLINK l _Toc30783 11.1 原則雙向四車道 PAGEREF _Toc30783 h 71 HYPERLINK l _Toc30784 11.2 原則雙向六車道 PAGEREF _Toc30784 h 73第一章 需求分析1.1項目背景應客戶需求，結合我公司的動態稱重技術及視頻檢測和智能高清卡口系統，向顧客提供一套橋梁車輛智能檢測系統。1.2需求分析系統的設備從總體上需要符合GA/T 497公路車輛智能監測記錄系統通用技術條件的行業原則規定，從應用的角度我們可以歸納出如下的功能需求，做為建設橋梁車輛智能檢測系統的根據。車輛捕獲應能精確拍攝

16、通行車輛的特性圖像,并在圖像中標明車輛通行數據,如時間、地點、車速、方向等，除了可以捕獲按車道規范行使的車輛外，還應當捕獲跨車道線行駛的車輛。在正常車速(5km/h-140km/h)范疇內，圖像捕獲率應達到99%以上。其中汽車圖像捕獲精確率=所拍攝的汽車特性圖像數/監控區內規范行駛的所有汽車數。動態稱重可以對公路上正常行駛的車輛進行重量檢測，采集車輛的車輛總重、軸重等信息。車速檢測可以根據不同車型進行超速違法鑒別，當車速在40km/hV 車120km/h的速度范疇內，測速誤差應在-4km之內；當車速在V 車120km/h范疇時，測速誤差應在-4%之內。圖像記錄在車輛通過時，系統應能精確拍攝車輛

17、前部特性照片，并將圖像存儲到磁盤相應目錄下，車輛通過的信息寫入中心數據庫，并在全景圖像中標明車輛通行數據，如時間，地點，車速，方向等。所記錄的圖像辨別率不低于12801024像素點。在環境無霧涉及雨雪天狀況下,對監控區域內的規范行駛的車輛規定精確記錄車輛和駕駛員特性，應能人眼看清號牌號碼、顏色、車輛類型和輪廓、裝載狀況及前排駕駛員的臉部特性。前端單套系統至少要存儲120萬輛車，當超過120萬輛車的時候，自動對前面的圖像依次進行覆蓋。整個系統至少要保存120萬輛車的圖像，并采用通用的“JPEG”格式。車輛辨認系統能自動辨認出車輛的所有特性，涉及車輛行駛方向，通過時間，地點，車速，車身顏色，車輛類

18、型，車牌號碼等。辨認率：在車輛按道規范行駛下，除“五小車輛”外，白天車牌辨認率應不不不小于90%，精確率應不不不小于85%，夜間車牌辨認率應不不不小于85%，精確率應不不不小于75%。系統在實時記錄通行車輛圖像的同步，應具有車輛號牌自動辨認功能，其用于號牌辨認的字符庫應齊全，即應能辨認在國內道路上行駛的機動車號牌，至少涉及GA 36規定的號牌（除摩托車號牌、低速車號牌、臨時號牌、拖拉機號牌外）、武警汽車號牌和軍隊汽車號牌等。辨認車型：系統應能辨別車型，并辨認黑，藍，黃，白四種顏色。事件檢測可以對攝像頭拍攝的視頻進行分析，可對路面的停車慢行、壓黃線、逆向行駛等事件進行檢測和報警，并能生成報警記錄

19、。信息上傳橋梁車輛智能檢測系統應積極將采集的數據上傳至中心數據庫服務器，上傳內容應涉及違法超速、超重車輛的基本信息和兩張特寫全景圖像，違法圖片需符合道路交通安全違法行為圖像取證技術規范 GA/T 832規定，非違法車輛的圖像保存于路口機中不需上傳。如遇網絡中斷或其她故障，應將車輛信息儲存于路口機中。待故障恢復后自動斷點續傳。前端控制機管理應在前端控制機（工控機）中安裝專門的管理程序，負責采集機器運營信息。及時有效地診斷修復系統。能通過網絡對所有的路口機進行時鐘校正，運營參數（涉及超速限值）設立，故障診斷，辨認字庫調節等。故障容錯系統必須具有故障自動報警能力，車輛檢測采用環形線圈，但當車輛主觸發

20、線圈損壞時，系統應有視頻檢測作補充，并實現自動式或手動切換，數據庫中對檢測方式應有標記。夜間補光系統采用的夜間補光燈具不得對駕駛人員導致直接強光刺激，嚴禁對駕駛員正面產生強光刺激，其照射角度避免影響駕駛員正常行車，補光設備應架設在攝像機前方。外觀各部件外表面應光潔、平整，不應有凹痕、劃傷、裂縫、變形等缺陷。金屬機殼表面應有防銹、防腐蝕涂層，金屬零件不應有銹蝕。電氣部件電源：電源額定電壓：AC220V，50Hz。開關：應安裝具有過載、漏電、短路保護功能的電源總開關，開關的額定電壓、額定電流值應滿足AC250V、20A的最低容量規定。安裝規定攝像機和照明燈等安裝在車道正上方，所有立桿懸臂高度不低于

