【正文】 （數(shù)字水印加密技術(shù)），該技術(shù)通過在原始數(shù)據(jù)中嵌入秘密信息 —— 水印 ， 來證實(shí)該數(shù)據(jù)的所有權(quán)或有效性。 牌照識(shí)別 汽車牌照識(shí)別技術(shù)（ License Plate Recognition, LPR，簡稱“車牌通”）是一個(gè)特定目標(biāo)為對(duì)象的專用計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)， 該系統(tǒng)能從一幅圖像中自動(dòng)提取車牌圖像，自動(dòng)分割字符，進(jìn)而對(duì)字符進(jìn)行識(shí)別，它運(yùn)用模式識(shí)別、人 工智能技術(shù)，對(duì)采集到的汽車圖像進(jìn)行的方法，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地自動(dòng)識(shí)別出車牌的數(shù)字、字母及漢字字符，并以計(jì)算機(jī)可直接運(yùn)行的數(shù)據(jù)形式給出識(shí)別結(jié)果，使得車輛的電腦化監(jiān)控和管理成為現(xiàn)實(shí)。 我國機(jī)動(dòng)車使用的牌照主要是根據(jù)公安部一九九二年頒布的《中華人民共和國機(jī)動(dòng)車號(hào)牌》標(biāo)準(zhǔn)（ GA3692）制作的。 車輛識(shí)別系統(tǒng) 主要工作流程是：當(dāng)車輛通過關(guān)卡，經(jīng)過車體位置傳感器的敏感區(qū)域時(shí)，傳感器發(fā)送一個(gè)信號(hào)給圖像采集控制部分。電腦內(nèi)的軟件模塊從輸入圖像中找到牌照的位置，對(duì)牌照作字符切分，得到2020屆交通工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 各個(gè)字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用這個(gè)結(jié)果組建數(shù)據(jù)庫后，就可以根據(jù)具體需要編制各種不同類型的管理程序，從而達(dá)到管理的目的。它是以圖象處理、模式識(shí)別等技術(shù)為基礎(chǔ)的智能識(shí)別系統(tǒng)，它利用每一個(gè)汽車都有唯一的車牌號(hào)碼，通過攝像機(jī)所拍攝的車輛圖象 (包含著車牌圖象 )進(jìn)行車牌號(hào)碼的識(shí)別。 車牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在車輛過路、過 橋全自動(dòng)不停車收費(fèi)，交通流量控制指標(biāo)的測(cè)量，車輛自動(dòng)識(shí)別，高速公路上的事故自動(dòng)測(cè)報(bào)，不停車檢查，車輛定位，汽車防盜，稽查和追蹤車輛違規(guī)、違法行為，維護(hù)交通安全和城市治安，防止交通堵塞，提高收費(fèi)路橋的服務(wù)速度，緩解交通緊張狀況等方面將會(huì)起到積極作用 [12]。車牌識(shí)別技術(shù)的推廣普及，必將對(duì)加強(qiáng)高速公路、城市道路管理，減少交通事故、車輛被盜案件的發(fā)生，保障社會(huì)穩(wěn)定等方面產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。為了能使電子警察能夠更加高效的工作，盡可能多的服務(wù)于道路交通管理，很多的當(dāng)前尖端的新技術(shù)都陸續(xù)的應(yīng)用進(jìn)來，如 GPS 全球定位系統(tǒng)、數(shù)字水印技術(shù)、云技術(shù)等。 以上的這些相關(guān)技術(shù)，有的是用在電子警察系統(tǒng)的前端監(jiān)控部分，而有些事用于后臺(tái)信息處理指揮部分（第三章將講到電子警察系統(tǒng)的組成）。圖 21為現(xiàn)在普遍使用的電子警察系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。 目前，電子警察的系統(tǒng)控制工作大多采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī) (IPC， Industrial Personal Computer)來實(shí)現(xiàn)。 ※ IPC 的主要 特點(diǎn) 為： 2020屆交通工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 （ 1） 采用符合“ EIA”標(biāo)準(zhǔn)的全鋼化工業(yè)機(jī)箱，增強(qiáng)了抗電磁干擾能力； （ 2） 采用總線結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)， CPU 及各功能模塊皆使用插板式結(jié)構(gòu)，并帶有壓桿軟鎖定，提高了抗沖擊、抗振動(dòng)能力； （ 3） 機(jī)箱內(nèi)裝有雙風(fēng)扇，正壓對(duì)流排風(fēng)，并裝有濾塵網(wǎng)用以防塵； （ 4） 配有高度可靠的工業(yè)電源，并有過壓、過流保護(hù)； （ 5） 電源及鍵盤均帶有電子鎖開關(guān)，可防止非法開、關(guān)和非法鍵盤輸入 ； （ 6） 具有自診斷功能，設(shè)有“看門狗”定時(shí)器，在因故障死機(jī)時(shí)，無需人的干預(yù)而自動(dòng)復(fù)位； （ 7） 開放性好，兼容性好，吸收了 PC 機(jī)的全部功能，可直接運(yùn)行 PC 機(jī)的各種應(yīng)用軟件； （ 8） 可配置實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，便于多任務(wù)的調(diào)度和運(yùn)行； （ 9） 可采用無源母板 (底板 )，方便系統(tǒng)升級(jí)。 （ 2） 無源底板的插槽由 ISA 和 PCI 總線的多個(gè)插槽組成， ISA 或 PCI 插槽的數(shù)量和位置根據(jù)需要有一定選擇，該板為四層結(jié)構(gòu)，中間兩層分別為地層和電源層，這種結(jié)構(gòu)方式可以減弱板上邏輯信號(hào)的相 互干擾和降低電源阻抗。 （ 3） 工業(yè)電源為 AT 開關(guān)電源，平均無故障運(yùn)行時(shí)間達(dá)到 250000小時(shí)。其主要特點(diǎn)是：工作溫度 0600℃；裝有“看門狗”計(jì)時(shí)器；低功耗，最大時(shí)為 5V/。 使用 IPC作為系統(tǒng)控制部分在研發(fā)方面實(shí)現(xiàn)簡單，因而為現(xiàn)在大多數(shù)的電子警察系統(tǒng)所采用。 隨著嵌入式系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，采用嵌入式系統(tǒng)來研究開發(fā)電子警察工控機(jī)，解決 IPC在環(huán)境適應(yīng)方面的問題成為一種新的趨勢(shì) [15]。目前違章車輛檢測(cè)設(shè)備主要有：環(huán)形線圈檢測(cè)器、超聲波或微波 (雷達(dá)波 )檢測(cè)器、紅外線檢測(cè)器、視頻檢測(cè)器等幾種。 （ 2） 超聲波或微波和紅外線檢測(cè)器 超聲波或微波和紅外線檢測(cè)器因易受現(xiàn)場(chǎng)因素干擾，檢測(cè)精度不高，可靠性較差等不足而使用較少。 （ 3） 視頻檢測(cè)器 視頻檢測(cè)器除了初期投入的成本相對(duì)較高、環(huán)境適應(yīng)性稍差等不足外，其具有安裝、使用及 維護(hù)簡便，設(shè)置直觀靈活，檢測(cè)范圍大，性價(jià)比高，故障率低，功能全，可實(shí)施全過程智能化檢測(cè)，又沒有環(huán)形線圈檢測(cè)器的固有不足等特點(diǎn)，因而應(yīng)用漸廣。 （ 1） 照相機(jī) 照相機(jī)目前基本上多采用數(shù)碼照相機(jī)，傳統(tǒng)的膠片式照相機(jī)由于其使用繁瑣、后期使用成本高、實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)而極少使用。不過，由于其結(jié)構(gòu)、圖像存取等原因，數(shù)碼照相機(jī)的實(shí)時(shí)性、連拍續(xù)傳能力和環(huán)境 適應(yīng)性較差，一般多用于交叉路口的闖紅燈車輛抓拍 (需特制機(jī)箱，進(jìn)行溫度調(diào)控等 )和人工流動(dòng)拍攝等場(chǎng)合 [18]。此外，還應(yīng)配置合適的室外防護(hù)罩。攝像機(jī)采集的圖像分辨率只有 35 萬像素 (768 576)，實(shí)際有效像素只有 30 萬左右。 在使用攝像機(jī)時(shí)，還需要采用視頻采集卡與其配合，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖像序列采集。