方案設計原則
1.穩(wěn)定性：系統(tǒng)的整體可靠性是監(jiān)測器必須解決的首要問題。從設備的選型到具體的實施方案，都要考慮到系統(tǒng)可靠性問題。確保系統(tǒng)正常、穩(wěn)定、可靠、連續(xù)運行。
2.便利性：一個成功的系統(tǒng)必須考慮使用和維護的方便，本系統(tǒng)設置了遠程診斷和遠程維護功能，為用戶的運行和維護工作提供最方便的手段。
3.經(jīng)濟性：在滿足用戶總體需求的前提下，充分體現(xiàn)設備資源的共享性，最大程度地降低系統(tǒng)造價。
5.可擴展性：系統(tǒng)可擴展性主要體現(xiàn)在系統(tǒng)功能的可擴展性，在實現(xiàn)闖紅燈自動監(jiān)測功能的基礎之上，可以增加用戶需要的其他功能，以達保護用戶投資之目的。

主要功能
1.主要功能
（1）對信號燈控制的路口發(fā)生的闖紅燈違章行為自動進行實時監(jiān)測；
（2）利用視頻檢測技術實施違章車輛檢測；
（3）利用視頻抓拍技術實施違章車輛抓拍，共抓拍四幅車輛照片，三幅連續(xù)全景照片，一幅號牌照片，能夠作為民警執(zhí)法依據(jù)；
（4）所拍照片包含信號燈、停車線、車輛運行軌跡、車牌號碼等信息；所拍照片清晰；可辨車牌號碼、車體顏色和車型；記錄信息包含違章地點、類型、時間、燈色等相關執(zhí)法數(shù)據(jù)；
（5）上端管理軟件具備錄入、存儲、查詢、制表、通訊、備份等功能；
（6）對正常過往路口的車輛進行車牌實時自動識別，并記錄顯示車輛號牌的圖片；
（7）自動將識別車輛號牌與車輛管理數(shù)據(jù)庫進行比對，發(fā)現(xiàn)可疑車輛時，實時報警提示；
（8）對指定車道流量計數(shù)，統(tǒng)計各有關時段內的車輛數(shù)量。

系統(tǒng)組成與工作原理
1.系統(tǒng)組成與工作原理
    視頻式闖紅燈自動監(jiān)測系統(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：交通信號控制系統(tǒng)輸出路口紅綠燈信號，確定放行車道和禁行車道。禁行車道的視頻信號送到視頻車輛檢測單元，車輛檢測單元檢測到有車輛通過禁行車道時，通過主控機控制闖紅燈違章抓拍單元拍攝違章車輛號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，以反映車輛運行軌跡。所有處理結果都存儲于主控機（工控機）存儲單元中。存儲信息可通過傳輸子系統(tǒng)由人工控制下載給筆記本計算機，或自動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)在紅燈期間負責完成對闖紅燈違章車輛的抓拍，識別車牌號碼，并將抓拍的圖片和相關的信息：時間、地點、車牌號碼、車牌圖片等保存在本地監(jiān)測器中，經(jīng)傳輸子系統(tǒng)可與筆記本計算機連接，進行數(shù)據(jù)交互，或送回指揮中心，供上端管理子系統(tǒng)處理；在綠燈期間負責對通過車輛計數(shù)，進行流量統(tǒng)計。

（2）傳輸子系統(tǒng)
    傳輸子系統(tǒng)由傳輸設備、PSTN網(wǎng)絡和傳輸軟件組成，負責連接前端子系統(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)計基本信息之后，根據(jù)不同的需求，對這些信息進行相應的處理。[nextpage]

系統(tǒng)技術設計方案
1.前端子系統(tǒng)技術設計方案
（1）前端子系統(tǒng)總體結構 
（2）前端子系統(tǒng)各單元部件

a.視頻檢測單元
    根據(jù)系統(tǒng)對檢測有效率和檢測正確率的要求，決定采用世界最先進的"TraficonVIP/P"視頻交通檢測器。TrafficonVIP/P視頻交通檢測器是一個開放的、模塊化的智能檢測系統(tǒng)。