21、6米，懸臂長度根據安裝點的車道寬度來決定；攝像機立桿與輔助照明立桿應進行鍍鋅防腐解決，立桿應采用無焊縫鋼管，立桿壁厚8mm，直徑不得不不小于219，高度不不不小于6m。配備設立的立桿，橫臂等可抗12 級以上臺風及7級地震，使用中不會傾斜或倒塌，正常工作期間，保證所拍攝，存儲下來的圖像無抖動形象，圖像正常。室外機箱使用室外型原則機箱，做好防盜，防腐，防塵措施，通風良好，有良好接地，使用中不會傾斜或倒塌，抗12級臺風及7級地震。應采用一點接地方式，接地布線應采用10平方毫米銅質導線，接地線不得與強電的零線相接，采用專用的接地裝置時，其接地電阻不得不小于4歐姆；采用綜合接地網時，其電阻不得不小于1歐

22、姆。應具有外部和內部二級避雷措施，同步必須考慮攝像機和電源的防雷措施。布線：內部導線應有合適保護，以保證這些導線不會接觸到也許會引起導線絕緣損傷的部件；當導線需穿越金屬孔時，金屬穿線孔應進行倒角，不得有鋒利的邊沿，導線應裝有襯套。所有終端和設施接線要布置整潔，使用線夾、電纜套、電纜卷或管道固定好，線束內的線路要編扎好，走線安排要做到任何接線總成的拆除不會影響到與該總成無關的線纜。UPS電源：在每個路口機箱內配備一套專用不間斷電源，在停電時，能給機箱內設備臨時供電，令工控機正常關閉，來電時，能啟動工控機進行工作。傳播方式：采用光纖傳播的方式，圖像與數據傳播到支隊中心機房，充足考慮監控點與支隊的距

23、離。選用適合的光端機。使用環境：環境溫度：-1050；環境相對濕度：45% 90%；中心管理軟件中心管理軟件須具有網絡功能，支持多種客戶端，基于J2EE技術的B/S三層體系架構，軟件開發采用JAVA工具，必須能在Windows操作系統上運營。采用模塊化的開發方式，盡量使各業務管理具有互相獨立性，增強系統的可維護性，與機動車/駕駛人管理系統、違法信息異地互換平臺、公共信息發布平臺等系統實現信息共享、無縫銜接和集成運營。中心軟件重要功能規定如下：提供漢化操作界面，簡樸直觀，操作以便，應用軟件界面的設計規定簡約化、易操作、人性化。各功能模塊（涉及運營參數等）可根據實際需要進行配備與管理維護，并附帶中

24、文操作闡明手冊。可以記錄每天24小時的車流分布，以及任意一段時間范疇內（周、月）的日流量。記錄成果以數據和曲線兩種形式顯示或打印。具有并支持二次開發功能。實時自動辨認車輛類型，自動辨認車牌號碼（含中文、字母、數字及車牌顏色）。對“黑名單”中的嫌疑車輛可以自動對比與實時報警，采用聲音報警與提示報警相結合的方式，具有“黑名單”數據庫管理和維護的功能。可以按照車型、車身顏色、車牌、速度、流量、日期、時間、地點、行駛方向、違法類別等有關條件對歷史數據進行單一或組合方式的精確或模糊查詢。采用瀏覽方式遠程數據查詢的方案，可以在公安網上的任何一臺經授權的終端上實現歷史數據中的車輛信息的遠程查詢、流量數據的記

25、錄、以及查詢成果的打印輸出。歷史數據根據顧客需求定期存儲在中心系統中，并提供導出和刪除數據的應用界面，授權顧客具有數據導出和刪除權限。可以對回放車輛的照片進行亮度、對比度等后期解決，提高車輛照片的人眼辨認率。系統具有多級顧客權限管理及有顧客操作權限管理機制功能，避免無關人員操作，以及防病毒等保護功能。可以依托既有公安交通管理網絡功能，同步支持一般電話線遠程數據查詢操作，實現遠程車輛信息查詢、系統的遠程控制、設備的遠程維護以及故障報警等功能。車輛監測記錄系統應用軟件具有防死機自檢功能，一旦發現出錯自動復位計算機。每套系統可存儲超過120萬輛車的圖像及有關數據，當硬盤存滿后，由程序自動刪除最早過期

26、數據，循環存儲，不需要任何人工管理。可以進行同步多任務操作，監測、查詢、傳遞與打印等工作互不影響。具有運營參數配備功能，使系統可以靈活地在不同應用場合下運營。報警管理系統實現兩級制（上傳報警、本地報警），報警記錄，報警查詢，前端報警方式，報警比對，報警記錄和報表。布控管理采用多級布控，即實現區域布控，模糊匹配布控，布控查詢，撤銷布控。該系統是一種獨立的系統，自成體系，在不依托其她應用系統的狀況下，可以實現對所有進出城車輛的智能監測記錄功能。提高系統應用的廣泛性及業務的廣泛性，必須可以提供接口與其她公安信息系統相集成，涉及與110報警系統的集成、與GIS和GPS系統的集成等其她業務性的應用系統集

