电子警察卡口方案 遵循交警流程规范

智能交通设备要实现对违法车辆的自动抓拍需要支持定位-跟踪-识别的三大分类算法:定位是对进入检测区域的移动目标进行检测,目标是机动车还是非机动车或大厦影子偏转、树影摆动等,电警卡口对运动目标定位检测的精度要求很高,否则误报大导致废片增多,采用多种检测条件以提高检测精度,譬如车头特征检测、车牌区域检测和尾灯检测等。

近两年,越来越多的企业扎堆切入智能交通行业,但智能交通是一个高门槛行业,原因:第一,各个地方系统集成商掌握优势资源,地域性很强,像上海的宝康很难切进北京,北京的四通也难以切入上海;第二,智能交通有严格的行业标准,招标之前的产品检测要符合标准指标:GA/T832-2009、GA/T496-2009、GB/T21255-2007等;第三,智能交通涵盖领域广,包括卡口、电警、红绿灯、公交报站、收费系统等,一般供应商仅能提供某几个系统而已。


2011年上市之后的开始向智能交通、平安城市领域渗透,2012年开始组建智能交通团队,旨在研发智能交通系统核心的一体机产品及完整方案。在如此高门槛下,智能交通卡口电警方案具备哪些突围的优势呢?


一、掌握ITS一体机核心技术


在高速公路方面的产品和平台积累,为其提供卡口电警提供经验值。高速公路对高清的实时非压缩、编解码压缩技术都有需求和应用,在这方面的技术积累已长达十年之久。


(一)一体机产品线基本完善


现有:200万像素(高低端两款8123和8125,功能性能一致,区别在成像尺寸和视频帧率,分别15帧和25帧,15帧图像可以满足公安交警部门的应用需求)、300万像素(交通领域对300万的需求相对较少)、500万像素(高低端两款8153和8155,分别为15帧和25帧)、800万像素一体机。


(二)大量投入研发图像前处理技术、智能识别技术


一机多用、一体机集成化是电警卡口系统的趋势。一体机是采用嵌入式技术的、高度集成化的系统,而非单一产品,包括:ISP图像前处理系统(主要实现自动曝光、自动白平衡、降噪、边缘增强等功能)、DSP视频处理系统(主要起检测、抓拍、识别等作用)以及视频采集、编码、外设控制和网络发送。下面重点看图像前处理技术和智能分析识别技术。


电警最重要的三要素:车牌、停车线、信号灯。信号灯的光晕是供应商最头疼的环节,远端路口的信号灯箭头指示非常关键,这主要以来图像前处理技术解决。图像前处理技术可以根据环境变化或功能要求变化对参数进行调整,可调整参数的多寡是一个衡量技术水平的标准。从视觉效果看,衡量的是:是否有光晕扩散、图片处理后颜色是否一致、夜晚光晕抑制效果下箭头指示灯是否清晰、夜晚图片降噪效果、车牌汉字字母是否笔画粘连、锯齿状是否明显等,这些对公安交警部门都非常关键。


智能交通设备要实现对违法车辆的自动抓拍需要支持定位-跟踪-识别的三大分类算法:定位是对进入检测区域的移动目标进行检测,目标是机动车还是非机动车或大厦影子偏转、树影摆动等,电警卡口对运动目标定位检测的精度要求很高,否则误报大导致废片增多,采用多种检测条件以提高检测精度,譬如车头特征检测、车牌区域检测和尾灯检测等。跟踪是对车辆行驶轨迹跟踪,技术策略是:对监控画面整体建模,对整体车辆行程进行块状处理,通过每一帧的对比得出车辆完整的行驶轨迹。最后一步识别对实时性要求高,有的做法是把识别放在后台处理,而是把识别放在前端执行。


