一、项目背景

　　随着经济发展和城市人口的膨胀，湘潭市交通均面临着诸多问题，其中特别突出的是交通拥堵。拥堵的频繁发生和严重程度已经严重影响了城市的正常运转，给城市居民带来生活不便，衍生交通事故，加剧了城市环境污染。引起拥堵的原因为交叉口运行不畅；路网布局不合理；交通结构不合理；交通秩序不佳。只有通过相应管理措施和新技术的实施，才能进一步提高交通流的有序程度，保障交通安全，提高城市道路交通管理水平。湘潭市采用天津天地伟业数码科技有限公司的智能交通全套解决方案，建设一套适合于湘潭城市道路交通特点的城市智能交通系统和机动车道路违法监测系统，组成具有数据采集、传输、整合等功能的快捷高效的交通监控指挥系统和非现场执法体系。系统于2008年12月开始建设,系统建设完成后极大地遏制了市区道路交通违法行为，对预防和减少交通事故起到了举足轻重的作用。湘潭市公安局交通警察支队能及时有效的自动监测控制区域内交通状况、快捷高效指挥道路交通。

　　二、系统现状

　　到目前为止，湘潭市已建成31个路口的202个车道的固定“电子警察”抓拍点，道路交通视频监控点85个，3个路段高清治安卡口抓拍点，“电子警察”信息处理中心1个，组成具有数据采集、传输、整合等功能的快捷高效的交通监控指挥系统和非现场执法体系。系统对机动车不按《道路交通安全法》驾驶的违法行为进行抓拍，为处罚机动车交通违法行为提供可靠依据。系统能与湘潭城市治安电子防控系统实现联接、信息共享。

　　湘潭市智能交通系统由闯红灯自动记录系统、卡口测速抓拍系统和道路监控抓拍系统三个子系统组成。在公安局交警支队指挥中心设置了交通监控指挥系统基础平台1套（包括城区道路视频信息管理系统、治安卡口测速抓拍系统和闯红灯自动记录系统）。“电子警察”违法数据可导入已建成的《湖南省道路交通违法信息管理系统》并采用该系统进行处罚，对多次违反《道路交通安全法》的机动车管控和告知；在技术和系统容量上留有充分扩展余地，在较长时间内保持系统先进性和实用性达到国内领先水平；采用开放性、模块化、智能化的互联体系结构，将各子系统融合成一个有机的整体，实现各子系统科学、高效、可靠、协调的智能管理运行。

　　系统整体结构如下图所示：

　　三、各子系统工作原理分析

　　（一）闯红灯自动记录系统

　　系统工作原理为：交通信号控制系统输出路口红绿灯信号，确定放行车道和禁行车道。禁行车道的视频信号送到视頻车辆检测（或者通过线圈检测）单元，车辆检测单元检测到有车辆通过禁行车道时，通过主控机控制闯红灯违章抓拍单元拍摄违章车辆号牌图片和该方向的全景图片，为确保所拍照片能作为交警执法依据，系统抓拍三幅连续全景照片和一张特写图片，以反映车辆运行轨迹和违章车辆的违章信息。所有处理结果都存储于主控机存储单元中。存储信息可通过人工控制下载到相关存储媒介，或由传输系统自动传给上端管理系统。

　　闯红灯自动记录系统分为：前端抓拍系统、传输系统和中心处理（后端）系统三部分，其简介如下：

　　1、前端抓拍系统

　　前端抓拍系统采用地感线圈触发抓拍技术，负责完成在红灯状态下，抓拍违章车辆闯红灯行为，并将抓拍的图片和相关的信息（时间、地点、车辆信息、车牌图片等）及时通过网络送回指挥中心的后端服务器系统。同时可将现场的实时图像传送回中心控制室进行监控录像。将抓拍主机放置于指挥中心时，通过光端机将前端摄像机的视频信号实时传输至指挥中心接入智能抓拍主机进行处理，处理后的信息通过监控中心专网传输至智能交通信息处理平台。该系统同时支持纯视频分析检测技术，当地感线圈由于外界因素损坏后可以启动视频检测方式，保证系统继续运行。

　　2、传输系统

　　传输系统可分为光传输系统、无线传输系统和宽带传输系统。前端系统通过系统所提供的的不同的通信条件实时将抓拍到的数据、图片上传至后端系统，是连接前端与后端的“生命线”，湘潭市根据自身特点，采用光纤传输模式，将前端模拟信号实时传输至指挥中心。