27、成。接口原則中心管理軟件須符合公安部統一平臺接口原則，數據接口原則參照公安部提供的公路車輛監測記錄系統通用技術條件，具體接口原則與招標人協商后再定，后臺數據庫必須采用Oracle9i以上版本。檢測認證系統應通過公安部交通安全產品質量監督檢測中心的檢測。第二章 建設原則2.1 指引思想堅持從實際出發，因地制宜，近期目的與長遠發展相結合，立足于成熟、經濟、合用、先進又可靠的智能交通監控與管理技術和業務工作緊密結合，注重系統的實用性和實戰性，合理配備資源，服務、服從于業務需要，統籌規劃、統一原則、規范設計、周密籌劃、合理實行的原則；采用開放性、模塊化、智能化的體系構造，依托既有的信息網絡系統和監控指

28、揮中心管理系統，將各卡口系統融合成一種有機的整體，實現整個系統科學、高效、可靠、協調的管理與運營，達到實時監視，聯網布控，自動報警，迅速響應，信息共享，監控、威懾、防備與打擊并重的綜合管理效能與目的。2.2 設計原則設計符合有關國家與行業原則及規定的規定；要從技術和機制上保證信息共享和綜合運用，橋梁車輛智能檢測系統的操作平臺、數據格式、通訊接口與合同等應是開放（原則或公開）的，可實現互聯互通并支持二次開發或功能調節，保證系統具有良好的可靠性、可擴展性和可維護性；同步要充足發揮既有資源的作用。2.3 設計規定（1）產品的功能和特點要符合智能交通建設的規定針對一般公路和高速公路的運營環境和條件，規

29、定整個系統構造、設備配備符合道路交通實際狀況,合理配備輔助支架、車輛感應與拍攝裝置和輔助光源等設備。可全天候、不間斷地對所有通過點的車輛進行自動拍攝，并循環錄像存儲；精確地記錄并存貯車輛（全景和近景特指車頭或車尾部位）、車牌、速度、流量、日期、時間、地點和行駛方向等信息，能自動辨認車輛類型（大、小、客、貨）、車身顏色、車牌（含中文、字母及數字和車牌顏色），實現車輛超重、超速、逆行、不按道行駛、跨越雙實線等動態違章車輛抓拍、嫌疑車輛（交通違章或事故逾期未解決、逾期未參與法定檢查、被盜搶和肇事逃逸等車輛）及車牌自動比對與實時報警功能。可運用號牌辨認給出的車牌顏色信息初步判斷車型，并設定不同的限速，

30、以進行有區別的超速報警。特別增長了超重、超速、逆向行駛、違法駛入城區的報警功能。具有各類信息的數據庫管理以及系統（含各功能模塊及其電源）故障自動診斷與自動報警和遠程監控、遠程維護與遠程報警等功能。（2）工程建設符合有關安全規定輔助支架的高度應保證攝像機及輔助光源安裝后離地凈高度不少于6m。輔助支架的底座應牢固地固定在路邊用地腳螺栓預埋的鋼筋混凝土基座上（必須提供有關圖紙），可抵御12級以上臺風襲擊和行駛車輛的碰撞。輔助支架上應合理設立避雷裝置。（3）選用節能、高效、長壽命的光源輔助光源選用高效、節能、長壽命的頻閃閃光燈進行補光。照明光束與地面或水平線夾角不得不不小于75度，以避免產生眩目和使用

31、影響行車安全的光源或照射方式。輔助光源的電源應與車輛感應及拍攝裝置的電源相對獨立，可通過自動測光或預置的方式由工控主機自動控制在夜間或白天光線局限性時打開照明，白天光線充足時關閉照明。（4）選用高性能、高像素、技術先進的攝像機選用高清晰度工業級高清攝像機，其配套的鏡頭應選用大孔徑高辨別率專業鏡頭。攝像機應配備帶雨刷的室外防護罩，規定無論白天與夜晚其所拍攝的車輛圖像均須既能看清車輛全貌，又能看清車輛號牌。（5）選用穩定、安全、高性能的路口管理與存儲計算機路口存儲服務器選用高性能工業級控制機。規定軟件系統采用漢化界面，簡樸直觀，操作以便。各功能模塊（涉及運營參數等）可根據實際需要進行靈活配備與管理

32、，可以按照車型、車身顏色、車牌、速度、流量、時間、地點、行駛方向、違章類別等有關條件進行單一或組合方式的信息查詢、記錄、傳遞與打印等。具有圖像后期解決（含亮度/對比度/色彩/銳化調節與優化等）功能。采用200G以上硬盤可存貯不少于120萬輛以上汽車圖像信息，實現全自動刷新，循環存儲。可以進行多任務操作，監控、查詢、傳遞與打印等互不影響。具有完善的系統管理（涉及顧客操作權限管理、黑客與病毒防治等）功能。（6）工程布線一線到位網絡和視頻電纜一線到位，接、插件聯接要可靠，電源線與信號線、控制線要分開。所有線纜有明顯可辨的編號或標記，其隱蔽部分用鍍鋅鋼管套護，裸露或彎曲部分用金屬軟管套護。橋梁車輛智能

