桥梁车辆智能检测系统技术方案.doc

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1、桥梁车辆智能检测系统技术方案桥梁车辆智能检测系统建设技术方案目 录第一章 需求分析51.1项目背景51.2需求分析5第二章 建设原则102.1 指导思想102.2 设计原则102.3 设计要求10第三章 系统总体设计133.1 总体设计思路133.2 高清抓拍单元设计143.4 后台管理与控制系统163.5 系统设计总体特点16第四章 功能设计174.1 卡口高清抓拍系统功能设计184.1.1 车辆检测204.1.2 动态称重224.1.2 车辆图像抓拍和记录224.1.3 号牌识别244.1.4 事件检测254.1.5 人脸识别254.1.6 流量检测254.1.7 车速、车型检测264.1

2、.8 黑名单及布控274.1.9 车辆信息的传输与远程联网284.1.10 远程查询294.1.11 诱导屏发布系统304.1.12 辅助照明系统314.1.13 避雷系统314.1.14 设备与电气系统324.2中心管理系统功能设计344.2.1 数据采集管理354.2.2 布控管理364.2.3 侦破肇事车辆和被盗抢车辆稽查364.2.4 过往车辆查询374.2.4 报警历史查询374.2.5 前端设备运行状态检测374.2.6 设备基本信息管理374.2.7 统计分析374.2.8 智能视频故障检测384.2.9 电子地图应用384.3接口设计394.3.1 TCP/IP Socket接

3、口394.3.2 在线比对接口414.3.3 黑名单数据接口41第五章 系统可靠性和安全性设计41第六章 数据存储规范设计426.1 前端抓拍信息存储设计426.2 后端中心数据库设计446.3 违章记录及转递45第七章 主要设备介绍467.1 高清一体化数字摄像机467.2 防护罩477.3 百万级高清晰镜头477.4 车辆检测控制器477.5 补光灯487.6 主设备箱系统487.7 设备集中控制器497.8 弯板式称重传感器497.9 可变情报板49第八章 系统技术指标508.1 功能特点508.2 性能指标51第十章 项目管理5210.1 工程简介及特点5210.2 工程施工流程531

4、0.2.1施工准备5310.2.2 基础施工5510.2.3设备安装调试5810.2.4测试运行6210.2.5工程验收6310.3工程质量控制措施6710.4文明施工管理68第十一章 系统设备清单7111.1 标准双向四车道7111.2 标准双向六车道73第一章 需求分析1.1项目背景应客户需求，结合我公司的动态称重技术及视频检测和智能高清卡口系统，向用户提供一套桥梁车辆智能检测系统。1.2需求分析系统的设备从总体上需要符合GA/T 4972009公路车辆智能监测记录系统通用技术条件的行业标准要求，从应用的角度我们可以归纳出如下的功能需求，做为建设桥梁车辆智能检测系统的依据。1、 车辆捕获应

5、能准确拍摄通行车辆的特征图像,并在图像中标明车辆通行数据,如时间、地点、车速、方向等，除了能够捕获按车道规范行使的车辆外，还应该捕获跨车道线行驶的车辆。在正常车速(5km/h-140km/h)范围内，图像捕获率应达到99%以上。其中汽车图像捕获准确率=所拍摄的汽车特征图像数/监控区内规范行驶的全部汽车数。2、 动态称重能够对公路上正常行驶的车辆进行重量检测，采集车辆的车辆总重、轴重等信息。3、 车速检测能够根据不同车型进行超速违法判别，当车速在40km/hV 车120km/h的速度范围内，测速误差应在-4km之内；当车速在V 车120km/h范围时，测速误差应在-4%之内。4、 图像记录在车辆

6、通过时，系统应能准确拍摄车辆前部特征照片，并将图像存储到磁盘相应目录下，车辆通过的信息写入中心数据库，并在全景图像中标明车辆通行数据，如时间，地点，车速，方向等。所记录的图像分辨率不低于12801024像素点。在环境无雾包括雨雪天情况下,对监控区域内的规范行驶的车辆要求准确记录车辆和驾驶员特征，应能人眼看清号牌号码、颜色、车辆类型和轮廓、装载情况及前排驾驶员的脸部特征。前端单套系统至少要存储120万辆车，当超出120万辆车的时候，自动对前面的图像依次进行覆盖。整个系统至少要保存120万辆车的图像，并采用通用的“JPEG”格式。5、 车辆识别系统能自动识别出车辆的全部特征，包括车辆行驶方向，经过