    一個19"的1/2支架，可容納4個檢測模塊，同時處理4個攝像機傳來的路面的視頻信號。系統(tǒng)對每個視頻信號進行獨立分析處理，提取各種交通信息，如：流量、占有率及車輛間隔等等，并可進行事件檢測。數(shù)據(jù)信息的采集與輸出可按照指定時間間隔提取與發(fā)送(可通過程序設定改變)。信息可通過軟件發(fā)送到控制中心的計算機中。

    用以模擬環(huán)形線圈時，一個檢測模塊能同時模擬８個環(huán)形線圈(稱為虛擬線圈)，能同時提供８路類似于感應線圈所提供的脈沖信號或開關信號。在闖紅燈違章監(jiān)測系統(tǒng)中正是利用這一功能實現(xiàn)對闖紅燈違章車輛的檢測。

    紅燈期間，檢測到闖紅燈車輛時，輸出一個電平信號給主控機，控制抓拍單元進行抓拍。一個車道的虛擬感應線圈采用兩個一組的方式，以減少誤抓拍情況的發(fā)生。

    視頻檢測攝像機與抓拍尾部號牌的攝象機共用，安裝于路旁的立桿上，1個攝像機可檢測4個車道。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)配備一個檢測模塊，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)碼相機抓拍；二是視頻攝像機抓拍。因數(shù)碼相機技術更新太快，有可能使本產(chǎn)品始終處于不定型狀態(tài)；從抓拍到存儲、轉儲，耗費時間比較長，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抓拍技術。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
    攝像部件由攝像機和安裝攝像機的F臂組成。F臂安裝在十字路口的監(jiān)測車道入口處，攝像機安裝在立桿的F臂上，對應監(jiān)測車道。配置一臺號牌攝像機，用于拍攝一個車道上的車輛尾部號牌，配置一臺全景攝像機，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。

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

照明部件（可選件）
    照明部件由豆膽燈組成，與攝像機配合使用。與攝像機一起，安裝在同一個F臂上，每個路口的一個入口方向配置一套夜間補光燈，用于夜間補充光照，保證闖紅燈時違章抓拍車輛號牌。

控制軟件
    安裝在路口主控機（工控機）中，用于控制攝像單元抓拍闖紅燈違章車輛的圖片，將相關的信息：時間、地點、車牌號碼、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
a.主要功能
?正確接收交通信號控制器的紅燈信號和視頻檢測單元檢測到的闖紅燈違章車輛信號；
?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碼的號牌圖片；
?存儲闖紅燈違章車輛信息：可連續(xù)記錄10萬輛以上違章車輛的所有信息；
?傳輸闖紅燈違章車輛信息；
?實時自動識別車牌號碼。

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

a.自動傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)
?通過電話線自動傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)，并提供軟件及源代碼；
?傳輸線路為PSTN電話線；
?上端計算機自動撥叫路口監(jiān)測器實現(xiàn)上、下端聯(lián)網(wǎng)，由上端計算機提取路口監(jiān)測器存儲的監(jiān)測器數(shù)據(jù)，具備斷點續(xù)傳功能，并存儲到上端計算機的指定目錄中，監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸完成后自動掛斷。

b.人工交換監(jiān)測數(shù)據(jù)
?工控機中安裝有網(wǎng)卡和網(wǎng)線，民警通過筆記本計算機與監(jiān)測器聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸；
?網(wǎng)絡傳輸軟件待筆記本計算機與工控機聯(lián)網(wǎng)后，將監(jiān)測器的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦P記本計算機中。然后將監(jiān)測器中的監(jiān)測數(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)庫軟件：Access或InterBase；
b.具備監(jiān)測數(shù)據(jù)的錄入、存儲、查詢、統(tǒng)計、制表、備份等功能；
c.具備采集筆記本計算機中的監(jiān)測數(shù)據(jù)的功能，采集完成后自動清除筆記本計算機中的采集收據(jù)。

