智能交通電子警察與城市道路監(jiān)控系統(tǒng)[1]

分類：技術(shù)教程日期：2007-12-13 00:00:00

20世紀(jì)60-70年代是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的黃金時(shí)期，但伴隨經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展出現(xiàn)了交通狀況的不斷惡化。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來，無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，都毫無例外不同程度地受交通問題的困擾，交通擁擠、交通事故、環(huán)境污染已成為現(xiàn)代社會(huì)亟待解決的幾大問題，由此帶來了巨大的能源消耗，浪費(fèi)大量寶貴時(shí)間。
面臨日益嚴(yán)重的交通問題，世界發(fā)達(dá)國家于上世紀(jì)60年代開始研究并提出了智能交通系統(tǒng)（ITS）（英文Intelligent Transport Systems）概念，進(jìn)入90年代以后ITS卻突然以驚人的速度發(fā)展，許多發(fā)達(dá)國家爭先恐后地投以巨資進(jìn)行ITS的研究與開發(fā)。ITS是交通、計(jì)算機(jī)、信息、通信和系統(tǒng)科學(xué)與工程的有效結(jié)合，最大限度緩解交通擁堵狀況。城市道路監(jiān)控作為智能交通領(lǐng)域一個(gè)重要部分，同時(shí)城市道路監(jiān)控一直也是安防監(jiān)控領(lǐng)域主要應(yīng)用方面。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)的飛速發(fā)展，安防監(jiān)控所涵蓋的范圍越來越大，并且與很多新技術(shù)密集型領(lǐng)域如IT、ITS等相互滲透擴(kuò)展。
城市道路監(jiān)控主要有兩部分，一是傳統(tǒng)意義上的安防監(jiān)控，二是交通監(jiān)控。交通監(jiān)控通常由交通信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)和電子警察處罰系統(tǒng)組成，它是智能交通ITS技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合，是一種全新的技術(shù)形式。
交通信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)可以對(duì)一個(gè)大范圍內(nèi)的公路路況信息進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確地采集和統(tǒng)計(jì)，信息包括“道路占有率、車流密度、車隊(duì)長度、流通量、平均速度等，能為道路疏導(dǎo)提供有力的理論依據(jù)，可以配合廣播等傳媒實(shí)現(xiàn)交通誘導(dǎo)功能。
電子警察執(zhí)法處罰系統(tǒng)具有高技術(shù)含量，可以對(duì)“超速、逆行、闖紅燈、禁停、壓黃線、搶占公交車道等一系列違章現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確、穩(wěn)定、自動(dòng)、全天候的監(jiān)控、執(zhí)法和處罰。電子警察的出現(xiàn)可以大大緩解因違章行為導(dǎo)致交通事故增加與警力少和警務(wù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大的矛盾，有效抑制的由于人為違章引起的交通事故。
智能交通把交通信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)和電子警察執(zhí)法處罰系統(tǒng)引入到城市道路監(jiān)控中，實(shí)現(xiàn)了城市道路的點(diǎn)面結(jié)合式監(jiān)控，提高了城市整體安全防范水平，緩解了日益嚴(yán)重的交通壓力，加強(qiáng)了駕駛員遵守交通法規(guī)的意識(shí)，降低了惡性事件發(fā)生率。下面主要介紹交通監(jiān)控的幾個(gè)系統(tǒng)及應(yīng)用：
一、電子警察執(zhí)法處罰系統(tǒng)
1、機(jī)動(dòng)車闖紅燈違章視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
機(jī)動(dòng)車闖紅燈違章行為，經(jīng)常引發(fā)嚴(yán)重的交通事故。機(jī)動(dòng)車闖紅燈違章視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝于交通路口，全天候?qū)﹃J紅燈的違章機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不僅能對(duì)違章車輛拍照，還能夠?qū)崟r(shí)對(duì)違章車輛的牌照和違章軌跡進(jìn)行自動(dòng)判斷識(shí)別。公安交通管理部門以抓拍的違章照片、視頻錄像為依據(jù)對(duì)違章者進(jìn)行處罰教育，從而大大提高機(jī)動(dòng)車駕駛員的自覺性，增強(qiáng)交通安全意識(shí)，減少因闖紅燈違章行為而造成的事故、堵塞和交通混亂，加快車輛在交通路口行駛速度，保證道路暢通。
該系統(tǒng)是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)分為前端視頻檢測(cè)與抓拍系統(tǒng)、路口局部數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、中心數(shù)據(jù)管理與處罰系統(tǒng)四大部分。

