【正文】 畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 紅燈違法過程。圖片數(shù)量不能超過四張。 系統(tǒng)車檢系統(tǒng)的 工作原理如下： 系統(tǒng)工作期間，持續(xù)判斷是否有車輛通過檢測區(qū)域并檢測信號燈狀態(tài)。 由上述我們可以知道在交叉口電子警察系統(tǒng)中各種設(shè)備的設(shè)置位置角度等參數(shù)都是要有嚴格要求的。并至少有一個位置的信息能夠清晰辨別號牌號碼。 圖 31 光電路 51 號交叉口 羅益昌：電子警察系統(tǒng)應(yīng)用工程設(shè)計 研究 26 圖 32電子警察系統(tǒng)路線布置圖 這個交叉口是有光明路和明佳路交叉而成的，兩條路都是雙向五車道，具體的車道布置如圖 32所示。 通過以上的對比，結(jié)合目前市場上高清攝像機及數(shù)碼相機的價格，以及我所設(shè)計的目標路口 /路段的情況，我這次設(shè)計采用的是高清 +標清 +線圈的組合。 該方案技術(shù)成熟，大多業(yè)內(nèi)公司采用該方案應(yīng)用，但對于 車牌（底反光）夜間補光效果不理想 。紅燈期間抓拍 3 張高清全景過程圖片和 1 張標清車牌特寫圖片，綠燈期間抓拍 1 張高清全景過程圖片和 1 張標清車牌特2020屆交通工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 寫圖片。 目前，大多數(shù)闖紅燈交通違法行為監(jiān)測系 統(tǒng)包含有超速、逆行、壓黃線等違法交通行為的檢測。 闖紅燈自動記錄系統(tǒng)是應(yīng)用車輛檢測、圖像處理、通信等現(xiàn)代高科技查處機動車闖紅燈行為的有效手段 ，是應(yīng)用最廣泛的違法監(jiān)測記錄系統(tǒng)。闖紅燈自動記錄系統(tǒng)是應(yīng)用車輛檢測、圖像處理、通信等現(xiàn)代高科技查處機動車闖紅燈行為的有效手段，是應(yīng)用最廣泛的違法監(jiān)測記錄系統(tǒng)?，F(xiàn)階段電子警察系統(tǒng)在國內(nèi)的應(yīng)用主要有兩方面： 交通違法行為監(jiān)測記錄 系統(tǒng)和 公路車輛智能監(jiān)測記錄（卡口）系統(tǒng) 。 其次，電子警察系統(tǒng)的設(shè)計也要符合相關(guān)的行業(yè)標準及國家所頒布的法律，由于電子警察系統(tǒng)使智能交通的一個重要組成部分，伴隨著智能交通的 發(fā)展，在電子警察方面的技術(shù)標準及法律法規(guī)也相續(xù)的被推倒了前臺。 設(shè)計依據(jù) 電子警察 作為一種具有交通執(zhí)法功能的輔助執(zhí)法工具或手段， 這“ 輔助執(zhí)法 ”功能就要求他本身必須是合法的，不然他的這個 輔助執(zhí)法 功能就無法實現(xiàn)。并提供相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)標準、接口。 （ 6） 安全性 系統(tǒng)具有防病毒，防誤操作特性，有較強的抗干擾、抗靜電能力， 同時提供數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)功能。 （ 3） 實用性： 系 統(tǒng)功能充分滿足用戶的實際需求，人機界面友好，易于使用、管理、維護和擴展。 總的原則是，用最少的錢辦 最多的事。2020屆交通工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 第四 章．電子警察系統(tǒng)應(yīng)用工程設(shè)計 目前， 我國電子警察系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)很普遍了。 前端 監(jiān)控抓拍系統(tǒng)就是設(shè)置在特定的路段或路口的電子警察系統(tǒng)，他就包括前面提到的 系統(tǒng)控制部分、 車輛檢測部分、 圖像拍攝部分、信息傳輸部分和輔助配套設(shè)備等五個部分。其他相關(guān)配套設(shè)備主要起到保證系統(tǒng)設(shè)備正常、穩(wěn)定、可靠運行作用。但是采用無線方式傳輸，網(wǎng)絡(luò)帶寬較窄，信號受環(huán)境、地形、網(wǎng)絡(luò)的影響比較大。 （ 1） 有線傳輸 有線傳輸包括光纖、電話線等。 視頻采集卡的主要作用是將攝像機攝取的模擬視頻圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻圖像。與數(shù)碼相機相比較，攝像機分辨率低。