7、时间，地点，车速，车身颜色，车辆类型，车牌号码等。识别率：在车辆按道规范行驶下，除“五小车辆”外，白天车牌识别率应不小于90%，准确率应不小于85%，夜间车牌识别率应不小于85%，准确率应不小于75%。系统在实时记录通行车辆图像的同时，应具备车辆号牌自动识别功能，其用于号牌识别的字符库应齐全，即应能识别在我国道路上行驶的机动车号牌，至少包括GA 36规定的号牌（除摩托车号牌、低速车号牌、临时号牌、拖拉机号牌外）、武警汽车号牌和军队汽车号牌等。识别车型：系统应能区分车型，并识别黑，蓝，黄，白四种颜色。6、 事件检测能够对摄像头拍摄的视频进行分析，可对路面的停车慢行、压黄线、逆向行驶等事件进行检测

8、和报警，并能生成报警记录。7、 信息上传桥梁车辆智能检测系统应主动将采集的数据上传至中心数据库服务器，上传内容应包括违法超速、超重车辆的基本信息和两张特写全景图像，违法图片需符合道路交通安全违法行为图像取证技术规范 GA/T 8322009要求，非违法车辆的图像保存于路口机中不需上传。如遇网络中断或其他故障，应将车辆信息储存于路口机中。待故障恢复后自动断点续传。8、 前端控制机管理应在前端控制机（工控机）中安装专门的管理程序，负责采集机器运行信息。及时有效地诊断修复系统。能通过网络对所有的路口机进行时钟校正，运行参数（包括超速限值）设置，故障诊断，识别字库调整等。9、 故障容错系统必须具备故障

9、自动报警能力，车辆检测采取环形线圈，但当车辆主触发线圈损坏时，系统应有视频检测作补充，并实现自动式或手动切换，数据库中对检测方式应有标记。10、 夜间补光系统采用的夜间补光灯具不得对驾驶人员造成直接强光刺激，严禁对驾驶员正面产生强光刺激，其照射角度防止影响驾驶员正常行车，补光设备应架设在摄像机前方。11、 外观各部件外表面应光洁、平整，不应有凹痕、划伤、裂缝、变形等缺陷。金属机壳表面应有防锈、防腐蚀涂层，金属零件不应有锈蚀。12、 电气部件电源：电源额定电压：AC220V，50Hz。开关：应安装具备过载、漏电、短路保护功能的电源总开关，开关的额定电压、额定电流值应满足AC250V、20A的最低

10、容量要求。13、 安装要求摄像机和照明灯等安装在车道正上方，所有立杆悬臂高度不低于6米，悬臂长度根据安装点的车道宽度来决定；摄像机立杆与辅助照明立杆应进行镀锌防腐处理，立杆应采用无焊缝钢管，立杆壁厚8mm，直径不得小于219，高度不小于6m。配置设置的立杆，横臂等可抗12 级以上台风及7级地震，使用中不会倾斜或倒塌，正常工作期间，保证所拍摄，存储下来的图像无抖动形象，图像正常。室外机箱使用室外型标准机箱，做好防盗，防腐，防尘措施，通风良好，有良好接地，使用中不会倾斜或倒塌，抗12级台风及7级地震。应采用一点接地方式，接地布线应采用10平方毫米铜质导线，接地线不得与强电的零线相接，采用专用的接地

11、装置时，其接地电阻不得大于4欧姆；采用综合接地网时，其电阻不得大于1欧姆。应具备外部和内部二级避雷措施，同时必须考虑摄像机和电源的防雷措施。布线：内部导线应有适当保护，以保证这些导线不会接触到可能会引起导线绝缘损伤的部件；当导线需穿越金属孔时，金属穿线孔应进行倒角，不得有锋利的边缘，导线应装有衬套。所有终端和设施接线要布置整齐，使用线夹、电缆套、电缆卷或管道固定好，线束内的线路要编扎好，走线安排要做到任何接线总成的拆除不会影响到与该总成无关的线缆。UPS电源：在每个路口机箱内配置一套专用不间断电源，在停电时，能给机箱内设备暂时供电，令工控机正常关闭，来电时，能启动工控机进行工作。传输方式：采用