(三)技术风格:稳扎稳打,注重细节


市面上的一体机有的并非自主研发,保持了以往的技术风格,稳扎稳打、一手操办,从2012年开始进行研发,已经获得应用。在产品处理上考虑是比较细致的。比如:一台机器同时实现抓拍和视频对快门的要求不同,前者为捕捉高速运动物体需要千分级快门,后者则更注重整体场景呈现明亮效果需要快门偏慢,采用了双快门结构满足不同需求。


二、以应用为导向,电警卡口前端方案完善


可以提供卡口电警的全套软硬件系统。横向比较看,卡口电警方案已经解决了诸多用户关注的问题,比如红绿灯等,方案配置也比较完善。


(一)电子警察配置标准化


标准套餐:ITS一体机、补光灯(多种补光方案)、镜头、适配器、万向节、智能终端服务器。智能终端服务器的作用在于前端存储备份,一旦出现链路中断,路口配置的终端服务器可以存储,恢复链路后自动传到中心。


根据车道大小提供200、300、500、800万摄像机,根据路口条件提供LED、频闪灯等方案,根据是否要测速以及测速精度提供视频检测或线圈检测等方案,针对信号灯状态可以提供信号灯检测器或视频检测器的方案。


在检测方面,外场设备检测与视频检测的作用互补。外场设备精度更高,但存在硬件设备故障高的缺点,出现故障时自动切换到视频检测模式,外场设备检修之后自动切换到外场设备检测模式,包括线圈检测器、信号灯检测器、雷达测速仪等;另外,在雾霾严重的大路口,视频检测可能不太清晰,可以用外场设备检测解决问题。


电警方案通常需要具备几种功用:违法抓拍、卡口记录、流量统计、高清视频录像等。违法抓拍对违法行驶车辆进行抓拍记录,包括违法过程照片、号牌特写照片和违法过程短录像,发送后台经过确认审核之后进行违章处罚。抓拍记录采用全景+特写的方式,便于后续业务应用。路口流量统计可以定时发送到后台交通诱导和控制系统。高清实时视频与录像便于实时查看路况和交通事故回查。本文重点解读电警违法抓拍的实现。


(二)违法抓拍规范化


电警违法抓拍的照片符合《GA/T832-2009道路交通安全违法行为图像取证技术规范》和《GA/T496-2009闯红灯自动记录系统通用技术条件》标准规定。电警方案可以捕获多种违章类型:闯红灯、不按指定车道行驶、逆行、实线变道等。


按照新交规的要求,闯红灯扣6分,不按规定车道行驶扣3分,因此,方案中对闯红灯和不按规定车道行驶的行为进行了区分。按照国标要求,闯红灯抓拍三张过程照:第一张是在停车线之前,可见信号灯红色;第二张是刚过停车线,可见信号灯红色;第三张是驶离路口的方向。不按规定车道行驶则包括左转车道直行或右转、直行车道左转或右转等,与信号灯状态无关。图片存储的方式多样,可以是3张独立原始图,或合成图(3+1过程照加1张特写照或3合1),同时还可以根据客户需求提供约10秒的完整违法过程录像,对争议处罚可以进行确认。


(三)卡口系统:满足公安与交警需求


卡口抓拍需符合《GA/T832-2009道路交通安全违法行为图像取证技术规范》和《GB/T21255-2007机动车测速仪》标准规定。卡口系统与电警系统架构类似,只是增加了车辆检测器。
卡口最关注的违章类型是超速、逆向行驶以及违反禁止标线行为等。


测速卡口对测速精度要求非常高,国家标准要求误差在-6%之内。视频测速是卡口测速的有效手段,但它受到的外界干扰较多如大风等,如果作为处罚依据的话精度难以达到,这种情况下需要配合采用外场设备测速。根据交通法规,超速50%上下的处罚代码不同,严重性不同,卡口系统在测速时形成两张车辆在不同位置的照片,根据路口的限速和车辆实际速度计算出超速百分比,按规定处罚。


