方案設(shè)計(jì)原則
1.穩(wěn)定性：系統(tǒng)的整體可靠性是監(jiān)測(cè)器必須解決的首要問(wèn)題。從設(shè)備的選型到具體的實(shí)施方案，都要考慮到系統(tǒng)可靠性問(wèn)題。確保系統(tǒng)正常、穩(wěn)定、可靠、連續(xù)運(yùn)行。
2.便利性：一個(gè)成功的系統(tǒng)必須考慮使用和維護(hù)的方便，本系統(tǒng)設(shè)置了遠(yuǎn)程診斷和遠(yuǎn)程維護(hù)功能，為用戶的運(yùn)行和維護(hù)工作提供最方便的手段。
3.經(jīng)濟(jì)性：在滿足用戶總體需求的前提下，充分體現(xiàn)設(shè)備資源的共享性，最大程度地降低系統(tǒng)造價(jià)。
5.可擴(kuò)展性：系統(tǒng)可擴(kuò)展性主要體現(xiàn)在系統(tǒng)功能的可擴(kuò)展性，在實(shí)現(xiàn)闖紅燈自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能的基礎(chǔ)之上，可以增加用戶需要的其他功能，以達(dá)保護(hù)用戶投資之目的。

主要功能
1.主要功能
（1）對(duì)信號(hào)燈控制的路口發(fā)生的闖紅燈違章行為自動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
（2）利用視頻檢測(cè)技術(shù)實(shí)施違章車輛檢測(cè)；
（3）利用視頻抓拍技術(shù)實(shí)施違章車輛抓拍，共抓拍四幅車輛照片，三幅連續(xù)全景照片，一幅號(hào)牌照片，能夠作為民警執(zhí)法依據(jù)；
（4）所拍照片包含信號(hào)燈、停車線、車輛運(yùn)行軌跡、車牌號(hào)碼等信息；所拍照片清晰；可辨車牌號(hào)碼、車體顏色和車型；記錄信息包含違章地點(diǎn)、類型、時(shí)間、燈色等相關(guān)執(zhí)法數(shù)據(jù)；
（5）上端管理軟件具備錄入、存儲(chǔ)、查詢、制表、通訊、備份等功能；
（6）對(duì)正常過(guò)往路口的車輛進(jìn)行車牌實(shí)時(shí)自動(dòng)識(shí)別，并記錄顯示車輛號(hào)牌的圖片；
（7）自動(dòng)將識(shí)別車輛號(hào)牌與車輛管理數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)可疑車輛時(shí)，實(shí)時(shí)報(bào)警提示；
（8）對(duì)指定車道流量計(jì)數(shù)，統(tǒng)計(jì)各有關(guān)時(shí)段內(nèi)的車輛數(shù)量。

系統(tǒng)組成與工作原理
1.系統(tǒng)組成與工作原理
    視頻式闖紅燈自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由前端子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)和上端管理子系統(tǒng)三部分組成。

    系統(tǒng)工作原理：交通信號(hào)控制系統(tǒng)輸出路口紅綠燈信號(hào)，確定放行車道和禁行車道。禁行車道的視頻信號(hào)送到視頻車輛檢測(cè)單元，車輛檢測(cè)單元檢測(cè)到有車輛通過(guò)禁行車道時(shí)，通過(guò)主控機(jī)控制闖紅燈違章抓拍單元拍攝違章車輛號(hào)牌圖片和該方向的全景圖片，為確保所拍照片能作為民警執(zhí)法依據(jù)，系統(tǒng)抓拍三幅連續(xù)全景照片，以反映車輛運(yùn)行軌跡。所有處理結(jié)果都存儲(chǔ)于主控機(jī)（工控機(jī)）存儲(chǔ)單元中。存儲(chǔ)信息可通過(guò)傳輸子系統(tǒng)由人工控制下載給筆記本計(jì)算機(jī)，或自動(dòng)傳給上端管理子系統(tǒng)。

