电子警察产品功能、结构及抓拍原理.ppt

电子警察产品功能、结构及简单原理,五、电子警察系统框架,六、软件框架,七、软件功能,二、电子警察分类,一、电子警察是什么？,三、电子警察原理,四、闯红灯抓拍原理,八、电警、卡口方案编制,电子警察是什么？,电子警察系统其主要功用是记录城市各十字路口违章车辆及过车车辆，为公安交通管理部门的执法提供可靠依据。该系统可实现在无人值守的条件下对闯红灯车辆的全景视频及车牌特写视频进行拍照记录，为最终实现城市交通管理的规范化、正常化、标准化打下了良好的基础，大大提高城市交通的管理水平。,电子警察分类,按功能分：闯红灯电子警察（城区十字路口）、超速电子警察（国道或者省道平直路段）、卡口型电子警察（进出城或者关键路口）、禁左电子警察（城区路口）、逆行电子警察（城区路口）、违章变道电子警察。按检测抓拍方式分：感应线圈检测抓拍、视频检测抓拍（常用）、雷达测速检测抓拍、红外线检测抓拍、压电感应检测抓拍、地磁感应检测抓拍。,电子警察（线圈检测）原理拓扑图,交通信号检测器检测到红灯信号。车检器检测到有车辆通过，依据车辆状态信息和红绿灯信号以判断是否有违法现象发生，并给电警抓拍单元提供一个抓拍信号。由车检器发出抓拍协议到电警抓拍单元进行相关的抓拍。抓拍单元启动抓拍的同时判断光线强弱决定启动闪光灯。抓拍单元抓拍的图片通过终端服务器进行处理及合成，传送到中心机房。,电子警察“闯红灯抓拍”原理,如果在红灯状态，车辆检测器监测到有车辆进入第一个线圈(未越过停止线)，电警抓拍单元将采集第一张高清图片。,车辆检测器监测到红灯期间该车辆进入第二个线圈时(压在停止线上)，电子警察抓拍单元（摄像机）采集第二张违法过程图片。,在违法车辆离开第二个线圈(已越过停止线)以后延时若干，电警抓拍单元采集第三张违法过程图片。,抓拍机抓拍到的一组三张闯红灯违章照片。,按公安部GA/T496-20094.3.2节要求，将一次闯红灯行为所产生的3张照片记录合成为1张图片。并完成时间、地点、方向和车道等信息叠加。图片合成后，不出现原始图片遗漏、错位等问题。同时，每张图片均包含清晰可辨的车辆全貌、红灯信号、车牌号码、停车线等信息。,电子警察后台系统（指挥中心管理平台）框架,逆行原理：车辆先压2号线圈，然后再压1号线圈，此时车检器会发一个逆行信号给相机，触发抓拍。超速原理：两个线圈之间的距离一定，测出车辆通过时间，计算可得速度，然后与软件设定的超速值对比，一般超速和卡口同时启用。,一、路口设备单元（1）图像采集a)图片抓拍：利用一体化高清网络摄像机连续抓拍三张闯红灯高清图片组成一份违法记录，抓拍间隔精确到0.1秒，每张图片均包含清晰可辨的车辆信息、车牌信息、车辆行驶行为和红绿灯信号状态。b)数据缓存：借助网络将抓拍的图片和捕获的视频发送给前端处理单元。可安装高速SD卡，在网络通信故障时缓存高清图片。（2）前端处理a)车辆检测：利用车检器实时检测过往车辆，车辆捕获率大于95%，包括车辆通行、是否逆行等，并将检测结果发送给业务处理机。支持双线圈检测技术，根据车辆压过线圈的顺序来判断车辆逆行，逆行检测率大于95%。b)信号灯检测：利用信号灯检测器实时检测红灯信号，将红灯维持状态、红灯切换至绿灯脉冲信号、绿灯切换至红灯脉冲信号，发送给业务处理机。将模拟输入的220V电平信号转换为数字信号，保证采样信号周期的完整度和匹配度。支持多相位红灯信号接入与处理。,c)抓拍触发：业务处理机接收来自车检器和信号灯检测器的信号，在红灯状态同时检测到车辆，即证明闯红灯行为。业务处理机将给一体化高清网络摄像机1个抓拍触发信号。d)逆行抓拍触发：业务处理机接收来自车检器的信号，当检测器检测到线圈触发为反方向顺序触发，即证明是逆行行为。业务处理机将给一体化高清网络摄像机1个抓拍触发信号。