高清電子警察

高清電子警察對機動車闖紅燈行為進行不間斷自動檢測和記錄，通過立法對機動車闖紅燈行為進行處罰，是遏制機動車闖紅燈行為的重要手段，進而改善城市道路交通環境，提升公眾出行安全係數。

基本介紹

• 中文名：高清電子警察
• 最小抓拍間隔：70ms
• 圖片壓縮方式：JPEG。解析度1600*1200
• 補光燈壽命：≥500萬次

產生背景

城市道路交通安全是城市公共運輸安全的重要分支。隨著機動車輛大規模普及套用，各種與機動車有關的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濟發展中的一個重要制約因素。收集、統計和分析道路交通事故，發現大部分交通事故都是因為機動車違章行駛而引起，尤以在交叉路口或路段上機動車闖紅燈造成的事故所占比例最大。建設闖紅燈自動記錄系統（俗稱電子警察），對機動車闖紅燈行為進行不間斷自動檢測和記錄，通過立法對機動車闖紅燈行為進行處罰，是遏制機動車闖紅燈行為的重要手段，進而改善城市道路交通環境，提升公眾出行安全係數。

設計依據

（1）《中華人民共和國道路交通安全法》

（2）《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》

（3）《公路交通安全設施設計技術規範》（JTJ 074-2003）

（4）《闖紅燈自動記錄系統通用技術條件》GA/T496-2009

（5）《民用閉路電視系統工程技術規範》GB50198-94

（6）《安防視頻監控系統技術要求》GA/T 367-2001

（7）《中華人民共和國公共安全行業標準》GA38-92

（8）《中國電氣裝置安裝工程施工及驗收規範》GBJ232-90.92

機動車、駕駛員及違法管理等相關資料庫規範2004版

（9）《道路交通標誌和標線》GB5768

設計原則

（1）先進性：高清電子警察前端系統採用高清一體化攝像機替代模擬攝像機+工控機模式，是系統先進性最重要的體現。

（2）實用性：高清電子警察前端系統符合GA/T 496-2009公安部最新標準，能為交警用戶準確捕獲、抓拍、記錄闖紅燈行為。

（3）可靠性：高清電子警察前端系統廣泛採用嵌入式技術，擯棄了工控機模式，無論是前端設備使用壽命，還是抗惡劣環境等方面，可靠性都得到質的飛躍，符合室外電子產品設計的發展方向。

（4）經濟性：採用嵌入式一體化高清攝像機取代數位相機，LED低功耗補光燈取代閃光燈，設備使用壽命明顯變長，產品更換周期明顯縮短，系統經濟性顯著提高。

（5）安全性：高清電子警察前端系統採集的數據經過加密傳輸，保障了系統數據的安全性。通過水印技術實現數據防篡改功能，確保數據作為證據的可信性。

（6）易維護性：高清電子警察前端系統所包含的設備數量少，一體化高清攝像機接受軟體平台的集中管理，可實現遠程升級、維護和自動校時。

分類

現在市場上流行的電子警察有四種：線圈觸發電子警察、視頻觸發電子警察、線圈—視頻混合觸發電子警察和電子警察一體機。

優點

（1）2.1單張高清照片包含闖紅燈行為三要素：

標清電子警察需要兩張照片，一張為全景照片（記錄闖紅燈過程，看不清車牌），一張為特寫照片（僅能看清車牌），違法證據需要連續2-3張全景照片和1張特寫照片組成，全景和特寫照片解析度僅為768*576，清晰度約為400-600線；高清電子警察拍攝2-3張連續的高清照片，每張照片均同時包括號牌號碼、停止線和紅燈信號三要素，單張照片解析度達到1600*1200，清晰度超過960線，提高違法取證防抵賴性，更有利於違法取證。如下圖所示：

（2）2.2單像機同時輸出高清照片和高清視頻

標清電子警察需要一隻全景像機輸出動態視頻來記錄機動車闖紅燈過程。高清網路攝像機除了能輸出高清照片，還能同時輸出一段高清視頻，記錄機動車闖紅燈過程。一方面增強違法照片的說服力，另一方面減少攝像機數量，降低故障點數量。