同時(shí)在廠商提供的驅(qū)動(dòng)程序基礎(chǔ)上，對(duì)視頻采集卡進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)視頻圖像序列的處理。目前，傳輸方式按傳輸介質(zhì)分為有線和無線兩種。使用光纖傳輸，數(shù)據(jù)可以得到高質(zhì)量地傳輸然而光纖建設(shè)及維護(hù)費(fèi)用較高；使用電話線傳輸，可以租用電信的專用線路，采用ADSL/ISDN 等方式。這些方式的好處是不需要架設(shè)大規(guī)模的線路。 輔 助配套設(shè)備 這部分包括輔助光源、輔助支架及其他相關(guān)配套設(shè)備等。輔助支架用于安裝、固定攝像機(jī)或照相機(jī)和輔助光源。本文的電子警察系統(tǒng)主要采用 高清 +標(biāo)清 +線圈的組合對(duì)實(shí)際的道路進(jìn)行電子警察系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，用到的輔助設(shè)備主要有閃光燈 [17]。如果按信息的采取和處理的先后順序來分，還可以分為前段監(jiān)控抓拍系統(tǒng)和后臺(tái)信息處理 指揮系統(tǒng)。而后臺(tái)信息處理指揮系統(tǒng)就是進(jìn)行信息處理保存以及發(fā)布指令的工作場(chǎng)所，它接收前端系統(tǒng)采取的道路及車輛信息進(jìn)行分析和處理，以便更好地指揮和管理道路交通。只有這幾個(gè)部分能夠和諧的配合起來，整套電子警察系統(tǒng)才能持續(xù)穩(wěn)定的工作，發(fā)揮他交通執(zhí)法者的作用。在大中城市里，電子警察系統(tǒng)在改善交通秩序、減少交通事故、增強(qiáng)執(zhí)法公正性、提高道路通行能力等諸多方面已經(jīng)發(fā)揮出了顯著的效果。 設(shè)計(jì) 原則 一套電子警察系統(tǒng)要能夠應(yīng)付復(fù)雜的交通狀況，以交通執(zhí)法者一天 24小時(shí)持續(xù)穩(wěn)定的工作，那么在他的設(shè)計(jì)開始階段就應(yīng)該考慮到很多的情況，這就要整套電子警察系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到施工都要遵照相關(guān)的原則。而 一般的設(shè)計(jì)原則有以下幾個(gè)方面：合理性、先進(jìn)性、實(shí)用性、可行性、可靠性、安全性、標(biāo)準(zhǔn)性和 可擴(kuò)展性 這八個(gè)方面。 （ 2） 先進(jìn)性： 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型方面，在考慮系統(tǒng)的實(shí)用性前提下，盡量采用國際上先進(jìn)的視頻圖像算法與數(shù)字通訊技術(shù)，確保系統(tǒng)在國內(nèi)的領(lǐng)先地位， 使系統(tǒng)具有完備的功能，并且易于升級(jí)換代，在保證其先進(jìn)性的前提下具有較長的生命周期。 （ 4） 可行性 系統(tǒng)設(shè)計(jì)、選材、選型符合國家和地方政府的法規(guī)政策，與用戶及上級(jí)管理部門的管理制度相適應(yīng)，用戶在經(jīng)濟(jì)能力方面的實(shí)際情況相吻合。 設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、施工及調(diào)試等環(huán)節(jié)都將嚴(yán)格貫徹質(zhì)量條例，完全滿足系統(tǒng)的招標(biāo)要求，符合國家及行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定、可靠安全地運(yùn)行。系統(tǒng)還將提供用戶等級(jí)權(quán)限保護(hù)，有效排除人為因素的干擾。系統(tǒng)具有良好的互聯(lián)、互控及升級(jí)能力，遵循最新的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，遵循開放的原則。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)易于擴(kuò)充，以適應(yīng)今后的較大任務(wù)負(fù)載。 （ 8）可擴(kuò)展性 系統(tǒng)功能 在 充分滿足實(shí)際需求 的前提下 ， 為了能夠應(yīng)付未來負(fù)荷的提高和可能出現(xiàn)的問題，系統(tǒng)必須有升級(jí)的空間和能力，能夠 擴(kuò)展 系統(tǒng)的功能及性能 [20]。