e)数据预处理：业务处理机接收来自一体化高清网络摄像机抓拍的3张照片。业务处理机按照国家标准将3张照片合成一张照片，并将时间、地点、方向、车道等信息叠加至图片上。f)数据存储：业务处理机将处理完毕的数据上传至后台处理单元。业务处理机可安装高速SD卡，在网络通信故障时缓存数据，网络恢复以后，数据自动接续上传。,二、路口传输网络（至指挥中心）单元传输网络负责将路口单元预处理后的数据传输至后台处理单元。例如：光纤收发器、光端机、交换机等。,三、后台处理（指挥中心）单元数据通信、数据处理和数据存储：从前端终端服务器获取图片和数据，将图片数据保存在服务器中。车牌识别、数据接口和打印罚单：对每一张违法图片进行车牌识别，识别结果由人工复核，确定为违法行为后，信息送至非现场处罚系统并打印生成罚单。Web查询、信息发布：利用应用服务器为公安内部工作人员或驾驶人员提供Web查询服务，并支持将违法车辆记录信息发布到网站上。包括按车型、号牌、车速、日期、时间等参数进行检索。,软件框架,前台系统由两部分构成：1）FTP文件传输服务器，FilezillaServer。抓拍机抓拍图片通过FTP文件传输协议把抓拍到的图片传输到指定的FTP服务器上。2）电子警察处理平台。1）对抓拍图片进行叠加合成等操作。2）对处理好的图片进行后台入库。,软件功能,搜索抓拍图片。合成闯红灯违法信息。收集卡口信息。合成超速违法信息。合成逆行违法信息。智能车牌识别。叠加字符信息。FTP上传到后台。,线圈检测电警工作原理及系统结构,线圈检测电警工作原理及系统结构,系统工作原理：1)车辆检测器提供的车辆状态信息和红绿灯信号以判断是否有违法现象发生，并给电警抓拍单元提供一个抓拍信号。2)如果在红灯状态，车辆检测器监测到有车辆进入第一个线圈(未越过停止线)，电警抓拍单元将采集第一张高清图片。,线圈检测电警工作原理及系统结构,3)车检器监测到红灯期间该车辆进入第二个线圈时(压在停止线上)，电警抓拍单元采集第二张违法过程图片，所抓拍的照片连同该辆车违法时间、路口名称、车道号等必要信息存储在终端服务器的硬盘内。,线圈检测电子警察工作原理及系统结构,4)如果需要在违法车辆离开第二个线圈(已越过停止线)以后延时若干，电警抓拍单元采集第三张违法过程图片；这样将形成一组完整的车辆违法图片，同时在终端服务器内合成一张三画面的闯红灯图片。在设置电警抓拍单元取景范围时，务必确保全景图片中包含停车线和红绿灯，以可以清晰拍摄到交通信号灯的箭头信号为准。,线圈检测“卡口”工作原理及系统结构,线圈检测“卡口”工作原理及系统结构,系统工作原理车辆触发B线圈时，系统记录下当前的时刻Tb；当车辆触发线圈A时，系统记录下当前的时刻Ta，同时计算车辆的速度V=Db/(Ta-Tb)，其中Db为B线圈与A线圈之间的距离；车辆检测器给出触发信号，触发高清摄像机进行图像捕捉；,线圈检测“卡口”工作原理及系统结构,同时，高清摄像机给出触发信号同步闪光灯补光；高清像机捕捉到车辆图像，并生成图像储存在主机或智能终端管理设备中；系统对车辆图像进行处理，识别出车辆的信息，通过网络上传至控制中心服务器中。,视频检测电子警察工作原理及系统结构,视频检测电子警察工作原理及系统结构,系统工作原理当视频分析记录仪检测到有目标进入停车线内的视频检测区域时，立即对检测的目标进行车牌识别，若能识别到车牌，则将该图片作为第一张闯红灯图片保存，若识别不到车牌，系统会在车辆到达触发线1(压在停止线)位置进行车牌识别并抓拍。对于在触发线1(压在停止线)位置抓拍的图片，如果能够识别到车牌，则将该图片并作为第一张闯红灯违法图片保存并建立违法行为ID号，若识别不到车牌，则将该图片作为卡口图片保存。