近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)普及發(fā)展進(jìn)程不斷加快，機(jī)動(dòng)車(chē)社會(huì)保有量與日俱增，道路供給與交通需求之間的矛盾日益尖銳。交管部門(mén)希望通過(guò)利用先進(jìn)的智能交通系統(tǒng)來(lái)有效地提高交通管理水平，緩解警力不足帶來(lái)的困難，實(shí)現(xiàn)“科技強(qiáng)警”，提高現(xiàn)有執(zhí)法水平，為促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供良好的道路交通環(huán)境。

　　電子警察與交通治安卡口系統(tǒng)作為先進(jìn)的“科技強(qiáng)警”手段之一，日益發(fā)揮其重大作用，尤其在規(guī)范道路交通行駛，治安偵破等方面取得了有目共睹的成效。電子警察系統(tǒng)主要目的在于制止交通違章，規(guī)范車(chē)輛行駛，為整治車(chē)輛違章提供全天候、嚴(yán)格且可行的解決方案。

　　而卡口系統(tǒng)主要服務(wù)于交通治安管理，國(guó)安安保，公安刑偵等不同業(yè)務(wù)部門(mén)，提供完整、清晰、有效的取證依據(jù)。

　　國(guó)內(nèi)的"電子警察"和卡口系統(tǒng)從最初的90年代初期發(fā)展至今，目前市面上的產(chǎn)品種類(lèi)繁多，針對(duì)不同的用戶對(duì)象和應(yīng)用環(huán)境，有不同的組成配置、安裝方式和功能特點(diǎn)。由于技術(shù)發(fā)展水平的不斷提高，各種新技術(shù)的發(fā)展和成熟也日漸被應(yīng)用到智能交通領(lǐng)域，引領(lǐng)了智能交通的技術(shù)革命，極大地促進(jìn)了智能交通行業(yè)的大發(fā)展。

　　然而，現(xiàn)有電子警察與卡口系統(tǒng)存在著的問(wèn)題也相當(dāng)多，特別是在早期建設(shè)的系統(tǒng)中，問(wèn)題顯得尤為突出，如圖像的清晰度不高，導(dǎo)致車(chē)牌識(shí)別率不能得到有效保證、前端設(shè)備大多采用工控機(jī)模式，環(huán)境適應(yīng)能力與系統(tǒng)穩(wěn)定性差，全天候工作能力有限，系統(tǒng)部署和運(yùn)行維護(hù)較復(fù)雜等。

　　隨著數(shù)字化、高清化和IP網(wǎng)絡(luò)化的各種攝像技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)智能交通領(lǐng)域各種智能化監(jiān)測(cè)設(shè)備的更新?lián)Q代，智能交通系統(tǒng)正逐步由標(biāo)清向高清、嵌入式一體化時(shí)代邁進(jìn)。

　　作為中國(guó)智能交通產(chǎn)品主要供應(yīng)商之一的大華股份， 一直致力于智能交通產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售與服務(wù)，是中國(guó)最具技術(shù)水平和規(guī)模實(shí)力的智能交通產(chǎn)品研發(fā)制造商之一。大華股份早在2006年進(jìn)入智能交通領(lǐng)域，歷經(jīng)五年多時(shí)間的發(fā)展，憑借在音視頻領(lǐng)域的強(qiáng)大技術(shù)實(shí)力以及對(duì)交通行業(yè)的不斷深入認(rèn)識(shí)和探索，逐漸形成并推出了全自主開(kāi)發(fā)的基于嵌入式系統(tǒng)的高清電子警察以及卡口系統(tǒng)整體解決方案。

　　大華股份高清電子警察與卡口系統(tǒng)主要設(shè)備由嵌入式一體化抓拍攝像機(jī)、補(bǔ)光單元、車(chē)輛檢測(cè)單元、信號(hào)檢測(cè)器單元、光傳輸設(shè)備等部分組成，系統(tǒng)核心設(shè)備為嵌入式一體化攝像機(jī)，該攝像機(jī)為自主研發(fā)，采用LINUX操作系統(tǒng)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，集抓拍、錄像、壓縮、傳輸于一體，前端無(wú)需放置工控機(jī)，每個(gè)車(chē)道攝像機(jī)都能獨(dú)立正常工作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，它相比于工控機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更能滿足智能交通產(chǎn)品在室外全天候24小時(shí)不間斷的工作要求。

