机动车闯红灯视频电子警察系统解决方案

    由于城市的不断规划、扩大，人口、车辆的不断增多，如何更好地解决交通拥挤、违章现象，降低事故发生现象，达到畅通工程的要求，已成为各城市不得不解决的重要问题。本文主要介绍了车辆检测技术方案的比较、视频电子警察组成，以及路口设备安装工艺要求等，供读者参考。

    随着经济的发展，车辆数量的迅猛增长，各城市交通越来越拥挤，给我们的生活带来许多不便。另外，许多车辆的违章现象，也造成了许多经济及人身的伤害，给创建文明城市、维护交通及人身安全带来许多障碍。由于城市的不断规划、扩大，人口、车辆的不断增多，如何更好地解决交通拥挤、违章现象，降低事故发生现象，达到畅通工程的要求，已成为各城市不得不解决的重要问题。

    为了更好地解决这些问题，惩治闯红灯违章车辆，避免路口交通拥挤、杂乱，许多城市相继安装了闯红灯电子警察系统，这给各行业机动车司机起到了警惕的作用，从而改变了城市的交通面貌，大大减少了事故发生。由于这些明显的作用，闯红灯电子警察系统已经引起了各城市的重视。

    本文介绍的闯红灯电子警察系统就是利用视频检测技术自动控制技术实现自动拍摄城市交通路口闯红灯的机动车辆照片，为交警部门处理该类违章提供客观准确的依据，同时可以大大节省警力。该系统可24小时不间断工作，每时每刻准备拍摄闯红灯车辆。并且，该系统能排除恶劣天气、高温、低温的影响，性能非常稳定，维护简便，可满足不同的需要。

    车辆检测技术方案分析比较

    闯红灯违章监测系统中，车辆检测技术是其中的关键技术，它的优劣会直接影响到整个系统的可行性和实用性。因此，闯红灯违章检测的技术方案选型，关键就在于车辆检测技术方案的选型。车辆检测原理及监测方法有许多种，下面对几种方案逐一分析和比较：

    1、地面埋设感应线圈(或感应棒)

    这种方法比较经典、传统，前些年的闯红灯电子警察系统基本上都是这种检测方式。该检测方法的缺点是在于地面埋设感应线圈的施工量大，尤其车辆量大的地方几乎年年都得重埋线圈，另外高纬度开冻期和低纬度夏季路面以及路面质量不好的地方对线圈的维护工作量都是巨大的。因此，目前这种检测方式，己逐渐被新技术替代。

    2、视频检测

    视频检测方法是通过摄像机对路面的视频图像的分析，依据闯红灯违章行为的特征，控制拍照进行违章车辆抓拍。此种检测方法关键在于视频图像的分析算法，实践证明利用该技术的成熟产品的检测效果是相当不错的。目前，用视频检测闯红灯违章行为的系统实用性、通用性是最佳的，其检测摄像机可与监控摄像机合一，性能价格比也较高。并且，施工简单、安装调试方便，因此国内外应用此种检测方法的系统已占据主流地位。

    3、微波雷达

    微波雷达是通过对闯红灯违章车辆行驶造成的微波多普勒效应而实现检测的，但由于交通路口的多车道、多车辆的复杂性，实际检测起来，实现比较困难。因此，实际应用中，用微波雷达的很少见。

    4、超声检测

    超声检测主要是利用超声波测距原理。但超声波传感头在路口这种灰尘极大的恶劣环境中的起使用寿命非常短，因此并不实用。

    5、激光检测

    利用激光对车辆进行检测，其检测精度相当高，但激光检测中存在激光束对人眼的伤害问题。因此，激光检测在理论上是比较好的，但其使用范围受到限制。

    综上所述，视频检测是目前技术条件的最实用和性价比较高的检测方案。因此，本文介绍的闯红灯电子警察系统选择的就是视频检测技术，这符合当前的国内实际需求和未来的技术发展。

    视频电子警察组成

    闯红灯视频电子警察系统由路口控制部分、信息传输部分和指挥中心部分三大部分组成：

    1、路口控制部分：通过视频摄像机，进行路口车辆的行为检测，并抓拍违章车辆图像。

    2、信息传输部分：主要是实现路口控制部分和指挥中心部分的数据和图像信息的传输。 目前主要有两种方式，一种是建立网络连接平台，路口系统通过网络自动传输到指挥中心；另一种方式就是通过移动硬盘或笔记本电脑，人工的方式采集路口主机信息，并录入到指挥中心系统。

