城市道路監(jiān)控系統(tǒng)綜述
| 20世紀(jì)60—70年代是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的黃金時(shí)期，伴隨經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，也出現(xiàn)了交通狀況的不斷惡化。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來， 無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，都不同程度地受交通問題的困擾。交通擁擠、交通事故、環(huán)境污染已成為現(xiàn)代社會亟待解決的幾大問題。由此，帶來了巨大的能源消耗，浪費(fèi)了大量的寶貴時(shí)間。 面臨日益嚴(yán)重的交通問題，世界發(fā)達(dá)國家于上世紀(jì)60年代就開始研究并提出了智能交通系統(tǒng)(英文Intelligent Transport Systems， 簡稱ITS)的概念。進(jìn)入90年代以后，ITS突然以驚人的速度發(fā)展，許多發(fā)達(dá)國家爭先恐后地投以巨資進(jìn)行ITS的研究與開發(fā)。ITS是交通、計(jì)算機(jī)、信息、通信和系統(tǒng)科學(xué)與工程的有效結(jié)合，能******限度緩解交通擁堵狀況。城市道路監(jiān)控是智能交通領(lǐng)域的一個(gè)重要部分，也是安防監(jiān)控領(lǐng)域主要應(yīng)用方面。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)的飛速發(fā)展，安防監(jiān)控所涵蓋的范圍越來越大，并且與很多新技術(shù)密集型領(lǐng)域如IT、ITS等相互滲透擴(kuò)展。 城市道路監(jiān)控主要有兩部分，一是傳統(tǒng)意義上的安防監(jiān)控，二是交通監(jiān)控。交通監(jiān)控通常由交通信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)和電子警察處罰系統(tǒng)組成，它是智能交通ITS技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合的一種全新的技術(shù)形式。 交通信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)可以對一個(gè)大范圍內(nèi)的公路路況信息進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確地采集和統(tǒng)計(jì)，信息包括“道路占有率、車流密度、車隊(duì)長度、流通量、平均速度等，能為道路疏導(dǎo)提供有力的理論依據(jù)，可以配合廣播等傳媒實(shí)現(xiàn)交通誘導(dǎo)功能。電子警察執(zhí)法處罰系統(tǒng)具有高技術(shù)含量，可以對“超速、逆行、闖紅燈、禁停、壓黃線、搶占公交車道等一系列違章現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確、穩(wěn)定、自動、全天候的監(jiān)控、執(zhí)法和處罰。電子警察的出現(xiàn)可以大大緩解因違章行為導(dǎo)致交通事故增加與警力少和警務(wù)人員勞動強(qiáng)度大的矛盾，減少交通事故。 下面介紹電子警察處罰系統(tǒng)： 1.機(jī)動車闖紅燈違章視頻監(jiān)測系統(tǒng) 機(jī)動車闖紅燈違章行為，經(jīng)常引發(fā)嚴(yán)重的交通事故。機(jī)動車闖紅燈違章視 頻監(jiān)測系統(tǒng)安裝于交通路口，全天候?qū)﹃J紅燈的違章機(jī)動車輛進(jìn)行監(jiān)測，不僅能對違章車輛拍照，還能夠?qū)崟r(shí)對違章車輛的牌照和違章軌跡進(jìn)行自動判斷識別。公安交通管理部門以抓拍的違章照片、視頻錄像為依據(jù)對違章者進(jìn)行處罰從而大大提高機(jī)動車駕駛員的自覺性，增強(qiáng)交通安全意識，減少因闖紅燈違章行為而造成的事故、堵塞和交通混亂，加快車輛在交通路口行駛速度，保證道路暢通。 該系統(tǒng)是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)分為前端視頻檢測與抓拍系統(tǒng)、路口局部數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、中心數(shù)據(jù)管理與處罰系統(tǒng)四大部分。交通信號控制系統(tǒng)輸出路口紅綠燈：確定放行車道和禁行車道。禁行車道通過視頻車輛檢測單元檢測到有車輛通過禁行車道時(shí)，通過主控機(jī)控制闖紅燈違章抓拍單元拍攝違章車輛號牌圖．