12、光纤传输的方式，图像与数据传输到支队中心机房，充分考虑监控点与支队的距离。选用适合的光端机。使用环境：环境温度：-1050；环境相对湿度：45% 90%；14、 中心管理软件中心管理软件须具有网络功能，支持多个客户端，基于J2EE技术的B/S三层体系架构，软件开发采用JAVA工具，必须能在Windows操作系统上运行。采用模块化的开发方式，尽可能使各业务管理具有相互独立性，增强系统的可维护性，与机动车/驾驶人管理系统、违法信息异地交换平台、公共信息发布平台等系统实现信息共享、无缝衔接和集成运行。中心软件主要功能要求如下：提供汉化操作界面，简单直观，操作方便，应用软件界面的设计要求简约化、易操作

13、、人性化。各功能模块（包括运行参数等）可根据实际需要进行配置与管理维护，并附带中文操作说明手册。能够统计每天24小时的车流分布，以及任意一段时间范围内（周、月）的日流量。统计结果以数据和曲线两种形式显示或打印。具备并支持二次开发功能。实时自动识别车辆类型，自动识别车牌号码（含汉字、字母、数字及车牌颜色）。对“黑名单”中的嫌疑车辆可以自动对比与实时报警，采用声音报警与提示报警相结合的方式，具有“黑名单”数据库管理和维护的功能。能够按照车型、车身颜色、车牌、速度、流量、日期、时间、地点、行驶方向、违法类别等相关条件对历史数据进行单一或组合方式的精确或模糊查询。采用浏览方式远程数据查询的方案，可以在

14、公安网上的任何一台经授权的终端上实现历史数据中的车辆信息的远程查询、流量数据的统计、以及查询结果的打印输出。历史数据根据用户需求定时存储在中心系统中，并提供导出和删除数据的应用界面，授权用户具备数据导出和删除权限。能够对回放车辆的照片进行亮度、对比度等后期处理，提高车辆照片的人眼辨认率。系统具有多级用户权限管理及有用户操作权限管理机制功能，防止无关人员操作，以及防病毒等保护功能。能够依托现有公安交通管理网络功能，同时支持普通电话线远程数据查询操作，实现远程车辆信息查询、系统的远程控制、设备的远程维护以及故障报警等功能。车辆监测记录系统应用软件具有防死机自检功能，一旦发现出错自动复位计算机。每套

15、系统可存储超过120万辆车的图像及相关数据，当硬盘存满后，由程序自动删除最早过期数据，循环存储，不需要任何人工管理。能够进行同步多任务操作，监测、查询、传递与打印等工作互不影响。具有运行参数配置功能，使系统能够灵活地在不同应用场合下运行。报警管理系统实现两级制（上传报警、本地报警），报警记录，报警查询，前端报警方式，报警比对，报警统计和报表。布控管理采用多级布控，即实现区域布控，模糊匹配布控，布控查询，撤消布控。该系统是一个独立的系统，自成体系，在不依靠其他应用系统的情况下，能够实现对全部进出城车辆的智能监测记录功能。提高系统应用的广泛性及业务的广泛性，必须能够提供接口与其他公安信息系统相集成

16、，包括与110报警系统的集成、与GIS和GPS系统的集成等其他业务性的应用系统集成。15、 接口标准中心管理软件须符合公安部统一平台接口标准，数据接口标准参考公安部提供的公路车辆监测记录系统通用技术条件，具体接口标准与招标人协商后再定，后台数据库必须采用Oracle9i以上版本。16、 检测认证系统应通过公安部交通安全产品质量监督检测中心的检测。第二章 建设原则2.1 指导思想坚持从实际出发，因地制宜，近期目标与长远发展相结合，立足于成熟、经济、适用、先进又可靠的智能交通监控与管理技术和业务工作紧密结合，注重系统的实用性和实战性，合理配置资源，服务、服从于业务需要，统筹规划、统一标准、规范设计