,视频电警工作原理及系统结构,当视频分析记录仪检测到红灯期间该车辆离开触发线1时(已越过停止线)，系统采集第二张闯红灯图片，并将抓拍的图片连同红灯开启时间、该辆车违法时间、路口名称、车道号等信息用同一个ID号存储在视频分析记录仪的硬盘内。,视频检测电子警察工作原理及系统结构,当视频分析记录仪检测到红灯期间该车辆离开触发线2时(已越过停止线)，系统采集第三张闯红灯图片。这样就完成了闯红灯的抓拍过程,视频检测电子警察工作原理及系统结构,不按车道行驶1.第一张抓拍位置在停车线内；2.第二张抓拍位置在出停车线；3.第三张抓拍位置在触发左转线或右转线后,视频检测电警工作原理及系统结构,压线行驶当车辆进入识别区后，识别到车辆并触发车道线时抓拍压线图片；,逆向行驶当车辆进入识别区后，识别到车辆逆向行驶时抓拍逆行图片；,电子警察与卡口系统主要设备,海康威视500万CCD相机DS-J500A英泰智500万CCD相机ITS-500TS海康威视200万CCD相机DS-J200红灯采集器JKHD-8TD车辆检测器JKJC-4TD车辆检测器JKJC-4TD-485,道路监控设备,高清球机：多视角旋转监控，可按照需求更换不同的监控点，可以按时间段选择不同的巡航点监控，并且可设置多个方案自动转换巡航点，可拉伸，焦距自动调节，使监控方式更灵活。200W高清枪机：定点对路口状况进行实时监控，可以同时覆盖三车道，并且在车辆运动时抓拍图片能清晰的分辨车牌。,电警、卡口方案编制,主要内容：电警、卡口方案分类线圈检测方案视频检测方案指挥中心建设方案电警、卡口方案编制流程系统概述系统总体设计系统详细设计系统软件平台设计电警、卡口方案设备清单计算方式电子警察清单计算方式卡口方案计算方式,电警、卡口方案分类,线圈检测方案线圈检测电子警察方案线圈检测卡口方案视频检测方案视频检测电子警察方案,电警、卡口方案分类-线圈检测方案,线圈检测电子警察方案500万CMOS相机线圈检测电子警察方案现在项目中在使用的500万CMOS相机主要包括杭州海康威视DS-J500C和深圳视泰奇STC-500C，其中杭州海康威视DS-J500C能开启500万高清录像，其他相机录像使用海康威视200万CCD相机DS-2CD876BF进行高清录像。,电警、卡口方案分类-线圈检测方案,500万CMOS相机线圈检测电子警察方案有如下几种：500万CMOS线圈检测带卡口500万CMOS线圈检测标清录像500万CCD线圈检测带卡口(200万高清录像)500万CCD线圈检测高清500万录像（杭州海康威视DS-J500C相机）,电警、卡口方案分类-线圈检测方案,500万CCD相机线圈检测电子警察方案现在项目中在使用的500万CCD相机主要包括杭州海康威视DS-J500A相机都有双码流，能开启500万高清录像，相机录像使用海康威视200万CCD相机DS-2CD876BF进行高清录像。,电警、卡口方案分类-线圈检测方案,500万CCD相机线圈检测电子警察方案有如下几种：500万CCD线圈检测带卡口500万CCD线圈检测标清录像带卡口500万CCD线圈检测(200万高清录像)500万CCD线圈检测带卡口(200万高清录像)500万CCD线圈检测高清500万录像,电警、卡口方案分类-线圈检测方案,线圈检测卡口方案200万CCD相机线圈检测卡口方案现在项目中在使用的200万CCD相机主要是杭州海康威视DS-J200，该相机能开启200万高清录像，相机录像还可以使用海康威视200万CCD相机DS-2CD876BF进行高清录像。