新一代高清電子警察系統(tǒng)的應用解決方案

電子警察系統(tǒng)應用解析

隨著機動車輛大規(guī)模普及應用，各種涉車違法事件開始滋生蔓延，以此衍生的道路交通安全問題日益成為社會經(jīng)濟發(fā)展中的一個重要制約因素。在收集、統(tǒng)計和分析道路交通事故后發(fā)現(xiàn)，大部分交通事故都是由于機動車違法行駛而引起，尤以在交叉路口或路段上機動車闖紅燈、逆行、壓線、不按車道行駛等造成的事故所占比例最大。建設電子警察系統(tǒng)，對機動車違法行駛行為進行不間斷自動檢測和記錄，并對其進行相應處罰，是遏制機動車違法行駛行為的重要手段。

　　正是由于電警系統(tǒng)有如此重要的作用，因此全國各地都一直非常重視對電警系統(tǒng)的建設，但是很多地方由于建設時間較早，受限于當時的科學技術水平，已建的電警系統(tǒng)存在諸多問題：

　　首先，圖像質量差、視野窄，嚴重影響了系統(tǒng)的整體性能。模擬攝像機約40萬像素的圖像質量，限制了抓拍圖片的視野以及清晰度。當需要拍清車牌時，無法拍到整個車身；而拍到了整個車身卻看不清車牌，因此單個相機最多只能負責一個車道，往往造成一根桿子上需要架設多個攝像機，引起施工安裝以及設備維護的不便；同時模糊的圖像也對案件偵破或者違章處罰的事后取證帶來了不便；

　　其次，現(xiàn)有的電警系統(tǒng)檢測模式多還停留在采用地感線圈檢測車輛以及使用獨立的紅綠燈檢測器來檢測交通信號。這兩種行為不僅會對路面造成破壞，增加施工成本與難度；同時受限于日后因道路破損造成的線材損壞等，將會給系統(tǒng)的正常運行帶來許多不確定因素。同時采用地感線圈僅能單一地識別闖紅燈行為，而無法應對逆行、壓線、不按規(guī)定車道行駛等違法駕駛行為；

　　此外，現(xiàn)有的電警系統(tǒng)功能較為單一，對各類數(shù)據(jù)的分析和應用能力不足。僅僅具備過車抓拍、識別與闖紅燈記錄的系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)代化的警務工作需求。

　　為此，很多地方希望建設新一代高清電子警察系統(tǒng)，并要整合接入原有點，新建的電警系統(tǒng)除了要實現(xiàn)卡口功能、違法記錄等功能之外，還要預留相應接口，可與上級電警平臺、警綜系統(tǒng)、PGIS系統(tǒng)等關聯(lián)對接，實現(xiàn)車輛信息的共享，布控信息的接收與響應等。

　　新一代高清電子警察系統(tǒng)由前端子系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡、中心管理平臺以及現(xiàn)有的電警系統(tǒng)組成。

　　前端子系統(tǒng)包含高清特寫攝像機、高清全景攝像機、補光設備、智能電警主機等設備：

　　高清特寫攝像機用于對過車的實時抓拍，并將抓拍圖片上傳給智能電警主機。相較于40萬像素的標清攝像機，每臺高清特寫攝像機最多可以覆蓋三個車道，且抓拍圖片可詳盡展示車牌、車型等車輛細節(jié)與整個違法過程。抓拍攝像機同時也可為視頻檢測提供圖像基礎，采用視頻檢測可省去地感線圈、車輛檢測器以及交通信號檢測器，這樣就避免了對路面的破壞，也節(jié)約了建設成本與維護成本；

　　高清全景攝像機用于對道路的實時視頻監(jiān)控。可根據(jù)實際應用的路口環(huán)境，采用槍機或球機，方便用戶全方位根據(jù)需要查看該監(jiān)控點附近的情況。全景視頻主要反映整個卡口斷面的宏觀情況；

　　兩者相結合可為取證提供更豐富、更準確的信息。

　　補光設備包括頻閃燈以及長明燈。頻閃燈用于視頻檢測補光以及車輛抓拍補光，長明燈用于全景錄像補光。每個車道配一臺頻閃燈，每個方向配一臺長明燈；

　　隨著視頻檢測技術的不斷發(fā)展，電子警察系統(tǒng)已逐漸告別了線圈設備，離開了線圈，如何觸發(fā)抓拍攝像機進行準確地抓拍成為了一個技術難點。視頻檢測技術，顧名思義，是通過攝像機所采集到的視頻圖像來進行智能分析，從而進行后續(xù)處理。攝像機要能夠采集到理想的圖像資源，就離不開外部光照的配合，在白天，自然光照夠理想，便完全不需要額外的光照，到了夜晚，通過配置智能頻閃燈即可解決光照問題。智能頻閃燈可通過現(xiàn)今的智能頻閃技術，完全自適應攝像機的幀率，既當每次攝像機打開它的快門的時候，頻閃燈總能提供一次足夠光照，來滿足攝像機對圖像的采集。這樣就可支持視頻檢測算法準確地定位車輛、車牌等的位置，進行精確的抓拍觸發(fā)。