2.子系統(tǒng)基本功能
（1）前端子系統(tǒng)
    前端子系統(tǒng)在紅燈期間負(fù)責(zé)完成對(duì)闖紅燈違章車輛的抓拍，識(shí)別車牌號(hào)碼，并將抓拍的圖片和相關(guān)的信息：時(shí)間、地點(diǎn)、車牌號(hào)碼、車牌圖片等保存在本地監(jiān)測(cè)器中，經(jīng)傳輸子系統(tǒng)可與筆記本計(jì)算機(jī)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，或送回指揮中心，供上端管理子系統(tǒng)處理；在綠燈期間負(fù)責(zé)對(duì)通過(guò)車輛計(jì)數(shù)，進(jìn)行流量統(tǒng)計(jì)。

（2）傳輸子系統(tǒng)
    傳輸子系統(tǒng)由傳輸設(shè)備、PSTN網(wǎng)絡(luò)和傳輸軟件組成，負(fù)責(zé)連接前端子系統(tǒng)和上端管理子系統(tǒng)，完成闖紅燈違章車輛采集信息的傳輸。

（3）上端管理子系統(tǒng)
    上端管理子系統(tǒng)主要由各種軟件功能模塊組成，其主要功能是在收到前端子系統(tǒng)采集的闖紅燈違章基本信息和車流統(tǒng)計(jì)基本信息之后，根據(jù)不同的需求，對(duì)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的處理。[nextpage]

系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)方案
1.前端子系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)方案
（1）前端子系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 
（2）前端子系統(tǒng)各單元部件

a.視頻檢測(cè)單元
    根據(jù)系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)有效率和檢測(cè)正確率的要求，決定采用世界最先進(jìn)的"TraficonVIP/P"視頻交通檢測(cè)器。TrafficonVIP/P視頻交通檢測(cè)器是一個(gè)開(kāi)放的、模塊化的智能檢測(cè)系統(tǒng)。

    一個(gè)19"的1/2支架，可容納4個(gè)檢測(cè)模塊，同時(shí)處理4個(gè)攝像機(jī)傳來(lái)的路面的視頻信號(hào)。系統(tǒng)對(duì)每個(gè)視頻信號(hào)進(jìn)行獨(dú)立分析處理，提取各種交通信息，如：流量、占有率及車輛間隔等等，并可進(jìn)行事件檢測(cè)。數(shù)據(jù)信息的采集與輸出可按照指定時(shí)間間隔提取與發(fā)送(可通過(guò)程序設(shè)定改變)。信息可通過(guò)軟件發(fā)送到控制中心的計(jì)算機(jī)中。

    用以模擬環(huán)形線圈時(shí)，一個(gè)檢測(cè)模塊能同時(shí)模擬８?jìng)€(gè)環(huán)形線圈(稱為虛擬線圈)，能同時(shí)提供８路類似于感應(yīng)線圈所提供的脈沖信號(hào)或開(kāi)關(guān)信號(hào)。在闖紅燈違章監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中正是利用這一功能實(shí)現(xiàn)對(duì)闖紅燈違章車輛的檢測(cè)。

    紅燈期間，檢測(cè)到闖紅燈車輛時(shí)，輸出一個(gè)電平信號(hào)給主控機(jī)，控制抓拍單元進(jìn)行抓拍。一個(gè)車道的虛擬感應(yīng)線圈采用兩個(gè)一組的方式，以減少誤抓拍情況的發(fā)生。

    視頻檢測(cè)攝像機(jī)與抓拍尾部號(hào)牌的攝象機(jī)共用，安裝于路旁的立桿上，1個(gè)攝像機(jī)可檢測(cè)4個(gè)車道。攝象頭采用彩色攝象頭VIDSTARYC-2307，分辨率480線，最低照度0.1LUx。