17、、周密计划、合理实施的原则；采用开放性、模块化、智能化的体系结构，依托现有的信息网络系统和监控指挥中心管理系统，将各卡口系统融合成一个有机的整体，实现整个系统科学、高效、可靠、协调的管理与运行，达到实时监视，联网布控，自动报警，快速响应，信息共享，监控、威慑、防范与打击并重的综合管理效能与目标。2.2 设计原则设计符合有关国家与行业标准及规定的要求；要从技术和机制上保证信息共享和综合利用，桥梁车辆智能检测系统的操作平台、数据格式、通讯接口与协议等应是开放（标准或公开）的，可实现互联互通并支持二次开发或功能调整，保证系统具有良好的可靠性、可扩展性和可维护性；同时要充分发挥现有资源的作用。2.3

18、设计要求（1）产品的功能和特点要符合智能交通建设的要求针对普通公路和高速公路的运行环境和条件，要求整个系统结构、设备配置符合道路交通实际情况,合理配置辅助支架、车辆感应与拍摄装置和辅助光源等设备。可全天候、不间断地对所有通过点的车辆进行自动拍摄，并循环录像存储；准确地记录并存贮车辆（全景和近景特指车头或车尾部位）、车牌、速度、流量、日期、时间、地点和行驶方向等信息，能自动识别车辆类型（大、小、客、货）、车身颜色、车牌（含汉字、字母及数字和车牌颜色），实现车辆超重、超速、逆行、不按道行驶、跨越双实线等动态违章车辆抓拍、嫌疑车辆（交通违章或事故逾期未处理、逾期未参加法定检验、被盗抢和肇事逃逸等车辆

19、）及车牌自动比对与实时报警功能。可利用号牌识别给出的车牌颜色信息初步判断车型，并设定不同的限速，以进行有区别的超速报警。特别增加了超重、超速、逆向行驶、违法驶入城区的报警功能。具备各类信息的数据库管理以及系统（含各功能模块及其电源）故障自动诊断与自动报警和远程监控、远程维护与远程报警等功能。（2）工程建设符合相关安全要求辅助支架的高度应确保摄像机及辅助光源安装后离地净高度不少于6m。辅助支架的底座应牢靠地固定在路边用地脚螺栓预埋的钢筋混凝土基座上（必须提供相关图纸），可抵御12级以上台风袭击和行驶车辆的碰撞。辅助支架上应合理设置避雷装置。（3）选用节能、高效、长寿命的光源辅助光源选用高效、节能

20、、长寿命的频闪闪光灯进行补光。照明光束与地面或水平线夹角不得小于75度，以避免产生眩目和使用影响行车安全的光源或照射方式。辅助光源的电源应与车辆感应及拍摄装置的电源相对独立，可通过自动测光或预置的方式由工控主机自动控制在夜间或白天光线不足时打开照明，白天光线充足时关闭照明。（4）选用高性能、高像素、技术先进的摄像机选用高清晰度工业级高清摄像机，其配套的镜头应选用大孔径高分辨率专业镜头。摄像机应配置带雨刷的室外防护罩，要求无论白天与夜晚其所拍摄的车辆图像均须既能看清车辆全貌，又能看清车辆号牌。（5）选用稳定、安全、高性能的路口管理与存储计算机路口存储服务器选用高性能工业级控制机。要求软件系统采用

21、汉化界面，简单直观，操作方便。各功能模块（包括运行参数等）可根据实际需要进行灵活配置与管理，能够按照车型、车身颜色、车牌、速度、流量、时间、地点、行驶方向、违章类别等相关条件进行单一或组合方式的信息查询、统计、传递与打印等。具备图像后期处理（含亮度/对比度/色彩/锐化调整与优化等）功能。采用200G以上硬盘可存贮不少于120万辆以上汽车图像信息，实现全自动刷新，循环存储。能够进行多任务操作，监控、查询、传递与打印等互不影响。具备完善的系统管理（包括用户操作权限管理、黑客与病毒防治等）功能。（6）工程布线一线到位网络和视频电缆一线到位，接、插件联接要可靠，电源线与信号线、控制线要分开。所有线缆有

