道路车辆智能监测记录系统
目录
第一章 概述
1.1 建设背景
1.2 建设目标
1.3 建设原则
1.4 设计依据
第二章 需求分析
2.1 业务需求
前端建设需求
业务功能需求
系统管理需求
2.2 解决思路
多类型前端建设——健全立体化道路防控体系
管控平台建设——实现信息共享、资源调度
注重实战应用——加强交通研判技术突破
加强运维管理—完善系统保障机制、实现效益最大化
第三章 系统总体设计
3.1 系统拓扑图
3.2 系统组成
前端采集系统
数据传输系统
数据存储系统
3.3 系统特色
高清图像效果
高性能处理器
成像保障技术
三曝光效果输出
智能的信息感知
独立的失驾人员库管理
失驾人员实时自动比对
智能AI，深度学习
科学合理的补光体验
防护罩防尘功能
易用的安装调试
高效的运维管理
弹性的系统部署
良好的系统兼容
第四章 前端系统详细设计
4.1 系统概述
4.2 取证原理
抓拍原理
系统原理说明
系统信号流程
4.3 前端系统功能
全天候高清成像
车辆抓拍功能
号牌识别功能
车辆信息识别
视频流采集功能
车辆通行记录功能
违法数据记录功能
前端备份存储功能
数据信息安全
数据断点续传功能
机非人抓拍功能
日志功能管理
用户授权管理
4.4 违法行为抓拍功能
不系安全带、拨打电话检测抓拍功能
机动车压线违法抓拍功能
机动车违反禁令标志指示违法行为记录
机动车违反禁止标线行驶违法行为记录
机动车驶入专用车道（公交车道应急车道）违法行为记录
违法倒车行为记录
闯红灯违法行为取证功能
机动车待转区闯红灯违法行为记录
机动车不按导向车道行驶违法行为记录
机动车逆向行驶违法行为记录
机动车在非机动车道内行驶违法行为记录
机动车违法掉头行为记录
违法行为视频
4.5 硬件配置原则
4.6 现场布局
现场布置示意图
双向四车道现场布局示意图
双向六车道现场布局示意图
四向八车道现场布局示意图
四向十二车道现场布局示意图
4.7 抓拍效果
900万卡口
300万卡口
第五章 存储系统设计
5.1 系统概述
5.2 解决方案
5.3 系统特点
5.4 存储容量计算
第六章 系统平台设计
6.1 车辆查询
按车牌搜车
按类型搜车
按品牌搜车
组合条件搜车
批量车牌搜车
特殊车辆搜车
同品牌搜车
以图搜车
车辆轨迹
过车监控
6.2 缉查布控
车辆布控
布控查询
布控审核
实时告警
报警历史查询
6.3 研判分析
车辆频次
初次入城
一车一档
历史积分查询
6.4 数据统计
交通事件统计
路段流量查询
车流量统计
车流量态势
出入城统计
出入城态势
车辆统计
6.5 可视化展示
第一章 概述一.1 建设背景
防城港市这些年来的经济飞速发展进一步加深了城市化程度，城市规模和人口数量逐步向大中型城市转变，但随之而来的城市交通问题越来越严重，尤其涉案车辆增多、超速车辆屡禁不止。对于违法车辆的抓捕以及超速车辆的判罚给公安及交警部门对于车辆的管理带来更多的压力与挑战。主要表现在执法人员警力不足，执法设备智能化程度不高，车辆抓捕及违法处理的手段效率低下。在这种严峻的背景下，高清卡口系统为提高交通管理水平，抑制交通事故，打击、预防涉车案件，镇慑犯罪分子，提高社会治安管理水平提供了有效的技术手段。
道路车辆智能监测记录系统利用先进的光电技术、图像处理技术、模式识别技术对进出城车辆全天候24小时实现自动抓拍、识别、储存。本系统能够提供兼具现场全景及辨别车辆的细节特征的图像信息，能识别记录进出城车辆号牌、日期、时间、地点、车速等信息，并能够清晰辨别驾驶室司机面部特征。利用道路车辆智能监测记录系统可以非常迅速地捕捉到肇事车辆、违章车辆、黑名单车辆等，为交通违法查纠、交通事故逃逸、盗抢机动车辆等案件的及时侦破提供重要的信息和证据。另外系统实现对公路运行车辆的构成、流量分布、违法情况进行常年不间断的自动记录，为交通管理部门提供有力的统计数据。
一.2 建设目标
以构建智能交通为目标，以贯彻交警信息化、执法规范化、和谐警民关系为出发点，以建设智能交通卡口为资源基础，密切联系交通道路管控的应用需求，通过运用高清监控技术、GPS/GIS技术、智能分析技术、业务系统集成技术、物联网技术等先进安防技术，最大程度地实现城市交通管控的实战意义。
1)建设道路车辆智能监测记录系统，实现对不系安全带、接打电话、逆行、加塞等多种违法行为的记录抓拍，并依据记录对其进行违法处罚，从而规范行车人员正确的驾车意识，杜绝违章行为，保障城市安全；
2)注重原有投资的有效性、新旧技术的兼容性，并适当淘汰使用年限过久、技术严重落后或者设备本身失去售后维护保障的资源，形成大集成、大联动系统建设所必要的参数要求和技术标准体系；
3)注重原有投资的有效性、新旧技术的兼容性，并适当淘汰使用年限过久、技术严重落后或者设备本身失去售后维护保障的资源，形成大集成、大联动系统建设所必要的参数要求和技术标准体系；
4)以交通管控应用为导向，充分利用当前先进的技术手段，提升道路利用率、科学调度交警警力、减轻交管部门的工作负荷，提高对交通突发事件的快速反应能力。
一.3 建设原则
系统建设以监控抓拍是手段、业务应用是关键、数据集中是趋势、智能技术是方向为理念，以统一规划、统一标准、技术先进、突出应用、稳定可靠、实用易用、可扩展可兼容为原则，确保系统的设计和建设满足城市交管的全局需求，体现城市管理的数字化、自动化和智能化的领先水平：
统一规划
系统建设必须统一规划，按照政府统一要求和部署，采用高科技、新方法对城市交通管理进行综合分析和管理监控，提高交通管理水平和城市运行效率，增强城市交管部门应对突发事件的应急能力；
统一标准
系统建设必须统一标准，系统建设符合国家和行业相关标准及地方标准的建设要求，确保中心平台与前端系统的协调配合。本项目所有抓拍一体机的视频格式都可以满足GB/T28181对于视频的技术规范标准，同时前端系统完全符合GA/T 832-2014、GA/T 497-2016、GA/T 995-2012、GA/T 833-2016的通用标准。
技术先进
前端系统在符合各类国标标准要求基础上，充分利用科技进步成果，采用先进设备和软件，使系统具有完备的功能，并且易于升级换代，在保证其先进性的前提下具有较长的生命周期。
突出应用
系统建设必须突出应用，鉴于系统技术复杂，投资巨大，在建设中应以实际需求为导向，以有效应用为核心，以技术建设与工作机制的同步协调为保障，确保系统能有效服务于交警和政府工作的需要，充分利用监控信息资源，结合各种应用业务，围绕打造数字城市、创造智能交通，不断提高交警部门预防、打击违法和交通管制的能力，不断提高城市管理的行政执法水平；
稳定可靠
系统采用成熟、稳定和通用的技术和设备，关键环节具有备份、冗余技术保障措施，系统具有较强的容错和恢复能力，能够保证系统长期稳定运行。
系统全部选用高稳定性的嵌入式设备，利用自动检测、自动报警、自动监控和容错等技术，强化防病毒、防误操作，并提供数据备份、恢复措施。
系统对温度、湿度、电压及防雷等环境条件的变化有良好的适应能力，保证设备7*24小时不间断运行。
实用易用
本方案在充分考虑用户实际的情况下，针对大多数用户的需要，设计出可满足各种需求的方案，并充分考虑了人为不可抗拒的其他因素造成故障的可能性；
系统充分满足用户实际需求，人机界面友好，易于使用、管理、维护，支持一键划线、聚焦辅助等功能，提升安装调试效率。系统设计、选材、选型符合国家和地方政府的法规政策和行业技术标准。
可扩展和可兼容
由于用户以后的需求会不断增加，系统建设的规模将随之扩大，在设计上，既要在功能上推陈出新，又要兼容旧的系统，以保护用户的投资，因此我们采用模块化设计，技术平台和接口协议符合国家、行业的相关标准，具有良好的互联，互操作能力，模块间数据传输均采用标准的传输协议，任何一个模块的升级短期内都不会影响到其它模块的正常应用。
一.4 设计依据
系统总体建设以国家、行业相关规范和标准为设计标准及依据，依据和要求如下：
l 智能交通系统设计方面：
1) 《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T 832—2014）
2) 《道路交通安全违法行为视频取证设备技术规范》（GA/T 995-2012）
3) 《交通技术监控成像补光装置通用技术条件》（GAT1202-2014）
4) 《机动车号牌图像自动识别技术规范》（GA/T 833-2016）
5) 《道路车辆智能监测记录系统通用技术条件》（GA/T 497-2016）
6) 《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》（GA/T 651-2014）