智能電子警察系統(tǒng)功能

智能電警主機用于車輛信息（車身顏色、車型、車牌、車牌顏色等）的智能識別，并負責將前端的抓拍圖片、車輛信息等匯聚上傳給中心平臺。每個特寫攝像機配置一臺智能電警主機；早先的電警主機還依賴于工控機，現(xiàn)在基本已用嵌入式設備所取代，嵌入式設備相比于工控機擁有更穩(wěn)定、高效、防病毒、耐高低溫等特點。

　　系統(tǒng)各前端與平臺間采用光纖傳輸?shù)姆绞?，如果前端與平臺不在一張網(wǎng)內(nèi)，例如前端在視頻專網(wǎng)，平臺在公安專網(wǎng)，那么就要考慮安全接入等設備。帶寬大小設計不小于并發(fā)傳輸多路視頻碼流與圖片的帶寬，同時預留20%冗余，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鲿承裕话?，采?00萬像素的攝像機，單張抓拍圖片大小在400KB左右，格式為JPEG；720P的視頻采用最新的H.264編碼格式，需要2Mbps左右的帶寬。

　　中心管理平臺包含視頻管理服務器、IPSAN存儲磁盤陣列、應用服務器、WEB服務器、數(shù)據(jù)庫服務器等設備：

　　IPSAN存儲磁盤陣列可提供大容量、高性能、高可靠的視頻錄像以及圖片集中存儲。本設備支持RAID5等數(shù)據(jù)安全技術，可確保錄像數(shù)據(jù)的安全可靠；

　　應用服務器：用于接收來自前端數(shù)據(jù)采集部分的數(shù)據(jù)并對其數(shù)據(jù)進行比對處理，處理后的信息和圖片保存到數(shù)據(jù)庫服務器內(nèi)；

　　WEB服務器：響應用戶遠程請求，提供用戶在線數(shù)據(jù)查詢、在線數(shù)據(jù)統(tǒng)計、遠程維護管理等遠程服務功能；

　　數(shù)據(jù)庫服務器：提供數(shù)據(jù)庫管理軟件的安裝平臺，控制對數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問權限、為數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計及運算等數(shù)據(jù)操作提供內(nèi)存空間。

　　通過前端所傳輸來的各類圖像及車輛信息，后臺管理系統(tǒng)可實現(xiàn)多項業(yè)務功能：

　　實時監(jiān)控：實時監(jiān)控包括實時過車抓拍圖片以及監(jiān)控錄像的監(jiān)控。對于正常過車，系統(tǒng)具備卡口功能，即對每輛過車進行抓拍識別，對于違法車輛，系統(tǒng)可抓拍多張圖片，記錄車輛的違法過程；同時，監(jiān)控錄像可記錄車輛路過路口的整個過程。

　　圖像關聯(lián)：在傳統(tǒng)的電警系統(tǒng)當中，抓拍圖片與監(jiān)控錄像間是沒有任何關聯(lián)的，這樣，整個取證的操作將變得非常的繁瑣。新一代高清電警系統(tǒng)可實現(xiàn)由抓拍圖片直接關聯(lián)獲取監(jiān)控錄像的功能，從而使得取證操作更簡便，取證內(nèi)容更豐富。

　　違法處罰：通過采用視頻檢測技術，新一代的高清電警系統(tǒng)除了可記錄闖紅燈、逆行、超速等之外，還可識別壓線、違法變道等行為。此外，通過系統(tǒng)平臺與相關數(shù)據(jù)庫之間的對接分析，系統(tǒng)可識別是否有車輛駛入專用車道，例如私家車或其他車輛駛入公交專用車道。對于以上種種違法行為，系統(tǒng)均可將記錄信息提交給處罰系統(tǒng)，用作處罰依據(jù)，進而有效遏制違法駕駛行為。

　　統(tǒng)計分析：系統(tǒng)可對車流量、車輛旅行時間、報警車輛、車輛違法率、車輛識別率等進行統(tǒng)計，幫助交警部門獲得準確的道路車輛信息以及某個路口或者區(qū)域的道路公共安全情況。

　　布控管理：智能電警系統(tǒng)均具備卡口功能，因此可通過布控管理，來快速獲取涉案車輛或盜搶車輛的最新位置等情報，幫助有關部門偵破涉車案件。

　　綜合查詢：系統(tǒng)提供精確查詢、模糊查詢、復合條件查詢等多種數(shù)據(jù)查詢功能。可查詢信息類型包括：車輛信息查詢、布控信息查詢、違章車輛查詢、異常牌照查詢等。查詢結果可以以報表形式輸出。