33、檢測系統的強弱電部分均合理配備防雷裝置。線纜及管線的連接、排列、走向、彎曲與接地解決等符合國家有關規范規定。 路口設備簡樸明了，無需在路口建設設備專用機房。（7）具有流量采集等豐富的輔助功能設計具有卡點交通流量數據采集功能，可以實現分車道、分車型的交通流量記錄數據，最低記錄周期為1分鐘的周期流量數據，可以根據需要設立記錄周期，提供不同記錄周期的流量數據，提供原則的卡口流量、過往車輛記錄數據、超速等違法車輛記錄數據的分別存儲和傳播接口。（8）高原則的機箱設計機箱、設備的防護級別不低于IP66規定，并具有防塵、防潮、防熱、防雷、防鼠蟲、抗干擾等功能。（9）集中式不間斷電源供電設計車輛感應與拍攝裝置

34、、存儲服務器、打印機以及防盜報警裝置的電源通過在線式UPS供電。UPS及其電池規定選用主流品牌的產品。此外，系統合理配備凈化穩壓電源。（10）高原則的產品質量管理體系橋梁車輛智能檢測系統的設計、生產、施工、檢測、運營、維護和培訓等工作必須嚴格根據ISO9000系列質量保證體系的規定與規定進行實行。（11）黑名單管理功能對黑名單可進行實時監控報警和歷史查詢報警，并提供黑名單的外部導入更新功能。（12）具有系統聯網接口提供抓拍記錄上傳、設備運營狀態信息上傳和布控車輛信息交互等接口，做到具有多設備聯網運營的條件。第三章 系統總體設計3.1 總體設計思路橋梁車輛智能檢測系統是在道路上特定場合設立的過往

35、車輛自動記錄設備，系統對所有通過該監控點的機動車輛進行拍攝、記錄，并可以根據需要對通過的車輛做出反映（報警）。橋梁車輛智能檢測系統的建設和投入使用重要有如下幾種方面的目的：道路車輛超重等違章的糾正，保護橋梁和路面。緝查交通肇事逃逸、盜搶和走私機動車犯罪和其她有關機動車輛的治安、刑事案件。（3）道路交通超速、逆行等違章的糾正。（4）布控檢查過往機動車輛。（5）道路交通流量數據的采集。要滿足上述的使用需求，需要在系統設計上考慮如下幾種方面：（1）過往車輛檢測的精確性，抓拍率要高，抓拍率要達到99%甚至更高。（2）對過往車輛的稱重有較高的精確性，且可與抓拍單元有機融合，從而好好實現檢測車牌與車牌號一

36、一相應。（3）對過往車輛有較高的車牌辨認率。（4）系統設備需要滿足長時間不間斷工作的規定，可靠性要高。（5）要具有聯網運營、遠程控制和數據互換的能力，實現聯網布控。（6）對現場實時錄像，通過網絡可進行賦權調閱、下載。按照上述規定，總體構架下圖（圖3-1）所示構造設計：圖3-1系統總體構架系統采用分布式系統構造體系，由前端管理機、監控管理終端和卡點集中管理應用服務器兩部分構成，前后端系統通過計算機網絡連接，可以運用既有的公安三級網和公安四級網，把各個卡口監控系統進行聯網，以便在區域交通控制中心對各卡口監控點進行遠程數據調用、系統維護和實時解決報警信息。3.2 高清抓拍單元設計高清抓拍單元涉及高清

37、數字圖像抓拍模塊、車輛檢測器、壓電式式稱重傳感器、集中控制器、車牌辨認模塊、頻閃閃光燈控制模塊、電源系統等設備，這些設備的有機結合構成高清抓拍單元。高清攝像機采用200萬像素CCD數字攝像機，每個攝像機可以負責對2個車道的行駛車輛進行監視記錄，每個前端抓拍單元配備一臺存儲服務器，用于抓拍數據的存儲、數據查詢和數據傳播，一種存儲服務器可以支持多種高清抓拍單元的數據接受和存儲。當一種監控點有多于8個車道需要監控時，就需要采用多套存儲服務器進行組合，完畢對所有路面多種車道的監控。多套子系統之間通過前端局域網互聯。高清抓拍系統中很重要的兩個部件是車輛檢測模塊和車輛稱重模塊。目前，絕大多數車輛檢測單元采