（3）2.3閃光燈硬體同步曝光

傳統標清電子警察系統攝像機不具備閃光燈同步接口，由第三方外部電路+軟體控制來實現攝像機與閃光燈的同步，同步效果不理想，受限度大。高清電子警察系統採用CCD電子快門直接控制閃光燈硬體同步曝光，可達到嚴格同步。

（4）2.4前端照片合成疊加預處理

按GA/T 496-2009 4.3.2節要求，一次闖紅燈行為所產生的3張照片記錄要求合成為1張圖片。電子警察業務處理機將完成這該功能，將高清網路攝像機抓拍的3張200萬像素高清照片合成處理為1張圖片，並完成時間、地點、方向和車道等信息疊加。圖片合成後，不出現原始圖片遺漏、錯位等問題。現場合成示意圖如下所示：

系統組成結構

監控中心部署電子警察軟體平台（含伺服器）、操作終端、印表機等。軟體平台集中管理全網電子警察前端設備，操作終端用於違法人工處理，印表機用於列印違法罰單。

所有路口的電子警察系統全部採用獨立光纖進行數據傳輸，同時，也可選配CDMA、3G等無線傳輸方式為光纖傳輸提供冗餘通信線路。

每方向一套電子警察業務處理系統，多個方向的電子警察業務處理系統通過路口區域網路互聯至一個總出口，安裝1台光纖收發器，通過獨立光纖匯聚到監控中心

高清電子警察單元圖

主要包括一體化高清網路攝像機、補光燈、電子警察業務處理機、紅綠燈信號檢測器、車檢器、地感線圈、交換機、光纖收發器、UPS電源及其它工程用料。示意圖如下：

高清電子警察拓撲圖

大型路口間距較寬，超五類線連線距離受限，藉助每個方向的交換機進行互聯。

小型路口間距較窄，高清網路攝像機和電子警察業務處理機直接於匯聚點交換機連線即可

邏輯功能分布圖

邏輯功能主要包括圖像採集單元，前端處理單元，後台處理單元，飛現場處理系統，聯網系統集成綜合管理平台

性能指標

（1）抓拍關鍵要素：紅燈信號、停止線、機動車外觀、號牌、顏色和闖紅燈過程。

（2）違法記錄組成：3張200萬照片+1段動態視頻。第1張為機動車壓在停止線上，第2、3張為機動車已越過停止線。照片合成在前端電子警察業務處理機完成。

（3）車速捕獲範圍：實測5～200KM/h範圍內均可捕獲車輛，闖紅燈機動車捕獲率達到99%。

（4）圖像採集回響速度：≤1ms。

（5）最小抓拍間隔：70ms。

（6）圖片壓縮方式：JPEG。解析度1600*1200。

（7）視頻壓縮方式：H.264。僅記錄闖紅燈過程的視頻，解析度為200萬像素；全程記錄視頻，解析度為4CIF。

（8）圖像存儲容量：≥120萬份記錄。前端插8GB容量SD卡可快取1萬份記錄。

（9）動態視頻存儲容量：按每點30天設計。

（10）補光燈壽命：≥500萬次。

（11）工作溫度、工作濕度：無加熱、散熱裝置時，-10℃～+60℃。

10%～95%。

套用方案

電子警察用於交叉路口或路段對闖紅燈行為進行記錄，因此，通常情況下是十字路口或丁字路口，少有情況為直行路段。如下圖所示：

工作流程

高清電子警察前端系統工作流程圖

1、闖紅燈抓拍過程

（1）在紅燈信號時，當機動車壓線上圈上，車輛檢測器發第一個觸發信號給電子警察業務處理機，業務處理機給高清網路攝像機第一個抓拍信號，拍攝機動車壓在停車線上的照片，如下圖：

