【正文】 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器程序登錄電子警察網(wǎng)站，并根據(jù)所分配的權(quán)限，對所管轄路口的違章車輛進(jìn)行處理，處理的時間、處理人、處理結(jié)果等相關(guān)內(nèi)容同時保存在電子警察網(wǎng)站上，可供事后查詢。本次方案設(shè)計的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計方式，明顯減少了設(shè)備的故障率,從物理上保證了設(shè)備的工作穩(wěn)定性。同時也方便了設(shè)備的維護(hù)和檢測。模塊的劃分從功能上由車輛檢測模塊、圖像采集模塊、輔助照明模塊、號牌自動識別模塊、中央控制模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、其它輔助功能模塊七個部分組成，如下圖所示。各功能模塊之作用如下：●車輛檢測模塊：通過視頻檢測算法對行駛中的機動車輛進(jìn)行自動檢測，同時將檢測結(jié)果傳遞給中央控制單元； ●圖像采集模塊：通過前端成像系統(tǒng)獲得高質(zhì)量數(shù)字視頻圖像，圖片分析服務(wù)器將采集的數(shù)字圖像壓縮處理，為圖像識別和存儲提供了可能； ●輔助照明模塊：可根據(jù)現(xiàn)場照度不同進(jìn)行補充照明，白天克服太陽光過強造成的環(huán)境照度問題,夜間增強駕駛?cè)四樝窈蛙囕v輪廓及號牌圖片效果，采用智能頻閃燈和小功率LED燈將取得最佳效果；●號牌自動識別模塊：通過號牌識別模塊，完成對號牌特寫圖像的號牌分析、定位及識別；●中央控制模塊：通過主控機及運行于其中的實時抓拍軟件，完成對前端設(shè)備中各模塊間的邏輯控制工作，同時對圖像進(jìn)行壓縮、處理與存儲；●數(shù)據(jù)傳輸模塊：完成數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)應(yīng)用子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換；●其它輔助功能模塊：該模塊功能包括保證工程順利實施各種檢測和測試軟件。 前端部分設(shè)計電子警察前端部分主要包括：高清一體化抓拍攝像機、補光燈、交換機等設(shè)備,以及視頻通信電纜、特制機箱等外圍配套設(shè)備，實現(xiàn)了闖紅燈違法行為的判別、圖片抓拍、視頻采集、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)上傳等功能。 傳輸部分設(shè)計傳輸部分的功能是：將前端部分收集的信息，包括車輛違法信息，流量信息等，通過特定的通信網(wǎng)絡(luò)，上傳到指揮中心（監(jiān)控中心）的應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)。系統(tǒng)支持各種有線（運營商專網(wǎng)、光纖等）、無線方式（微波、GPRS、CDMA1X等）的通信設(shè)備，根據(jù)具體的通信方式，選擇適合的終端接入設(shè)備。如果條件適合建議光纖傳輸采用EPON接入方式，傳輸線路依托本地電信運營商光纜線路，采取租用電信運營商光纖的方式進(jìn)行視頻傳輸。 后臺管理系統(tǒng)部分設(shè)計后臺管理系統(tǒng)部分設(shè)立在交通指揮中心，由硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)兩部分組成。 硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)包括中心管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、管理客戶端工作者、路由器和網(wǎng)絡(luò)交換機等設(shè)備。