38、用的是地感線圈技術檢測車輛，這種檢測方式仍然是廣泛使用的成熟技術；它的特點是精確度高、可靠性高；并且由于它的施工簡樸，只需要按照線圈形狀切割出逢隙，并不需要挖掘路面，安裝于彎板稱重前后，實現稱重數據與號牌辨認相應。因而得到國際上廣泛的承認。系統的車輛檢測模塊中，支持其她車輛檢測方式，如：微波雷達、紅外檢測和視頻觸發等，系統在車輛檢測器接口設計方面采用的原則化接口方案，只要提供TTL電平信號的車輛檢測器都可以作為抓拍車輛的觸發信號。車輛檢測器的檢測信號與高清攝像機的抓拍控制由集中控制器完畢，集中控制器支持多種車輛檢測設備的接入接口。車輛稱重模塊采用高速動態稱重傳感器，用于對通過雙向車輛進行稱重預

39、檢測，每個檢測車道安裝兩塊稱重傳感器，對車輛的重量信息進行采集，篩選超限嫌疑車輛。過往車輛的抓拍采用高清數字攝像機實現，在監控點的每兩條車道使用一臺200萬像素的高清攝像機（預算條件富余的時候可以每個車道選用一臺200像素高清相機，會獲得更清晰的抓拍照片效果），用于抓拍車輛彩色圖像，并用于車牌號辨認。每條車道采用雙線圈作為圖像抓拍觸發信號，同步測量車輛行駛速度、車型判斷。為了保證抓拍的速度規定，每條車道采用獨立的辨認模塊。橋梁車輛智能檢測系統采用了高清攝像機嵌入式解決器的架構，在高清攝像機內部分別解決每二個車道車輛圖像的抓拍，采用這種構造保證了多種車道同步抓拍時也不會漏拍。頻閃閃光燈控制模塊實

40、現低功率閃光燈的非炫目式閃光技術設計的實現，通過微電腦控制放電時序，把閃光最強能量在極短的時間釋放出來并截斷無效放電時間，從而解決了閃光燈的壽命問題和對駕乘人員的影響問題。考慮到前端存儲服務器系記錄算資源有限，需要實現的功能又是多方面的，如：車輛檢測控制、抓拍圖片接受和存儲管理、號牌辨認、車流量記錄和遠程數據通訊和查詢。為了保證系統效率的提高，系統沒有采用通用的軟件平臺，而是采用通過裁減的LINUX操作系統支撐平臺，用自行設計的文獻存儲方式建立前端抓拍數據存儲服務系統，而不是采用通用的數據庫系統；通過這些措施來減少抓拍系統開銷，提高抓拍效率。在軟件系統中建立工作狀態檢測機制，在每個車輛檢測周期

41、，向硬件看門狗發出心跳信號，通報軟件運營狀態，使得當計算機發生死機時系統可以實現及時的復位。在前端存儲服務器中設立一種Web查詢服務模塊，實現對前端工作站記錄數據的直接訪問和查詢。3.4 后臺管理與控制系統橋梁車輛智能檢測系統后臺中心控制系統涉及數據采集、事件檢測、違法車輛布控、被盜搶車輛稽查、車輛記錄查詢和前端設備工作狀態檢測等功能。中心管理系統的軟件設計重要突出在管理功能上，提供使用者一種對區域內卡口設備的管理、控制和數據管理的能力，發明一種以便使用、控制靈活的軟件界面。按照橋梁車輛智能檢測系統設計思路，分布在廣泛區域內的多種工作站可以聯網應用，實現實時聯動，多種監控點能實現實時布控功能。

42、3.5 系統設計總體特點根據上述論述，可以將本方案提供的系統所采用的總體設計總結如下：（1）對橋梁車輛智能檢測系統進行整體的應用考慮，建立分布式網絡化的運營模式，建立起區域通過車輛的監控模式。（2）采用200萬高清數字攝像機+ 計算軟件控制方式，進行數字化車輛圖像的采集和記錄；（3）以提高抓拍可靠性為目的，系統依托視頻感知技術的應用，結合線圈和視頻檢測，提供其他車輛檢測器接口。同步具有交通事件檢測功能，可檢測車輛碰撞、逆向、壓黃線等事件并及時產生報警信息。（4）系統的車輛檢測采用雙線圈方案，以實現測速與車型分析功能。（5）每輛車拍攝兩張感光度的照片，照片辨別率為1920 x1080（200萬）

43、像素。這樣保證在不同的環境條件下都能清晰辨別車牌號碼和車內駕駛人。（6）照片數據采用JPEG格式原則壓縮存儲，且同一輛車的兩幅照片合并成一幅，存入同一種文獻中。便于重要車輛照片的提取與歸檔。（7）夜間采用高頻閃光燈進行補光，以解決夜間光線局限性對拍攝效果影響問題，同步，避免對車輛駕駛人的燈光刺激。（8）為了系統能長時間穩定可靠工作，方案實行時采用下列可靠性保證措施。選用工業級控制機作為主機，前端管理控制機采用LINUX平臺下運營控制軟件。軟件具有錯誤自檢和出錯自動復位功能，同步，加裝硬件死機檢測和重起控制器，保證系統的持續運營。采用電子調壓式凈化穩壓電源供電。攝像機防護罩選用室外型產品，具有雨