（2）當機動車離開第一個線圈，進入第二個線圈時，車輛檢測器給電子警察業務處理機第二個信號，電子警察業務處理機給高清網路攝像機第二個抓拍信號，拍攝機動車離開停車線並繼續前行的照片，如下圖：

（3）當車輛離開第二個線圈，車輛檢測器給電子警察業務處理機第三個信號，電子警察業務處理機給高清網路攝像機第三個抓拍信號，拍攝機動車繼續前行的照片，如下圖：

這樣的過程保證了如果車輛僅僅壓線而沒有繼續闖紅燈，系統將只拍攝一張照片，在後台處理中一張照片將不作為處罰依據。而車輛如果有闖紅燈行為，不論車行速度是快還是慢，都能完整的獲取符合GA/T496-2009標準中闖紅燈行為記錄的照片。

與三張抓拍照片相匹配，高清網路攝像機還將輸出一段高清動態視頻，進一步記錄機動車闖紅燈過程，為違法取證提供有力支撐。

2.車檢器工作原理

車輛檢測採用地感線圈檢測方式，目前使用的各種車輛檢測方式中，只有地感線圈檢測方式可以滿足大於95%的闖紅燈及逆行捕獲率的要求。

車檢器通過線圈饋線給地感線圈保持穩定的磁場，當車輛經過時，磁場發生變化，車檢器根據磁場變化強度來判定是否有車輛經過。

地感線圈採用耐高溫的單芯多股鍍錫帶護套電纜繞制而成，截面積為1mm2,通常繞4-5匝，線圈尺寸通常為60cm×180cm，埋設在停車線與斑馬線之間。

在對過往車輛進行檢測的過程中，可以通過調節地感線圈的線圈靈敏度來實現對不同類車型的檢測，可以同時滿足對大型車、中型車以及載客三輪機車的檢測。

3.紅綠燈信號檢測器工作原理

目前路口使用的交通信號機大多是多相位紅綠燈，因此，信號燈檢測器將分別對每一個車道應遵循的信號燈進行檢測，即分別將直行，左轉、右轉的紅燈信號、綠燈信號和黃閃信號（220V交流電壓信號）送至信號燈檢測器，配合信號燈與車道地感線圈的邏輯關係，可以確保系統只對紅燈狀態下越過地感線圈的車輛進行拍照，比如在紅燈信號消失、黃閃時間段內通過停車線的車輛，系統將不予拍照。

4.非現場處理流程

項目清單

高清電子警察項目的一般典型清單如下

序號	分項	名稱	型號	規格
一、前端設備及軟體	專用設備
1		高清抓拍單元		200萬像素的高解析度工業相機。具有不同解析度圖像設定功能、實現網路數字視頻監控功能。抓怕延遲≤0.1秒，含百萬像素鏡頭、傳輸單元、全天候室外設計、鋁合金防腐、有較強的防鏽功能
2		補光燈		間隔時間<200ms，壽命≥300萬次
3		車輛檢測器		多通道並行檢測、過濾非機動車、集成測速和流量統計，4通道線圈輸入。
4		信號燈轉換器		6路輸入
5		電子警察業務處理機		軟控式抓拍、圖片合成、數據加密傳輸、圖片水印，靈活開飯的嵌入式LINUX平台、遠程配置和管理
6		電子警察控制箱		電子警察專業控制箱。頂部雙層隔熱。溫度調節系統功能。室外噴塑。包括配電設備（含基礎施工）
7	公共設備	光收發器		單模雙纖。25M
8		交換機		10M/100M 8口自適交換機
9		避雷針		電源保護
10		立桿	定製	165F桿，挑臂114*3000--5000.熱鍍鋅。含報箍、支架與附屬檔案（含基礎施工）
二、管線材料、附屬檔案、基礎施工費
11		感測線圈		每車道2組（含切割鋪設）
12		配套線纜、套管	4、8、12、16車道	包括施工所有線纜、管子
13	其他附屬檔案
三、可選設備
14	UPS	C1		室外型、1KVA/6H