服務(wù)器是整個硬件系統(tǒng)的核心部分，用于接收并存儲前端系統(tǒng)抓拍的車輛圖片和信息，需選用高性能的專業(yè)級產(chǎn)品，通過傳輸設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)與前端路段監(jiān)控點的設(shè)備相連，利用相關(guān)傳輸軟件向客戶端發(fā)出信息，以提取客戶端的各種相關(guān)數(shù)據(jù)。管理計算機若干臺，用于違章圖片錄入、違章處理、查詢、違章圖片打印、統(tǒng)計報表打印等。網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備包括路由器和交換機等，通過線路連接到各個所需部門，將整套系統(tǒng)組合成一個整體。應(yīng)用軟件包括中心通訊軟件、中心違章圖片、圖像錄入軟件、網(wǎng)上違章車輛處理、查詢軟件。路口每一方向抓拍記錄單元通過路口交換機將抓拍的車輛違章圖片上傳至中心服務(wù)器，再由管理人員使用中心錄入軟件將違章圖片、疊加車輛信息等內(nèi)容形成違章記錄并保存在由網(wǎng)上違章車輛處理、查詢軟件建立的違章網(wǎng)站上，大隊、中隊可以通過該網(wǎng)站處理自己管轄區(qū)內(nèi)的違章車輛。硬件系統(tǒng)架構(gòu)示意圖 軟件系統(tǒng)中心管理軟件要保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行，具備以下安全管理功能：●具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理和控制功能，工作人員可隨時監(jiān)視、檢查各遠(yuǎn)端子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并具備遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)重新啟動的功能，防止子系統(tǒng)停止工作?！穸嗉墑e和權(quán)限管理功能，并可自行設(shè)置相應(yīng)的密碼?！裰挥邢鄳?yīng)級別的管理員才能進(jìn)入系統(tǒng)和車輛數(shù)據(jù)庫，對系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)置，對車輛信息進(jìn)行刪減和更改。其余人員只能監(jiān)看整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)?！衿胀ㄖ蛋嗳藛T只能對傳送來的車輛信息進(jìn)行甄別、篩選、復(fù)核、校正、錄入等操作，不能刪除相關(guān)信息。●所有操作均會有詳細(xì)日志記錄，攔截點的報警數(shù)量和車輛信息也將實時保存在管理數(shù)據(jù)庫內(nèi)，管理人員可定期或不定期地對操作員工作內(nèi)容進(jìn)行檢查。●對違法車輛進(jìn)行登錄、查詢，瀏覽，統(tǒng)計管理，打印違法車輛通知書、違法車輛統(tǒng)計表，交通事故分析?！癫杉`法及流量信息、監(jiān)控前臺主控機工作情況。5 系統(tǒng)工作原理及功能介紹 系統(tǒng)工作流程電子警察系統(tǒng)中主要設(shè)備由嵌入式一體化高清攝像機、補光單元、網(wǎng)絡(luò)傳輸和中心管理等部分組成，系統(tǒng)核心設(shè)備為嵌入式一體化高清攝像機，具有先進(jìn)的視頻檢測功能，可以對視頻圖像進(jìn)行逐幀識別，同時自動匹配對應(yīng)車道，對過往車輛進(jìn)行軌跡跟蹤并做行為判斷，如有違章車輛即進(jìn)行抓拍、車牌識別、錄像、存儲，處理結(jié)果上傳到后臺。同時系統(tǒng)兼顧卡口功能，即綠燈正常行駛的車輛，系統(tǒng)也可以進(jìn)行記錄。