44、刷、加熱、電扇等設施。加裝防雷保護裝置。第四章 功能設計橋梁車輛智能檢測系統總體功能設計遵循模塊化設計，按照前端抓拍管理機和后端中心管理系統兩部分進行功能設計。其前后臺系統的構成如下圖所示（圖4-1）。圖4-1 功能模塊構成及數據互換方式4.1 卡口高清抓拍系統功能設計前端高清抓拍系統在整個橋梁車輛智能檢測系統中占據重要位置，實現實時抓拍記錄通過監控區域的每一輛機動車輛的圖像，并進行辨認和存儲解決，實時與后臺管理服務器實現數據互換，后臺管理機對接受到的車輛圖片進行車輛號牌自動辨認和報警解決功能。前端高清抓拍系統的設計原理圖如下圖所示。從功能上看重要涉及車輛圖像抓拍和記錄、號牌辨認、車流量檢測、

45、車速檢測、實時錄像、黑名單及布控、車輛信息的傳播與遠程聯網、遠程查詢、輔助照明等功能單元，下面分別加以論述。圖4-2 前端高清抓拍系統構造原理圖前端抓拍控制機軟件系統的工作流程按照下圖所示進行工作（圖4-3）：圖4-3 前端抓拍控制機軟件系統工作流程4.1.1 車輛檢測目前市場上車輛檢測器重要有五種類型，即視頻檢測器、環形線圈檢測器、超聲波檢測器、紅外線檢測器、雷達波檢測器。它們工作方式各不相似，其中紅外線檢測器和超聲波檢測器由于安裝不便、可靠性低而受冷遇。雷達檢測器合用于人工檢測。視頻檢測器同環形檢測器相比其價格較貴、漏報率相對較高，但由于其安裝以便、不破壞路面而廣受矚目。而老式的環形線圈檢

46、測器由于成本低、可靠性高、檢測精度高仍被普遍采用。因此，橋梁車輛智能檢測系統采用環形線圈檢測器為主，視頻檢測為輔的的車輛檢測手段。橋梁車輛智能檢測系統采用浙大中控車輛檢測器。此設備是一種4通道的車輛檢測器，采用環形電感線圈的數字式智能型車輛檢測方式，專業化設計，用于迅速檢測車輛的通過，可供測速系統使用。它采用高性能微解決器、高穩定振蕩電路和通道順序掃描技術，具有頻率自適應和完全環境跟蹤功能，線圈輸入端變壓器隔離，雪崩管和氣體放電保護避免外界干擾。檢測器采用交流供電，主板LED批示通道輸出狀態和故障狀態，DIP開關可選擇有限存在時間，自動敏捷度提高、串口數據通信原則及波特率、通道敏捷度級別和工作

47、頻率，具有復位按鈕、輸出為光電隔離。技術參數：通道順序掃描：采用通道線圈順序掃描技術，消除線圈間竄擾；電感量自調諧范疇：20-1000uH，Q值=5;敏捷度（L/L）：SW1開關8級可選，A型（0.08%-0.96%），B型（0.1%-0.8%）；頻率范疇：20-100KHz，SW1開關4級可調（高、中高、中低、低），實際工作頻率取決于線圈的幾何尺寸；輸出配備：4路光電隔離TTL電平檢測輸出（每通道1路）；有限存在時間：20秒或4分鐘可選（其她時間可向工廠定制）；檢測能力：4通道實時獨立檢測；響應時間：交通型（A型）=36ms,測速型（B型）60萬輛車（使用120GB硬盤）；在前端存儲服務系統

48、中用于存儲圖像的硬盤容量為=120GB。當系統容量飽和時，即已存儲的圖像達到了系統的最大容量，系統能對此前的圖像采用循環覆蓋刷新，即對最前面的圖像數據依次進行覆蓋，始終保存最新數據。為了保證存儲的效率，在前端存儲服務系統中沒有采用通用的數據庫系統來存儲抓拍信息，而是采用了自行設計的文獻存儲系統來寄存抓拍圖像和其她信息。同步，將有關信息向前端管理工作站數據庫發送。4.1.3 號牌辨認該模塊可以對民用機動車、警用車、軍用車、武警車號牌進行自動辨認，如下所示為車牌辨認用字符表。系統能辨認數字：09、AZ，民用頭部中文：京、津、晉、冀、蒙、遼、吉、黑、滬、蘇、浙、皖、閩、贛、魯、豫、鄂、湘、粵、桂、瓊

49、、川、貴、云、藏、陜、甘、青、寧、新、渝、使、港、澳、臺、軍，軍用頭部中文：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥、“WJ”，尾部中文：警、學、特、使、領、試、掛、農等。系統在實時記錄通過的車輛圖像時，同步應具有車輛自動辨認功能。系統可以辨認09十個阿拉伯數字、AZ二十六個大寫字母以及有關的中文京、津、晉、冀、蒙、遼等。對于已捕獲的車輛圖片，系統白天的牌照辨認成果與實際牌照完全相符合辨認率應在90%以上，晚上的牌照辨認成果與實際牌照完全相符合辨認率應在80%以上。不能辨認出的字符用通配符替代，辨認成果存入計算機中，查詢時可以列表顯示。記錄所有通過