圖1闖紅燈軟件運(yùn)行界面
交通信號(hào)控制系統(tǒng)輸出路口紅綠燈信號(hào)，確定放行車道和禁行車道。禁行車道通過視頻車輛檢測(cè)單元，車輛檢測(cè)單元檢測(cè)到有車輛通過禁行車道時(shí)，通過主控機(jī)控制闖紅燈違章抓拍單元拍攝違章車輛號(hào)牌圖片和該方向的全景圖片，為確保所拍照片能夠作為民警執(zhí)法依據(jù)，系統(tǒng)抓拍兩幅連續(xù)全景圖片，以反映車輛運(yùn)行軌跡，所有處理結(jié)果都存儲(chǔ)于主控機(jī)（工控機(jī)）的存儲(chǔ)單元中，同時(shí)系統(tǒng)具有硬盤錄像功能，可以將違章事件的視頻數(shù)據(jù)紀(jì)錄在硬盤上。存儲(chǔ)信息可通過通信子系統(tǒng)由人工控制下載給筆記本計(jì)算機(jī)，或自動(dòng)通過光纖、無線等傳輸方式傳給中心端數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。這樣對(duì)于違章闖紅燈行為既有違章抓拍圖片，又有視頻圖像，避免了違章處罰引發(fā)的爭議，同時(shí)對(duì)于一些交通事故引發(fā)原因、責(zé)任判定提供了有力的證據(jù)。

圖2 闖紅燈違章監(jiān)測(cè)示意圖
2、機(jī)動(dòng)車超速檢測(cè)系統(tǒng)
隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國高速公路、城市快速路上行駛的車輛越來越多、速度也越來越快，與車輛交通有關(guān)的案件也呈不斷上升勢(shì)頭，交通肈事逃逸等案件時(shí)有發(fā)生。如何運(yùn)用科學(xué)的手段幫助公安部門有效控制高速公路上超速違章現(xiàn)象、抓捕逃逸車輛，已成為公安交通部門亟待解決的問題。
基于這種情況，開發(fā)了機(jī)動(dòng)車超速檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)利用視頻圖像處理技術(shù)，對(duì)高速公路車道上的汽車進(jìn)行非接觸式監(jiān)控，獲得超速車輛車速、車牌號(hào)碼、違章照片等運(yùn)行狀態(tài)信息，可對(duì)高速公路或城市快速路上的超速車輛信息進(jìn)行準(zhǔn)確、穩(wěn)定、全天候的檢測(cè)和記錄。同時(shí)與黑名單中的“稽查車輛”進(jìn)行比對(duì)，可以很好的輔助治安監(jiān)控管理。系統(tǒng)還可以將違章車輛信息送回指揮中心以及收費(fèi)站，便于存檔和對(duì)違章車輛進(jìn)行處罰。這一套功能強(qiáng)大的智能交通監(jiān)控系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于高速公路和城市快速路管理、卡口管理、巡邏執(zhí)勤、逃逸車輛抓捕等場(chǎng)合，具有很好的應(yīng)用前景。
該系統(tǒng)突破了大量的技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高速車牌識(shí)別。每車道在僅架設(shè)一臺(tái)CCD（攝像頭）、有測(cè)速雷達(dá)的情況下精確的檢測(cè)車速、捕捉車牌信息。該系統(tǒng)具有：成本低、識(shí)別率高、軟件測(cè)速、高速識(shí)別、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)精簡、維護(hù)容易、低故障、完全采用視頻觸發(fā)和識(shí)別（無需破壞路面埋設(shè)線圈或安裝紅外探頭）等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而確定了在同類產(chǎn)品中的領(lǐng)先地位。
“機(jī)動(dòng)車超速檢測(cè)系統(tǒng)”是實(shí)時(shí)響應(yīng)系統(tǒng)。其原理是將前端車輛圖像信息采集CCD（攝像頭）架設(shè)在待測(cè)車道上方，識(shí)別軟件采用圖像觸發(fā)的方法，對(duì)CCD（攝像頭）傳回的數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行分析，判斷是否有車輛經(jīng)過。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有車輛駛?cè)氡O(jiān)測(cè)區(qū)域，則立刻啟動(dòng)識(shí)別模塊，獲取實(shí)時(shí)車牌圖像數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)在極短時(shí)間（1秒左右）完成車速檢測(cè)、圖像識(shí)別、車輛數(shù)據(jù)入庫、圖像數(shù)據(jù)入庫、道路信息分析、檢索數(shù)據(jù)等處理。如果發(fā)現(xiàn)通過車輛超速或是交警、公安機(jī)關(guān)需要查找的車輛（如被盜搶車輛），系統(tǒng)可通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，向“指揮中心”和“攔截站”發(fā)出告警信息，通知有關(guān)部門或有關(guān)人員。告警信息包括：發(fā)現(xiàn)觸發(fā)報(bào)警車輛的時(shí)間、地點(diǎn)、車速、車牌號(hào)碼、抓拍的車輛照片、車輛被緝查的原因。對(duì)于存放于數(shù)據(jù)庫中的過車記錄，可以隨時(shí)進(jìn)行檢索，掌握車輛的去向，可以作為違章處罰的根據(jù)或?qū)ζ瓢柑峁椭?/P>

