項(xiàng)目介紹

　　目前，上海本地號(hào)牌車輛約240萬(wàn)輛，據(jù)統(tǒng)計(jì)，高峰時(shí)段上海高架道路上行駛的車輛有8%掛著外地牌照，若在高峰時(shí)段能夠減少8%的汽車，將大大有利于城市交通壓力的緩解，均衡高架和地面的車流量。上海市副市長(zhǎng)沈駿在參加閔行代表團(tuán)的分組審議時(shí)提及，上海將加強(qiáng)對(duì)早晚高峰期間外地牌照車輛隨意上高架的整治。不同于完全依賴于人工的傳統(tǒng)方式，后續(xù)的治理將結(jié)合科技手段，采用卡口式電子警察系統(tǒng)，對(duì)車輛進(jìn)行控制。

　　本項(xiàng)目建設(shè)包括對(duì)原30套入口匝道闖紅燈電子警察設(shè)備的改造和47套入口匝道卡口式電子警察的新建，其中63套布署闖禁令功能。卡口式電子警察系統(tǒng)兼具卡口系統(tǒng)的功能、闖紅燈電子警察系統(tǒng)和闖禁令電子警察系統(tǒng)功能，集成融合，應(yīng)用于城市快速路入口匝道。本項(xiàng)目卡口式電子警察系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)闖紅燈電子警察違章抓拍的功能，并能對(duì)違章車輛進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，通過(guò)車牌識(shí)別結(jié)果判斷并抓拍闖禁令駛上高架的外省市車輛，實(shí)現(xiàn)闖禁令電子警察功能，提高工作效率，避免因交警現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法可能對(duì)交通造成的影響，是對(duì)新的電子警察糾違機(jī)制的探索。

　　整體設(shè)計(jì)原則和理念

　　項(xiàng)目針對(duì)用戶的實(shí)際業(yè)務(wù)需求，新建及改造原有系統(tǒng)，盡量節(jié)約用戶的投資，同時(shí)在進(jìn)行該系統(tǒng)建設(shè)時(shí)也遵循以下原則：

　　· 充分利用現(xiàn)今主流的尖端科技水平和設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有較高水平，保持若干年不落后;

　　· 充分考慮用戶的業(yè)務(wù)需要，從務(wù)實(shí)的角度出發(fā)，保證系統(tǒng)功能的實(shí)用性;

　　· 充分考慮未來(lái)城市規(guī)模的擴(kuò)展和用戶的需求容量，做到用戶近遠(yuǎn)期利益整體優(yōu)化，保證系統(tǒng)可以在一定時(shí)期內(nèi)方便擴(kuò)展;

　　· 充分考慮構(gòu)建開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，方便其它系統(tǒng)的集成，為用戶的多方位產(chǎn)品選擇提供基礎(chǔ)。

　　項(xiàng)目需求及期望效果

　　項(xiàng)目的基本需求以及期望效果分別有以下幾點(diǎn)。

　　基本功能需求

　　對(duì)進(jìn)入快速路的所有車輛進(jìn)行圖像抓拍和號(hào)牌識(shí)別;對(duì)匝道關(guān)閉時(shí)進(jìn)入快速路的所有車輛進(jìn)行闖紅燈違章抓拍;對(duì)工作日早晚高峰進(jìn)入快速路的外省市牌照車輛進(jìn)行違章抓拍。

　　設(shè)備接入需求

　　把卡口式電子警察設(shè)備、以及全景攝像機(jī)均接入交警總隊(duì)(監(jiān)控中心)，交警總隊(duì)按照不同的應(yīng)用要求接入不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

　　實(shí)時(shí)性指標(biāo)要求

　　數(shù)據(jù)采集本地寫庫(kù)的時(shí)間小于60ms，中心寫庫(kù)的時(shí)間小于50ms;用戶對(duì)中心內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、圖片信息的直接訪問(wèn)時(shí)延時(shí)間小于5s;用戶對(duì)外場(chǎng)存儲(chǔ)的圖片信息訪問(wèn)，要求其平均時(shí)延控制在10s之內(nèi)。