,电警、卡口方案分类-线圈检测方案,200万CCD相机线圈检测卡口方案有如下几种：200万CCD线圈检测卡口200万CCD线圈检测卡口带标清录像200万CCD线圈检测卡口(200万高清录像),电警、卡口方案分类-视频检测方案,视频检测方案500万CCD相机视频检测电子警察方案公司现在项目中在使用的500万CCD相机主要包括杭州海康威视DS-J500A，相机都有双码流，能开启500万高清录像，相机录像使用海康威视200万CCD相机DS-2CD876BF进行高清录像。,电警、卡口方案分类-视频检测方案,500万CCD相机视频检测电子警察方案有如下几种：500万CCD视频检测500万CCD视频检测带卡口500万CCD视频检测标清录像500万CCD视频检测(200万高清录像)500万CCD视频检测高清500万录像,电警、卡口方案编制流程-系统概述,系统概述应用背景及系统现状描述系统发展情况，并对早前的系统存在的问题作出描述。设计目标简要叙述系统预期达到的功能要求。设计原则根据公安部交通指挥系统建设要求，按照“结构上的整体性，技术上的先进性，使用上的稳定性，经济上的合理性，操作上的友好性，升级上的可拓展性”进行设计。设计标准,电子警察、卡口测速或布控方案编制流程-设计标准,中华人民共和国道路交通安全法中华人民共和国道路交通安全法实施条例公路交通安全实施设计技术规范(JTJ074-2003)闯红灯自动记录系统通用技术条件（GA/T496-2009）道路交通安全违法行为图像取证技术规范（GA/T8322009）公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求（GA/T651-2006）公安交通管理外场设备基础施工通用要求（GA/T652-2006）公安交通指挥系统工程设计制图规范（GA/T515-2004）安全防范工程技术规范(GB503482004)安全防范系统雷电浪涌防护技术要求（GA/T670-2006）交通电视监视系统工程验收规范（GA/T514-2004）报警图像信号有线传输装置(GBJ115-87)计算机信息系统安全保护等级划分准则(GB17859-1999)建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2004)安全防范工程程序与要求(GA/T75-1994)安全防范系统验收规则(GA308-2001)安全防范系统通用图形符号(GA/T74-2000),电警、卡口方案编制流程-系统总体设计,设计思路叙述系统功能及特点。实现方式叙述系统核心技术的实现方式。系统结构描述系统结构方式，并对各个结构部分进行描述，一般结构分为三个部分：前端路口单元、网络传输单元、后台处理单元。系统性能叙述系统各项性能指标，如车辆捕获率、车辆捕获有效率、闯红灯捕获率、闯红灯捕获有效率、车牌识别准确率等,电警、卡口方案编制流程-系统总体设计,系统功能根据招标文件要求叙述系统要达到的各项功能，并对各项功能进行详细描述，电警、卡口系统主要包含如下功能：1.闯红灯抓拍功能2.高清卡口功能3.逆行、压线、不按车道行驶等违法行为抓拍功能4.测速功能5.大屏显示功能6.图像防篡改功能7.车辆牌照自动识别功能8.车辆类型判别功能9.智能补光功能10.图片和录像存储功能11.数据自动上传与补录功能12.前端路口设备时钟校准功能13.网络远程维护功能,电警、卡口方案编制流程-系统总体设计,系统优势结合招标文件内容，叙述系统的优势，并对招标文件中提到的功能做详细的描述。,方案编制流程-系统详细设计,路口前端子系统设计高清电子警察前端结构图,方案编制流程-系统详细设计,路口前端子系统设计高清卡口前端结构图,方案编制流程-系统详细设计,高清电子警察前端设备高清电子警察前端子系统主要包括电警抓拍单元、车辆检测器、红灯采集器、LED频闪灯、LED补光灯、闪光灯、视频分析记录仪、工控机和杆件及相关组件。高清卡口前端设备高清卡口前端子系统主要包括高清抓拍机、车辆检测器、LED补光灯、闪光灯、工控机和杆件及相关组件。