（2）服務器硬件配置
    服務器可采用聯(lián)想萬全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，一幅號牌圖片）、車輛號牌、違章時間、違章地點等。該模塊與違章車輛數(shù)據(jù)庫連接。

牌號比對模塊
    該模塊接收前端送回的過往車輛號牌，與車輛入戶庫、違章車輛庫、盜搶車輛庫及其他數(shù)據(jù)庫進行比對，可發(fā)現(xiàn)可疑車輛，并給出報警信息。[nextpage]

流量統(tǒng)計模塊
    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)計交通流量，并以報表和統(tǒng)計圖等方式給出結果。

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

遠程維護模塊
    該模塊用于查看前端子系統(tǒng)計算機工作狀態(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開發(fā)。

防雷系統(tǒng)設計
    由于計算機及其網(wǎng)絡設備內部的結構高度集中化，造成設備過耐電壓、過電流的承受能力下降，易遭受雷電破壞，輕者可造成計算機終端和通信設備的接口損壞，通信中斷，大量信息丟失或無法傳輸；重者使網(wǎng)絡主機損壞，導致網(wǎng)絡癱瘓，工作無法進行。

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，雷電壓可達幾萬伏至幾十萬伏，瞬間電流可達十幾萬安，在雷電通路上，物體會被高溫燒傷甚至融化。通常在建筑物頂部安裝避雷針避雷，但雷電流流經(jīng)引下導體時會在周圍產(chǎn)生高頻電場和磁場，這個高頻電場和磁場會通過耦合和傳導進入通信設備、計算機系統(tǒng)。防護直擊雷需安裝避雷針系統(tǒng)和保護地，成本很高。

（2）感應雷
    感應雷是附近雷擊或空中閃電產(chǎn)生強大電磁脈沖而引發(fā)的瞬時過電壓（浪涌電壓）。這些浪涌又通過三種途徑被感應到電源線、天線或數(shù)據(jù)/通信電纜中。防護感應雷，應使用相應避雷器。感應雷引起的雷害事故約占事故的80%至90%。對于感應雷，我們采用相應避雷器進行有效的消除。避雷器分為電源避雷器（用于電源設備）和信號線避雷器（用于各類通信設備）。

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

（1）攝像機和前端工控機
    對視頻信號線和電源線安裝信號和電源防雷裝置；對在現(xiàn)場的前置工控機安裝電源防雷裝置。

（2）后端服務器
    對在指揮中心的后端設備安裝電源防雷裝置。

（3）防雷接地裝置
    對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
電源防雷設備選用LAY220-20，其技術指標如下：
?雷電通流量（8/20us）≤20KA
?啟動電壓：560V
?工作電壓：220V
?接線方式：并聯(lián) [nextpage]

系統(tǒng)檢測
    系統(tǒng)檢測是保障系統(tǒng)最終質量的重要手段，而系統(tǒng)的最終質量取決于系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)的質量。在北京市交通管理局闖紅燈違章監(jiān)測器工程中，本公司將采取嚴格、科學的質量檢測方法，對各前端、終端、傳輸設備在安裝前、安裝過程中以及安裝完畢后的各項性能指標進行檢測，以保障系統(tǒng)的最終質量與效果。

測試項目：捕獲闖紅燈違章行為
測試指標的期望值：
1.系統(tǒng)應能全天候全時段工作，自動判斷過程準確可靠，取證安全有效。
2.抓拍闖紅燈違章車的圖片為四張，一張是違章車的號牌視圖，另三張是違章車闖紅燈時的過程圖片。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：外界無照明條件下能抓拍有效照片

    測試設備：以附錄中設備配置清單所列設備的為基礎。

    測試方法：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，通過待檢測車道，并將系統(tǒng)的測試數(shù)據(jù)與人工數(shù)據(jù)（即正確數(shù)據(jù)）進行比對，得到系統(tǒng)性能指標。