电子系统

建设背景

城市道路路口作为城市交通的重要节点，是影响整个城市交通的关键。对其进行有效的控制、管理成为治理城市交通的核心问题。电子系统作为城市路口交通管理系统的一部分，已经成为治理路口交通的有效方式之一。目前，采用纯视频检测与识别技术实现包含闯红灯违法、不按规定车道行驶（包括直行车道左右拐、右拐车道直行、左拐车道直行、违法占用非机动车道等）、逆向行驶、压黄线等多种违法监测功能，以及测速、各类闯禁令、高清全景监控等全功能的高清综合违法监测系统已成为发展主流。

功能需求

闯红灯抓拍

对机动车在信号控制的交叉路口和路段上违反红灯相位禁止通行规定，越过停止线并继续行驶行为的“机动车闯红灯行为”进行抓拍记录，包括3张反映闯红灯行为过程的图片和过车数据信息，照片能够满足：

a)能反映机动车未到达停止线的图片，并能清晰辨别车辆类型、交通信号灯红灯、停止线；

b)能反映机动车已越过停止线的图片，并能清晰辨别车辆类型、号牌号码、交通信号灯红灯、停止线；

c)能反映机动车与b)图片中机动车向前位移的图片，并能清晰辨别车辆类型、交通信号灯红灯、停止线。

闯禁令抓拍

系统可以有效抓拍闯禁令违法行驶机动车辆，主要涉及禁止驶入、禁止通行、车种禁行、禁止掉头、禁止车辆转弯等驾驶行为。记录机动车的违法图片至少包括三张全景图片和一张号牌特写图片，违法取证图片至少两张图片全天候都可以清晰辨识机动车全景概貌特征和号牌信息，同时还能够清晰辨认行驶方向上的标志/标牌指示。

超速行为检测

超速行为检测采用区间车速、断面地点车速两种方式，以布设在路段处为主。采用区间测速技术取证机动车超速违法行为的，其进入和离开监测点的机动车图片包含清晰辨认机动车全景特征、号牌号码、精确的时间和区间距离等信息，时间每24h至少校准一次。超速检测记录系统符合国家标准“GBT21255-2007机动车测速仪”。

其他违法行为检测

系统可以有效检测抓拍非法占道、逆向行驶、非法滞留、非法变道、占用公交专用道等驾驶行为。记录机动车的违法图片至少包括三张全景图片和一张号牌特写图片，违法取证图片至少两张图片全天候都可以清晰辨识机动车全景概貌特征和号牌信息，还能够清晰辨认行驶方向上的标线标识指示或公交专用道及行驶时间等字样的标牌或标线。

建设目标

通过各种交通违法行为的抓拍记录，规范驾驶员的驾驶行为，防止因违法驾驶行为带来的交通事故，降低交通事故率，降低因交通事故带来的人民群众财产损失。

系统建成后将达成以下目标：

l  强化智能交通、科技强警意识，彰显公正、标准形象

l  降低事故发生概率和干警劳动强度，提高道路通过和利用能力以及工作效率

l  有效检测和记录各十字路口违章闯红灯的车辆，及时矫正违法违章驾驶行为

l  及时通报路口，车流等相关交通信息

l  协助相关单位查究违法违章车辆和人员，并未破案提供相关证据

l  对黑名单车辆进行布控

建设方案

电子建设前端主要由高清抓拍摄像机、信号灯检测器、控制主机、交换机、光端机等设备组成，主要负责抓拍违法行为，并将违法过程照片和过车信息数据化，传送至中心记录、保存。

系统主要利用抓拍单元、补光单元、交换设备以及路口存储转发单元等功能单元完成抓拍、识别、存储、转发等一系列工作。电子前端子系统需要通过不同的抓拍环境采用不同的抓拍方式，从而可以提高抓拍的效果，避免因模式化的抓拍方式导致抓拍效果不佳。

系统配置

Ø  检测方式：视频检测；

Ø  成像设备：单个断面为连续3车道及以下的采用1套600W像素高清抓拍摄像机，单个断面连续3车道以上6车道及以下的采用2套600万像素高清抓拍摄像机，依此类推；

Ø  补光灯：每根车道1套LED补光灯；

Ø  控制主机：路口按照每12条车道配置1台控制主机的原则；

Ø  交换机：路口每个主机箱和小机箱根据各自接入的抓拍机数量配置8口工业级交换机；

Ø  以太网光端机：每个小机箱配置1对以太网光端机将抓拍数据传输至主机箱；

系统拓扑图

系统布局图1

系统布局图2

系统布局图3

主要功能

闯红灯违法行为检测功能

系统采用高清视频作为主要检测方式，对于红灯亮后进入停车线且继续向前行驶越过停车线的违法车辆进行记录，可自动判别车辆进入停车线的时间，对于红灯亮前进入停车线的车辆不作为违法记录；对于红灯亮后进入停车线，但不继续向前行驶，只在绿灯亮后向前的车辆不作为违法记录；机动车在其对应的黄灯或绿灯相位时越过停车线，闯红灯自动记录系统不作为违法记录。