,方案编制流程-系统详细设计,路口前端设备布局设计,方案编制流程-系统详细设计,安装说明：电警抓拍单元、LED补光灯安装与立杆悬臂上，每个车道需要一台LED频闪灯。终端服务器、交换机安装于落地机柜，落地机柜选址靠近信号灯控制箱。立杆安装位置通常在停车线后19米左右，立杆高度一般在6米左右，从车辆尾部方向对车辆进行拍照。,方案编制流程-系统详细设计,安装说明：1、电警抓拍单元、LED频闪灯安装于立杆悬臂上。LED频闪灯安装在距离摄像机4米处。2、信号灯检测器、视频分析记录仪、交换机安装于落地机柜，落地机柜选址靠近信号灯控制箱。3、立杆安装位置通常在停车线后19米左右，立杆高度一般在6米左右。,方案编制流程-系统详细设计,焦距测算公式:同样的CCD宽度、同样的物距下，焦距越小，物宽越大。电警抓拍图片范围要求为3个车道，所以这里的物宽即为施工现场车道宽度的3倍。如车道一般为3.75米标准宽度，则物宽为11.25米。其中500W电警CCD宽度为8.8mm。,方案编制流程-系统详细设计,以500W电警安装高度6米、停车线到立杆的距离19米、物宽11.25米（3个车道宽度，车道宽度为3.75米标准车道）为例子。所以w=8.8mm，L=（6*6+19*19）=19.93米，W=11.25米按照等比三角形原理，f=wL/W，所以f=15.6mm因此在19米远安装方式下我们推荐使用16mm的定焦镜头，如果车道宽度不是3.75米，则可以按照此公式推算出大致焦距范围，然后选择镜头。,方案编制流程-系统详细设计,路口前端子系统抓拍流程电子警察抓拍流程1.闯红灯抓拍流程2.卡口抓拍流程3.逆行抓拍流程4.压线抓拍流程5.不按车道行驶抓拍流程卡口抓拍流程1.卡口测速抓拍流程2.逆行抓拍流程,方案编制流程-系统详细设计,路口前端主要设备选型根据招标文件要求，结合设计方案，给出路口前端主要设备的型号、性能参数及技术指标。路口前端主要设备选型技术偏离表技术偏离表是指投标文件中的主要设备与招标文件中的主要设备型号、性能参数及技术指标不能完全一致时，通过技术偏离表指出偏离方向，如果是正偏离可以加分，如果是负偏离可能扣分。,方案编制流程-系统详细设计,后台存储子系统后台需要集中存储三种信息，包括车辆号牌等动态数据信息、车辆图片信息和车辆视频信息，因数据保存时间长、数据量很大，各类数据应根据数据类型、特点及重要性进行区别存储。对于核心数据，应当以确保数据绝对安全及高速读写需求为核心目标；对于一般数据，应当在保障数据稳定、满足存储速度和安全需求的条件下，以降低单位容量存储成本为主要目标。同时存储系统设计应当充分考虑项目未来扩展的可能性，确保在存储容量需求进一步增加的情况下，能够简单、快速地进行系统扩容，不得出现扩容困难或受限于系统初始设计等问题。,方案编制流程-系统详细设计,集中存储主要有以下几种方式：DAS即直接连接存储，采用SCSI和FC技术，将外置存储设备通过光纤链接，直接连接到一台计算机上，数据存储是整个服务器结构的一部分。NAS即网络附加存储，是一种专业的网络文件服务器，或称为网络直联存储设备，使用NFS或CIFS协议，通过TCP/IP进行文件级访问。SAN即存储区域网络，以数据存储为中心的专用存储网络，网络结构可伸缩，可实现存储设备和应用服务器之间数据块级的I/O数据访问。按照所使用的协议和介质，SAN分为FCSAN、IPSAN、IBSAN。,方案编制流程-系统详细设计,FCSAN是从九十年代末即开始发展的存储网络技术，将SCSI指令在FC包中进行封装，包头和包尾以及校验码所占比例非常低，因此其效率非常高。其发展已经历至少三代：1Gb、2Gb以及目前的4Gb。