7) 《公安交通管理外场设备基础施工通用要求》（GA/T 652-2006）
l 图像信息联网平台设计方面：
1) 《公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》（GB/T28181-2016）
l 视频系统工程建设方面：
1) 《安全防范工程程序与要求》（GA/T 75-1994）
2) 《安全防范工程技术规范》(GB 50348-2018)
3) 《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010)
4) 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB 50343-2012)
5) 《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》(GA/T 670-2006)
6) 《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)
l 其他
1) 智能交通建设相关地方规范与标准。
第二章 需求分析二.1 业务需求前端建设需求二.1.1.1 高清点位覆盖
已建卡口和道路监控点位多为标清或早期的高清设备，录像、图片抓拍效果差，且重点路口路段缺乏点位覆盖，因此此次系统建设需要增加违法抓拍点位，且保证抓拍点位清晰度满足实战需求，不仅能看清车牌，而且可以观察到更多的车辆细节。
二.1.1.2 识别检测多样
面对新型违法的现象层出不穷，违法检测种类不齐全的现状，本项目需满足交通违法检测多样齐全的需求，系统应能清晰记录车辆经过路口、路段时的照片，实现对不系安全带、接打电话、压线、逆向行驶、违反禁令标志指示、机占非、驶入专用车道（公交车道、应急车道）、倒车、禁危化品车等多种违法行驶行为车辆进行实时监视、抓拍、识别、记录保存，清晰辨别车身、车牌号，自动详实记录机动车经过的地点、行驶方向、经过时间、号牌号码、号牌颜色、车辆类型等内容。
同时随着道路上新能源车辆越来越多，对新能源车辆的识别管理愈发重要，所以系统应具备新能源车牌识别功能，支持对新能源车辆车身、车型、车牌等车辆信息的识别，满足后端平台对新能源车辆的管理功能。
二.1.1.3 环境补光合理
智能交通系统建设需解决光污染问题，在达到最大补光效果的同时需降低灯光对周围环境的影响，不会对驾驶人造成直接强光刺激，在保证不刺激人眼，不出现炫目的情况下，实现对车身颜色、车辆号牌、车窗内部信息等清晰反映。
业务功能需求二.1.1.4 视频监控功能
在支持抓拍高分辨率图片的同时，需能实现24小时高清视频录像功能。可以在白天或夜间有辅助光源的情况下实现清晰录像；可自动记录车辆通过时间、地点、所在车道、违法类型等信息；录像中要能清晰反映车辆颜色、车辆类型、运动轨迹；并提供录像查询、录像下载等功能。
中心平台可对前端设备存储的视频进行查看和下载，具备查询指定日期和时间段视频的功能。
二.1.1.5 违法管理功能
系统需具备非现场执法功能，可实现通过交通管理平台对抓拍数据的一系列筛选、审核、复审、发布等流程，智能便捷地将违法信息通过专门的发布平台进行公布，实现交警队交通管理的严肃性、高效性和便捷性；
二.1.1.6 交通管控功能
系统需具备流量采集统计业务，机动车的车型、车种等信息反映了道路交通流的车辆结构和组成，通过采集道路交通流量等信息，交警可以掌握不同地域号牌车辆、不同营运性质车辆以及不同车型车辆的时空分布状况，为信号灯控制、交通疏导提供有效数据；
通过交通信息采集、配合交通诱导以及交通信号控制等系统的部署，有效合理的调控区域交通流量，优化路网流量分布，均衡干道间的交通负荷度，并通过区域信号的协调控制，合理优化交叉口信号配时，协调管控路面交通，从均衡交通流的时空分布上提高道路交通运行效率。
系统管理需求二.1.1.7 统一平台管理
随着交通管理信息化、现代化、数字化和自动化的不断提高，以及交通需求的日益扩张和随之而来的交通管理部门的不断增大，目前迫切需要一个直观、高效、智能的管理平台，对各类交通管理控制系统的信息进行统一管理，实现各孤立子系统难以实现的问题，实现信息交换与共享、快速反应决策与统一调度指挥。通过对采集到的交通数据分析、加工处理，来实施交通控制、管理、决策和指挥，实现交通管理控制和诱导，能够及时对交通事件进行处理并通过多种渠道将交通信息发布给交通参与者。
二.1.1.8 数据挖掘分析
系统除需管理过车数据及超速车辆自动预警等信息之外，系统还需满足与交通、公路、气象、旅游等部门信息共享及交换，包含道路施工信息、交通管制信息、交通流量信息、恶劣天气等信息，交管部门通过对数据的综合管理，并将实时路况、拥堵原因、警力分布、预计疏通时间等数据进行分析挖掘，合理计划判断交通运行状况，再通过指挥、配时调整和信号控制等方式，最大限度提高路口车辆通行效率，提高科学决策、精确指导工作水平。
二.1.1.9 系统运维监测
系统能否真正发挥在智能交通体系中的作用，不仅要重视整体规划、顶层设计、设备选型和建设质量，运行维护也至关重要。设备和系统出现异常甚至故障不可避免，但及时发现故障并准确排除恢复，是系统能够长期稳定运行的关键因素，因此，系统应支持设备运维监测功能，通过可视化的运维管理界面，了解系统及各类设备当前的运行状况，保障系统7*24小时平稳高效运行。
二.1.1.10 系统兼容开放
系统充分兼顾交警业务需求和技术发展，考虑与其他信息系统的连接，建设可扩展的开放平台，发挥智能交通系统在加强社会管理、提升警务效率、组织群防群治等方面的作用。支持实时视频监控检索、信息数据上传下调，并实现与六合一系统、接处警系统、区域联网报警系统、警用PGIS系统、信号控制系统集成联动。可为公安相关部门预留图像接口，实现资源共享。
二.2 解决思路多类型前端建设——健全立体化道路防控体系
统一规划，因地制宜进行针对性建设，针对城区内重点路段，选用300万抓拍一体机/900万抓拍一体机，实现过往机动车辆车速的实时检测抓拍记录。
系统采用高清化网络摄像机，配有补光设备且补光灯需具备栅格状的遮光栅装置，避免光污染。系统能够识别多种类型车牌，车型及车身颜色，解决了现有违法抓拍点位覆盖不足、违法检测能力不足等问题，支持识别新能源车辆且符合GA/T497《道路车辆智能监测记录系统通用技术条件》标准标准。
管控平台建设——实现信息共享、资源调度
智能交通综合管理平台建设作为系统建设中最核心的处理、分析和管理部分，其向下接入各个前端子系统，将采集的各子系统进行汇聚处理，向上为应用系统提供基础资源，进行资源转分发，同时承载整个系统的管控任务等等。平台设计需提供开放的第三方系统集成接口，能与PGIS系统、接处警系统、稽查布控系统等公安其它业务子系统进行集成，实现警视联动，为各类报警提供警情处置预案，结合PGIS/ GPS系统，实现对车辆、警力的可视化指挥与调度，能够最大程度地实现跨地区、跨部门交通监控资源的共享和互联互通互控，提供统一监控、车辆信息检索系统，充分发挥城市治安管理、提高交通警力效率、预防和打击道路违法行为等方面的作用。
注重实战应用——加强交通研判技术突破
系统在已有技术子系统基础上，可根据实际需求整合相应数据，建立综合研判库。以交通违法和交通事故分析为基础，开展交通信息综合分析研判，进行数据挖掘。
加强运维管理—完善系统保障机制、实现效益最大化
运维管理在系统建设中是关键保障部分，对整个系统的运行情况进行实时分析监测，多方式智能告警、完善保障管理流程以及多层次数据统计分析，运维管理是系统建设中关键的保障模块，其维系着整个系统的正常运行。系统提供多维度全面的运维机制，从平台设备的检测、前端设备的检测、操作人员行为的监测，再到有效的对整体进行考核的全面机制，由这一系列的监测来保障系统正常的提供服务。
运维管理系统主要包括：设备运行监测、视频诊断分析。
1、设备运行监测
整个系统是否能正常的提供服务，其核心部分就是平台是否能正常的运行，当前系统越来越大，必须有有效的监测平台运行的机制，综合管理平台针对系统在线的平台设备进行实时监测，包括系统负荷、设备上下线状态、存储空间等各方面。
2、视频诊断分析
随着系统建设点位逐渐增多，单纯依靠人力已无法完成如此大量摄像机的检查维护，需要从用户角度出发开发视频质量检测分析设备，利用计算机智能在管理中心对前端摄像机进行轮巡检测，可以实时检测出视频源丢失、聚焦不当、偏色、遮挡等故障并报警。
第三章 系统总体设计三.1 系统拓扑图