為確保所拍照片能作為交警執(zhí)法依據(jù)，將連續(xù)保存三張能夠反映車輛動態(tài)運行的高清晰度全景（兼特寫）圖片，其中第一張圖片為車輛在紅燈期間未壓停車線時的圖片，第二張為車輛在紅燈期間壓在停車線或者經(jīng)過停車線的圖片，第三張為車輛在紅燈期間經(jīng)過停車線后繼續(xù)行駛的圖片。根據(jù)要求可以將3張闖紅燈高清照片合成1張三畫面高清照片作為違章處罰的依據(jù)。整個系統(tǒng)流程如下圖所示： “電子警察”高清晰抓拍照片效果展示路口過車抓拍的車輛信息圖片分別存儲于終端接入服務(wù)器，抓拍記錄存儲時間要大于30天但不限于30天，當(dāng)存儲空間不足時系統(tǒng)自動覆蓋歷史資料。經(jīng)過中心管理服務(wù)器審核后的記錄存儲于中心圖片存儲服務(wù)器?！半娮泳臁卑滋熳ヅ男Ч铣蓤D片“電子警察”夜晚抓拍效果圖片 視頻檢測原理采用基于運動檢測的車輛檢測方法，其核心原理是通過學(xué)習(xí)建立道路背景模型，將當(dāng)前幀圖像與背景模型進(jìn)行背景差分得到運動前景像素點，然后對這些運動前景像素進(jìn)行處理得到車輛信息。該方法效果的優(yōu)劣依賴于背景建模算法的性能。其流程圖如下所示：車輛檢測流程圖整個檢測過程分為以下幾個步驟：由高清攝像抓拍主機獲取實時的視頻流。利用背景差分算法檢測運動前景。首先通過初始多幀視頻圖像的自學(xué)習(xí)建立一個背景模型，然后對當(dāng)前幀圖像與背景模型進(jìn)行差分運算，消除背景的影響，從而獲取運動目標(biāo)的前景區(qū)域。根據(jù)背景差分運算中運動目標(biāo)檢測的結(jié)果，有選擇性地更新背景模型，并保存背景模型。過濾噪聲，并獲取準(zhǔn)確的車輛位置。運用時空信息、匹配和預(yù)測等算法，對車輛進(jìn)行準(zhǔn)確的跟蹤，得到車輛對象的運動軌跡，并保存車輛對象的軌跡信息。判斷車輛是否到達(dá)觸發(fā)線位置，如果沒有到達(dá)，則進(jìn)行下一幀的檢測，如果到達(dá)則發(fā)出觸發(fā)信號。車輛的抓拍觸發(fā)綜合運用了車牌檢測算法和車輛檢測算法，如下圖：車輛抓拍觸發(fā)原理示意圖系統(tǒng)首先采用車牌檢測算法，在車輛到達(dá)觸發(fā)線的時刻，若系統(tǒng)檢測到圖像中存在車牌，則觸發(fā)抓拍，并進(jìn)行車牌識別；對于無后車牌或后車牌遮擋的車輛，系統(tǒng)無法檢測到車牌，此時將啟用車輛檢測算法，若運動對象與系統(tǒng)內(nèi)建的車輛模型相匹配，則觸發(fā)抓拍，并記錄為無牌車輛。 紅綠燈檢測原理 視頻檢測紅綠燈信號視頻分析算法對于紅綠燈的檢測綜合運用了亮度比較算法與灰度比較算法，在場景中紅綠燈所在位置劃定檢測區(qū)域，并對該區(qū)域的亮度與灰度的變化進(jìn)行實時地檢測與判斷，從而獲知當(dāng)前的紅綠燈狀態(tài)。 信號檢測器檢測紅綠燈信號（選配）本方案中可選配信號檢測器來對紅綠燈信號進(jìn)行檢測，以便在某些不利于進(jìn)行視頻檢測的場合，用來確保對紅綠燈信號判斷的準(zhǔn)確性。信號檢測器內(nèi)置紅綠燈檢測電路，將被檢測車道的紅綠燈信號引入到信號檢測器，220V的紅綠燈交流信號被轉(zhuǎn)換為低電壓，通過光耦器件送至內(nèi)部的數(shù)字邏輯門電路，從而完成紅綠燈信號的檢測。信號檢測器收集紅燈的信息，當(dāng)有車輛在紅燈期間駛過檢測線，則通過RS485接口向攝相機發(fā)送抓拍指令，獲取相應(yīng)違章圖片。 車牌識別原理車牌識別是基于圖像分割和圖像識別理論，對含有車輛號牌的圖像進(jìn)行分析處理，從而確定牌照在圖像中的位置，并進(jìn)一步提取和識別出文本字符。車牌識別過程包括圖像采集、預(yù)處理、車牌定位、字符分割、字符識別、結(jié)果輸出等一系列算法運算，其運行流程如下圖所示：車牌識別原理示意圖圖像采集：通過高清攝像抓拍主機對卡口過車或車輛違章行為進(jìn)行實時、不間斷記錄、采集。