為確保所拍照片能夠作為民警執(zhí)法依據(jù)，系統(tǒng)抓拍兩幅連續(xù)全景圖片，以反映車輛運(yùn)行軌跡，所有處理結(jié)果都存儲于主控機(jī)(工控機(jī)) 的存儲單元中，并通過硬盤錄像功能將違章事件的視頻數(shù)據(jù)紀(jì)錄在硬盤上。 這樣，對于違章行為既有照片又有錄象，避免了處罰引起的爭議，同時(shí)對于某些交通事故的原因以及責(zé)任認(rèn)定也有了依據(jù)。 2.機(jī)動車超速檢測系統(tǒng) 隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國高速公路、城市快速路上行駛的車輛越來越多，速度越來越快，與車輛交通有超速有關(guān)的案件也呈不斷上升勢頭，交通肇事逃逸等案件時(shí)有發(fā)生。如何運(yùn)用科學(xué)的手段幫助公安部門有效控制高速公路上超速違章現(xiàn)象，已成為公安交通部門亟待解決的問題。 基于這種情況，開發(fā)了機(jī)動車超速檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)利用視頻圖像處理技術(shù)，對高速公路車道上的汽車進(jìn)行非接觸式監(jiān)控獲得超速車輛車速、車牌號碼、違章照片等運(yùn)行狀態(tài)信息，可對高速公路或城市快速路上的超速車輛信息進(jìn)行準(zhǔn)確、穩(wěn)定、全天候的檢測和記錄。同時(shí)與黑名單中的車輛進(jìn)行比對可以很好的輔助治安監(jiān)控管理。系統(tǒng)還可以將違章車輛信息送回指揮中心以及收費(fèi)站，便于存檔和對違章車輛進(jìn)行處罰。這一套功能強(qiáng)大的智能交通監(jiān)控系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于高速公路和城市快速路管理、卡口管理、巡邏執(zhí)勤、逃逸車輛、抓捕等場合，具有很好的應(yīng)用前景。該系統(tǒng)突破了大量的技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高速車牌識別。每車道在僅架設(shè)一臺攝像機(jī)的情況下，通過測速雷達(dá)的輔助，精確地檢測車速、捕捉車牌信息。該系統(tǒng)具有：成本低、識別率高、軟件測速、高速識別、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)精簡、低故障、完全采用視頻觸發(fā)和識別(無需破壞路面埋設(shè)線圈或安裝紅外探頭)等技術(shù)優(yōu)勢。 “機(jī)動車超速檢測系統(tǒng)”是實(shí)時(shí)響應(yīng)系統(tǒng)，其原理是將前方CCD攝像頭架設(shè)在待測車道上，方，識別軟件采用圖像觸發(fā)的方法，對COD攝像頭傳回的數(shù)字視頻信號進(jìn)行分析，判斷是否有車輛經(jīng)過。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有車輛駛?cè)氡O(jiān)測區(qū)域，則立刻啟動識別模塊，獲取實(shí)時(shí)車牌圖像數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)在極短時(shí)間(1秒左右)完成車速檢測、圖像識別、車輛數(shù)據(jù)入庫、圖像數(shù)據(jù)入庫、道路信息分析、檢索數(shù)據(jù)等處理。如果發(fā)現(xiàn)通過車輛超速或是交警、公安機(jī)關(guān)需要查找的車輛(如被盜搶車輛)，系統(tǒng)可通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，向“指揮中心”和“攔截站”發(fā)出告警信息，通知有關(guān)部門或有關(guān)人員。告警信息包括：發(fā)現(xiàn)觸發(fā)報(bào)警車輛的時(shí)間、地點(diǎn)、車速、車牌號碼、抓拍的車輛照片、車輛被緝查的原因。對于存放于數(shù)據(jù)庫中的過車記錄，可以隨時(shí)進(jìn)行檢索，掌握車輛的去向，可以作為違章處罰的根據(jù)或?qū)ζ瓢柑峁椭? 3.移動式車輛稽查系統(tǒng) 移動式車輛稽查系統(tǒng)是將車輛視頻檢測、雷達(dá)測速、車牌自動識別和車輛稽查數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)比對等先進(jìn)技術(shù)于一體的實(shí)時(shí)稽查系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對行駛車輛進(jìn)行測速、牌照抓拍、識別和比對。在不影響正常交通的情況下， 能自動實(shí)時(shí)稽查違規(guī)車輛，有效地進(jìn)行交通執(zhí)法。 移動稽查系統(tǒng)在自動運(yùn)行的基礎(chǔ)上增加了手動抓拍的工作模式。