道路车辆智能监测记录系统由前端子系统、传输子系统以及后端子系统组成，采用分层结构设计，从逻辑关系上主要分为两层：前端子系统—后端子系统。卡口前端子系统自成一个局域网，传输子系统可采用光纤传输、VPN接入或其他专网方式构建，实现卡口前端子系统与后端子系统之间的互联互通。
道路车辆智能监测记录系统总体拓扑图如下：
三.2 系统组成前端采集系统
搜图
编辑
系统建设8套道路车辆智能监测记录系统，实现对车辆综合信息的采集，包括车辆特征照片、车牌号码与颜色、抓拍时间、地点、驾驶人面部特征等。并完成图片信息识别、数据缓存以及网传等功能，主要由900万抓拍一体机（卡口）、控制主机、爆闪补光灯、频闪爆闪补光灯等设备组成。
系统建设包含8个路口，摄像机清晰度为900万，可实现交通卡口通行车辆记录、车流量统计、逆向行驶、跨线行驶等违章行为抓拍，系统部署采用视频触发，抓拍准确率高，同时为交通管理、交通规划、道路养护提供重要的基础和运行数据，在城市治安及交通管理过程中发挥了重要的作用，对解决公安警力不足、提高执法水平有着十分重要的意义。
数据传输系统
在光纤资源有限、监控点密集等情况下，为用户提供低成本、高品质、大规模的点位接入解决方案。形成布局合理、重点突出、兼顾城乡、覆盖严密的系统网络，实现区域全面管控、时空无缝衔接、目标全程追踪的防控效果。采用扁平化的网络结构，易于维护和管理，组网模型不受限制，可以灵活组建树型、星型拓扑结构的网络。
数据存储系统
系统建设采用集中存储系统，包括视频存储服务器和图片存储服务器，可实现对前端监控摄像机存储30天，对前端图片数据存储90天。系统采用智能缓存补录、动态码流直存和N+M热备方案，有效保障系统数据存储安全，具有系统处理性能高、数据存储安全性高、数据检索速度快和系统状态监测全面等特点。
三.3 系统特色高清图像效果
道路车辆智能监测记录系统设备首先要有高清晰的图像效果，才能为公安管理部门提供确切的线索，发挥系统效用。我公司采用的设备采用300万抓拍一体机/900万抓拍一体机，在最初设计和项目积累过程中，形成了一套高质量图片记录的优化：
u 采用先进的高清晰度摄像机，分辨率可达4096*2160；
u 多模式一体化成像控制技术；
u 防护罩专业光学设计和防尘结构设计；
u 采用科学的补光方式；
u 优秀的工程设计保证最好的效果；
u 采用全局曝光CMOS，彻底解决smear现象
u 支持内置偏振镜的自动切换功能
u 采用最新镀膜技术，解决夜间图像的鬼影问题
高性能处理器
300万抓拍一体机/900万抓拍一体机采用了领先的高性能处理器设计，将视频采集、编码、主控与智能分析应用集成至高性能处理器工作，实现高效色彩空间转换、图形缩放、隔行扫描与智能视频分析等功能。保障核心的视频编码与智能分析需求获得了充分的运算资源保障，尤其为车牌识别、车身颜色识别、交通行为检测等智能分析应用提供了很好的基础。
系统采用300万像素（分辨率2048*1536）/900万像素（分辨率4096*2160）高清晰度工业摄像机。高清晰摄像机输出数字视频信号，图像信号从摄像机前端中央控制单元输出。该摄像机RGB增益可自由调整，保证在低照度下的清晰成像和高层次感。
成像保障技术
高清智能抓拍单元成像质量受天气、光线变化及夜间车大灯影响较大，要保证系统全天候、24小时的正常运行，必须解决各种光线条件下成像问题。
高清智能抓拍单元采用DSP作为成像控制单元，在各种不同的环境光照情况下对摄像机曝光及补光方式一体化控制，摄像机根据环境光自动控制曝光和增益等参数，同时根据对应的补光模式进行不同方式的补光。具备视频防抖、面部检测、噪声过滤、自动白平衡、自动曝光以及伽马校正、边缘增强等多项功能，在雨雪天气、黄昏、逆光、顺光、侧光、高纬度、夜间车头大灯、高速运动等多种情形下均能有效应对，自动调节至最佳图像效果，从而保证在各种情况下均能保证获得清晰的车辆特征。
三曝光效果输出
为了有效解决抓拍系统只能使用一种曝光值，在分析、抓拍、预览等应用中理想效果所使用的曝光值不一样，造成只能满足其中某个应用效果理想，其它效果不理想的现状，我公司所采用的抓拍系统具备分析效果、抓拍效果、预览效果三套曝光参数设置，同时满足分析、抓拍、预览效果输出。
智能的信息感知
l 智能抓拍：前端高清抓拍机集视频采集、视频处理、车辆抓拍、车辆信息识别等核心功能于一体；
l 违章自动检测：抓拍一体机内置具有车辆违法检测、识别，可对多种违法行为进行检测和记录，同时具备通行车辆抓拍和记录、全天视频监控录像、交通参数采集等多种复合功能；
独立的失驾人员库管理
系统可对接交管局数据库，建立失驾人员库进行单独管理，实时更新数据库，便于与卡口抓拍的驾驶员人脸图片进行实时比对。
失驾人员实时自动比对
系统支持驾驶员人脸抓拍图与失驾人员信息库进行实时比对，可精准检查是否存在失驾人员驾驶的违法行为，存在违法行为的，生成嫌疑信息并推送实时预警提醒。
智能AI，深度学习
利用AI智能技术，通过深度学习算法，提取更多车辆特征信息，实现不系安全带、开车打电话、年检标、遮阳板检测等新型违法行为检测。
l 集合多种行为抓拍：卡口抓拍、接打电话、不系安全带、压线、驶入专用车道（公交车道、应急车道）、机占非、违反禁令标志指示、逆行、倒车、禁危化品车等；
l 支持多种检测种类：车牌、车牌颜色、车身颜色、车型、车标、子品牌、遮阳板、安全带、手持接打电话、车内悬挂物、纸巾盒、年检标、行人、非机动车、虚焦、无牌车、主副驾驶人人脸、危险品车辆等检测。
科学合理的补光体验
l 采用高清摄像机，夜间感光度高，对补光要求低。
l 支持不同策略的灯光控制方式，可以根据时间设置、环境光线设置。
l 采用帧同步补光灯，减少补光灯平均功率，增加瞬间功率。
l 工作功率采用不饱和工作状态，减少光衰。
l 采用频闪或脉冲模式补光，可有效看清人脸，减少对驾驶人员的视觉影响。
l 补光灯均带有遮光罩，使补光光源照在指定区域，照射范围内照度均匀，可在达到最优补光效果的同时降低灯光对周围环境的影响，避免炫目影响，减少城市光污染。
l 选用24颗灯珠，具有功耗低、散热好、可靠性高、故障率低等方面优势。
防护罩防尘功能
摄像机防尘主要分为针对整体产品对于环境尘埃的防护和针对护罩前玻璃尘埃的吸附抵御能力。
我公司使用的高清智能抓拍单元护罩为IP66防护等级，摄像机罩前防尘面板嵌入专业光学玻璃，避免了传统防尘玻璃对成像质量的影响。机罩内设计有多重隔离板，大大减少粉尘、湿雾、有害气体对设备的影响。采用硅胶条填充结构缝隙，堵塞灰尘进入，同时防护罩前玻璃使用了防尘涂料，可有效抑制灰尘在镜前玻璃的附着，有效避免大雨过后雨滴凝结在挡风玻璃上影响成像质量的情况发生。
易用的安装调试
智能画线：相机按照标准安装完成后，可根据视频中实际的车道自动生成算法线，如车道线、抓拍线、识别区域、检测区域、跟踪区域等，极大方便了安装调试，节约设备调试时间，提高安装效率。
高效的运维管理
l 集中化运维：可对视频资源进行统一监控、统一管理、统一分析、统一预警，使系统运维从传统的单一、被动和低效的管理方式逐步转变为统一、主动和高效的管理模式；
l 智能化运维：采用自动化巡检操作，通过智能化诊断分析，快速确定故障发生原因，实现运维管理效率和服务管理质量的同步提升；
弹性的系统部署
l 双机冗余部署：根据客户需要，系统核心数据库服务器可采用双机配置，无单点故障。
l 流媒体集群部署：系统流媒体转发单元支持负载均衡，可实现流媒体服务的集群部署。
l 平台多域部署：支持多域部署架构，各个区域的系统可业务自治，域间网络中断不影响域内业务的正常进行。
l 系统灵活扩容：根据监控点规模的不同，综合管理系统可灵活部署在PC机或服务器上，根据业务发展要求进行灵活扩充，可适应从几十路，到几千上万路的项目需求，充分保证系统扩展性。
良好的系统兼容
l 标准性：系统遵循《公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》（GB/T 28181-2016）标准要求，采用标准化的架构、网络协议、视频编解码协议、应用接口、文件格式等。系统支持ONVIF协议、支持满足ONVIF协议的前端设备接入。媒体流传输协议符合RTSP标准要求，媒体编码格式支持当前主流编码协议，具备良好的兼容性。
l 开放性：系统具备良好的集成能力及二次开发能力，可提供开放的接口，实现与各类信息系统的对接和集成应用。该系统的选择，将智能交通系统建设提高到一个新的技术高点，为后期联网及系统应用开发打下了良好的基础。
第四章 前端系统详细设计四.1 系统概述
由于在公路上行驶的车辆较多，如果没有严格有效的管理，非常容易发生重大恶性交通事故，造成人员伤亡和财物损失。因此需要在此类道路部署卡口抓拍系统，有效加大对违法车辆的执法力度，预防和减少交通事故的发生，达到规范行车秩序、保证道路畅通、确保行车安全的目的。