50、路口（段）的車輛；在正常的車速160km/h狀況下，車輛圖片捕獲率不小于99。可運用號牌辨認給出的車牌顏色信息初步判斷車型，并設定不同的限速，以進行有區別的超速報警。4.1.4 事件檢測基于視頻的事件檢測除了能獲取更多的交通流信息之外，還能辨認車輛類型和車輛運營軌跡。措施：運用視頻感知技術，對系統采集的視頻圖像，進行事件檢測算法智能解決，自動采集多種交通參數，檢測交通事件并及時報警。預解決即初始化系統的參數設立，如（1）路面參數：道路的通行方向和攝像機的監控范疇（2）事件閾值參數（3）車道線：標記出道路車道線位置，為系統擬定事故位置和變道事件等檢測提供數據（4）檢測區域參數：設立系統的檢測范疇

51、，清除不必要區域的計算。車輛檢測流程：（1）運動目的檢測（幀差法、光流法、背景減除）（2）背景重建（背景提取、背景更新）（3）車輛目的分割（閾值分割法）。技術原理：如果高速公路上發生車輛碰撞事件，對于碰撞的兩個車輛目的必然存在一段時間，在這段時間內兩個車輛目的會互相接觸，在圖像上體現為兩個車輛目的矩形框浮現重疊區域，然后運用兩個車輛目的質心的相對距離來判斷車輛的碰撞事件，若兩個車輛目的質心的距離D不不小于一定的閾值TH則鑒定道路上發生了碰撞事件。4.1.5 人臉辨認配合目前的高清圖像抓拍技術，結合人臉辨認技術，可辨認出機動車駕駛人和行人的人臉圖像信息進行單獨存儲。4.1.6 流量檢測通過車輛檢

52、測器可以獲得車輛通行數據，橋梁車輛智能檢測系統前端管理機可以進行如下的記錄內容： （1）車道機動車流駛入量； （2）車道機動車流駛出量； （3）記錄時間段內車輛通過的平均速度； （4）按車型分類；在后端管理中心，通過匯總各前端系統數據，還可實現如下記錄： （1）區域內通過車輛密度分布 （2）監控口出入車輛數 （3）車輛OD調查在記錄時段上，系統還可以按照如下時段劃分進行記錄：一般狀況下，按一刻鐘、半小時、一小時、一天、一種月等時間單位進行記錄；以5分鐘為最小時間間隔進行記錄；必要時可由顧客按任意時段進行記錄。圖4-5監控點流量記錄4.1.7 車速、車型檢測重要負責檢測通過車輛的車速。在每個監測

53、的車道上進行車速測定，沿道路邁進方向鋪設兩個相距一定距離的線圈，此處與車型辨認模塊共用兩塊線圈。當車輛通過第1塊線圈時，線圈將向車輛檢測模塊發送觸發信號，車輛檢測模塊收到觸發信號后，立即記錄車輛通過時間。同樣，當車輛通過第2塊線圈時，車輛檢測模塊也立即記錄車輛通過時間。通過計算，得到車輛通過這兩個線圈的時間差（即車輛通過兩塊線圈的間距所耗費的時間）。由于在鋪設線圈時，已得到兩塊線圈間距離的精確尺度，通過下述公式：車輛通過時的瞬時速度= 線圈間距/時間差可計算得到所需監測的車速。由模塊中程序自動計算得到，并通過偏差矯正。通過與在系統中預設的超速原則進行比較，若高于則為超速行駛，為違章行為，立即發

54、送報警信息給信息解決模塊。本模塊和有關硬件的測速精度較好，測速誤差3，符合顧客規定。單純運用圖像來辨認車型將需增長算法復雜度，需要增長設備的計算能力，提高成本，并且精度不高，辨認率較低。考慮到上述狀況，橋梁車輛智能檢測系統充足運用線圈檢測方式進行車型辨認和計數，具有精度高，辨認速度快的特點。辨認的車型分為大、小兩種型號，摩托車歸為小車類中。運用地感線圈的固定長度，車檢器計算出車輛通過時間，以及計算出的車速，即可算出通過車輛的大體長度。同步，通過圖像得到輔助信息，將進一步提高辨認精確度。例如，通過辨認出的車牌顏色，進行車輛類型辨別。即具有黃色號牌的車輛為大型車，其他顏色號牌為小型車。4.1.8