　　系統(tǒng)管理：系統(tǒng)可實現(xiàn)用戶信息的添加刪除以及根據(jù)用戶的級別、業(yè)務種類、不同的區(qū)域等分配其對不同資源的不同操作權限。此外系統(tǒng)可遠程實現(xiàn)對主要設備的入網(wǎng)設置、設備參數(shù)配置、遠程控制、工作狀態(tài)檢測、設備重啟、故障診斷處理等，為用戶全面掌握各種設備運行情況和網(wǎng)絡傳輸狀態(tài)等提供有力的檢測手段。

　　此外，平臺通過共享數(shù)據(jù)庫的方式接入原有的電警系統(tǒng)，實現(xiàn)無縫整合。同時平臺可提供友好的外部接口，可與上級電警平臺、警綜系統(tǒng)、PGIS系統(tǒng)等關聯(lián)對接，實現(xiàn)更大范圍的業(yè)務功能。

電子警察系統(tǒng)應用優(yōu)勢

應用優(yōu)勢

　　通過以上的設計，新一代高清電子警察系統(tǒng)除了可以實現(xiàn)實時監(jiān)控、車輛捕獲、闖紅燈記錄、統(tǒng)計查詢等基本功能外，還擁有如下應用優(yōu)勢。

　　全天候高清晰圖片拍攝

　　系統(tǒng)采用200萬像素以上的高清攝像機進行過車圖像的抓拍，圖像質量可達1600*1200像素以上。同時通過先進的自動成像控制技術配合智能補光燈，可實現(xiàn)在強順光、強逆光、夜間等各種光照條件下，對機動車車牌、車型等進行全天候有效識別。單臺攝像機可完美覆蓋三車道，有效減少了攝像機數(shù)量，降低了施工以及維護難度。

　　先進的視頻檢測技術

　　系統(tǒng)采用視頻紅燈檢測，能精確區(qū)分紅燈、黃燈、綠燈，包括箭頭標識。無須接紅綠燈信號，消除了施工困難。同時采用視頻車輛檢測，無須地感線圈。能精確跟蹤車輛軌跡，判斷車輛直行、逆行、左右轉方向，車輛在停車線前、壓線、越線情況，以及車輛壓車道分隔線行駛情況。既避免了對路面的破壞，又加強了系統(tǒng)記錄違法駕駛行為的能力。

　　強大的系統(tǒng)整合能力

　　系統(tǒng)可進行多級級聯(lián)部署，滿足建設覆蓋全省的電警系統(tǒng)的需求，同時具有友好的接口，可與其他系統(tǒng)實現(xiàn)無縫對接：一，可整合多廠商的電警系統(tǒng)，使現(xiàn)有資源得到充分利用，節(jié)約建設成本；二，可整合路口周邊的監(jiān)控資源，實現(xiàn)電子警察與道路監(jiān)控相結合的智能交通管理；三，可將數(shù)據(jù)信息提供給其他公安信息系統(tǒng)，實現(xiàn)信息共享。

　　強大的數(shù)據(jù)分析能力

　　系統(tǒng)可根據(jù)前端獲取的各類資源以及與其他系統(tǒng)的關聯(lián)，挖掘獲取等多的業(yè)務。例如可根據(jù)歷史車流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，預測實時道路擁堵情況，提前實現(xiàn)交通疏導；根據(jù)歷史路口間通行時間，預測到達目的地時間；根據(jù)車輛違法分布情況，針對重點路口加大警力查處；根據(jù)全方位掌握區(qū)域車輛情況，快速定位車輛違法點，給快速破案提供技術支撐，實現(xiàn)區(qū)域管理等。

　　未來發(fā)展方向

　　新一代電警系統(tǒng)在成像質量、車輛捕獲率、違法識別率等方面較之前的電警系統(tǒng)已有了質的飛躍，但是相信隨著科學技術的不斷發(fā)展，采用更高像素的攝像機（500萬甚至更高）也是必然，同時抓拍攝像機與全景攝像機合二為一也將是業(yè)界的一個趨勢。另外，伴隨智能技術的不斷提高，對于車輛“行為”的識別將不僅僅停留在闖紅燈、逆行、壓線等等，對車輛拋灑物、交通事故、車輛排隊擁堵等“事件”的檢測也是近在咫尺的了。

　　此外，無論電警或是卡口系統(tǒng)，如何對前端獲取的原始數(shù)據(jù)進行深入分析，挖掘各種有助于破獲涉車案件、加強道路管理的信息已成為智能交通系統(tǒng)的必然發(fā)展方向。