四.2 取证原理抓拍原理
该系统利用车辆视频检测、人脸检测分析处理等先进技术，对监管路段的过往车辆进行全天候实时监管并记录驾驶员人脸及相应的车辆图像数据。该系统采900万抓拍一体机（卡口）为图像采集设备，通过内置DSP处理模块完成驾驶员人脸检测、抓拍，以及其他交通违法行为识别，动态获取路口的实时高清图像，同时可自动联动频闪爆闪补光灯辅助补光，使得在夜间也可拍出高清晰图片。
系统原理说明
900万抓拍一体机（卡口）本身具有图像处理芯片，可以实现对抓拍图像进行数字化处理。在相机中DSP芯片上的集成人脸检测算法和车牌识别算法，利用当前先进的数字图像处理技术，根据离散数学的相关算法对捕获的数字图像信号进行不断的运算分析，自动获取所拍车辆的驾驶员人脸图像、车牌号码、号牌颜色等数据。并可将车辆的驾驶员人脸信息、通过时间、地点、行驶方向、号牌号码、车身颜色、车型等数据，通过900万抓拍一体机（卡口）统一处理并输出综合分析数据，通过网络发送至控制主机，由控制主机将卡口提供的数据进行统一汇总和记录，将有效数据发送给后端管理平台，驾驶员人脸图像与失驾人员库进行比对，检测到相似度高的进行报警提醒，同时联动车辆等相关数据。
搜图
编辑
卡口相机中内置硬件独立完成外设触发信号检测、触发、补光联动、压缩图片等过程；并集成设备状态监测和恢复模块，识别模块，上传模块以及备份存储空间。通过对资源的合理分配和利用，以最为高效的方式来处理高清卡口的全部逻辑过程。
系统信号流程
搜图
编辑
系统通过视频轨迹跟踪技术对车辆进行监测，当有车辆通过时将触发信号传递给900万抓拍一体机（卡口），卡口进行人脸及车辆抓拍，在夜间抓拍时联动频闪爆闪补光灯得到良好的图片效果。
900万抓拍一体机（卡口）DSP处理芯片通过人脸检测算法抓拍驾驶员人脸图像，通过车牌、车型及颜色识别算法对抓拍的车辆图片进行车牌识别、颜色识别，车型识别、并叠加时间、地点等信息。并将其进行数据压缩和传输。在网络故障时可缓存在本地中。
控制主机负责将路口卡口抓拍数据汇总缓存及转发，将人脸、车辆图片及车牌号码等信息通过通讯设备与后端中心实时通讯，将系统采集的交通数据上传至中心平台，人脸图片与失驾人员库进行比对，并将数据信息进行存档、应用。
四.3 前端系统功能全天候高清成像
系统综合了车辆前挡风玻璃对光线的反射特性、贴膜情况、环境光线照射情况，采用了交通专用高清镜头、专门的成像控制策略和补光方式，同时安排了合理的设备布设方式，使得系统全天候对各类车型都能有效解决前挡风玻璃反光和强光直射等问题，确保车身、车牌都清晰可辨。
车辆抓拍功能
Ø 车辆检测及抓拍
系统通过雷达触发和视频触发的方式实现对车辆的捕获。300万抓拍一体机可覆盖一条车道，900万抓拍一体机可覆盖四条车道，系统能够对所有经过车辆进行捕获。
高清抓拍相机能准确拍摄包含车辆正面全貌、车牌号码及驾驶人员的面部特征的高清图片，并在照片上叠加车辆通行信息（如时间、地点、车速、方向等）。图像格式为JPEG/24bit。
采用补光灯和摄像机成像控制模块之间的反馈控制技术，满足夜间拍摄要求。采用强光抑制技术，防止强逆光、强顺光环境下对拍摄造成的影响。
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Ø 车辆数据自动上传
系统可将抓拍及检测的数据自动上传到智能交通管理平台，车辆数据信息包括：车辆经过的时间、地点、车道、车速、车辆与道路环境全貌兼车牌特写图片（高清摄像机抓拍）、违法类型、车辆行驶速度、车牌号码、车牌颜色等。
在本地，抓拍相机将抓拍的车辆图片车牌号牌进行自动识别，将识别结果记录到本地，并上传到监控中心数据库、无需在中心进行识别，加快违法处罚系统的处理速度和处理能力。
系统支持断点续传功能，在断网情况下，可将抓拍的图片及相关车辆数据暂时存储在本地，到网络恢复正常后，将断网期间的数据自动上传到中心平台数据库，保证车辆数据不丢失。存储时间依据存储容量及交通车流量而确定。
号牌识别功能
系统可自动对车辆牌照进行识别，包括车牌号码、车牌颜色的识别。
系统具备字符自学习功能，并能对2002式个性化新车牌进行自动识别；具备对民用、警用、军用、武警等汽车号牌计算机自动识别能力，识别符合GA36-92（92式牌照）和GA36.1-2001（02式牌照）标准的民用车牌照和97式、04式新军车牌照与07式新武警车牌照的汉字、字母、数字、颜色等信息。系统能识别黑、白、蓝、黄四种车牌颜色。所能识别的字符包括：
阿拉伯数字
0～9十个
英文字母
A～Z二十六个
省市区汉字简称
京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、使、临、港、澳、台；
军用车牌汉字
新式军车车牌，A～Z二十六个字母、字母与数字组合如KA *****等
号牌分类用汉字
警、学、领、试、挂、境、拖、农
新式武警车牌字符
WJ、0—9 、消、边、水、警、电、林、通，新式武警车牌如
新能源车牌
新能源车牌，如：
小型新能源汽车号牌
大型新能源汽车号牌
Ø 新能源车牌识别
抓拍相机内置算法，根据新能源汽车车牌进行研发及算法升级，针对新能源车牌的特点进行算法修改，并结合新能源样本进行算法训练，不断优化，通过对车牌号字符的分析与字符库进行匹配，输出车牌号信息。
从目前搜集到的车牌样本来看，新能源车的车牌的颜色、位数较之前的标准车牌有了很大的变化，算法首先根据新能源车颜色和字符特征，确定分割规则，将字符分割出来。
新能源号牌主要涉及到绿色底牌的车牌识别，通过在算法库中添加颜色识别，同时增加字符限制，将字符增加为7位，采集新能源车牌样本，依托大规模神经网络深度学习算法，使它具备识别号牌字符的能力，并采集了多种场景下的车牌样本：如雨雾天气、夜间、顺逆光、大角度等，通过神经网络深度自主学习训练，对车牌识别进行多次修正，最终提高新能源车号牌的识别率。
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大规模神经网络识别算法（以识别数字为例）
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车辆信息识别
系统支持车身颜色、车型、车标及车辆子品牌、摆件挂饰、遮阳板、年检标、危险品车、非机动车类型等信息识别。
车身颜色识别功能
系统具备车身颜色识别功能，车身颜色识别是车辆识别系统中的一个重要辅助手段,它在交通调查、交通管理和车辆管理系统中起着重要作用。然而实际的车身颜色识别受噪声、环境光照等因素影响很大，给车身颜色识别的精度造成很大影响，甚至无法正确的识别出车身颜色。
车身颜色识别系统可自动对车身深浅和颜色进行识别，对于由于天气等原因抓拍的车牌无法识别的车辆，用户可根据车身颜色来查询通行车辆，为公安交通管理和刑侦案件侦破提供了科技新手段。
系统不仅可以自动区分出车辆为深色车辆还是浅色车辆，还可以识别出多种常见车身颜色，包括：白，灰，黄、绿、蓝、红、棕、黑、粉、青、紫等。
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车型识别功能
系统可对多种车型进行识别，例如二轮车、三轮车、两厢轿车、三厢轿车、轿跑、小型轿车、微型轿车、客车、中型客车、面包车、微型面包车、大货车、中型货车、小货车、SUV、MPV、皮卡。
系统可根据汽车的外形特点进行图像输入、区域分割、图像处理、模式识别，最终得到准确的识别结果。
每种型号的汽车都有其独特的外表，这也造就了车型识别技术的广泛应用：追踪盗窃车辆、出入境关口监控、停车场安保管理等等。因此，车型识别技术具备极大的市场潜力和社会经济效益。
基于车辆轮廓识别的车型分类过程主要包括两个阶段：1、从图像中分割出目标车辆。2、提取车辆特征并进行分类。
本系统主要由图像采集部分、图像处理部分、系统识别部分和相关数据库等部分组成。
首先通过摄像机采集车辆图像信息，由于在进行图像采集是难免会受到客观因素的影响，因此所得到实际图像的灰度值往往会与准确值有一定的误差，这种误差势必会影响到后期的处理与识别工作。所以我们必须使用灰度校正的方法，增强灰度的变化范围与层次，从而增强图像的对比度与分辨率，把各种因素造成的误差降至最小。
汽车的体积往往都比较庞大，所以车辆轮廓定位的精准程度也就直接关系到了后续识别的精准度。这里我们可以采用背景差分算法，即通过对视频图像序列中相邻两帧作差分运算来获得运动目标轮廓的方法。这种算法实现简单，程序设计复杂度低；对光线等场景变化不太敏感，能够适应各种动态环境，稳定性较好。