預(yù)處理：圖片質(zhì)量是影響車輛識別率高低的關(guān)鍵因素，因此，需要對高清攝像抓拍主機采集到的原始圖像進(jìn)行噪聲過濾、自動白平衡、自動曝光以及伽馬校正、邊緣增強、對比度調(diào)整等處理。車牌定位：車牌定位的準(zhǔn)確與否直接決定后面的字符分割和識別效果，是影響整個車牌識別率的重要因素。其核心是紋理特征分析定位算法，在經(jīng)過圖像預(yù)處理之后的灰度圖像上進(jìn)行行列掃描，通過行掃描確定在列方向上含有車牌線段的候選區(qū)域，確定該區(qū)域的起始行坐標(biāo)和高度，然后對該區(qū)域進(jìn)行列掃描確定其列坐標(biāo)和寬度，由此確定一個車牌區(qū)域。通過這樣的算法可以對圖像中的所有車牌實現(xiàn)定位。字符分割：在圖像中定位出車牌區(qū)域后，通過灰度化、灰度拉伸、二值化、邊緣化等處理，進(jìn)一步精確定位字符區(qū)域，然后根據(jù)字符尺寸特征提出動態(tài)模板法進(jìn)行字符分割，并將字符大小進(jìn)行歸一化處理。字符識別：對分割后的字符進(jìn)行縮放、特征提取，獲得特定字符的表達(dá)形式，然后通過分類判別函數(shù)和分類規(guī)則，與字符數(shù)據(jù)庫模板中的標(biāo)準(zhǔn)字符表達(dá)形式進(jìn)行匹配判別，就可以識別出輸入的字符圖像。結(jié)果輸出：將車牌識別的結(jié)果以文本格式輸出。6 系統(tǒng)功能介紹 設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳、顯示●根據(jù)用戶設(shè)置，可將系統(tǒng)狀態(tài)和配置信息經(jīng)由通訊系統(tǒng)直接發(fā)送到指揮中心數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行存檔、應(yīng)用?！裆蟼鲀?nèi)容包括系統(tǒng)設(shè)備的類別、位置、檢測的車道數(shù)等基本信息，及設(shè)備工作狀態(tài)等?！裨谟型ㄓ嵉臈l件下，采用軟硬件結(jié)合方式，能自動監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作?！窨上蜻h(yuǎn)端指揮中心報告情況，使中心值班人員更方便、有效地監(jiān)控系統(tǒng)正常運行。●本系統(tǒng)可在20℃60℃工作環(huán)境中，全天候24小時運行，并有良好的符合相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)的防雷、防塵、防潮措施。 交通及違法數(shù)據(jù)上傳●根據(jù)用戶設(shè)置，將系統(tǒng)采集的交通數(shù)據(jù)存儲在電子警察處理主機，審核過的圖片，進(jìn)入圖片存儲服務(wù)器保存，同時，違法數(shù)據(jù)實時發(fā)送至交警部門違法數(shù)據(jù)庫?！襁`法數(shù)據(jù)信息包括：車輛經(jīng)過的時間、地點、車道、車輛與道路環(huán)境全貌圖片（3張）、車牌特寫圖片、違法類型、紅燈點亮?xí)r間、車輛行駛速度、車牌號碼、車牌顏色等?！裨诼房诒镜?，采用全硬件嵌入式結(jié)構(gòu)，自動完成圖片采集、觸發(fā)抓拍過程，并將圖片壓縮上傳， 加快違法處罰系統(tǒng)的處理速度和處理能力。 闖紅燈違法行為記錄功能●系統(tǒng)采用地感線圈檢測技術(shù)，在監(jiān)控方向的紅燈相位期間，對所監(jiān)控車道進(jìn)行闖紅燈檢測、抓拍、號牌識別、測速，并進(jìn)行紀(jì)錄?！裨谝归g，采用智能頻閃燈作為抓拍的輔助光源，不僅可以將車輛大燈發(fā)出的強光進(jìn)行壓制將車牌突出顯示也可根據(jù)拍攝頻率控制高亮?xí)r間，有效降低對司機的影響?！窦t燈點亮數(shù)秒后（可設(shè)定）自動抓拍闖紅燈違法車輛圖片。