項目介紹

　　目前，上海本地號牌車輛約240萬輛，據(jù)統(tǒng)計，高峰時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。上海市副市長沈駿在參加閔行代表團的分組審議時提及，上海將加強對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)的治理將結合科技手段，采用卡口式電子警察系統(tǒng)，對車輛進行控制。

　　本項目建設包括對原30套入口匝道闖紅燈電子警察設備的改造和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?？谑诫娮泳煜到y(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，應用于城市快速路入口匝道。本項目卡口式電子警察系統(tǒng)不僅能夠實現(xiàn)闖紅燈電子警察違章抓拍的功能，并能對違章車輛進行自動識別，通過車牌識別結果判斷并抓拍闖禁令駛上高架的外省市車輛，實現(xiàn)闖禁令電子警察功能，提高工作效率，避免因交警現(xiàn)場執(zhí)法可能對交通造成的影響，是對新的電子警察糾違機制的探索。

　　整體設計原則和理念

　　項目針對用戶的實際業(yè)務需求，新建及改造原有系統(tǒng)，盡量節(jié)約用戶的投資，同時在進行該系統(tǒng)建設時也遵循以下原則：

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

　　· 充分考慮用戶的業(yè)務需要，從務實的角度出發(fā)，保證系統(tǒng)功能的實用性;

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

　　· 充分考慮構建開放式結構，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。

　　項目需求及期望效果

　　項目的基本需求以及期望效果分別有以下幾點。

　　基本功能需求

　　對進入快速路的所有車輛進行圖像抓拍和號牌識別;對匝道關閉時進入快速路的所有車輛進行闖紅燈違章抓拍;對工作日早晚高峰進入快速路的外省市牌照車輛進行違章抓拍。

　　設備接入需求

　　把卡口式電子警察設備、以及全景攝像機均接入交警總隊(監(jiān)控中心)，交警總隊按照不同的應用要求接入不同的業(yè)務系統(tǒng)。

　　實時性指標要求

　　數(shù)據(jù)采集本地寫庫的時間小于60ms，中心寫庫的時間小于50ms;用戶對中心內存儲數(shù)據(jù)、圖片信息的直接訪問時延時間小于5s;用戶對外場存儲的圖片信息訪問，要求其平均時延控制在10s之內。

　　準確性指標要求

　　車輛捕獲率和號牌捕獲率：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，斷面車輛號牌捕獲率在95%以上。

　　車輛號牌自動識別正確率：(包括文字、字母、漢字等)白天全識別率應達到90%以上，晚上全識別率應達到85%以上。

　　攝像機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。

　　信息存儲要求

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

　　系統(tǒng)架構

　　為實現(xiàn)交通違法自動記錄及處罰管理，根據(jù)項目的要求，系統(tǒng)設計從結構上劃分，可由入口匝道卡口式電子警察設備、通訊網(wǎng)絡及中心數(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，外部與其相關聯(lián)的系統(tǒng)為車管和駕管系統(tǒng)，向上接入交警總隊控制中心的總平臺，如圖1所示。

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

　　該系統(tǒng)滿足原來需要三套系統(tǒng)實現(xiàn)的三大業(yè)務需求，與其它業(yè)務系統(tǒng)互相配合，能夠最大程度地節(jié)約資源：

　　· 實時上傳牌照識別信息，為車輛號牌識別應用系統(tǒng)提供基礎數(shù)據(jù)，使得分類車輛流量統(tǒng)計、行程時間計算和預測、單車和小區(qū)OD(起訖點)統(tǒng)計計算、區(qū)域集散統(tǒng)計計算等功能成為可能;

　　· 自動檢測匝道開放/關閉狀態(tài)，因主線擁擠或突發(fā)事件而關閉匝道時，按闖紅燈要求抓拍并識別違章闖紅燈車輛，并實時上傳違法信息，使匝道控制系統(tǒng)運作更高效;

　　· 工作日早晚高峰期間，按高架闖禁令要求抓拍并識別違禁駛入匝道的外省市車輛，并實時上傳違法信息，能夠在不影響交通的前提下，對高架闖禁令車輛實施糾違，逐步達到均衡高架和地面車流量的目的。