在对目标图像进行匹配时，先将待测的车辆图片放入系统中，然后调如模板图像，将两者左上角对齐，进行匹配程度计算；然后将模板向右移动一个单位继续计算匹配的程度，以此类推，直到将整个图片的匹配程度都计算出来；最后选取匹配值最高的区域为与模板匹配的区域。
车标识别功能
系统可对多种车标进行识别，可供采购人根据车标来查询通行车辆。
车辆子品牌识别功能
系统可对多种车辆子品牌进行识别，可供采购人根据车辆子品牌来查询通行车辆。
摆件挂饰识别功能
系统可实现车辆驾驶室内摆件、挂饰的检测识别，可供用户根据车标来查询通行车辆。
打开遮阳板检测功能
系统可实现对打开遮阳板进行检测，可供用户根据打开遮阳板状态来查询通行车辆。
年检标检测功能
系统可实现车辆年检标检测识别，可供用户根据年检标来逾期未检车辆。
危险品车检测功能
系统可实现车辆危险品标志的检测识别，为危险品车辆管控、运行路线规范提供了有效的数据支撑。
视频流采集功能
在支持抓拍高分辨率图片的同时，能实现24小时高清视频录像功能。可以在白天或夜间有辅助光源的情况下实现清晰录像；可自动记录车辆通过时间、地点、所在车道、违法类型等信息；录像中能清晰反映车辆颜色、车辆类型、运动轨迹；并提供录像查询、录像下载等功能。
车辆通行记录功能
车辆通行记录功能指对过往车辆自动记录所监测车道内经过车辆图片，每辆车记录1幅全景图片及1条通行文本信息，能够清晰反映车辆号牌、车身颜色、通行时间等车辆通行信息，按照要求格式规范数据格式及叠加信息，并实时上传中心平台。
本系统可对所有时间经过被监控车道的过往车辆进行检测、抓拍、车牌识别并进行纪录，自动识别逆行车辆。自动记录车辆通过信息（包括时间、地点、方向、车牌号、车型、车身颜色、车速等）。捕获车辆图片能够清晰辨别车辆号牌和车型特征。
违法数据记录功能
超速、压线、机动车违法变道、逆行、不系安全带、拨打手机等各类违法行为记录的数据包括2张（可调）违法图片以反映机动车违法过程，生成1个配套的并独立存储的信息文件，图片存储格式为JPEG。能够按照用户要求规范数据格式及叠加信息。违法抓拍图片可以单独上传也能将多张图片合成一张违法图片数据进行上传。违法图片能够清晰辨认车辆特征、车辆号牌及车内违法事实。图片能够反映车辆位移，及车辆牌照、车身颜色、违法地点等信息。同时其中一张图片能够反映驾驶人面部特征及违法特征。
前端备份存储功能
系统采集的图片、视频可在智能终端主机做备份存储，视频、图片前端存储时间满足用户需求。系统可根据预先的空间分配，优先保证足够的图片存储空间，保证核心数据不丢失。
数据信息安全
系统抓拍的原始数据可防止人为篡改和破坏。系统取证图片格式采用JPEG格式，图片编码符合ISO/IEC 15444:2000的要求，进行防篡改水印加密，符合GA/T497《道路车辆智能监测记录系统通用技术条件》对防篡改的要求。
数据断点续传功能
系统抓拍的机动车等特征图片数据保存在智能终端主机中，同时向后台存储服务器实时传输。当网络发生故障时，数据和图片暂存在智能终端主机上，当网络恢复时再进行续传。在通讯中断或中心设备出现故障等非正常情况下，仍可采用人工下载数据。
机非人抓拍功能
在机动车及其驾驶人法制意识得到提高的同时，行人和非机动车驾驶人的交通违法现象仍然没有得到有效的控制，成为影响交通秩序的一个主要症结。系统根据此类现象，集成了机非人功能，即机非人卡口对经过的车辆进行车牌识别、经过的非机动车和行人进行记录，满足对于交管部门要求追查超速车辆、黑名单车辆、肇事车辆的司机面貌、非机动车的车牌、颜色和行人衣着主体颜色、面貌特征的需求。
日志功能管理
将前端所有设备的状态，以及不同权限用户的所有操作全部记录下来，方便维护人员日后的设备正常维护以及故障排查。
设备日志管理给予维护人员一个历史记录可查可依的功能。可以对出现故障设备进行历史日志查询，查找其中规律，及时解决问题。保障系统稳定长期地运行。
用户授权管理
系统具有完善的用户管理功能，包括用户权限管理、用户名密码的管理、用户组设置、用户访问操作权限管理、用户工作日志管理等。可以根据工作需要按设立不同角色、不同权限进行授权，被授权用户登录系统后只能查询或更改自己权限范围内的相关功能。如设备配置及维护管理、路口维护等功能。
系统的管理配置是系统有效运行的基础保障，是对系统运行机制及人员权限分配的有力措施。
四.4 违法行为抓拍功能不系安全带、拨打电话检测抓拍功能
系统支持不系安全带、开车打手机的违法行为抓拍功能。违法图片2张，能够清晰辨认车辆特征、车辆号牌及车内违法事实。两幅图片能够反映车辆位移，及车辆牌照、车身颜色、违法地点等信息。同时其中一张图片能够反映驾驶人面部特征，及违法特征。
机动车压线违法抓拍功能
机动车压线违法行为，主要针对在连续一段时间内压车道线行驶或跨越白实线或者双黄车道线在两个车道之间违法变换位置行驶车辆等违反禁令标线违法行为的车辆进行检测、抓拍记录与识别。
机动车违反禁令标志指示违法行为记录
系统支持对违反禁令标志指示的车辆进行抓拍，禁令标志是禁止或限制车辆、行人交通行为的标志。其形状通常为圆形，个别为八角形或顶点向下的等边三角行。其颜色通常为白底、红圈、红斜杆和黑图案。
机动车违反禁止标线行驶违法行为记录
机动车违反禁令标线违法行为，主要针对在连续一段时间内压车道线行驶或跨越白实线或者双黄车道线在两个车道之间违法变换位置行驶车辆等违反禁令标线违法行为的车辆进行检测、抓拍记录与识别，并可在禁止右/左转的路口可以对右转或者左转车辆进行跟踪判断并且对违法车辆抓拍三张违法图片，以记录违法的整个过程。违法证据符合最新的《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T832-2014）。
机动车驶入专用车道（公交车道应急车道）违法行为记录
系统支持对驶入专用车道（公交车道应急车道）的车辆进行抓拍，并提供处罚依据。
违法倒车行为记录
倒车抓拍是指在禁止倒车道路上进行违法倒车行为的检测、抓拍与识别。
闯红灯违法行为取证功能
根据行业标准《闯红灯自动记录系统通用技术条件》(GA/T496-2014)规定，电子警察使用高清摄像机实时记录闯红灯车辆的违法过程。系统检测到车辆在红灯周期内继续前进，根据车辆行进的情况系统发出控制指令连续拍摄三张闯红灯过程中的照片，夜间光线不足时，提供同步补光功能，光照亮度在保证摄取违法图片的清晰度情况下不影响驾驶员的正常驾驶。系统计算违法车辆的相关信息、红灯持续时间相关信息等，最终生成一组违法数据，并通过加密算法叠加到所抓拍的违法过程照片上。
同时系统能记录机动车闯红灯行为对应驾驶人面部特征的图片，作为认定机动车闯红灯违法驾驶人的参考资料。闯红灯自动记录系统具有违法抓拍同时，兼具违法行为驾驶人人脸记录取证功能，对同一辆车相机输出的逆行、不按导向行驶、压线等违法行为可以分别和卡口抓拍的过车记录关联。
4+2（电警4张+卡口2张）左右方式，卡口其中一张为人脸特写
1）电警第一张照片
系统检测到车辆在红灯周期内继续前进，当车身压在停车线上时，系统判定闯红灯违法事件发生，开始记录车辆进入时刻，发出控制指令拍摄第1张照片。夜间光线不足时，提供同步补光和强光抑制功能，光照亮度在保证摄取违法图片的清晰度情况下不影响驾驶员的正常驾驶。
2）电警第二张照片
系统检测到车辆在红灯周期内继续前进，通过停车线，摄像机拍摄第2张照片。
3）电警第三张照片
系统检测到车辆在红灯周期内，通过停止线继续前进，摄像机拍摄第3张照片，系统计算违法车辆的相关信息，最终生成一组违法数据，并通过加密算法叠加到所抓拍的违法过程照片上。
4）电警第四张照片，反映车牌特写图片
5）卡口第一张照片，反映车辆全貌图片
6）卡口第二张照片，反映人脸特写
机动车待转区闯红灯违法行为记录
系统支持机动车待转区闯红灯违法行为记录功能，当左转信号灯为红灯状态时，车辆在左转待转区内继续左转行驶，系统判定为待转区闯红灯行为并进行违法行为抓拍。
机动车不按导向车道行驶违法行为记录
机动车不按导向车道行驶是指车辆遇到分向行驶车道不按规定的车道行驶，包括左转、右转车辆占用直行车道，或在左转、右转车道上直行等情形。系统支持此类违法行为的记录，以三张图片清晰、完整地表现违法过程。
机动车逆向行驶违法行为记录
机动车逆向行驶违法行为记录指设备支持对与车道规定的方向相反行驶的机动车违法行为进行检测、抓拍记录与识别。对违法车辆抓拍三张违法图片，以记录违法的整个过程。违法证据符合最新的《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T832-2014）。