    3、指挥中心部分：实现对路口控制设备远程管理，对抓拍图像、数据、罚单进行后台出力处理。

    系统拓扑图如图1所示。

    路口控制部分组成及工作流程

    1、路口设备组成

    路口控制部分由视频车辆检测、信号灯检测、数据处理、图片抓拍和通讯五个模块组成。

    （1）视频车辆检测：利用视频设置虚拟线圈进行车辆检测运算；

    （2）红绿灯检测：红绿灯信号的转换和检测。

    （3）数据处理：抓拍主机根据车辆检测信号和红绿灯的转换信号，判断是否有机动车辆违章。

    （4）图片抓拍：如果有违章事件发生，该模块将抓拍车辆违章全过程的三张图片作为证据。

    （5）通讯模块：路口抓拍主机和指挥中心服务器之间的网络连接。

    2、工作流程

    首先，在视频抓拍主机的全景摄像机画面上绘制检测区域（虚拟线圈），每个检测车道设置两个检测区域（虚拟线圈）。系统软件根据车道与红绿灯的逻辑关系，自动判断是否有违章车辆通过。

    红灯时，如果车辆进入第一个检测区域时，全景摄像机首先抓拍第一张全景照片；如果该车辆继续行驶，在离开第一个检测区域，视频抓拍主机将同时抓拍特写摄像机的车牌照片和全景摄像机的第二张全景照片。这样将形成一组完整的车辆违章图片：两张闯红灯的全景照片和一张车牌特写照片。全景照片，可以清晰拍摄到交通信号灯的红绿灯信号和路口全景。

    抓拍图片暂存在视频抓拍主机的硬盘上，同时自动生成相关违章信息文本文件，文本文件包括违章时间、红灯开启时间、车道号、车速和车牌号码记录等信息。

    视频抓拍主机上的违章图片， 可以通过网络自动上传到指挥中心服务器，也可以采用人工的方式利用移动硬盘或笔记本电脑下载复制到指挥中心服务器。

    稳定性、可靠性措施

    由于路口的安装环境条件比较恶劣，因此路口设备的安全可靠性是电子警察系统稳定运行的关键。针对稳定性和可靠的性的苛刻要求，要采用以下措施确保路口主机的稳定可靠运行：

    1、控制主机硬件：采用高可靠性、低功耗的工业级硬件结构，以确保系统在恶劣环境下的稳定运行。

    2、控制主机操作系统和应用软件：采用嵌入式操作系统和应用软件，系统精简、稳定、可靠，彻底杜绝死机。

    3、软硬件看门狗：系统内置软硬件看门狗，确保系统不出现死机现象。

    4、远程维护功能：系统内置远程维护功能，管理人员可以在指挥中心，对路口主机进行远程维护或升级。

    指挥中心管理系统

    中心管理系统由服务器、操作工作站及管理软件组成。服务器操作平台使用Windows 2003 Server；数据库采用ORLCE 9i，软件模块化设计，可以进行二次开发。操作工作站采用WindowsXP操作系统，安装数据库查询软件和电子警察客户端软件。实现的主要功能：

    1、自动接收路口主机的违章图片资料，并将违章信息(时间、地点、速度等)及图片信息存入数据库。也可通过活动硬盘手动导入；

    2、违章车牌号码输入、查询、统计、制表、备份等操作；

    3、同时显示违章车辆的3幅违章图片，并可对照片进行局部放大显示；

    4、与车管所数据库联网，实现车辆信息自动查询；

    5、与现有交通违章处理系统联网；

    6、支持多种查询方式，如：按地点、按时间、按车牌、按违章类型等，并可实现模糊查询。

    7、 路口设备管理：远程管理路口控制主机设备功能，可远程维护或升级路口控制主机。

    8、违章图片处理及管理：实现违章数据录入、查询、浏览、打印、统计、报表输出等功能。

    路口设备安装工艺要求

    电子警察立杆规格要求

    悬臂灯杆 Ф219×8mm高6.8米，横杆Ф140×6mm―6m，热镀锌后喷塑，基础法琅厚20、螺栓Ф25×1800×8只 4根 。

    （1）立杆部分的材料厚度：当横支臂长度小于7米时，立杆部分的材料厚度不小于8mm； 当横支臂长度大于等于7米时，立杆部分的材料厚度不小于10mm。（此点图纸的文字注释有不同，以此为准。）

    （2）横支臂部分的材料厚度：当横支臂长度小于等于5米时，横支臂部分的材料厚度不小于4mm；当横支臂长度大于5米小于7米时，横支臂部分的材料厚度不小于5mm；当横支臂长度大于等于7米时，横支臂部分的材料厚度不小于6mm。

    （3）横支臂部分的小端头外径为150mm。

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