所有图片采用JPEG图像压缩方式，JPEG图片编码符合ISO/IEC 15444:2000的要求。在任何情况下，高清摄像机能同时清楚地抓拍违法车辆及交通信号灯并能明确地分辨出交通信号灯的颜色。并且可提供不少于5秒的高清违法视频录像，清晰的反映车辆的整个违法过程，作为违法处罚的有力佐证。

闯红灯违法合成照片1

闯红灯违法合成照片2

闯禁令违法行为检测功能

对于进入禁令标志区域大型号牌车辆进行违法抓拍。记录车辆经过的时间、行驶方向、行驶速度、号牌号码等关键的违法举证要素，同时还能够清晰辨认行驶方向上的标志/标牌指示。

记录的机动车闯禁令的违法图片至少包括三张全景图片和一张号牌特写图片，并且两张图片全天候都可以看清机动车尾牌信息，实现违法证据的有效关联，并且可提供不少于5秒的高清违法视频录像，清晰的反映车辆的整个违法过程，作为违法处罚的有力佐证。

所有图片采用JPEG图像压缩方式，JPEG图片编码符合ISO/IEC 15444:2000的要求。

闯禁令（大货车）合成照片1

闯禁令（大货车）合成照片2

超速违法行为检测功能

超速行为检测采用区间车速、断面地点车速两种方式，以布设在路段处为主。采用区间测速技术取证机动车超速违法行为的，其进入和离开监测点的机动车图片包含清晰辨认机动车全景特征、号牌号码、精确的时间和区间距离等信息。

区间测速合成照片1

区间测速合成照片2

其他违法行为检测功能

对于进入专用车道的社会车辆进行违法抓拍。记录车辆经过的时间、行驶方向、行驶速度、号牌号码等关键的违法举证要素。

系统可以抓拍社会车辆占用公交专用道、机动车辆占用非机动车道、大车占用小车道等多种占道违法行为。

占用公交车道合成照片1

占用公交车道合成照片2

对于在交叉路口违法变道车辆进行违法抓拍。记录车辆经过的时间、行驶方向、行驶速度、号牌号码等关键的违法举证要素。

违法变道包括压双黄线、压实线等违法行为。

张违法照片

第二张违法照片

城市道路路口拥堵问题是城市道路交通的顽疾，是造成路口通行效率降低、引发交通事故、秩序混乱的重要因素，然而城市道路路口发生拥堵时，机动车驾驶员无视其拥堵状况继续强行驶入滞留在路口是导致路口拥堵加重甚至道路瘫痪非人工疏导几乎不能恢复通行的直接原因。

路口滞留定义：

机动车在绿灯（或通行相位）时进入路口并在绿灯转换为红灯后仍滞留在路口，影响整个路口通行，这种违法行为称为路口滞留。因此，对路口发生拥堵事件时的非法滞留行为的监测与处罚，成为有效降低交通拥堵发生、快速解除交通拥堵状况、维持良好的交通秩序的一个重要措施。

张违法照片

第二张违法照片

系统特点

多种视频检测技术

运动目标检测（轨迹跟踪）算法也简称为“FIV算法”，是一种基于视频监控系统的运动目标检测方法。这种算法主要包括：图像预处理、运动目标的检测、运动速度的求取。这种算法在帧差法的基础之上，提取出运动目标，并对其求取运动速度。这种技术可以用于各类图像监控系统，用来检测运动目标，对于现实应用有重要意义。

　　运动目标检测与跟踪一般包括目标检测、特征提取、跟踪等几个阶段。但这几个阶段并没有固定的先后次序，下图是多目标跟踪的基本流程示意图：

多目标跟踪基本流程

内置车牌识别技术

高清嵌入式一体化摄像机，内置车牌识别功能。就是将传统模式中后端服务器的车牌识别算法移植到前端相机中。采用动态视频识别技术，实现对视频流每一帧图像进行识别，从而达到增加识别比对次数，提高识别准确率的目的。

车辆牌照的识别主要是基于图像分割和图像识别理论，对含有车辆号牌的图像进行分析处理，从而确定牌照在图像中的位置，并进一步提取和识别出文本字符。

识别的具体步骤分为车牌定位、车牌提取、字符识别。在自然环境中，相机首先对采集到的视频图像进行大范围相关搜索，找到符合汽车牌照特征的若干区域作为候选区，然后对这些侯选区域做进一步分析、评判，最后选定一个的区域作为牌照区域，并将其从图象中分割出来。

驾驶人面部特征识别

按照新GA/T 496-2014标准要求，系统宜增加面部驾驶人面部信息识别功能，本系统通过人脸识别和捕获技术，通过对驾驶人位置定位后，在特定区域内进行人脸捕获。

可根据需求将驾驶人面部信息进行处理，截图单独保存或者与其他结果图进行合成，叠加到违法结果上。

驾驶员面部识别抓拍照片