自動運(yùn)行通過自動車輛觸發(fā)算法實(shí)現(xiàn)車輛的自動抓拍和識別，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全天候狀態(tài)下的自動運(yùn)行；手動工作模式可以人工參與系統(tǒng)的運(yùn)行，以保證抓拍的圖片更加準(zhǔn)確，還可以對逆行、壓黃線、違章停車等多種違法行為進(jìn)行移動過程中的手動抓拍。兩種可選的工作方式有效地滿足了廣泛的用戶需求。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)各種違章抓拍、道路監(jiān)控、記錄核查過往車輛車牌與數(shù)據(jù)庫比對，對記錄在案的問題車輛及時(shí)報(bào)警，這種有效便捷、靈活多樣的工作模式，大大提高了交警執(zhí)法力度。 4.其它常見違章行為監(jiān)測系統(tǒng) 在機(jī)動車日益增多，而駕駛員自覺守法意識淡薄，監(jiān)督警力不足的情況下，少數(shù)駕駛員在僥幸心理的驅(qū)使下，經(jīng)常違章卻很少受到處罰。在沒有交警執(zhí)法的情況下，公交車道、非機(jī)動車車道上經(jīng)常出現(xiàn)機(jī)動車的身影；在沒有隔離帶的雙向道路上，經(jīng)常出現(xiàn)超車壓黃線的情景；一些單行線上經(jīng)常有逆行車輛出現(xiàn)；緊急停車帶內(nèi)經(jīng)常有車輛長期停留。這些違章行為是交通事故的重大隱患，并由此引發(fā)的交通事故頻頻發(fā)生。 電子警察系統(tǒng)的核心技術(shù)是車牌識別技術(shù)、視頻虛擬線圈檢測技術(shù)。利用核心技術(shù)可以附帶開發(fā)出多種電子警察監(jiān)測系統(tǒng)，自動監(jiān)測、取證、執(zhí)法處罰多種駕駛員違章行為，如“公交車道監(jiān)測系統(tǒng)”、“壓雙黃線監(jiān)測系統(tǒng)”、“非機(jī)動車道行車監(jiān)測系統(tǒng)”、“逆行禁行車輛監(jiān)測系統(tǒng)”、“緊急停車帶行車監(jiān)測系統(tǒng)”。 5.車流量監(jiān)測系統(tǒng) 車流量監(jiān)測系統(tǒng)專門針對中國城市交通狀況和混合交通流特性，采用相適應(yīng)的智能數(shù)字圖像信息處理技術(shù)，具有技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定、不破壞路面、適用性強(qiáng)、安裝操作方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。 在多年的工程應(yīng)用中得到了不斷的完善，在各項(xiàng)指標(biāo)上都無可挑剔。此系統(tǒng)可以靈活的集成在各類ITS系統(tǒng)中?！败嚵髁繖z測軟件”是實(shí)時(shí)響應(yīng)系統(tǒng),其原理是將車輛圖像信息采集攝像頭架設(shè)在待測車道上方，識別軟件采用視頻觸發(fā)的方法，對攝像頭傳回的數(shù)字視頻信號進(jìn)行分析，判斷是否有車輛經(jīng)過。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有車輛駛?cè)氡O(jiān)測區(qū)域，則立刻啟動車流量檢測模塊，每過一輛車，系統(tǒng)計(jì)數(shù)自動加一，系統(tǒng)在極短的時(shí)間內(nèi)完成車流量檢測、排隊(duì)長度、等待時(shí)間、車道占有率、道路信息分析、檢索數(shù)據(jù)等處理，與數(shù)據(jù)庫中的交通流參數(shù)比對判斷道路擁堵情況利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布式數(shù)據(jù)庫同步技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)布、更新、查詢等處理，嚴(yán)格保證各級數(shù)據(jù)庫內(nèi)容的數(shù)據(jù)一致性和完整性，通過LED顯示屏顯示出結(jié)果，使駕駛者了解哪一路段車流量大，哪一路段交通擁堵，以自行選擇行車路線。系統(tǒng)還能統(tǒng)計(jì)車輛通過情況，包括：按年月日統(tǒng)計(jì)車流量、車輛等待日寸間車道、占有率等數(shù)據(jù)。其結(jié)果以表格、直方圖、曲線圖的形式輸出、打印，并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果傳輸?shù)街笓]中心。管理部門根據(jù)這些數(shù)據(jù)采取相應(yīng)措施疏導(dǎo)交通，滿足城市交通智能化管理與監(jiān)控的要求。 6.智能化多媒體網(wǎng)絡(luò)車牌識別系統(tǒng) 車牌識別作為交通監(jiān)控的核心技術(shù)，應(yīng)用在多項(xiàng)子系統(tǒng)中。智能化多媒體網(wǎng)絡(luò)車牌識別系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在過往車輛自動登記、驗(yàn)證，公路收費(fèi)，車輛安全核查，小區(qū)、停車場管理等方面。 