數(shù)碼照相機多選用三百萬以上像素、可變焦、自動光圈及白平衡調(diào)整等的準專業(yè)相機。超聲波或微波檢測器有時僅用于人工檢測方式。 羅益昌：電子警察系統(tǒng)應(yīng)用工程設(shè)計 研究 18 車輛檢測部分 在電子警察系統(tǒng)中，檢測部分對車輛 違法 情況進行檢測。 （ 5） 其他配件： IPC 的其他配件基本上都與 PC 機兼容，主要有 CPU、內(nèi)存、顯卡、硬盤、軟驅(qū)、鍵盤、鼠標、光 驅(qū)、顯示器等。底板可插接各種板卡，包括 CPU 卡、顯示卡、控制卡、 I/O 卡等。工控機是一種加固的增強型個人計算機，與 普通計算機相比 還是有些不同。 羅益昌：電子警察系統(tǒng)應(yīng)用工程設(shè)計 研究 16 第三章．電子警察系統(tǒng)的組成 典型的電子警察系統(tǒng)通常是由系統(tǒng)控制、違章車輛檢 測、拍攝、傳輸以及輔助配套設(shè)備等幾部分組成。 其他技術(shù) 電子警察是一個科學(xué)技術(shù)含金量很高的學(xué)科，很多現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)都能為他所用。在不影響汽車狀態(tài)的情況下，計算機自動完成車牌的識別，從而可降低交通管理工作的復(fù)雜度。字符識別模塊從點陣數(shù)據(jù)中提取字符數(shù)據(jù)，與模板 庫進行匹配，以 OCX 控件的方式給出識別結(jié)果。此外部隊、武警等部門的汽車牌照也有自己的標準，但是無論哪種汽車牌照都由 下列基本元素組成： （ 1） 、漢字（牌照中包括的漢字大約 60 個）； （ 2） 、英文字母（ AZ） ； （ 3） 、數(shù)字（ 09） ； （ 4） 、顏色（藍、黃、白、黑） 。這種被嵌入的 水印可以是一段文字、標識、序列號等，而且這種水印通常是不可見或不可擦的，與原始數(shù)據(jù) (如圖片、音頻、視頻數(shù)據(jù) )緊密結(jié)合并隱藏其中，并可以經(jīng)歷一些不破壞原數(shù)據(jù)使用價值或商用價值的操作而保存下來，當利用檢測器檢測出水印被破壞，則說明被保護的原始數(shù)據(jù)被修改 [12]。采用此種方式的加密，具有直接性，被處罰者易于接受，國外也多采用此種方式。對圖片數(shù)據(jù)進行加密，可以保證圖片的原始性和提高執(zhí)法可信度。 加密技術(shù) 利用先 進的計算機技術(shù)、視頻技術(shù)對違章行為進行記錄，可以為后期執(zhí)法提供證據(jù)。短信息服務(wù)是屬于數(shù)字移動通訊系統(tǒng) GSM 的電信業(yè)務(wù)，價格便宜，數(shù)據(jù)傳輸量大，利用 GSM 數(shù)字移動技術(shù)可實現(xiàn)車載單元和控制中心信息交互。這兩種做法均各有優(yōu)缺點，目前都有現(xiàn)場在實際應(yīng)用，從未來的發(fā)展來看，隨著硬件成本的降低，嵌入式系統(tǒng)將以其更大的靈活性、更高的可靠性以及良好的商業(yè)技術(shù)保密性，會在智能交通領(lǐng)域獲得更多用戶的青睞 [12]。數(shù)碼相機具有高像素 的優(yōu)點，可以拍攝出清晰的巨幅照片，從而能夠以單臺設(shè)備監(jiān)控比較大的區(qū)域，例如 34個車道，且配合補光系統(tǒng)能夠晝夜不間斷工作，但其也存在相應(yīng)時間較慢、控制方式相對繁瑣等缺點；工業(yè)攝像機直接輸出模擬信號，經(jīng)視頻采集卡處理截圖，控制方式非常簡單，響應(yīng)延時非常短（遠低于數(shù)碼相機系統(tǒng)），其缺點是分辨率較低，近景攝像機只能監(jiān)控一個車道，且一般而言夜晚的表現(xiàn)較差。由于背景圖像的動態(tài)變化，如天氣、光照等干擾影響，使的運動車輛的速度檢測是一項相當困難的工作。線圈檢測技術(shù)已經(jīng)比較成熟，主要優(yōu)點是不受外界環(huán)境和天氣變化的影響。 羅益昌：電子警察系統(tǒng)應(yīng)用工程設(shè)計 研究 12 電子警察的主要技術(shù) 電子警察系統(tǒng)有多個部分組成，而每一個部分所用的技術(shù)是不一樣的。在 GA／ T 4972020《公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件》中，對公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)做如下定義：能夠?qū)κ鼙O(jiān)控路面的車輛信息進行自動采集和處理的設(shè)備。 2020屆交通工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 第二章．