22、明显可辨的编号或标识，其隐蔽部分用镀锌钢管套护，裸露或弯曲部分用金属软管套护。桥梁车辆智能检测系统的强弱电部分均合理配置防雷装置。线缆及管线的连接、排列、走向、弯曲与接地处理等符合国家有关规范要求。 路口设备简单明了，无需在路口建设设备专用机房。（7）具备流量采集等丰富的辅助功能设计具备卡点交通流量数据采集功能，可以实现分车道、分车型的交通流量统计数据，最低统计周期为1分钟的周期流量数据，可以根据需要设置统计周期，提供不同统计周期的流量数据，提供标准的卡口流量、过往车辆记录数据、超速等违法车辆记录数据的分别存储和传输接口。（8）高标准的机箱设计机箱、设备的防护等级不低于IP66要求，并具备防尘

23、、防潮、防热、防雷、防鼠虫、抗干扰等功能。（9）集中式不间断电源供电设计车辆感应与拍摄装置、存储服务器、打印机以及防盗报警装置的电源通过在线式UPS供电。UPS及其电池要求选用主流品牌的产品。此外，系统合理配备净化稳压电源。（10）高标准的产品质量管理体系桥梁车辆智能检测系统的设计、生产、施工、检测、运行、维护和培训等工作必须严格依照ISO9000系列质量保证体系的规定与要求进行实施。（11）黑名单管理功能对黑名单可进行实时监控报警和历史查询报警，并提供黑名单的外部导入更新功能。（12）具备系统联网接口提供抓拍记录上传、设备运行状态信息上传和布控车辆信息交互等接口，做到具备多设备联网运行的条件

24、。第三章 系统总体设计3.1 总体设计思路桥梁车辆智能检测系统是在道路上特定场所设置的过往车辆自动记录设备，系统对所有通过该监控点的机动车辆进行拍摄、记录，并可以根据需要对通过的车辆做出反应（报警）。桥梁车辆智能检测系统的建设和投入使用主要有如下几个方面的目的：（1） 道路车辆超重等违章的纠正，保护桥梁和路面。（2） 缉查交通肇事逃逸、盗抢和走私机动车犯罪和其他有关机动车辆的治安、刑事案件。（3）道路交通超速、逆行等违章的纠正。（4）布控检查过往机动车辆。（5）道路交通流量数据的采集。要满足上述的使用需求，需要在系统设计上考虑如下几个方面：（1）过往车辆检测的准确性，抓拍率要高，抓拍率要达到9

25、9%甚至更高。（2）对过往车辆的称重有较高的准确性，且可与抓拍单元有机融合，从而好好实现检测车牌与车牌号一一对应。（3）对过往车辆有较高的车牌识别率。（4）系统设备需要满足长时间不间断工作的要求，可靠性要高。（5）要具备联网运行、远程控制和数据交换的能力，实现联网布控。（6）对现场实时录像，通过网络可进行赋权调阅、下载。按照上述要求，总体构架下图（图3-1）所示结构设计：图3-1系统总体构架系统采用分布式系统结构体系，由前端管理机、监控管理终端和卡点集中管理应用服务器两部分组成，前后端系统通过计算机网络连接，可以利用现有的公安三级网和公安四级网，把各个卡口监控系统进行联网，以便在区域交通控制中

26、心对各卡口监控点进行远程数据调用、系统维护和实时处理报警信息。3.2 高清抓拍单元设计高清抓拍单元包括高清数字图像抓拍模块、车辆检测器、压电式式称重传感器、集中控制器、车牌识别模块、频闪闪光灯控制模块、电源系统等设备，这些设备的有机结合构成高清抓拍单元。高清摄像机采用200万像素CCD数字摄像机，每个摄像机可以负责对2个车道的行驶车辆进行监视记录，每个前端抓拍单元配备一台存储服务器，用于抓拍数据的存储、数据查询和数据传输，一个存储服务器可以支持多个高清抓拍单元的数据接收和存储。当一个监控点有多于8个车道需要监控时，就需要采用多套存储服务器进行组合，完成对全部路面多个车道的监控。多套子系统之间通