這就要求整個(gè)電子警察系統(tǒng)從方案的設(shè)計(jì)，到設(shè)備的選擇，再到實(shí)際的施工設(shè)置都必須是符合相關(guān)的法力法規(guī)及相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中有以下幾部法律： ※ 《中華人民共和國道路交通安全法》 ※ 《中華人民共和國道路交通安全法實(shí)施條例》 ※ 《中華人民共和國公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》 GA3892 2020屆交通工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 ※ 《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》 JTJ 0742020。這其中涉及到了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、電子工程技術(shù)、光學(xué)技術(shù)等等，主要包括以下幾部： ※ 《公路車輛智能檢測(cè)記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件》 GA/T4972020 ※ 《民用閉路電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》 GB5019894 ※ 《民用閉路監(jiān)控電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》 GB0219894 ※ 《道路違章管理管理信息代碼》 GA 408， 22020 ※ 《公安綜合信息系統(tǒng)規(guī)范》 GA 417， 12020 ※ 《闖紅燈違法自動(dòng)記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件》 GA/T4962020 ※ 《 安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》 GA/T 3672020 ※ 《中華人民共和國機(jī)動(dòng)車號(hào)牌》 GA 36 ※ 《電視接收機(jī)確保與電纜分配系統(tǒng)兼容的技術(shù)要求》 GB1232390 ※ 《有線電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》 GB5020094 ※ 《安全防范工程程序與要求》 GA/T7594 ※ 《交通電視監(jiān)視系統(tǒng)工程驗(yàn)收規(guī)范》 GA/T5142020 ※ 《無屏蔽雙絞線系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試傳輸性能規(guī)范》 EIA/TIATSB67 最后，由于電子警察系統(tǒng)的很多前端設(shè)備是要設(shè)置在戶外復(fù)雜的環(huán)境下，天氣因素、光照因素、防雨水、防撞抗寒等因素的影響，要使 電子警察系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)定的工作，就要有各種的保護(hù)措施。在多年的實(shí)際應(yīng)用中，電子警察的功能已經(jīng)被發(fā)揮得相當(dāng)完美了。 羅益昌：電子警察系統(tǒng)應(yīng)用工程設(shè)計(jì) 研究 24 交通違法行為監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng) 由于目前我國尚有部分駕駛?cè)私煌ò踩庾R(shí)較低，交通違法行為屢見不鮮，故在各地交通指揮系統(tǒng)的建設(shè)中 ， 出于交通安全的需要，普遍建設(shè)交通違法 行為監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)。鑒于此，闖紅燈違法行為的取證工作勢(shì)在必行，目前市場(chǎng)上通常應(yīng)用闖紅燈自動(dòng)記錄系統(tǒng) 以 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《闖紅燈自動(dòng)記錄系統(tǒng)通用技 術(shù)條件》GA/T4962020，作為 闖 紅燈違法行為取證的前端設(shè)施 規(guī)范要求 。除闖紅燈外， 還有超速、逆行和壓黃線等交通違法行為。 闖紅燈 在闖紅燈違法取證方面， 闖紅燈自動(dòng)記錄系統(tǒng) 是應(yīng)用最多的系統(tǒng)。 