　　3、中心处理控制

　　后端中心管理系统在收到前端系统采集的基本信息之后，根据不同的需求，对这些信息进行相应的处理，例如：对电子警察前端系统送来的违章车辆图片进行相应的处理；同时对前端的视频进行实时监控并录像，切换处理等。

　　（二）卡口测速抓拍系统

　　系统工作原理为：采用工业级高清彩色摄像机作为图像采集设备，动态获取路口的实时图像，高清彩色摄像机本身具有DSP处理芯片，对图像进行数字化处理，并对车辆速度等信息进行叠加，同时可自动对频闪灯触发联动抓拍，并通过其内置安装在高清识别存储主机的控制软件利用当前先进的数字图像处理技术，根据离散数学的相关算法对捕获的数字图像信号进行不断的运算执行某些特定的加工和分析，通过计算机处理输出检测结果和完成抓拍记录功能。识别存储主机将前端抓拍的高清图片进行识别，识别结果实时与黑名单进行比对。

　　卡口测速抓拍系统分为：前端抓拍系统、传输系统和中心处理（后端）系统三部分，其简介如下：

　　1、前端抓拍系统

　　前端抓拍系统采用地感线圈触发抓拍技术，工业级CCD高清网络摄像机本身可以与车辆检测器通讯，实现车辆抓拍功能，并将抓拍的图片和相关的信息（时间、地点、车道信息、方向等）及时通过网络送回指挥中心的后端服务器系统。将识别存储主机放置于指挥中心，通过光端机将前端高清网络摄像机的网络信号传输至指挥中心接入智能识别主机进行处理，处理后的信息通过监控中心专网传输至智能交通信息处理平台。

　　2、传输系统

　　传输系统可分为光传输系统、无线传输系统和宽带传输系统。前端系统通过系统所提供的的不同的通信条件实时将抓拍到的数据、图片上传至后端系统，是连接前端与后端的“生命线”，湘潭市采用光纤通讯模式，将前端网络信号传输至指挥中心。

　　3、中心处理控制

　　后端中心管理系统在收到前端系统采集的基本信息之后，根据不同的需求，对这些信息进行相应的处理，例如：自动将识别车辆号牌与布控车辆数据库的黑名单进行匹配比对,发现可疑车辆时，实时报警提示；当报警发生时，自动将报警信息上传给指挥中心，同时以声音、图形及文字的方式提示中心值班人员，直到人员干预解除报警，所有报警信息同时生成日志记录到数据库中，方便以后查询和检索。

　　（三）道路监控抓拍系统

　　湘潭市智能交通道路监控抓拍系统分三级结构：前端视频采集系统、光纤传输系统和中心管理系统。

　　前端选用天地伟业智能高速球实现对重点路段24小时监控，具有自动定位、自动巡航、设置预置位、设置巡航轨迹等功能，具有低照度功能，借助路灯灯光，实现24小时监控、高速巡航、手动及自动跟踪定位。道路监控高速球的信号通过视频光端机传输至监控中心后通过视频分配器一分为二，一路通过大型视频矩阵切换上屏幕墙，另一路视频接入道路监控抓拍进行抓拍和录像，同时将模拟视频信号数字网络化接入监控专网，上传给上级监控中心。

　　值班人员可以在道路监控抓拍主机界面实现控制前端快球对各种车辆违章行为进行实时抓拍。由非现场平台统一进行审核并录入违法管理系统。在指挥中心配置6台道路监控抓拍主机对道路监控视频进行24小时录像，6台道路监控抓拍主机和一台大型矩阵可以通过控制适配器进行协议混合来同时控制前端快球。各客户端配置监控抓拍系统查询软件，可以对各抓拍主机进行集中管理，对抓拍记录及联动录像进行条件查询和组合检索，方便使用。