27、过前端局域网互联。高清抓拍系统中很重要的两个部件是车辆检测模块和车辆称重模块。目前，绝大多数车辆检测单元采用的是地感线圈技术检测车辆，这种检测方式仍然是广泛使用的成熟技术；它的特点是准确度高、可靠性高；并且因为它的施工简单，只需要按照线圈形状切割出逢隙，并不需要挖掘路面，安装于弯板称重前后，实现称重数据与号牌识别对应。因而得到国际上广泛的认可。系统的车辆检测模块中，支持其他车辆检测方式，如：微波雷达、红外检测和视频触发等，系统在车辆检测器接口设计方面采用的标准化接口方案，只要提供TTL电平信号的车辆检测器都可以作为抓拍车辆的触发信号。车辆检测器的检测信号与高清摄像机的抓拍控制由集中控制器完成，

28、集中控制器支持多种车辆检测设备的接入接口。车辆称重模块采用高速动态称重传感器，用于对通过双向车辆进行称重预检测，每个检测车道安装两块称重传感器，对车辆的重量信息进行采集，筛选超限嫌疑车辆。过往车辆的抓拍采用高清数字摄像机实现，在监控点的每两条车道使用一台200万像素的高清摄像机（预算条件充裕的时候可以每个车道选用一台200像素高清相机，会获得更清晰的抓拍照片效果），用于抓拍车辆彩色图像，并用于车牌号识别。每条车道采用双线圈作为图像抓拍触发信号，同时测量车辆行驶速度、车型判断。为了保证抓拍的速度要求，每条车道采用独立的识别模块。桥梁车辆智能检测系统采用了高清摄像机嵌入式处理器的架构，在高清摄像机

29、内部分别处理每二个车道车辆图像的抓拍，采用这种结构保证了多个车道同时抓拍时也不会漏拍。频闪闪光灯控制模块实现低功率闪光灯的非炫目式闪光技术设计的实现，通过微电脑控制放电时序，把闪光最强能量在极短的时间释放出来并截断无效放电时间，从而解决了闪光灯的寿命问题和对驾乘人员的影响问题。考虑到前端存储服务器系统计算资源有限，需要实现的功能又是多方面的，如：车辆检测控制、抓拍图片接收和存储管理、号牌识别、车流量统计和远程数据通讯和查询。为了保证系统效率的提高，系统没有采用通用的软件平台，而是采用经过裁减的LINUX操作系统支撑平台，用自行设计的文件存储方式建立前端抓拍数据存储服务系统，而不是采用通用的数据

30、库系统；通过这些措施来减少抓拍系统开销，提高抓拍效率。在软件系统中建立工作状态检测机制，在每个车辆检测周期，向硬件看门狗发出心跳信号，通报软件运行状态，使得当计算机发生死机时系统能够实现及时的复位。在前端存储服务器中设置一个Web查询服务模块，实现对前端工作站记录数据的直接访问和查询。3.4 后台管理与控制系统桥梁车辆智能检测系统后台中心控制系统包括数据采集、事件检测、违法车辆布控、被盗抢车辆稽查、车辆记录查询和前端设备工作状态检测等功能。中心管理系统的软件设计主要突出在管理功能上，提供使用者一个对区域内卡口设备的管理、控制和数据管理的能力，创造一个方便使用、控制灵活的软件界面。按照桥梁车辆智

31、能检测系统设计思路，分布在广泛区域内的多个工作站能够联网应用，实现实时联动，多个监控点能实现实时布控功能。3.5 系统设计总体特点根据上述阐述，可以将本方案提供的系统所采用的总体设计总结如下：（1）对桥梁车辆智能检测系统进行整体的应用考虑，建立分布式网络化的运行模式，建立起区域通过车辆的监控模式。（2）采用200万高清数字摄像机+ 计算软件控制方式，进行数字化车辆图像的采集和记录；（3）以提高抓拍可靠性为目的，系统依托视频感知技术的应用，结合线圈和视频检测，提供其它车辆检测器接口。同时具备交通事件检测功能，可检测车辆碰撞、逆向、压黄线等事件并及时产生报警信息。（4）系统的车辆检测采用双线圈方案