机动车在非机动车道内行驶违法行为记录
机动车在非机动车道内行驶是指车辆在非机动车车道内行驶、占用非机动车道等情形。设备可有效支持此类违法行为的记录，以三张图片清晰、完整地表现违法过程。
机动车违法掉头行为记录
违法掉头是指车辆在禁止掉头道路进行违法掉头，系统支持对此类违法行为进行检测、抓拍记录与识别。
违法行为视频
支持每条违法抓拍记录同时保存一条违法视频。视频图像能够反映车辆违法全过程。可根据后端平台对视频格式的具体要求，提供违法视频数据。
四.5 硬件配置原则
1）每条车道配置一台300万抓拍一体机，每四条或四条以下车道配置一台900万抓拍一体机，每条车道配置1台雷达、1台闪光灯以及1台频爆一体补光灯。
2）根据现场实际情况灵活配置终端主机，用作前端信息备份存储；
3）每个卡口点位配置一个抱杆箱，抱杆箱安装在立杆的适当位置，箱内安装配电设备、安装支架和线槽，并提供维护电源插座；
四.6 现场布局现场布置示意图
900万抓拍一体机（卡口）与补光灯安装在同一根立杆上，立杆高度一般6m左右。900万抓拍一体机（卡口）投影位置与抓拍位置相距25m左右。
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现场布局图
双向四车道现场布局示意图
现场设备安装示意图如下:
双向4车道现场立杆示意图
Ø 立杆：距离抓拍位置25米处树立交通立杆，立杆高6-8米左右，根据现场环境可采用两根交通立杆，立杆位置可为并排立杆或相错立杆；
Ø 横臂：横臂按照车道宽进行选择，原则上不短于最外侧1/2个车道；
Ø 相机：抓车头方向：配置一台300万抓拍一体机/900万抓拍一体机；
Ø 补光灯：抓车头方向：每车道1台闪光灯和1台频爆一体补光灯；
Ø 检测方式：视频检测方式；
双向六车道现场布局示意图
现场设备安装示意图如下：
双向6车道现场立杆示意图
Ø 立杆：距离抓拍位置25米处树立交通立杆，立杆高6米左右，根据现场环境可采用两根交通立杆立杆位置可为并排立杆或相错立杆；
Ø 横臂：横臂按照车道宽进行选择，原则上不短于最外侧1/2个车道；
Ø 相机：抓车头方向：配置一台900万抓拍一体机（卡口）；
Ø 补光灯：抓车头方向：每车道1台爆闪补光灯和1台频闪爆闪补光灯；
Ø 检测方式：视频检测；
四向八车道现场布局示意图
现场设备安装示意图如下：
四向八车道现场立杆示意图
Ø 立杆：距离停车线23米处树立交通立杆，立杆高6-8米左右；
Ø 横臂：横臂按照车道宽进行选择，原则上不短于最外侧1/2个车道；
Ø 相机：抓车尾方向：配置一台900万抓拍一体机（电警）；抓车头方向：配置一台900万抓拍一体机（卡口）；
Ø 补光灯：抓车尾方向：每车道1台频闪补光灯；抓车头方向：每车道1台爆闪补光灯和1台频闪爆闪补光灯；
Ø 红灯信号检测方式：红灯信号检测器检测红灯相位
四向十二车道现场布局示意图
现场设备安装示意图如下:
四向十二车道现场立杆示意图
Ø 立杆：距离停车线23米处树立交通立杆，立杆高6-8米左右；
Ø 横臂：横臂按照车道宽进行选择，原则上不短于最外侧1/2个车道；
Ø 相机：抓车尾方向：配置一台900万抓拍一体机（电警）；抓车头方向：配置一台900万抓拍一体机（卡口）；
Ø 补光灯：抓车尾方向：每车道1台频闪补光灯；抓车头方向：每车道1台爆闪补光灯和1台频闪爆闪补光灯；
红灯信号检测方式：红灯信号检测器检测红灯相位；
四.7 抓拍效果
系统综合了车辆前挡风玻璃对光线的反射特性、贴膜情况、环境光线照射情况，采用了交通专用高清镜头、专门的成像控制策略和补光方式，同时安排了合理的设备布设方式，使得系统全天候对各类车型都能有效解决前挡风玻璃反光和强光直射等问题，确保车身、车牌都清晰可辨。
900万卡口
900万卡口白天
900万卡口夜间
300万卡口
300万卡口白天
300万卡口夜间
第五章 存储系统设计五.1 系统概述
集中存储系统结合了存储业务特征和网络存储可靠性要求，设计了完整的网络存储流程，包括了从前端缓存、中心直存到中心备份各个应用环节的针对性设计，可以满足文件、数据库、视频、图片等结构化非结构化数据的高性能读写要求，组件高性价比的数据存储解决方案。
五.2 解决方案
1. 智能缓存补录
在监控系统实际应用环境中，经常会面临网络终端、存储设备断电等情况，导致前端的录像无法及时存储到中心存储资源，从而造成录像丢失。摄像机支持前端缓存补录功能，在网络或中心存储等异常时，前端设备会启动缓存功能，将视频数据存在本地的存储设备上（SD卡），后端链路或设备恢复正常后，会自动将补录到的录像上传到后端存储上，避免造成数据丢失。同时在统一的监控管理平台上，能对该时间段的录像进行检索、回放、删除等管理操作。
2. 动态码流直存
系统支持数据流和图片数据进行直存，无需管理服务器参与，可省去大量服务器的部署，消除系统单点故障。监控终端可按照录像存储业务的优先级，支持变码流存储：对于周期计划类等优先级较低的录像存储业务，可采用低码流或者抽帧方式的存储，适当减少对存储空间的占用。而对于告警联动类等优先级较高的录像存储业务，可采用高码流、全帧等方式存储，全力保证录像的高质量、高清晰度。同时，基于支持前端智能分析功能的监控终端，对于监控画面中的重点区域或动态图像，采用低压缩比、高码流格式进行传输及存储；对于监控画面中的非重点区域或静态图像，采用高压缩比、低码流、低帧率进行传输及存储。这样在保证关键录像数据的高质量传输、高质量存储的同时，可有效减少非关键数据占用的传输带宽、存储资源。
3. 负载均衡
系统可以实现负载均衡功能，总控管理服务器可以实现对流媒体和存储服务器CPU、网络等资源的均衡管理，通过流媒体服务器或存储服务器集群实现的负载均衡和故障替换，有效避免因为服务器故障而导致的平台问题。
五.3 系统特点
1. 系统处理性能高
存储系统不仅可支持多路摄像机监控数据为并发实时写入，同时支持流媒体转发，可满足多级监控中心对同一数据源的多路并发读取，存储系统带宽、持续写性能、控制器处理性能提高。存储设备的控制性能、持续读写带宽可随着摄像头数量的增加和存储容量的扩展而同步提升，可满足监控系统的带宽、性能需要，要求磁盘与控制器必须交换式连接方式，存储设备不可有内部带宽、性能的瓶颈。
2. 数据存储安全性高
采用标准、专业存储设备集中存储监控录像，保障监控数据安全、系统安全。存储容量不受限制，存储系统采用分布式存储集中管理设计，配合虚拟化技术无限扩展能力，监控录像保存周期和保存数量可随需延长。即使使用了前端存储的方式，也因采用了集中备份的功能，不会因为前端随意删除录像或者破坏存储设备，而使得录像丢失，保障了数据的安全性。存储系统采用企业级SATA硬盘，其安全性远高于IDE硬盘，可保障监控数据的安全性，事后监控、调阅、调查有充分保障。硬盘可实现RAID保护，并采用热备盘进行二级保护，进一步保障监控数据的安全性。
3. 数据检索速度快
系统基于底层流存储数据结构和快速数据定位技术，可以实现任意时间段的即时回放和任意时间点/段的快速精确检索定位，检索时间从数十分钟提高秒级，支持按图像来源、纪录时间、报警事件类别等多种方式对存储的图像数据进行检索，支持多用户同时并发访问同一数据源。
4. 系统状态监测全面
1) 实时视频流状态监测
系统支持对视频流的实时检测，当录像取流失败达到规定时间以上时自动触发报警机制。
2) 历史数据状态监测
系统支持对历史数据的检测，当发现在策略调度时间段内或者手动录像时间段内存在录像丢失，自动报警，同时可启动恢复录像策略。
3) 设备部件状态监测
系统可对设备部件状态进行监测，主要包括电源的温度、CPU的使用率和温度、网络使用情况、风扇转速、内存使用情况、磁盘使用情况等，如果发现异常事件即时触发报警，提高故障处理效率。
五.4 存储容量计算
本次项目要求图片存储180天，视频存储90天
1. 视频存储容量
系统支持200万像素高清图像的实时存储和管理，新建视频监控系统存储容量按照200万像素进行设计，4Mbps码流。
其存储空间计算公式：单路实时视频的存储容量(GB)＝【视频码流大小(Mb)×60秒×60分×24小时×存储天数/8】/1024；
存储天数
视频规格
90天
1080p，4Mbps
3797 GB
备注：以上数据为实际需要存储空间，实际项目应用需考虑硬盘本身、RAID、热备盘损失。
本次项目中正向（车尾方向）采用电警摄像机进行录像，采用200万像素分辨率，反向（车头方向）采用卡口相机进行录像，采用200万分辨率。共计262台，需要9台36盘位录像存储设备，满足视频录像90天存储需求。