针对逆行抓拍,同样需要形成一个违法过程抓拍,如果在单行路口要让限制标志在抓拍图片中清晰显示。卡口车牌识别除了传统的号牌识别之外,还提供车型大小、车身(提供7种颜色识别)、车标标示(目前识别率还在改进中),同时还要24小时清晰看到驾驶人员脸部特征。针对跟车行为的抓拍,有时两辆车可能被识别为一辆车,根据运动检测、特征检测和号牌定位,可以准确抓拍跟车行为的第二辆车。


另外,卡口系统如果同时要满足交警和公安的需求,公安不仅关注机动车抓拍,还希望捕获非机动车以及行人信息,支持多类型抓拍,可以为公安事后案件侦破提供有用的证据。


三、特色应用:收费站防闯卡口系统


收费站防闯卡口系统是特色方案,主要应用在各道路收费站道口,在对正常通行车辆实现普通卡口抓拍功能的同时,一旦发生机动车冲卡行为,系统可自动抓拍生成冲卡行为过程图片,并对车道全景视频进行单独存储,由高速管理公司的法务部门作为起诉证据。


传统收费站卡口建设在岗亭后端,对车辆进入收费亭抓拍照片;而卡口安装位置相对传统位置偏后,对正常交费车辆只抓拍一张,对冲卡车辆抓拍2张过程图片(第一张道闸没有升起、第二张车辆明显前冲),并形成违章过程的录像。系统组网结构与卡口系统类似。


四、综合管理平台:整合基础功能模块+交警业务模块


除了硬件产品之外,方案中还提供综合管理平台,涵盖监控子系统、录像倒查子系统,地理信息子系统、卡口子系统、违法子系统等多个子系统。


由于交通和公安的需求相近,这套平台不仅可以用于交通领域,还可以用作平安城市的监控录像倒查系统,指挥中心可以使用地理信息子系统,刑侦部门可以使用视频资料库子系统,交警可以使用违法子系统。


(一)录像倒查子系统实用性强。支持多路录像回放,有的厂家可能只支持单路录像回放。另外采用流格式写入、存储和查询方式。存储完全是流格式写入,导出时可以形成任意大小文件,10分钟或1个小时大小文件,后期处理时不需要找视频编辑软件对视频进行剪接、分割、合并。由于存储是流格式,而非文件格式,不会形成文件碎片。在录像查询时也有好处,由于流格式存储界面显示的白**域是没有录像或录像中断,可以直观知道什么时间录像正常或中断。


(二)地理信息子系统与GIS地图结合的应用。车辆轨迹的展示,通过查询某辆车在某段时间行驶,在地图上自动形成车辆行驶轨迹。


(三)卡口子系统可以实现多种应用。基本的应用是车辆查询,可以支持时间、车牌、地点等多个条件综合查询,某个时间某个路口有哪些号牌,或某个时间段某个号牌经过哪些路口。通过准确或模糊的车牌号码还可以进行**布控的应用,除了客户端显示报警之外,还会发送短信到布控人员手机上。另外,卡口子系统还可以实现区间测速应用,在封闭路段建设一前一后卡口,由于封闭区间距离恒定,通过车辆经过两个卡口的时间可以计算平均速度,准确性相对单点测速更高。


(四)违法子系统吻合交警部门违法图片处理流程。交警部门对抓拍图片需要经过人工审核才能发布到处罚平台,大多数交警部门都已经建立了人工审核平台,但有的地区依然欠缺。将此子系统也纳入平台之下,审核流程为:系统抓拍图片传到后端人工校对,检验号牌识别是否正确、违法类型是否正确,校对之后进入审核环节,进行二次人工把关,之后再上传处罚平台。违法查询可以根据时间、号牌、地点、类型进行查询。


现有交通方案中的平台部分,没有谁可以解决用户所有问题,基本上是用户提出什么业务需求,供应商再将需求做进方案中。综合管理平台具备了平台应该有的基础功能和交通业务模块,以交通业务流程为核心还在逐步完善中,并试图解决一些实际应用中的难题,这与高速公路方案的宗旨与态度一致。

电子警察卡口方案 遵循交警流程规范

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