    本系統(tǒng)配備一個(gè)檢測(cè)模塊，彩色攝像頭與尾牌抓拍共用。

b.視頻抓拍單元
    抓拍單元的主要功能是按照主控機(jī)的指令抓拍違章車輛照片，常用的抓拍方式一是數(shù)碼相機(jī)抓拍；二是視頻攝像機(jī)抓拍。因數(shù)碼相機(jī)技術(shù)更新太快，有可能使本產(chǎn)品始終處于不定型狀態(tài)；從抓拍到存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)儲(chǔ)，耗費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng)，難以滿足連續(xù)抓拍的要求，信息傳輸又比較困難。所以我們決定采用視頻攝象機(jī)抓拍技術(shù)。視頻抓拍單元主要由視頻攝象部件、輔助照明裝置和控制軟件組成。

攝像部件
    攝像部件由攝像機(jī)和安裝攝像機(jī)的F臂組成。F臂安裝在十字路口的監(jiān)測(cè)車道入口處，攝像機(jī)安裝在立桿的F臂上，對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)車道。配置一臺(tái)號(hào)牌攝像機(jī)，用于拍攝一個(gè)車道上的車輛尾部號(hào)牌，配置一臺(tái)全景攝像機(jī)，用于拍攝闖紅燈違章車輛的連續(xù)三幅全景圖片。

    立桿的F臂橫桿距離地面的高度為6米，立桿距離停車線外沿的距離是14米。

    攝像機(jī)采用VIDSTARYC-2307，分辯率為480線，最低照度可達(dá)0.1Lx。

照明部件（可選件）
    照明部件由豆膽燈組成，與攝像機(jī)配合使用。與攝像機(jī)一起，安裝在同一個(gè)F臂上，每個(gè)路口的一個(gè)入口方向配置一套夜間補(bǔ)光燈，用于夜間補(bǔ)充光照，保證闖紅燈時(shí)違章抓拍車輛號(hào)牌。

控制軟件
    安裝在路口主控機(jī)（工控機(jī)）中，用于控制攝像單元抓拍闖紅燈違章車輛的圖片，將相關(guān)的信息：時(shí)間、地點(diǎn)、車牌號(hào)碼、三幅連續(xù)的全景圖片、一幅車牌圖片等保留在本地管理軟件系統(tǒng)中。[nextpage]

（3）工控機(jī)
a.主要功能
?正確接收交通信號(hào)控制器的紅燈信號(hào)和視頻檢測(cè)單元檢測(cè)到的闖紅燈違章車輛信號(hào)；
?正確控制視頻抓拍單元抓拍違章車輛的共四幅照片，三幅連續(xù)的全景、一幅能清晰可辯車牌號(hào)碼的號(hào)牌圖片；
?存儲(chǔ)闖紅燈違章車輛信息：可連續(xù)記錄10萬(wàn)輛以上違章車輛的所有信息；
?傳輸闖紅燈違章車輛信息；
?實(shí)時(shí)自動(dòng)識(shí)別車牌號(hào)碼。

2.通訊子系統(tǒng)
（1）在工控機(jī)上安裝網(wǎng)卡、網(wǎng)線，支持TCP/IP協(xié)議和PPP協(xié)議，提供調(diào)制解調(diào)器通訊接口（com口）。
（2）傳輸軟件：安裝于筆記本計(jì)算機(jī)與路口監(jiān)測(cè)器工控機(jī)中，利用筆記本電腦采集監(jiān)測(cè)器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；監(jiān)測(cè)器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦P記本電腦之后，清空監(jiān)測(cè)器硬盤(pán)中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
（3）具備聯(lián)網(wǎng)功能，按照統(tǒng)一的格式定義監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸采用自動(dòng)傳輸和人工交換兩種方式。

a.自動(dòng)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
?通過(guò)電話線自動(dòng)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并提供軟件及源代碼；
?傳輸線路為PSTN電話線；
?上端計(jì)算機(jī)自動(dòng)撥叫路口監(jiān)測(cè)器實(shí)現(xiàn)上、下端聯(lián)網(wǎng)，由上端計(jì)算機(jī)提取路口監(jiān)測(cè)器存儲(chǔ)的監(jiān)測(cè)器數(shù)據(jù)，具備斷點(diǎn)續(xù)傳功能，并存儲(chǔ)到上端計(jì)算機(jī)的指定目錄中，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸完成后自動(dòng)掛斷。