2. 图片存储容量
车辆图片信息采用JPEG 编码格式，符合ISO/IEC1544∶2000 要求，压缩因子不高于70，900 万高清摄像机输出照片文件平均大小为1200K，按单车道日均6400 辆流量估算，每条车道的图片信息按不同存储时间的容量计算公式如下：
6400 辆×1.2MB×1车道×30天/月×N个月/1024＝**GB
单个车道按不同保存时间的数据存储容量计算如下：
车道数
180天
1个车道
1350GB
单车道日均6400辆的数值也应根据各地实际情况重新估算和调整。
备注：以上数据为实际需要存储空间，实际项目应用需考虑硬盘本身、RAID、热备盘损失。
本次项目设计车道291条，共计需要图片存储设备5台，满足180天存储需求。
第六章 系统平台设计
交通综合管理平台是以整合海量交通数据为基础，以深度研判、车辆数据分析为手段，通过全文检索技术从数据中快速定位信息，通过分析挖掘技术从数据中挖掘出有价值的信息，实现针对海量的数据进行快速检索、快速统计分析，并能够通过大数据的深度关联分析对事物的发展趋势做出预测，为多业务采集系统提供一个资源管理平台，结合交警部门的实际业务需求进行相关数据功能应用，同时通过接口的方式为上层应用提供数据服务。
交通综合管理平台功能主要包括车辆查询、缉查布控、研判分析、违法管理、数据统计及交通态势六大业务模块，涵盖了目前交警部门重点关注的交通事件、道路拥堵状况、违法行为、车辆通行等内容，可以支撑交管部门从事前预防到事后处理的全过程业务应用：
1.事前预防-主要通过积分研判预警功能，实现对高危车辆、套牌车辆、假牌车辆等信息进行实时预警和研判推送；
2.事中布控-通过交通态势功能可了解到每个路段的车流量和拥堵情况，及时调整警力布局；同时通过车辆积分预警、稽查布控报警等功能，在接受预警消息后，交管部门能通过系统联动一线交警的指挥拦截防控功能；
3.事后处理-违法查证处理应用是交警重要的业务场景，当发生机动车违法行驶行为后，可以通过以下方式进行研判分析：
1）平台通过违法管理模块进行假牌、套牌违法行为的分析管理；
2）利用车辆检索查询，实现快速定位目标车辆和目标违法事件；
3）基于车牌和车型，可对车辆的出入城态势、车辆频次等进行分析；
4）通过积分预警分析积累的城市活动高危车辆信息，进行综合研判；
4.增值应用-交通综合管理平台积累的研判数据、车型数据、轨迹数据、过车数据、图片数据可以通过接口以服务的方式开放给第三方的警务应用，帮助公安等其他业务部门实现增值应用；
5.统计展示-系统通过数据实时分析分类，可将车流量统计、车流量态势、出入城统计、出入城态势等数据以图形化方式实时展现在大屏界面上，以供相关部门实时掌握城市车辆分布情况。
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平台流程图
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交通综合管理平台登录页
六.1 车辆查询按车牌搜车
可按照车牌号码、车牌颜色、拍照角度、拍照时间、卡口位置等条件，进行过车数据查询，结果可以图文或列表模式展现，可对车牌号、车辆品牌、卡口位置进行二次查询，可以按车牌、品牌、卡口分组统计，统计结果按过车数量排序。可跳转一车一档，可点播过车记录关联视频录像，可跳转技战法，可跳转轨迹查询，可跳转以图搜车，可对结果进行数据导出。
车牌号码支持精确搜索（确切的车牌号码）和模糊搜索（*：任意多个任意字符，？：一个任意字符），时间段支持两个时间段同时搜索，卡口位置支持树形选择、基于地图选择等多种方式，拍照角度支持车头、车尾、全部三种选择，车牌颜色支持白牌、黄牌、蓝牌、黑牌、绿牌、黄绿牌等选择。
搜索界面：
结果界面：
按类型搜车
可按车辆类型对过车数据进行筛选，系统支持对轿车、大货车、小货车、面包车、大客车、中型车、SUV 7种车辆类型的过车数据进行分类查询。
按照车辆类型、车辆品牌、车辆颜色、车牌号码、车牌颜色、拍照角度、行驶方向、拍照时间、卡口位置等条件，搜索过车数据，结果可以图文或列表模式展现，可对车牌号、车辆品牌、卡口位置进行二次查询和分组统计，并可导出查询结果。
搜索界面：
图文显示：
列表显示：
按品牌搜车
可按照车辆品牌、车辆颜色、车牌号码、车牌颜色、拍照时间、卡口位置等条件，搜索过车数据，车辆品牌可按照拼音首字母快捷搜索，支持子品牌和年款搜索。结果可以图文或列表模式展现，可对车牌号、车辆品牌、卡口位置进行二次查询和分组统计，并可导出查询结果。
组合条件搜车
可根据车辆局部特征进行组合检索，该特征具有唯一性、可标识性，如年检标、车窗内饰等。系统会在过车信息中查找出相似类型车辆，并对每张图片的车辆局部特征进行分析比对。
按照前车窗特征（主驾驶打开遮阳板、副驾驶打开遮阳板、纸巾盒、挂坠、年检标、香水、夜间遮阳板、检测标志）、驾驶人员特征（主驾有人、副驾有人、主驾驶系安全带、副驾驶系安全带、主驾打电话）、后车窗特征（纸巾盒、枕头、雨伞、车贴、标识、涂鸦）、车体特征（天窗是否站人）、车辆特征（车辆品牌、车辆颜色）、时间、卡口位置，多条件组合搜索，进行过车数据查询，查询结果可以图文或列表模式展现，可对车牌号、车辆品牌、卡口位置进行二次查询和分组统计，并可导出查询结果，便于警务人员更精确筛选目标车辆。
批量车牌搜车
系统支持批量导入多个车牌信息进行同时分析比对查询检索，可通过excel模板批量导入车牌号码，按照批量车牌号码、车牌颜色、拍照角度、拍照时间、卡口位置等条件搜索过车数据，查询结果可以图文或列表模式展现，可对车牌号、车辆品牌、卡口位置进行二次查询和分组统计，并可导出查询结果，实现业务部门各业务批量查询的应用。
特殊车辆搜车
系统支持对渣土车、危化品车等特殊车辆进行检索。
渣土车搜车可按照是否遮盖、时间、卡口位置条件，进行渣土车过车数据查询，结果可以图文或列表模式展现，可对车牌号、车辆品牌、卡口位置进行二次查询和分组统计，并可导出查询结果。
同品牌搜车
上传车辆照片，系统自动检测照片中的车辆品牌，按照车牌颜色、拍照角度、拍照时间、卡口位置等条件，搜索相同品牌车辆的过车数据，结果可以图文或列表模式展现，可对车牌号、车辆品牌、卡口位置进行二次查询和分组统计，并可导出查询结果。
以图搜车
输入一张车辆照片，可在海量过车图片中根据外形特征检索出与其最相似的车辆。同时系统支持根据车辆的某一明显特征（如：车灯坏了，凹痕，车内饰物等），通过上传车辆图片，搜索与照片中的车辆特征相似的过车数据，结果按照相似度从高到低排序显示，可以图文或列表模式展现，可对车牌号、车辆品牌、卡口位置进行二次查询和分组统计，并可导出查询结果。
车辆轨迹
通过车牌号码、车牌颜色及时间段搜索车辆行驶轨迹，其中车牌号码和时间段为必输选项，输入正确的查询的条件，在电子地图上展现目标车辆轨迹记录。通过轨迹重现功能，可确定所查车辆在一段时间内的行驶路线。
同时，用户可以在地图上移动车辆的行驶轨迹，可以选择车辆行驶三种不同的速度：快、中、慢，可以在下方移动的行驶的光标对行驶的方向进行更改。如图：
过车监控
过车监控，即前端抓拍点位（以卡口前端为主）将高清图片等交通数据上传平台，并在客户端、大屏幕等处显示。系统能够根据点位所在路口、车道名称对监控前端进行分类，并以列表的形式显现。
可显示指定卡口位置的当前过车数据，包括车辆照片、车辆品牌、车辆颜色、车牌号码、行驶方向、拍照时间、卡口位置。可以双击放大图片查看详细情况，也可以查看具体某卡口通过的车辆信息。支持一个界面内1、4、9、16屏幕方式查看各路口过车情况。
六.2 缉查布控
系统支持缉查布控功能，缉查布控主要包括精确车牌布控、模糊车牌布控、批量车牌布控、布控查询、布控审核、报警历史查询和实时告警。针对被盗车辆、违章车辆、涉案车辆、高危人员车辆、重点车辆等，系统支持人工布控与撤控，能实现利用卡口严厉打击被盗抢车辆、肇事逃逸车辆等涉车违法犯罪行为，实现查处假牌套牌、上路行驶的报废车辆、逾期未年检、违法未处理等违法车辆行为。
搜图
编辑
缉查布控示意图
系统通过设置布控条件，经过审核后形成布控单，前端车辆采集的数据（或采集的视频图片经过深度识别服务器进行特征提取），实时与布控信息比对，若比对成功系统自动进行弹出并可联动警号进行提醒，同时可将报警信息发送至对应的警务人员手机，便于快速进行涉案车辆的处理。
车辆布控
可针对被盗车辆、违章车辆、涉案车辆、高危人员车辆、重点车辆等进行车辆布控。
支持对车牌进行精确布控，布控信息包括布控标题、车牌号码、车牌颜色、布控时限、布控时段、布控类型、报警方式、布控原因、布控卡口。