　　準(zhǔn)確性指標(biāo)要求

　　車輛捕獲率和號(hào)牌捕獲率：在正常的車速范圍0~120km/h情況下，系統(tǒng)斷面車輛捕獲率在99%以上，斷面車輛號(hào)牌捕獲率在95%以上。

　　車輛號(hào)牌自動(dòng)識(shí)別正確率：(包括文字、字母、漢字等)白天全識(shí)別率應(yīng)達(dá)到90%以上，晚上全識(shí)別率應(yīng)達(dá)到85%以上。

　　攝像機(jī)采集的圖像信息采用光纖傳輸，保證信息傳輸信噪比不小于70dB。

　　信息存儲(chǔ)要求

　　外場(chǎng)卡口式電子警察前端處理器對(duì)采集的每輛車的交通數(shù)據(jù)和圖片信息要求保存時(shí)間不少于30天;中心平臺(tái)數(shù)據(jù)在線存儲(chǔ)容量要求圖片數(shù)據(jù)保存不少于30天，流量數(shù)據(jù)保存不少于90天，報(bào)表數(shù)據(jù)保存3年;中心平臺(tái)離線存儲(chǔ)容量的要求：考慮對(duì)在線存儲(chǔ)信息內(nèi)容的十年完整備份容量;每個(gè)入口的全景圖像接入現(xiàn)有公安視頻專網(wǎng)(圖像存儲(chǔ)系統(tǒng))集中存儲(chǔ)和管理，要求硬盤錄像機(jī)能保存14天以上的圖像。[nextpage]

　　系統(tǒng)架構(gòu)

　　為實(shí)現(xiàn)交通違法自動(dòng)記錄及處罰管理，根據(jù)項(xiàng)目的要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)從結(jié)構(gòu)上劃分，可由入口匝道卡口式電子警察設(shè)備、通訊網(wǎng)絡(luò)及中心數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(位于控制管理中心)以及交通違法處罰系統(tǒng)(位于違法處罰中心)組成，外部與其相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)為車管和駕管系統(tǒng)，向上接入交警總隊(duì)控制中心的總平臺(tái)，如圖1所示。

　　按照項(xiàng)目的需求，在快速路各入口匝道安裝卡口式電子警察主機(jī)設(shè)備以及與其配套的攝像設(shè)備、立桿、線圈等。設(shè)備通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)將視頻信息與闖紅燈違法信息、早晚高峰外地車違法信息、牌照識(shí)別信息上傳至控制管理中心，同時(shí)實(shí)時(shí)全景視頻圖像與控制管理中心通過(guò)通訊線路相連，可以在控制管理中心查閱路口實(shí)時(shí)交通狀況和歷史交通信息，以便迅速反應(yīng)，保持路網(wǎng)的暢通。

　　該系統(tǒng)滿足原來(lái)需要三套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的三大業(yè)務(wù)需求，與其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)互相配合，能夠最大程度地節(jié)約資源：

　　· 實(shí)時(shí)上傳牌照識(shí)別信息，為車輛號(hào)牌識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使得分類車輛流量統(tǒng)計(jì)、行程時(shí)間計(jì)算和預(yù)測(cè)、單車和小區(qū)OD(起訖點(diǎn))統(tǒng)計(jì)計(jì)算、區(qū)域集散統(tǒng)計(jì)計(jì)算等功能成為可能;

　　· 自動(dòng)檢測(cè)匝道開(kāi)放/關(guān)閉狀態(tài)，因主線擁擠或突發(fā)事件而關(guān)閉匝道時(shí)，按闖紅燈要求抓拍并識(shí)別違章闖紅燈車輛，并實(shí)時(shí)上傳違法信息，使匝道控制系統(tǒng)運(yùn)作更高效;