圖3 超速軟件運(yùn)行界面
3、移動(dòng)式車輛稽查系統(tǒng)
移動(dòng)式車輛稽查系統(tǒng)為將車輛視頻檢測(cè)、雷達(dá)測(cè)速、車牌自動(dòng)識(shí)別和車輛稽查數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)比對(duì)等先進(jìn)技術(shù)于一體的實(shí)時(shí)稽查系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對(duì)行駛車輛進(jìn)行測(cè)速、牌照抓拍、識(shí)別和比對(duì)，在不影響正常交通的情況下，能自動(dòng)實(shí)時(shí)稽查違規(guī)車輛，有效地進(jìn)行交通執(zhí)法。
移動(dòng)稽查系統(tǒng)在自動(dòng)運(yùn)行的基礎(chǔ)上增加了手動(dòng)抓拍的工作模式。自動(dòng)運(yùn)行通過自動(dòng)車輛觸發(fā)算法實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)抓拍和識(shí)別，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全天候狀態(tài)下的自動(dòng)運(yùn)行；手動(dòng)工作模式可以人工參與系統(tǒng)的運(yùn)行，以保證抓拍的圖片更加準(zhǔn)確，還可以對(duì)逆行、壓黃線、違章停車等多種違法行為進(jìn)行移動(dòng)過程中的手動(dòng)抓拍。兩種可選的工作方式有效的滿足了廣泛的用戶需求。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)各種違章抓拍、道路監(jiān)控、記錄核查過往車輛車牌與數(shù)據(jù)庫比對(duì)，對(duì)記錄在案的問題車輛及時(shí)報(bào)警，這種有效便捷、靈活多樣的工作模式，大大提高了交警執(zhí)法力度。

圖4移動(dòng)式車輛稽查系統(tǒng)運(yùn)行界面
系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)
1)可在雙動(dòng)模式下工作，即在巡邏狀態(tài)下行駛的警車對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)車輛進(jìn)行檢測(cè)。
2) 采用先進(jìn)的視頻車輛檢測(cè)技術(shù)，可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地識(shí)別各種車牌。
3) 采用先進(jìn)的 Ka波段雷達(dá)測(cè)速儀進(jìn)行速度測(cè)量，可支持速度鎖定，最快速度跟蹤等多種工作模式。
4) 可外接2個(gè)雷達(dá)探頭。
5) 能夠?qū)`章車輛進(jìn)行抓拍、錄像與自動(dòng)報(bào)警。
6) 檢測(cè)目標(biāo)車輛速度范圍：0-200km。車牌識(shí)別率>90% 。
7) 支持與指揮中心之間的 GPRS數(shù)據(jù)通訊。
8) 系統(tǒng)界面友好易用。
9) 可使用筆記本、小型工控機(jī)作為車載運(yùn)算平臺(tái)。
4、其它常見違章行為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
電子警察系統(tǒng)的核心技術(shù)是車牌識(shí)別技術(shù)、視頻虛擬線圈檢測(cè)技術(shù)。利用核心技術(shù)可以附帶開發(fā)出多種電子警察監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)、取證、執(zhí)法處罰多種駕駛員違章行為，如“公交車道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”、“壓雙黃線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”、“非機(jī)動(dòng)車道行車監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”、“逆行禁行車輛監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”、“緊急停車帶行車監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”。
在機(jī)動(dòng)車日益增多，而駕駛員自覺守法意識(shí)淡薄，監(jiān)督警力不足的情況下，少數(shù)駕駛員在僥幸心理的驅(qū)使下，經(jīng)常違章卻很少受到處罰。在沒有交警執(zhí)法的情況下，公交車道、非機(jī)動(dòng)車車道上經(jīng)常出現(xiàn)機(jī)動(dòng)車的身影，在沒有隔離帶的雙向道路上，經(jīng)常出現(xiàn)超車壓黃線的情景，一些單行線上經(jīng)常有逆行車輛出現(xiàn)，緊急停車帶內(nèi)經(jīng)常有車輛長期停留，這些違章行為是交通事故的重大隱患，并由此引發(fā)的交通事故頻頻發(fā)生。