　　四、湘潭市智能交通系统的特点

　　（一）闯红灯自动记录系统

　　1、采用540线交通专用枪式摄像机，有强大的强光抑制和红灯增益功能，图像效果更清晰。

　　2、采用地感线圈检测方式，抓拍率在99%以上，精确度高，误拍率低，同时支持视频检测方式，为长时间工作提供保证。

　　3、闯红灯自动记录系统的全景摄像机同时作为道路监控的视频资源接入城市治安电子防控系统中，实现资源共享，重复利用。

　　4、主机实现单机最大16路视频接入，为后期扩展预留接口，具有很大的升级空间。

　　5、系统可以接入《湖南省道路交通违法信息管理系统》，便于维护。

　　（二）卡口测速抓拍系统

　　1、采用高清摄像机抓拍技术，能全天候24小时不间断地对出城车辆自动进行实时监测抓拍，实时自动识别机动车辆牌照号码，并记录显示车辆号牌的图片。将图像存储到磁盘相应目录下,车辆通过的信息写入相关数据库,并在全景图像中标明车辆通行数据,如时间、地点、车辆号牌、车牌颜色、车速、方向等。

　　2、图像采集使用高清工业摄像机，清晰度达到140万像素，每辆车均保留一张高清晰的图片，并在该图片上叠加相关的信息，高像素的图片可以免除标清摄像机特写图片中没有场景信息的争议，说服力更强，大部分图片可以看清人脸，为公安部分侦查破案提供更多线索和证据。

　　3、采取循环覆盖技术，当存储空间用完时，自动对最前面的图片数据依次进行覆盖，并采用通用的“JPEG”压缩图像。

　　4、白天车辆整体识别率：＞95%，车牌定位率>95%；车牌字符识别率≥95%，车辆检测率：＞90%；夜间车辆整体识别率：＞90%，车牌定位率>90%；车牌字符识别率≥90%，车辆检测率：＞90%。

　　5、全天候连续工作，适应白天、黑夜、雨雪天气环境。

　　6、拍摄车速≥160km/h，拍摄范围完全覆盖整条车道。

　　7、系统能测出通行汽车的速度，具备分地点、设置限速值的功能。测速信息与本地限速值比较，一旦发现车辆超速，系统立即自动向指挥中心发送包含车辆图像的主要特征信息，供交警非现场实时执法。

　　8、实时对通过车辆进行车牌识别与实时黑名单进行比对。自动将识别车辆号牌与布控车辆数据库的黑名单进行匹配比对,发现可疑车辆时，实时报警提示；当报警发生时，自动将报警信息上传给指挥中心，同时以声音、图形及文字的方式提示中心值班人员，直到人员干预解除报警，所有报警信息同时生成日志记录到数据库中，方便以后查询和检索。

　　9、指挥中心进行布（撤）控时，布控软件可以灵活使用统一或选择性布（撤）控的方式。布控车辆号牌的匹配可设置成精确匹配或4位以上字母数字的模糊匹配，以适应车牌识别难以做到100%精确的客观情况，提高嫌疑车辆通过时报警的命中率。

　　10、对过往车辆历史记录查询，可根据权限查询卡口的通行车辆信息，查询条件可根据时段、地点、车牌、车型、速度进行查询，车牌号码可以给出少数几位（号码可以是连续的，也可以间断不连续的，如01？34或？12？4等等），从而进行模糊匹配查询。

　　11、查询功能包括：联网监控设备的静态信息，包括状态、位置、IP和相应的配置信息等。动态交通信息，包括车速，任意时段流量、占有率等信息。

　　12、系统可以接入《湖南省道路交通违法信息管理系统》。

　　（三）道路监控抓拍系统

　　道路监控专用智能高速球配合高清的抓拍录像软件是整个道路监控系统的技术核心。

　　高速球性能特点：

　　1、巡航速度500°/s。

　　2、条自动巡航路径，可设置预置点停留时间。

　　3、4条模式路径(花样扫描)，每条可记录500条不同指令或180秒路径。

　　4、看守位定时激活功能。

　　5、3D定位功能，可通过鼠标直接跟踪目标物体。

　　6、可设置8个隐私保护区域。

　　7、内置OSD屏幕菜单，通过菜单可显示和调整球机参数。

　　8、全天候室外设计，防护等级IP66。

　　9、内置3000V防雷、防浪涌和防突波保护

　　抓拍软件特点：

　　可以针对违反标志标线行使的车辆进行手动或自动抓拍并联动短时录像，为非现场处罚提供可靠依据。存储录像采用D1的格式，存储图片采用JPEG压缩方式，具有防篡改的功能。记录可以统一接入《湖南省道路交通违法信息管理系统》。