　　· 工作日早晚高峰期間，按高架闖禁令要求抓拍并識(shí)別違禁駛?cè)朐训赖耐馐∈熊囕v，并實(shí)時(shí)上傳違法信息，能夠在不影響交通的前提下，對(duì)高架闖禁令車輛實(shí)施糾違，逐步達(dá)到均衡高架和地面車流量的目的。

　　項(xiàng)目特點(diǎn)

　　該項(xiàng)目建設(shè)包括對(duì)原30套入口匝道闖紅燈電子警察設(shè)備的改造和47套入口匝道卡口式電子警察的新建，其中63套布署闖禁令功能。原電子警察設(shè)備只具有違法抓拍功能，年代較為久遠(yuǎn)：前端處理器為普通型工控機(jī)，采用Window98操作系統(tǒng)，CPU主頻和內(nèi)存容量都偏低;采用早期的LED補(bǔ)光燈產(chǎn)品，僅對(duì)交通違法車輛補(bǔ)光;線圈檢測(cè)板無(wú)法滿足車輛捕獲率的要求;下位抓拍軟件不適用于車牌識(shí)別，前端設(shè)備無(wú)車牌識(shí)別軟件。為滿足系統(tǒng)要求，原電子警察的前端處理器、補(bǔ)光設(shè)備、車檢設(shè)備和抓拍設(shè)備均進(jìn)行了更換，與新建設(shè)備保持一致。

　　在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，不管是改造還是新建，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)卡口、闖紅燈電子警察、闖禁令電子警察三個(gè)系統(tǒng)的功能，對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性提出了高要求，通過(guò)補(bǔ)光提高圖片抓拍質(zhì)量成為項(xiàng)目建設(shè)難點(diǎn)，而系統(tǒng)融合和實(shí)時(shí)上傳成為本項(xiàng)目的最大特點(diǎn)。

　　抓拍補(bǔ)光

　　車牌識(shí)別的精度在一定程度上依賴于抓拍圖片中車牌區(qū)域的亮度，而電子警察要求對(duì)車輛輪廓清晰可辨，為了提高圖片質(zhì)量，項(xiàng)目在補(bǔ)光設(shè)備的選用經(jīng)歷了多次變更。項(xiàng)目初期選擇在每個(gè)高清特寫相機(jī)內(nèi)置LED補(bǔ)光燈，對(duì)車牌部位補(bǔ)光比較理想，但夜間車輛輪廓辨別較為困難;后在匝道情報(bào)板下方加裝泛光燈，以增強(qiáng)對(duì)車輛輪廓的補(bǔ)光，基本能夠同時(shí)滿足車牌識(shí)別和闖紅燈電子警察的要求;而早晚高峰闖禁令電子警察功能的增加，進(jìn)一步增加了違章抓拍的頻度，對(duì)圖片質(zhì)量的要求也進(jìn)一步提高，將內(nèi)置LED補(bǔ)光燈改為大功率的外置LED補(bǔ)光燈，不僅對(duì)車牌補(bǔ)光，同時(shí)能加強(qiáng)車輛整體輪廓補(bǔ)光，進(jìn)一步改善夜間抓拍效果，保證違法圖片清晰度。[nextpage]

　　系統(tǒng)融合

　　系統(tǒng)融合主要指現(xiàn)場(chǎng)級(jí)融合?，F(xiàn)場(chǎng)前端設(shè)備直接對(duì)違法車輛生成可作為執(zhí)法依據(jù)的違法記錄、并對(duì)所有車輛記錄通行數(shù)據(jù)。在硬件方面，由于卡口、闖紅燈電子警察、闖禁令電子警察具有較大的一致性，本項(xiàng)目中將1套設(shè)備完全復(fù)用達(dá)到3套設(shè)備的效果。在軟件方面，前端處理軟件實(shí)時(shí)監(jiān)聽(tīng)相機(jī)數(shù)據(jù)端口、對(duì)相機(jī)抓拍圖片快速完成識(shí)別、不斷檢測(cè)紅燈信號(hào)、工作日早晚高峰實(shí)時(shí)判斷車牌類型，根據(jù)不同的信號(hào)和車牌類型，分別抓拍1張全景(卡口)、2張全景(闖禁令)、3張全景(闖紅燈)，并根據(jù)各自特點(diǎn)進(jìn)行匹配、合成處理后分別上傳到監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的不同數(shù)據(jù)庫(kù)表，以1套軟件完成了3套軟件的功能。