電子警察系統(tǒng)相關(guān)技術(shù) 做為智能交通系統(tǒng)的一個重要 組成部分，電子警察系統(tǒng)綜合利用網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字圖像處理、微 波、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、通訊、 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)等先進技術(shù)對 道路交通中的 交通違法現(xiàn)象進行抓拍和處理，為公安交通部門提供強有力的執(zhí)法證據(jù)，對改善交通秩序、保障交通安全、提高道路通行能力、減少交通事故等都起到了重要作用。主要內(nèi)容：設(shè)計原則、設(shè)計依據(jù)和應(yīng)用工程案例。主要內(nèi)容由：研究的目的和意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 本文的主要內(nèi)容 本文主要對電子警察 系統(tǒng) 的 相關(guān)技術(shù)做了比較全面 的介紹， 它包括了電子警察的車輛檢測技術(shù)、照片拍攝技術(shù)、系統(tǒng)控制 技術(shù)和信息傳輸加密等主要技術(shù)。 電子警察技術(shù)在國外市場得到廣泛的應(yīng)用。 這一代電子警察的主機設(shè)備多采用工業(yè)控制計算機與 Windows操作系統(tǒng)相結(jié)合的架構(gòu)，較前代產(chǎn)品有比較顯著的性能提升，但其軟硬件的缺陷也會造成系統(tǒng)經(jīng)常死機和系統(tǒng)崩潰的問題，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性不夠理想。全景攝像機可記錄違法車輛的概貌信息及周邊環(huán)境因素（如路口渠化、停車線位置、信號燈顏色等）；牌照攝像機則抓拍同一車輛的牌照圖像，清晰反映車輛號牌信息。 第三代：工業(yè) CCD攝像機式 隨著視頻處理芯片技術(shù)的發(fā)展， CCD 攝像機得到廣泛應(yīng)用，其工業(yè)級的產(chǎn)品特點克服數(shù)碼相機的諸多缺陷。維修維護是大問題，由于是民用產(chǎn)品，使用壽命低。它能直接將抓拍到的照片數(shù)字化，然后存貯在閃存卡上，或通過數(shù)字相機的通信接口將照片下載到計算機磁盤中。地感線圈施工量大，由于切割破壞路面，容易受道路維修和維護的破壞，維護費用也較高，使其在實際應(yīng)用中很難推廣使用。我國的電子警察經(jīng)過十多年的探索和發(fā)展，至今 已經(jīng)歷 4個發(fā)展階段，產(chǎn)品在穩(wěn)定性、實用性和系統(tǒng)性方面都取得飛速的發(fā)展 [5]。違法檢測技術(shù)也有了長足的進 步，有磁感應(yīng)檢測、視屏檢測、微波檢測、超聲波檢測、激光檢測和紅外線檢測等檢測技術(shù)。它不受場地、時間、環(huán)境的制約，可以二十四小時全天候的自動監(jiān)測道路上的交通違法行為。與此同時，機動車保有量和駕駛員數(shù)量大幅增加，交通日趨繁忙，交通擁堵越來越嚴重，再加上部分駕駛員交通安全意識淡薄，以至于道路交通秩序混亂，交通違法現(xiàn)象和交通事故的發(fā)生率逐年上升。電子警察是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，伴隨著智能交通的發(fā)展而發(fā)展。作為輔助執(zhí)法，就要求 “ 電子警察 ” 設(shè)備和系統(tǒng)為執(zhí)法提供盡可能嚴謹?shù)姆梢罁?jù) [25]。中央電視臺 “ 東方時空 ” 主題節(jié)目中把 “ 視頻機動車 闖 紅燈自 動 監(jiān)測糸統(tǒng) ” 稱為“ 電子警察 ” ， 由此 “ 電子警察 ” 陸續(xù)在全國各種新聞媒體的相關(guān)報道中被采用。 系統(tǒng) 研制成功后，于 1996 年 至 1998 年初先后在北京、濟南、 長沙、福州、杭州、西安、洛陽、齊齊哈爾、滿洲里、衢州等地安裝了 “ 視頻機動車闖紅燈自動監(jiān)測系統(tǒng) ” 和 “ 視頻機動 車 超速自動監(jiān)測系統(tǒng) ” ?！笆濉奔啊笆晃濉逼陂g，科學(xué)技術(shù)部在國家科技攻關(guān)計劃中設(shè)立了“智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和示范工程”項目，以及北京 、上海、天津、重慶、廣州、深圳、濟南、青島、杭州、中山等 10個城市進行的試點示范工程等項目正在順利實施。 