b.人工交換監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
?工控機(jī)中安裝有網(wǎng)卡和網(wǎng)線，民警通過(guò)筆記本計(jì)算機(jī)與監(jiān)測(cè)器聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸；
?網(wǎng)絡(luò)傳輸軟件待筆記本計(jì)算機(jī)與工控機(jī)聯(lián)網(wǎng)后，將監(jiān)測(cè)器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦P記本計(jì)算機(jī)中。然后將監(jiān)測(cè)器中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)刪除；
?網(wǎng)卡：10/100M；
?網(wǎng)線：五類交叉線。

3.上端管理子系統(tǒng)
（1）基本要求
a.數(shù)據(jù)庫(kù)軟件：Access或InterBase；
b.具備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的錄入、存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)、制表、備份等功能；
c.具備采集筆記本計(jì)算機(jī)中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的功能，采集完成后自動(dòng)清除筆記本計(jì)算機(jī)中的采集收據(jù)。

（2）服務(wù)器硬件配置
    服務(wù)器可采用聯(lián)想萬(wàn)全2600（雙PIII1.3G）；Window2000Server；Oracle8i。

（3）上端管理軟件組成
    上端管理軟件綜合處理前端子系統(tǒng)送回的數(shù)據(jù)，形成直觀的、直接可用的資料。上端管理軟件從功能上劃分為若干功能模塊：

闖紅燈違章信息處理模塊
    該模塊接收前端子系統(tǒng)送回的闖紅燈違章車輛圖片（共四幅，三幅連續(xù)的全景圖片，一幅號(hào)牌圖片）、車輛號(hào)牌、違章時(shí)間、違章地點(diǎn)等。該模塊與違章車輛數(shù)據(jù)庫(kù)連接。

牌號(hào)比對(duì)模塊
    該模塊接收前端送回的過(guò)往車輛號(hào)牌，與車輛入戶庫(kù)、違章車輛庫(kù)、盜搶車輛庫(kù)及其他數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，可發(fā)現(xiàn)可疑車輛，并給出報(bào)警信息。[nextpage]

流量統(tǒng)計(jì)模塊
    該模塊接收前端送回的指定車道的車輛流量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)交通流量，并以報(bào)表和統(tǒng)計(jì)圖等方式給出結(jié)果。

車輛查詢模塊
    該模塊為用戶提供違章車輛信息查詢功能，用戶可以按號(hào)牌、時(shí)間、地點(diǎn)等多種條件查詢車輛，并從前端子系統(tǒng)提取相應(yīng)的車輛圖片。

遠(yuǎn)程維護(hù)模塊
    該模塊用于查看前端子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)工作狀態(tài)、查詢工作日志、配置工作參數(shù)。

    以上各功能模塊均采用MicrosoftVisualC++6.0開(kāi)發(fā)。

防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    由于計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)高度集中化，造成設(shè)備過(guò)耐電壓、過(guò)電流的承受能力下降，易遭受雷電破壞，輕者可造成計(jì)算機(jī)終端和通信設(shè)備的接口損壞，通信中斷，大量信息丟失或無(wú)法傳輸；重者使網(wǎng)絡(luò)主機(jī)損壞，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，工作無(wú)法進(jìn)行。

1.雷電的表現(xiàn)形式分析
    雷電的表現(xiàn)形式主要有兩種：

（1）直擊雷
    其威力巨大，雷電壓可達(dá)幾萬(wàn)伏至幾十萬(wàn)伏，瞬間電流可達(dá)十幾萬(wàn)安，在雷電通路上，物體會(huì)被高溫?zé)齻踔寥诨?。通常在建筑物頂部安裝避雷針避雷，但雷電流流經(jīng)引下導(dǎo)體時(shí)會(huì)在周圍產(chǎn)生高頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)，這個(gè)高頻電場(chǎng)和磁場(chǎng)會(huì)通過(guò)耦合和傳導(dǎo)進(jìn)入通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。防護(hù)直擊雷需安裝避雷針系統(tǒng)和保護(hù)地，成本很高。