其应用已将近十年，是非常成熟和可靠的技术，其采用和认可的广泛程度可以说是遍布几乎各类机构，大中小型企业的数据中心里。IPSAN/NAS在SAN结构下使用的iSCSI协议，作为在IP网络上访问数据块级（Block-level）的新的InternetSCSI标准，在SAN和NAS之间架设了一道桥梁。NVR是近两年随着以网络摄像机为代表的网络高清监控应用而在市场上逐渐兴起的一种产品形态，其主要功能是记录网络视频流，并提供录像点播等功能。,方案编制流程-系统详细设计,各种存储系统的比较如下：,方案编制流程-系统详细设计,图片存储设计车辆图片信息采用JPEG编码格式，符合ISO/IEC15442000要求，压缩因子不高于70，500万高清摄像机输出照片文件平均大小为500K，闯红灯照片大小约为2MB，机动车平均违法率按1%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：2000辆（0.5MB99%2MB1%）1车道30天/月N个月/1024/1024*TB以下为不同车道数量和不同保存时间的数据存储容量计算：,方案编制流程-系统详细设计,视频存储设计以500万像素高清摄像机、6.6M码流、12.5fps为例，不同路数和不同保存时间下的存储空间表如下：,方案编制流程-系统详细设计,网络传输子系统设计前端路口网络路口局域网主要用于汇聚前端各种网络设备，具体情况可以根据路口情况确定使用网线还是光纤。接入网接入网负责将各路口高清电子警察系统接入中心机房，接入线路采用独立光纤传输，连接路口局域网和中心网络，传输带宽不小于100M。由单模单纤光纤收发器、中心机架式光纤收发器和接入交换机组成。采用就近熔接分纤原则，每个路口独占1芯光纤。汇集至中心机房的光信号由机架式光纤收发器还原为网络信号后上传至接入交换机。,方案编制流程-系统详细设计,中心机房接入交换机将前端高清图片、各类信息数据传输至高清电子警察系统管理平台进行统一管理。中心网络采用“汇聚-核心”的网络架构，用于连接路口局域网的带宽不小于100M，用于中心网络交换的带宽不小于1000M。,方案编制流程-系统软件平台设计,系统软件平台高清电子警察系统管理平台的设计力求实现对区域（市级、县级等）所有电子警察系统的统一联网管理，紧密与全省公安、交警信息系统相结合，实现电子警察数据的存储转发，将所有电子警察系统采集的车辆信息和图片等数据通过转换汇聚，形成电子警察系统共享数据库，建立集中的电子警察信息应用中心，实现电子警察系统信息的布控、比对、报警，供有关警种和部门查询、分析研判使用，在实战中最大限度地发挥效用。,方案编制流程-系统软件平台设计,系统软件功能1.认证管理中心先认证用户的有效性，访问数据库服务器请求登录身份认证，查询数据库后返回鉴权信息。用户通过授权及身份认证后，方可使用高清电子警察系统平台提供的服务。2.用户管理用户分为三类：1)系统管理员：拥有图片查询、修改、删除等所有权限，系统管理员可以添加系统操作员和普通用户。2)系统操作员：车辆照片查询功能、数据查询功能，数据修改功能。3)普通用户：车辆照片查询、数据查询功能。,方案编制流程-系统软件平台设计,业务功能业务这里主要可以分为交通违法车辆登记、处罚、统计、查询、导出等功能。1.数据集中管理实现治安监控系统、卡口系统与电子警察系统数据信息和图片信息的集中存储统一管理2.交通违法信息登记3.交通违法信息处理4.车辆布控报警功能5.流量分析功能6.设备管理检测功能7.数据融合功能8.机动车查询及统计功能,方案编制流程,电警、卡口方案设备清单计算方式电子警察清单计算方式高清卡口方案计算方式,方案编制流程-电子警察清单计算方式,电子警察路口图,方案编制流程-电子警察清单计算方式,电子警察杆件安装图,谢谢大家！,