國內(nèi) ITS的發(fā)展起步較晚，與國外相比有較大差距。發(fā)達國家競相發(fā)展智能交通系統(tǒng)，成立了許多機構(gòu)，制訂并實施了開發(fā)計劃。 電子警察系統(tǒng)作為道路智能化管理的重要組成部分，是一種科 學(xué)高效的交通管理手段或者說是執(zhí)法輔助工具，對廣大交通管理部門來說是一種解放或者說是一個希望。在這種情況下，智能交通管理走上了歷史的舞臺，作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)先進性的代表，智能交通管理應(yīng)用到現(xiàn)代通信技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件工程、電子工程技術(shù)等學(xué)科的技術(shù)，在幾代人的努力下，在現(xiàn)實的應(yīng)用中已經(jīng)發(fā)揮出了很大的作用。 現(xiàn)在我們大家總是在抱怨道路上的交通太擁擠，堵車堵上幾個小時，誤了上班誤了工作。通過對光圈、快門的自動控制，可大大增加其適應(yīng)環(huán)境的能力。系統(tǒng)控制部分也依賴硬件及操作系統(tǒng)的先進性能。電子警察系統(tǒng)由前 端設(shè)備和后臺處理程序組成，包括車輛檢測部分、攝像部分、系統(tǒng)控制部分構(gòu)成。 電子警察系統(tǒng)作為智能交通管理系統(tǒng)（ ITMS）的重要組成部分，它 也 是交通執(zhí)法系統(tǒng)的一個重要部分，該系統(tǒng)的社會效益非常明顯，它所形成強大的威懾力，促使廣大駕駛員不敢隨意違章、減少違章、盡量不違章，從而既保障了交通安全，減輕了民警的勞動強度，又解放了大量的警力用于處置突發(fā)事件。 ITS 的發(fā)展對社會生活、國民經(jīng)濟和城市建設(shè)將產(chǎn)生積極而深遠的影響，它帶給人們的好處：減少傷亡財產(chǎn)損失，節(jié)約時間，節(jié)約資金，降低污染。該階段的主要成果是深入分析了 ITS 問題，進行了大量可行性研究，了解了 ITS 技術(shù)應(yīng)用的要求和可能帶來的效益。一般來說解決交通擁擠最直接的辦法就是建設(shè)更多的道路交通設(shè)施，提高路網(wǎng)的通行能力，但無論是哪個國家的大城市其可供修建道路的空間總是有限的，而且建設(shè)資金的籌措也是一個要面臨的困難。據(jù)統(tǒng)計，美國每年僅因交通信號延誤就使駕駛者耽誤 2020 萬小時的時間，相當于 1 億美元的經(jīng)濟損失。 關(guān)鍵詞 ：智能交通，電子警察， 車輛檢測 ，違法行為監(jiān)控 羅益昌：電子警察系統(tǒng)應(yīng)用工程設(shè)計 研究 II ABSTRACT With the social and economic development, urban transport is more important in frequent traffic congestion and traffic accidents, to the social development of the national economy and people39。本 文 設(shè)計的系統(tǒng)一律 在每個方向 上 設(shè)置一臺 320 萬像素的攝像機來拍攝全景照片，每個車道用一臺標清數(shù)碼相機 （ 40 萬像素以下）來抓拍 車輛 特寫照片，而車檢 部分用的是現(xiàn)階段 技術(shù) 比較成熟 而又價格相對較低 的磁感線圈； 系統(tǒng)設(shè)置點的選定 。 其中， 交通違法行為監(jiān)測記錄系統(tǒng) 部分包括了： 闖紅燈自動記錄系統(tǒng)、 超速交通違法行為監(jiān)測系統(tǒng)、 車輛逆行抓拍系統(tǒng)和壓黃線抓拍系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)能夠改善混亂的交通狀況，減少擁堵，提高運輸效率，并提高交通的安全性。為 了把這種影響和損失降低到最小的程度 ， 道路交通的管理者們 提出了智能交通系統(tǒng) (ITS)—— 這一革命性的概念 ，以此來 管理和 解決 愈演愈烈 的交通問題。 本文針對電子警察系統(tǒng) 現(xiàn)有的技術(shù)條件下 ， 設(shè)計出一個比較合理的配置，即高清+標清 +線圈的組合對實際的道路進行電子警察系統(tǒng)的設(shè)計。結(jié)合現(xiàn)階段車 檢技術(shù)的優(yōu)劣 、攝像機拍攝環(huán)境與最佳成像像素之間的聯(lián)