支持对车牌进行模糊布控，车牌号码可以用*代替任意位数，用？代替一位数，如津A?3*，至少包含三位精确字符（汉字或字母或数字），其他布控信息同精确车牌布控。
支持通过excel模板批量导入车牌号码，批量布控车牌，其他布控信息同精确车牌布控。
然后再在布控审核功能中由相关人员审核，决定是否布控该记录。
精确车牌布控:
模糊车牌布控：
布控查询
在车辆布控信息发布后，平台会跳转到布控查询页面。也可直接通过布控查询模块按钮点击进入。
该模块可以对布控信息进行查询，查询条件包括布控标题、车牌号码、车牌颜色、布控状态、开始时限、结束时限，查询结果信息包括布控标题、车牌号码、车牌颜色、布控申请日期、布控原因、提交人、布控IP、布控结果、剩余天数、布控状态、操作，并可筛选当前用户下布控的记录，支持对自己的布控信息进行查看、编辑、撤控、删除等操作。
对布控记录进行查看，进入布控详情界面：
提交布控后编辑置灰，不可点击，如在布控审核中有退回操作，即可在布控查询中点击编辑，跳转到对应编辑页面：
布控审核
有审核权限的用户可以在布控审核模块中对布控待审核、撤控待审核的记录进行审核，决定是否布控，审核结果为通过或退回，通过的话就可以确认布控通过，成功布控，当布控的车辆通过相应卡口被系统抓拍识别后，会向平台发出报警信息。
布控业务具有权限限制，必须审核通过后才能真正实现布控。
实时告警
实时告警页面支持显示各种类型的实时报警信息，包括布控报警、交通事件报警、套牌分析报警、积分研判报警等实时报警信息。
1、布控报警
当布控单审核成功后，布控信息即生效，当出现符合布控条件的车辆时，系统支持自动弹出及声音警报，警务人员可在线实时查看布控信息。当有布控车辆通过监控路口时，可以实现实时报警功能，并能弹出违法车辆抓拍图片及相关信息。可以双击放大图片查看详细情况，也可以查看具体某卡口通过的车辆报警信息，可同时展示最近多条报警记录。
2、交通事件报警
支持展示交通事件实时报警数据，包括拥堵、占用应急车道、大货车禁行等多种交通事件。
3、积分研判报警
可通过设置车辆积分研判规则，并设定预设值（如积分达到120分判定为红色预警，100分为橙色预警、80分为蓝色预警、40分为一般预警），达到预设值后可在平台进行实时报警，并通知相应管理人员。
4、套牌分析报警
可通过对接车驾管信息库，实时比对是否为套牌车辆，并进行实时报警显示。
报警历史查询
支持按照车牌号码、车牌颜色、报警类型、报警时间、卡口位置等条件，搜索布控报警历史记录，可查看报警信息详情，支持按照产生报警的点位进行地图定位，并可进一步对报警信息进行处警。
查询界面：
结果界面：
六.3 研判分析
研判分析主要包括车辆频次分析、初次入城分析、一车一档、历史积分查询4种技战法模块，主要为用户提供对大数据量的信息进行研判分析和统计分析。自动、深度、及时解析大量的基础数据，研判统计出更有价值的信息。
车辆频次
分析划定区域内、指定时间段，车辆在路口的出现次数，分析条件支持开始时间、结束时间；对搜索出来的记录中可以查看车辆的详细信息，对发现的可疑车辆可以进行布控。
业务定义：分析在指定一段时间内在指定卡口区域多次出现的车辆。
业务展现：
功能界面：
结果界面：
初次入城
首次入城的重点车辆是指：在一段时间内首次入城的一些高发区域牌照（往往是外地的假牌照）的车辆。在实际应用中的业务逻辑是：挑选几个入城卡口点，设定时间跨度区间，利用这几个卡口点的过车数据与全城卡口库数据对比，监控人员查看如果发现初次入城重点车辆或者假牌车辆则进行警力部署；依据案发的时间、地点等因素，对首次入城的重点车辆进行可疑分析。
业务定义：分析在指定一段时间内在入城卡口区域第一次出现的车辆。
业务展现：
功能界面：
一车一档
系统可与车驾管数据进行对接，建立一车一档档案库；
一车一档：输入车辆车牌号码后，可搜索指定车辆的档案信息，包括综合指数（车辆信息、车主信息、用户关注次数、单日通行峰值、违章记录次数、出入城次数、车辆积分）、车辆登记信息、车辆物理特征、车辆行驶轨迹、车辆违章信息。
1、综合指数
进入一车一档，默认显示综合指数模块，查询条件包括车牌号码、车牌颜色、时间段，查询结果包括车辆信息、车主信息、用户关注次数、单日通行峰值、昼伏夜出、违章记录、出入城次数、车辆积分，如下图：
2、登记信息
显示车管库的登记信息。
3、物理信息
根据车管库信息，平台支持六种车型检索（小轿车、SUV、货车、大客车、小客车、挂车）
小轿车
4、行驶轨迹
展现查询车辆行驶轨迹。
5、违章信息
显示该车牌车管库违章信息，包括违章时间、违法地点、罚款金额、违法计分数、当事人、违法类型。
历史积分查询
平台可将车辆行为事件的特征、行为信息设定相应积分准则，通过实时积分研判分析统计，并对发现的异常和可疑车辆进行实时预警上报，实现由事后被动侦控向事前主动查缉的转变。
对车辆实施积分计算达到红色积分底线的车辆信息详细展示。
系统通过设定分值实时查询当前积分情况。
六.4 数据统计
平台可对海量数据进行全方位统计展示，统计类型包括：交通事件统计、路段流量统计、车流量统计、车流量态势、出入城统计、出入城态势、车辆统计等。
展现形式中可对统计内容进行饼状图、折线图等通用图表形式展现，展现结果可支持导出打印。
交通事件统计
平台支持通过柱状图和折线图进行交通事件的统计和趋势分析。
交通事件柱状统计图，可以根据时间段、所属支队、处理结果进行统计。
交通事件趋势折线图，根据交通事件类型、时间段、所属支队、处理结果进行统计。
路段流量查询
支持用图表方式显示各路段流量统计信息。
可按照路段名称和路段状态查询，查询结果用tab表和流量统计柱状图展示，tab表中展示符合要求路段的流速、流量以及拥堵状态，柱状图中展示畅通、缓慢、拥挤当日的车辆流量。同时支持在地图上使用双划线标记处所选路段，还可展示所选路段的详细信息
车流量统计
可按年、月、天等条件，统计过车数据中的车流量，包括：车流量TOP5卡口、车流量趋势、稽查布控报警占比、车型占比。
车流量分析TOP5：按搜索条件显示年/月/日过车数量是前5的卡口；
车流量趋势分析：按年搜索时显示一年12个月，每个月的过车数量；按月搜索时显示一个月内每天的过车数量；按天搜索时显示一天24小时，每个小时的过车数量；
布控报警分析：按搜索条件显示一年内/一个月内/一日内各类报警车辆数量及占比例；
车型分析：按搜索条件显示一年/一月/一日内各类车型数量及占比例。
车流量态势
可按年、月、天等条件，在电子地图上展示车流量的态势热力图。
地图：地图中的黄绿点表示卡口点位，卡口过车数据越大在地图中显示的热力图颜色就越深。
出入城统计
可统计当天出城和入城的车辆数量、出城和入城的卡口TOP5、出城和入城的车辆类型占比、出城和入城的车辆属地占比。
出城统计：显示今日出城车辆总数；
入城统计：显示今日入城车辆总数；
今日卡口车辆总数TOP5：显示今日出城、入城过车数量是前5名的卡口；
今日车辆类型占比：显示今日出城、入城车辆类型和所占比例；
今日车辆属地占比：显示今日出城、入城本地车和外地车所占比例。
出入城态势
可按年、月、天等条件，在电子地图上展示出城和入城的车辆分布热力图，展示指定一段时间内的出城和入城的车辆趋势，同时支持通过折线图展现出入城趋势。
车辆统计
支持通过归属地、区域、路段查询进行车辆总数、车辆检测总数统计查询。
按归属地查询车辆总数：
按路段查询车辆总数：
六.5 可视化展示
系统配置大数据可视化模块，采用图形化界面直观的展示数据态势、统计、流量等信息，配合大屏系统提供丰富多样化数据统计分析。
可对显示模板进行搜索、添加、编辑、删除、导入、导出，可编辑名称、图表、媒体、装饰、文本，可缩放窗口。
数据分析和建模：
系统借助科学化、体系化、专业化的统计数据分析手段，内置关联分析、聚类分析、决策树、贝叶斯网等大量分析方法及相关模型，还支持自定义指标算法。
多维度指标体系：
针对海量数据繁多的指标与维度，将数据按主题、成体系地加以呈现，有效实现数据整合，帮助用户从不同角度观察、分析数据，聚焦趋势规律。
搜图
编辑
多视图交互联动：
系统支持数据在各指标及图表中交互联动，选中任意一个图表的数据段或图例时，其他图表可以自动按照相同的选择条件对数据进行筛选。
背景、图表、控件、模板、仪表、地图等可视化元素均按照组件式管理、应用，根据场景、环境、终端的差异可以自主选择、自动适应，满足各种条件下的可视化展示需求。
搜图
编辑
多样的可视化呈现手段：
系统提供丰富的图表呈现方式，包括散点图、折线图、柱状图、饼图、雷达图、K线图、热力图、箱线图、关系图、桑基图等。并支持自定义设置，可根据用户需求自行选择显示内容及呈现方式。