55、黑名單及布控系統在前端抓存儲服務系統中建立需要稽查車輛的數據庫，能定期導入外部黑名單數據進行更新，實現車輛布控、追逃、偵破肇事和超速檢測功能。系統通過號牌辨認模塊實時比對抓拍的通過車輛號牌與稽查車輛的數據庫中存儲的號牌進行比對，發現符合的車輛將通過網絡在中心服務器或監視工作站上以顏色變換、閃爍或聲音等式進行報警，顯示黑名單車輛浮現的地點、車道、行駛方向、時間。顯示黑名單車輛的違法具體信息，可對報警方式進行設立。考慮到號牌辨認的精確性不也許實現100%的精確，因此，為了不放過一輛可疑車輛，系統中采用了模糊比對技術，對于車輛號牌符合達到一定位數的車輛實時報警，再由人工核對做到萬無一失。4.1.9

56、車輛信息的傳播與遠程聯網抓拍車輛信息的傳播系統是這樣安排的，目前端工作站抓拍到車輛后實時地將車輛信息，如車牌號、速度、車型、通過時間和圖片存儲Id編號等數字信息在記錄本地數據庫的同步通過網絡向中心服務器傳播。系統實現聯網的目的重要用于圖像遠程傳播和查詢，報警信息反饋、遠程控制等。網絡傳播介質涉及無線、有線兩種。有線方式重要是運用既有的公安三、四級網絡系統，無線傳播方式可以使用CDMA寬帶或GPRS網絡，但傳播速度和可靠性較差。系統應統一規劃，充足發揮系統聯系的作用，使指揮中心能迅速獲得各聯網監控點的報警信息，發揮指揮中心集中指揮、統一調度的功能，提高警力布防的迅速性和精確性。下面從幾種方面來闡

57、明。從層次上來講，系統分為路口級、中心級兩級。路口級是路口工作站，中心級是中心服務器、管理工作站和數據庫。系統構造如圖（圖4-6）：圖4-6 橋梁車輛智能檢測系統監控系統聯網應用系統的四個組件分述如下：（1）路口抓拍監視管理機和抓拍存儲服務器。路口抓拍監視管理機涉及監視和管理軟件構成，抓拍存儲服務器涉及抓拍圖片的存儲管理、號牌辨認和通信服務，監視管理和存儲管理可以采用一臺計算機來承當，也可以分開配備，構成的系統相稱于路口車輛信息采集系統，重要功能是完畢車輛的抓拍、車牌辨認、存貯、違章檢測等，抓拍的圖像存儲于本地硬盤，同步將車輛通過時間、速度、車長、車道號、轄區等信息寫入本地數據庫并上傳。（2）

58、后臺服務器。后臺服務器的重要功能是接受路口上傳的車輛信息,一般為違章或報警車輛信息，將上傳圖像中的車輛具體信息從中心車管庫中讀出,并一起寫入中心數據庫中。（3）監控管理工作站。管理工作站是各級人員操作平臺，功能強大，可完畢布控信息的錄入，數據庫圖像及有關數據的瀏覽、檢索、記錄、分析以及未辨認號牌的手工辨認，同步兼有顧客管理功能并接受服務器發出的報警信息并以聲光信息提示操作員，還可作為違章懲罰工作站。（4）中心數據庫。中心數據庫一般采用ORACLE,重要涉及車輛圖像記錄和有關數據記錄按需要作為檔案保存一定期間，可通過WEB訪問和發布。建立有顧客數據庫，用以對顧客訪問的權限控制。建立報警數據庫重要

59、信息涉及：布控車輛的號牌信息，各監控點車道限速信息等。（5）除以上四個組件外，系統的通信也是系統的一種重要構成部分。重要依托既有公安網絡資源，以TCP/IP作為網絡合同。4.1.10 遠程查詢為了使公安內部網上的每一臺授權終端都可以遠程、迅速查詢全省范疇內橋梁車輛智能檢測系統監視系統的記錄信息，及時指揮對違章、犯罪車輛進行圍追堵截，有效地打擊車輛犯罪，本方案設計，采用WEB瀏覽方式對前端記錄車輛信息進行查詢，這樣既以便了系統維護也以便了操作。在網絡系統上提供光纖及擴展的聯網方式，可以在控制中心對記錄的違法信息進行分析整頓、信息發布，對現場的實時錄像進行賦權調閱，對有價值的記錄信息進行下載保存。

60、同步與數據管理中心或其她卡口進行數據互換。系統的構造如下圖所示（圖4-7）：WEB服務器WEB服務器前端數據庫前端數據庫。客戶端1客戶端n按照時間段、按照號牌模糊查詢、按照違章等查詢。圖4-7 遠程查詢其設計思想是在管理中心建立WEB服務器，安裝并運營WEB查詢服務軟件，向公安計算機網絡上的任意一臺運營Web瀏覽軟件的客戶終端提供WEB查詢服務。采用B/S構造，以公安內部Intranet網為平臺，容許多顧客同步查詢。可在前端管理工作站和管理中心建立兩級Web服務器，采集數據寄存在前端路口的數據庫服務器中，由中心的應用服務器與前端路口的數據庫服務器進行數據的互換。服務程序可以不斷刷新，保證可查詢