（2）感應(yīng)雷
    感應(yīng)雷是附近雷擊或空中閃電產(chǎn)生強(qiáng)大電磁脈沖而引發(fā)的瞬時(shí)過(guò)電壓（浪涌電壓）。這些浪涌又通過(guò)三種途徑被感應(yīng)到電源線、天線或數(shù)據(jù)/通信電纜中。防護(hù)感應(yīng)雷，應(yīng)使用相應(yīng)避雷器。感應(yīng)雷引起的雷害事故約占事故的80%至90%。對(duì)于感應(yīng)雷，我們采用相應(yīng)避雷器進(jìn)行有效的消除。避雷器分為電源避雷器（用于電源設(shè)備）和信號(hào)線避雷器（用于各類通信設(shè)備）。

2.防雷實(shí)施方案
    根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，在系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面要重點(diǎn)考慮系統(tǒng)工作環(huán)境的防雷措施，保證安裝在路口現(xiàn)場(chǎng)的前端設(shè)備和安裝在指揮中心的后端設(shè)備能夠防止感應(yīng)雷擊。采取的防雷措施如下：

（1）攝像機(jī)和前端工控機(jī)
    對(duì)視頻信號(hào)線和電源線安裝信號(hào)和電源防雷裝置；對(duì)在現(xiàn)場(chǎng)的前置工控機(jī)安裝電源防雷裝置。

（2）后端服務(wù)器
    對(duì)在指揮中心的后端設(shè)備安裝電源防雷裝置。

（3）防雷接地裝置
    對(duì)所有的避雷器安裝接地裝置，采用50×50×6、L=2500-3000mm的鍍鋅角鋼作接地極。要求接地電阻小于10歐。

（4）防雷裝置選型
電源防雷設(shè)備選用LAY220-20，其技術(shù)指標(biāo)如下：
?雷電通流量（8/20us）≤20KA
?啟動(dòng)電壓：560V
?工作電壓：220V
?接線方式：并聯(lián) [nextpage]

系統(tǒng)檢測(cè)
    系統(tǒng)檢測(cè)是保障系統(tǒng)最終質(zhì)量的重要手段，而系統(tǒng)的最終質(zhì)量取決于系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量。在北京市交通管理局闖紅燈違章監(jiān)測(cè)器工程中，本公司將采取嚴(yán)格、科學(xué)的質(zhì)量檢測(cè)方法，對(duì)各前端、終端、傳輸設(shè)備在安裝前、安裝過(guò)程中以及安裝完畢后的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，以保障系統(tǒng)的最終質(zhì)量與效果。

測(cè)試項(xiàng)目：捕獲闖紅燈違章行為
測(cè)試指標(biāo)的期望值：
1.系統(tǒng)應(yīng)能全天候全時(shí)段工作，自動(dòng)判斷過(guò)程準(zhǔn)確可靠，取證安全有效。
2.抓拍闖紅燈違章車的圖片為四張，一張是違章車的號(hào)牌視圖，另三張是違章車闖紅燈時(shí)的過(guò)程圖片。圖像分辨率大于768×576，色彩24/8位真彩。
3.圖片有效率≥80％，圖片正確率100％。
測(cè)試環(huán)境4.電源電壓：AC220V±20％
5.電源：頻率50Hz±2Hz，電流≥2A
6.光源：外界無(wú)照明條件下能抓拍有效照片

    測(cè)試設(shè)備：以附錄中設(shè)備配置清單所列設(shè)備的為基礎(chǔ)。

    測(cè)試方法：組織一定數(shù)量的車輛以正常行駛和違章行駛兩種方式混合的形式，通過(guò)待檢測(cè)車道，并將系統(tǒng)的測(cè)試數(shù)據(jù)與人工數(shù)據(jù)（即正確數(shù)據(jù)）進(jìn)行比對(duì)，得到系統(tǒng)性能指標(biāo)。