闖紅燈自動(dòng)記錄系統(tǒng)選擇攝像機(jī)取證方式、車輛檢測(cè)單元采用環(huán)形線圈 或視頻檢測(cè) 方式。信號(hào)單元 主要是闖紅燈自動(dòng)記錄系統(tǒng)中交通信號(hào)機(jī)提供的紅燈信號(hào)；車輛檢測(cè)單元是用來檢測(cè)車輛 是否越過停止線 ，檢測(cè)方式有線圈檢測(cè)、視頻檢測(cè)、微波檢測(cè)等；快速攝像單元是用來拍攝違法車輛取證圖片或錄像； 控制 單元是進(jìn)行闖紅燈違法行為事件的判定，數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和傳輸。實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)快速攝像單元的不同劃分為全標(biāo)清、高清 +標(biāo)清（標(biāo)清 +數(shù)碼）、全高清三種方案的產(chǎn)品。 ※ 高清 +標(biāo)清（或標(biāo)清 +數(shù)碼）方案 每個(gè)方向配置 1 臺(tái) 140/200 萬像素高清攝像機(jī) （數(shù)碼相機(jī)） 用于抓拍全景圖片，每個(gè)車道配置 1 臺(tái)標(biāo)清攝像機(jī)用于抓拍特寫圖片。高清攝像機(jī)采用閃光燈補(bǔ) 光，標(biāo)清攝像機(jī)采用內(nèi)置 LED 燈補(bǔ)光。系統(tǒng) 成本較低 ， 結(jié)構(gòu)簡單，主控機(jī) 可以路口集中管理 4 個(gè)方向的設(shè)備，可某一個(gè)方向的設(shè)備 單獨(dú) 管理。 ※ 全高清方案 每 1~2 車道配置 1 臺(tái) 200 萬像素高清攝像機(jī)用于抓拍 ， 紅燈期間抓拍 3 張高清全景過程圖片，綠燈期間抓拍 1 張高清全景過程圖片 ，高清攝像機(jī)采用閃光燈補(bǔ)光；也有廠家每 2~3 車道配置 1 臺(tái) 400~500 萬像素高清相機(jī)，實(shí)現(xiàn)交通違法行為監(jiān)測(cè)與抓拍，車 輛檢測(cè)方式線圈檢測(cè)是主流，部分產(chǎn)品使用視頻檢測(cè)。但是 成本較高 ， 車道較多時(shí)，缺少參照物，辨別不出具體車道 。每個(gè)方向配備一臺(tái) 320 萬像素高清攝像機(jī) 用于抓拍全景圖片，每個(gè)車道配置 1 臺(tái) 標(biāo)清數(shù)碼 像機(jī)用于抓拍特寫圖片。 我對(duì)它進(jìn)行了交通渠化和電子警察系統(tǒng)的路線布置圖設(shè)計(jì)如圖 32。該設(shè)計(jì)所需的主要設(shè)備及數(shù)量如下表 31： 設(shè)備 數(shù)量 320 萬像素?cái)z像機(jī) 4 臺(tái) 數(shù)碼相機(jī) 10 臺(tái) 閃光燈 4 個(gè) 表 31闖紅燈電子警察 所需主要設(shè)備數(shù)量 首先 根據(jù)中華人民共和國公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GA/T 496－ 2020《闖紅燈電子警察系統(tǒng)通用技術(shù)條件》規(guī)定，闖紅燈電子警察系 統(tǒng)應(yīng)具有以下功能： 機(jī)動(dòng)車在其對(duì)應(yīng)的黃燈或綠燈相位時(shí)越過停車線 ,闖紅燈電子警察系統(tǒng)不應(yīng)記錄。第一個(gè)位置的信息應(yīng)能清晰辨別闖紅燈時(shí)間、車輛類型、紅燈信號(hào)和機(jī)動(dòng)車壓在或越過停止線的情況；第二和第三個(gè)位置的信息應(yīng)能清晰辨別闖紅燈時(shí)間、車輛類型、紅燈信號(hào)和整個(gè)車身已經(jīng)越過停止線的情況。 闖紅燈電子警察系統(tǒng)的圖片格式應(yīng)采用 JPEG格式， JPEG圖片編碼應(yīng)符合 ISO/IEC 15444： 2020的要求。 上述標(biāo)準(zhǔn)于 2020 年 6月 4 日起實(shí)施，它對(duì)違法證據(jù)的要求主要有兩點(diǎn)： （ 1）需要清晰辨別紅燈信號(hào)、車牌號(hào)碼、車輛類型； （ 2）需要提供違法過程。 正因?yàn)檫@樣，我們所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)必須滿足以上的要求。紅燈亮且有車輛通過時(shí)車輛進(jìn)入線圈 1，系統(tǒng)開始監(jiān)控，并記錄