系統(tǒng)采用視頻實(shí)時(shí)觸發(fā)方式進(jìn)行檢測抓拍，能夠自動偵測、準(zhǔn)確識別及驗(yàn)證行駛或停泊中車輛的整車車牌號碼?？蓪σ炎ヅ膱D像與數(shù)據(jù)庫資料及時(shí)進(jìn)行比對，當(dāng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)攔截車輛時(shí)，系統(tǒng)能在本地機(jī)和中心機(jī)上及時(shí)報(bào)警。系統(tǒng)采用先進(jìn)的模糊圖像處理技術(shù)，通過程序能很好的實(shí)現(xiàn)對于車牌的整體傾斜、車牌的文字傾斜、車牌的污損和模糊等的處理，將人都很難辨別的車牌號識別出來。車牌識別的流程可分為車牌定位、車牌預(yù)處理、字符分割和字符識別四個(gè)步驟。 系統(tǒng)可以自動識別各地的車牌；采用圖象自動觸發(fā)方式，不需要其他方式觸發(fā)；自動完成車輛記數(shù)，車流量統(tǒng)計(jì)；對已抓拍圖像能與數(shù)據(jù)庫資料及時(shí)進(jìn)行比對，當(dāng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)攔截車輛時(shí)，在本地機(jī)和中心機(jī)上及時(shí)比對；內(nèi)置的數(shù)據(jù)庫管理軟件能存儲、搜索及整理車輛資料，能自動備份數(shù)據(jù)并完成統(tǒng)計(jì)報(bào)告；在網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)各地的數(shù)據(jù)同步；對運(yùn)動速度在180公里／小時(shí)以下的汽車車牌進(jìn)行自動識別；在良好光照條件下，車牌識別率不低于96％，在陰雨天、夜間人工光照條件下車牌識別率不低于90％；系統(tǒng)能夠識別的車牌類型包括：普通民用汽車車牌、軍用汽車車牌(含武警車牌)、 警用汽車車牌；系統(tǒng)能夠識別車輛類型， 繪制出車輛的三維圖像；抓拍圖像的時(shí)間小于0.03秒，識別像的時(shí)間小于0.2秒；系統(tǒng)適應(yīng)全天候條件下工作. 7.電子警察在城市道路監(jiān)中的應(yīng)用 目前，在我國大部分大中城市的道路監(jiān)控系統(tǒng)中都有電子警察的身影，并且在使用數(shù)量上和功能需求上不斷擴(kuò)大和提。電子警察的廣泛應(yīng)用和取得良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，再次體現(xiàn)了“科技強(qiáng)警”的重要意義。然而我國數(shù)量眾 多的中小城市在經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展下，也面臨著交通狀況、治安狀況惡化等問 題，迫切需要建設(shè)城市道路監(jiān)控系統(tǒng)。 大中城市道路監(jiān)控系統(tǒng)由于監(jiān)控點(diǎn)多、分布廣且距監(jiān)控中心距離較遠(yuǎn)，不能將所有監(jiān)控點(diǎn)視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)控。然而信息數(shù)據(jù)要回傳到監(jiān)控中心，作為執(zhí)法處罰證據(jù)和資料存檔。這樣電子警察的控制主機(jī)則要求能在惡劣環(huán)境下長期工作的工控計(jì)算機(jī)，通過電話線等現(xiàn)有傳輸線纜將數(shù)據(jù)傳回監(jiān)控中心，同時(shí)將視頻錄像資料存在本地計(jì)算機(jī)中，控制中心在網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)各地的數(shù)據(jù)同步，可以調(diào)用這些視頻資料用于判斷有爭議的處罰事件和判斷交通事故原因。 一些中小城市主要路口少，監(jiān)控點(diǎn)少，這些監(jiān)控點(diǎn)距離監(jiān)控中心近，這樣可以從監(jiān)控點(diǎn)到監(jiān)控中心直接敷設(shè)光纜線，將監(jiān)控點(diǎn)的視頻信號直接傳輸?shù)奖O(jiān)控室。電子警察系統(tǒng)由于有視頻虛擬線圈檢測功能，可以將控制主機(jī)直接安放在控制中心，這種方式使前端攝像機(jī)即可用于道路監(jiān)控又可用于電子警察檢測取證。對控制主機(jī)的要求降低，系統(tǒng)維護(hù)、維修成本降低，同時(shí)對于資金緊張的項(xiàng)目，可以用一套電子警察系統(tǒng)通過人工切換對多個(gè)路口進(jìn)行輪流使用，這樣即可對經(jīng)常違章的駕駛員有震懾作用，又緩解了資金緊張的矛盾，使監(jiān)控系統(tǒng)分步完善。這種模已經(jīng)取得了良好的效果。 |