　　數(shù)據(jù)到達(dá)中心服務(wù)器后，卡口、闖紅燈和闖禁令不同的應(yīng)用或管理系統(tǒng)分別從各自對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表內(nèi)獲取數(shù)據(jù)，違法圖片通過(guò)人工確認(rèn)后開(kāi)處罰單。

　　從電子警察的角度，傳統(tǒng)電子警察只需抓拍，不需識(shí)別車牌，因而對(duì)于本項(xiàng)目中根據(jù)車牌屬地對(duì)高架闖禁令車輛實(shí)施糾違的功能，傳統(tǒng)電子警察是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

　　實(shí)時(shí)上傳

　　該項(xiàng)目卡口式電子警察系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電子警察系統(tǒng)最大的不同之處在于，除了融合多個(gè)系統(tǒng)的功能之外，在數(shù)據(jù)的保存和上傳方式上也有較大的區(qū)別。傳統(tǒng)電子警察的違法圖片和信息存儲(chǔ)在本地，往往通過(guò)拷貝方式到達(dá)監(jiān)控中心，中心無(wú)法實(shí)時(shí)獲取違法數(shù)據(jù)。本項(xiàng)目中77套電子警察設(shè)備24小時(shí)實(shí)時(shí)向中心上傳高清抓拍和違法信息，實(shí)時(shí)響應(yīng)中心命令、為中心提供高清抓拍和違法圖片，使中心管理系統(tǒng)能夠及時(shí)獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行人工確認(rèn)。

　　由于中心接收數(shù)據(jù)量大，而且有大量圖片數(shù)據(jù)，因而數(shù)據(jù)壓力很大，可能導(dǎo)致本地設(shè)備上傳數(shù)據(jù)因網(wǎng)絡(luò)阻塞而失敗。為了保證中心數(shù)據(jù)的完整性，系統(tǒng)在本地設(shè)備的前端處理軟件設(shè)計(jì)了每小時(shí)補(bǔ)傳當(dāng)天上傳失敗的數(shù)據(jù)、零點(diǎn)補(bǔ)傳30天內(nèi)上傳失敗數(shù)據(jù)的功能，而且不同設(shè)備都設(shè)置了不同補(bǔ)傳時(shí)間點(diǎn)、早晚高峰不補(bǔ)傳的功能。

　　維護(hù)計(jì)劃

　　為了保證整個(gè)系統(tǒng)能提供穩(wěn)定、高效的服務(wù)，工作人員可對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和管理，并設(shè)計(jì)了運(yùn)維子系統(tǒng)，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、定時(shí)任務(wù)管理、數(shù)據(jù)管理和設(shè)備運(yùn)維管理四個(gè)部分?；A(chǔ)數(shù)據(jù)管理用于管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的增、刪、改、查等操作;定時(shí)任務(wù)管理提供定時(shí)任務(wù)管理功能;數(shù)據(jù)管理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理，以及其他數(shù)據(jù)處理相關(guān)的管理，包括：數(shù)據(jù)分區(qū)管理、應(yīng)用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表維護(hù)管理、內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交互管理配置界面;設(shè)備運(yùn)維管理提供設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)管理，同時(shí)提供運(yùn)管人員設(shè)備檢測(cè)操作，用戶可根據(jù)相關(guān)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)界面所展示的設(shè)備狀態(tài)信息，快速定位設(shè)備異常、故障發(fā)生位置等，找到故障原因，及時(shí)排除問(wèn)題，從而保證了系統(tǒng)的高效運(yùn)行。