32、，以实现测速与车型分析功能。（5）每辆车拍摄两张感光度的照片，照片分辨率为1920x1080（200万）像素。这样保证在不同的环境条件下都能清晰分辨车牌号码和车内驾驶人。（6）照片数据采用JPEG格式标准压缩存储，且同一辆车的两幅照片合并成一幅，存入同一个文件中。便于重要车辆照片的提取与归档。（7）夜间采用高频闪光灯进行补光，以解决夜间光线不足对拍摄效果影响问题，同时，避免对车辆驾驶人的灯光刺激。（8）为了系统能长时间稳定可靠工作，方案实施时采取下列可靠性保证措施。选用工业级控制机作为主机，前端管理控制机采用LINUX平台下运行控制软件。软件具有错误自检和出错自动复位功能，同时，加装硬件死机检

33、测和重起控制器，保证系统的连续运行。采用电子调压式净化稳压电源供电。摄像机防护罩选用室外型产品，具有雨刷、加热、风扇等设施。加装防雷保护装置。第四章 功能设计桥梁车辆智能检测系统总体功能设计遵循模块化设计，按照前端抓拍管理机和后端中心管理系统两部分进行功能设计。其前后台系统的组成如下图所示（图4-1）。图4-1 功能模块构成及数据交换方式4.1 卡口高清抓拍系统功能设计前端高清抓拍系统在整个桥梁车辆智能检测系统中占据重要位置，实现实时抓拍记录经过监控区域的每一辆机动车辆的图像，并进行识别和存储处理，实时与后台管理服务器实现数据交换，后台管理机对接收到的车辆图片进行车辆号牌自动识别和报警处理功能

34、。前端高清抓拍系统的设计原理图如下图所示。从功能上看主要包括车辆图像抓拍和记录、号牌识别、车流量检测、车速检测、实时录像、黑名单及布控、车辆信息的传输与远程联网、远程查询、辅助照明等功能单元，下面分别加以阐述。图4-2 前端高清抓拍系统结构原理图前端抓拍控制机软件系统的工作流程按照下图所示进行工作（图4-3）：图4-3 前端抓拍控制机软件系统工作流程4.1.1 车辆检测目前市场上车辆检测器主要有五种类型，即视频检测器、环形线圈检测器、超声波检测器、红外线检测器、雷达波检测器。它们工作方式各不相同，其中红外线检测器和超声波检测器由于安装不便、可靠性低而受冷遇。雷达检测器适用于人工检测。视频检测器

35、同环形检测器相比其价格较贵、漏报率相对较高，但由于其安装方便、不破坏路面而广受瞩目。而传统的环形线圈检测器由于成本低、可靠性高、检测精度高仍被普遍采用。因此，桥梁车辆智能检测系统采用环形线圈检测器为主，视频检测为辅的的车辆检测手段。桥梁车辆智能检测系统采用浙大中控车辆检测器。此设备是一种4通道的车辆检测器，采用环形电感线圈的数字式智能型车辆检测方式，专业化设计，用于快速检测车辆的通过，可供测速系统使用。它采用高性能微处理器、高稳定振荡电路和通道顺序扫描技术，具有频率自适应和完全环境跟踪功能，线圈输入端变压器隔离，雪崩管和气体放电保护防止外界干扰。检测器采用交流供电，主板LED指示通道输出状态和

36、故障状态，DIP开关可选择有限存在时间，自动灵敏度提升、串口数据通信标准及波特率、通道灵敏度级别和工作频率，具有复位按钮、输出为光电隔离。技术参数：（1） 通道顺序扫描：采用通道线圈顺序扫描技术，消除线圈间窜扰；（2） 电感量自调谐范围：20-1000uH，Q值=5;（3） 灵敏度（L/L）：SW1开关8级可选，A型（0.08%-0.96%），B型（0.1%-0.8%）；（4） 频率范围：20-100KHz，SW1开关4级可调（高、中高、中低、低），实际工作频率取决于线圈的几何尺寸；（5） 输出配置：4路光电隔离TTL电平检测输出（每通道1路）；（6） 有限存在时间：20秒或4分钟可选（其他时