　　項目特點

　　該項目建設包括對原30套入口匝道闖紅燈電子警察設備的改造和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。原電子警察設備只具有違法抓拍功能，年代較為久遠：前端處理器為普通型工控機，采用Window98操作系統(tǒng)，CPU主頻和內存容量都偏低;采用早期的LED補光燈產(chǎn)品，僅對交通違法車輛補光;線圈檢測板無法滿足車輛捕獲率的要求;下位抓拍軟件不適用于車牌識別，前端設備無車牌識別軟件。為滿足系統(tǒng)要求，原電子警察的前端處理器、補光設備、車檢設備和抓拍設備均進行了更換，與新建設備保持一致。

　　在項目建設過程中，不管是改造還是新建，系統(tǒng)需要實現(xiàn)卡口、闖紅燈電子警察、闖禁令電子警察三個系統(tǒng)的功能，對數(shù)據(jù)準確性和實時性提出了高要求，通過補光提高圖片抓拍質量成為項目建設難點，而系統(tǒng)融合和實時上傳成為本項目的最大特點。

　　抓拍補光

　　車牌識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，而電子警察要求對車輛輪廓清晰可辨，為了提高圖片質量，項目在補光設備的選用經(jīng)歷了多次變更。項目初期選擇在每個高清特寫相機內置LED補光燈，對車牌部位補光比較理想，但夜間車輛輪廓辨別較為困難;后在匝道情報板下方加裝泛光燈，以增強對車輛輪廓的補光，基本能夠同時滿足車牌識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，進一步增加了違章抓拍的頻度，對圖片質量的要求也進一步提高，將內置LED補光燈改為大功率的外置LED補光燈，不僅對車牌補光，同時能加強車輛整體輪廓補光，進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)場級融合。現(xiàn)場前端設備直接對違法車輛生成可作為執(zhí)法依據(jù)的違法記錄、并對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，本項目中將1套設備完全復用達到3套設備的效果。在軟件方面，前端處理軟件實時監(jiān)聽相機數(shù)據(jù)端口、對相機抓拍圖片快速完成識別、不斷檢測紅燈信號、工作日早晚高峰實時判斷車牌類型，根據(jù)不同的信號和車牌類型，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)各自特點進行匹配、合成處理后分別上傳到監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫服務器的不同數(shù)據(jù)庫表，以1套軟件完成了3套軟件的功能。

　　數(shù)據(jù)到達中心服務器后，卡口、闖紅燈和闖禁令不同的應用或管理系統(tǒng)分別從各自對應的數(shù)據(jù)庫表內獲取數(shù)據(jù)，違法圖片通過人工確認后開處罰單。

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

　　實時上傳

　　該項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在本地，往往通過拷貝方式到達監(jiān)控中心，中心無法實時獲取違法數(shù)據(jù)。本項目中77套電子警察設備24小時實時向中心上傳高清抓拍和違法信息，實時響應中心命令、為中心提供高清抓拍和違法圖片，使中心管理系統(tǒng)能夠及時獲取數(shù)據(jù)并進行人工確認。

　　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，可能導致本地設備上傳數(shù)據(jù)因網(wǎng)絡阻塞而失敗。為了保證中心數(shù)據(jù)的完整性，系統(tǒng)在本地設備的前端處理軟件設計了每小時補傳當天上傳失敗的數(shù)據(jù)、零點補傳30天內上傳失敗數(shù)據(jù)的功能，而且不同設備都設置了不同補傳時間點、早晚高峰不補傳的功能。

　　維護計劃

　　為了保證整個系統(tǒng)能提供穩(wěn)定、高效的服務，工作人員可對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控和管理，并設計了運維子系統(tǒng)，包括基礎數(shù)據(jù)管理、定時任務管理、數(shù)據(jù)管理和設備運維管理四個部分?；A數(shù)據(jù)管理用于管理基礎數(shù)據(jù)的增、刪、改、查等操作;定時任務管理提供定時任務管理功能;數(shù)據(jù)管理對數(shù)據(jù)進行存儲管理，以及其他數(shù)據(jù)處理相關的管理，包括：數(shù)據(jù)分區(qū)管理、應用業(yè)務數(shù)據(jù)表維護管理、內外網(wǎng)數(shù)據(jù)交互管理配置界面;設備運維管理提供設備運行狀態(tài)的監(jiān)測管理，同時提供運管人員設備檢測操作，用戶可根據(jù)相關設備狀態(tài)監(jiān)測界面所展示的設備狀態(tài)信息，快速定位設備異常、故障發(fā)生位置等，找到故障原因，及時排除問題，從而保證了系統(tǒng)的高效運行。