所拍圖片可清晰辨別紅燈信號、停車線、違法時間、違法地點、違法類型、紅燈點亮?xí)r間、車輛類型、車牌號碼、車牌顏色等內(nèi)容?！駲C動車在其對應(yīng)的綠燈或黃燈相位時越過停車線，闖紅燈自動記錄系統(tǒng)不應(yīng)記錄?！耜J紅燈自動記錄系統(tǒng)應(yīng)記錄機動車闖紅燈過程中兩至三個位置的信息以反映機動車闖紅燈違法過程。第一個位置的信息應(yīng)能清晰辨別闖紅燈時間、車輛類型、紅燈信號、機動車車身未越過停止線的情況，第二和第三個位置的信息應(yīng)能清晰辨別闖紅燈時間、車輛類型、紅燈信號和整個機動車車身已經(jīng)越過停止線并且在相應(yīng)紅燈相位繼續(xù)行駛的情況，并且至少有一個位置的信息能夠清晰辨別號牌號碼。各個位置間保持適宜的距離以反映機動車闖紅燈違法過程，不得出現(xiàn)因間距太大影響對違法機動車進(jìn)行認(rèn)定的情形?！駡D片格式采用JPEG格式，JPEG圖片編碼應(yīng)符合ISO/IEC 15444:2000的要求。圖片具有防篡改功能?！裼涗浀脑紙D片數(shù)量為三張，且每張圖片包含時間信息。●記錄的最終圖片，包含：時間、地點、方向和車道等信息。圖片清晰度能滿足人工對車輛號牌號碼認(rèn)定的要求，且不出現(xiàn)因紅燈信號泛白、光暈等顏色失真而影響人工對紅燈信號的判斷?！窀咔鍒D片要求，電子警察抓拍圖片的三要素：紅綠燈遠(yuǎn)景、車輛、停車線清晰明顯，同時可以作為牌照特征圖片進(jìn)行車牌號自動識別?！裨诼房诒镜?，自動地在抓拍時同步上傳，將抓拍記錄實時上傳到指揮中心數(shù)據(jù)庫。●選用工業(yè)級CCD高清攝像機，清晰度高、照度低、穩(wěn)定性好；抓拍能適應(yīng)不同的天氣和光線環(huán)境影響，使系統(tǒng)能全天候的工作?！裨谛袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注的適用條件下，闖紅燈捕獲率≥95%，機動車闖紅燈記錄有效率≥90%，不會出現(xiàn)漏拍、誤拍、錯拍的現(xiàn)象，避免交通管理部門執(zhí)法過程中出現(xiàn)爭議現(xiàn)象。 流量檢測/車輛監(jiān)測和記錄●在所監(jiān)控方向的非紅燈相位期間，對所監(jiān)控車道過往車輛進(jìn)行檢測、抓拍、車牌識別、測速，并進(jìn)行記錄?！癫捎镁€圈檢測技術(shù)作為觸發(fā)攝像機對違章車輛進(jìn)行抓拍的媒介，對在紅燈亮起時仍通過停車線的車輛進(jìn)行抓拍，同時還可對各路口的違章車流量進(jìn)行檢測統(tǒng)計?！裉峁┮环埃嫣貙懀﹫D片；●在路口本地，自動地在抓拍時同步進(jìn)行車輛號牌識別，將識別結(jié)果實時上傳到指揮中心數(shù)據(jù)庫；●自動生成所監(jiān)視車道的24小時車流量信息：包括流量、速度。將流量信息實時上傳到指揮中心數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)集成視頻交通信息檢測器的功能，在具有違法抓拍功能的同時，還可通過網(wǎng)絡(luò)向指揮中心提供實時交通信息如車速、車流量等。●可以為后期與交通誘導(dǎo)屏控制系統(tǒng)、紅綠燈信號燈控制系統(tǒng)的聯(lián)動提供開發(fā)接口。 車輛捕獲及測速功能●電子警察系統(tǒng)同時具備公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)的功能，能準(zhǔn)確記錄通行車輛的各項特征,并在圖像中標(biāo)明車輛信息?！癫东@車輛的同時，通過線圈檢測技術(shù)，計算車輛的行駛速度?！裨诒O(jiān)控區(qū)域內(nèi)對5km/h～150km/h行駛的車輛圖像捕獲率應(yīng)達(dá)99%以上?！癞?dāng)監(jiān)控區(qū)域為同向相臨的2個（含2個）以