37、间可向工厂定制）；（7） 检测能力：4通道实时独立检测；（8） 响应时间：交通型（A型）=36ms,测速型（B型）60万辆车（使用120GB硬盘）；在前端存储服务系统中用于存储图像的硬盘容量为=120GB。当系统容量饱和时，即已存储的图像达到了系统的最大容量，系统能对以前的图像采用循环覆盖刷新，即对最前面的图像数据依次进行覆盖，始终保留最新数据。为了保证存储的效率，在前端存储服务系统中没有采用通用的数据库系统来存储抓拍信息，而是采用了自行设计的文件存储系统来存放抓拍图像和其他信息。同时，将相关信息向前端管理工作站数据库发送。4.1.3 号牌识别该模块能够对民用机动车、警用车、军用车、武警车号牌

38、进行自动识别，如下所示为车牌识别用字符表。系统能识别数字：09、AZ，民用头部汉字：京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、使、港、澳、台、军，军用头部汉字：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥、“WJ”，尾部汉字：警、学、特、使、领、试、挂、农等。系统在实时记录通过的车辆图像时，同时应具备车辆自动识别功能。系统能够识别09十个阿拉伯数字、AZ二十六个大写字母以及相关的汉字京、津、晋、冀、蒙、辽等。对于已捕获的车辆图片，系统白天的牌照识别结果与实际牌照完全相符合

39、识别率应在90%以上，晚上的牌照识别结果与实际牌照完全相符合识别率应在80%以上。不能识别出的字符用通配符代替，识别结果存入计算机中，查询时能够列表显示。记录所有经过路口（段）的车辆；在正常的车速160km/h情况下，车辆图片捕获率大于99。可利用号牌识别给出的车牌颜色信息初步判断车型，并设定不同的限速，以进行有区别的超速报警。4.1.4 事件检测基于视频的事件检测除了能获取更多的交通流信息之外，还能识别车辆类型和车辆运行轨迹。方法：利用视频感知技术，对系统采集的视频图像，进行事件检测算法智能处理，自动采集各种交通参数，检测交通事件并及时报警。预处理即初始化系统的参数设置，如（1）路面参数：道

40、路的通行方向和摄像机的监控范围（2）事件阈值参数（3）车道线：标识出道路车道线位置，为系统确定事故位置和变道事件等检测提供数据（4）检测区域参数：设置系统的检测范围，去除不必要区域的计算。车辆检测流程：（1）运动目标检测（帧差法、光流法、背景减除）（2）背景重建（背景提取、背景更新）（3）车辆目标分割（阈值分割法）。技术原理：如果高速公路上发生车辆碰撞事件，对于碰撞的两个车辆目标必定存在一段时间，在这段时间内两个车辆目标会相互接触，在图像上表现为两个车辆目标矩形框出现重叠区域，然后利用两个车辆目标质心的相对距离来判断车辆的碰撞事件，若两个车辆目标质心的距离D小于一定的阈值TH则判定道路上发生了

41、碰撞事件。4.1.5 人脸识别配合现在的高清图像抓拍技术，结合人脸识别技术，可识别出机动车驾驶人和行人的人脸图像信息进行单独存储。4.1.6 流量检测通过车辆检测器可以获得车辆通行数据，桥梁车辆智能检测系统前端管理机可以进行如下的统计内容： （1）车道机动车流驶入量； （2）车道机动车流驶出量； （3）统计时间段内车辆通过的平均速度； （4）按车型分类；在后端管理中心，通过汇总各前端系统数据，还可实现以下统计： （1）区域内通过车辆密度分布 （2）监控口出入车辆数 （3）车辆OD调查在统计时段上，系统还可以按照如下时段划分进行统计：一般情况下，按一刻钟、半小时、一小时、一天、一个月等时间单位进行统计；以5分钟为最小时间间隔进行统计；必要时可由用户按任意时段进行统计。图4-5监控点流量统计4.1.7 车速、车型检测主要负责检测通过车辆的车速。在每个监测的车道上进行车速测定，沿道路前进方向铺设两个相距一定距离的线圈，此处与车型识别模块共用两块线圈