　　系統(tǒng)主要由前端采集子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)、中心管理子系統(tǒng)三部分組成，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖如下：

　　圖一、卡口系統(tǒng)示意圖

　　圖二、電子警察系統(tǒng)示意圖

　　前端采集子系統(tǒng)：對(duì)經(jīng)過(guò)路口的違章車(chē)輛進(jìn)行抓拍，獲得車(chē)輛圖像，并自動(dòng)實(shí)時(shí)地識(shí)別車(chē)牌字符，記錄下車(chē)輛經(jīng)過(guò)的時(shí)間、車(chē)牌號(hào)、方向等數(shù)據(jù);并全部匯入網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)，傳輸至中心管理平臺(tái)。

　　網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)：主要實(shí)現(xiàn)前端采集部分和指揮中心管理部分的數(shù)據(jù)和圖像信息的傳輸。系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，支持以太網(wǎng)、光纖等多種傳輸方式。

　　中心管理子系統(tǒng)：中心管理子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)前端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控、抓拍圖像和數(shù)據(jù)的處理、可疑黑名單車(chē)輛的布控，圖片和視頻的集中存儲(chǔ)，圖片視頻的關(guān)聯(lián)以及違章車(chē)輛的處罰等工作，并充分考慮與其它交通管理軟件系統(tǒng)的接口兼容問(wèn)題。

　　大華股份在業(yè)內(nèi)率先提出了基于嵌入式一體化設(shè)計(jì)的理念，并推出了多項(xiàng)全自主開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)如下：

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　　一、前端采集單元設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)前端高清相機(jī)全系列采用一體化嵌入式設(shè)計(jì)，感光器件全部采用高靈敏度、高信噪比百萬(wàn)像素CCD，集數(shù)據(jù)采集、視頻編碼、數(shù)據(jù)分析、圖片存儲(chǔ)為一體，無(wú)需工控機(jī)，功耗低，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

　　l 支持高清高幀率H.264與MJPEG碼流輸出

　　硬件上采用強(qiáng)大的高性能嵌入式DSP處理器，實(shí)現(xiàn)高清視頻編碼，支持H.264與MJPEG雙碼流輸出，在保證圖片抓拍的同時(shí)能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)錄像功能。

　　MJPEG是一種簡(jiǎn)單的幀內(nèi)JPEG壓縮，壓縮圖像質(zhì)量較好，在畫(huà)面變動(dòng)情況下無(wú)馬賽克，但是由于這種壓縮本身技術(shù)限制，無(wú)法做到較大的壓縮比，會(huì)耗費(fèi)大量的硬盤(pán)容量和帶寬，不適合長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)錄像。而H.264編碼具有較高的壓縮比，且網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)，具備差錯(cuò)恢復(fù)能力，能夠很好地適應(yīng)IP 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。因此將MJPEG和H.264編碼結(jié)合，高清錄像與圖像抓拍功能同時(shí)實(shí)現(xiàn)，互不影響，既能滿足輸出高清圖片用于執(zhí)法取證，又能很好地滿足了對(duì)高清視頻監(jiān)控的需求。

　　l 利用先進(jìn)的ISP技術(shù)，不斷提升圖像質(zhì)量

　　具備自動(dòng)曝光，自動(dòng)白平衡，色彩平衡，圖像去噪，壞點(diǎn)補(bǔ)償、偽色消除、背光補(bǔ)償，飽和度，對(duì)比度，亮度調(diào)整，邊緣增強(qiáng)，伽瑪校正，鏡頭畸變校正，暗角校正等大量先進(jìn)圖像處理技術(shù)，對(duì)采集圖像進(jìn)行優(yōu)化處理，最大限度地保證輸出高品質(zhì)的圖像質(zhì)量。

　　l 內(nèi)置強(qiáng)大的智能化分析算法

　　利用主頻高達(dá)900MHz的DSP實(shí)現(xiàn)對(duì)前端采集視頻數(shù)據(jù)的智能化分析檢測(cè)，具備對(duì)車(chē)輛檢測(cè)，號(hào)牌識(shí)別，交通事件行為分析等各項(xiàng)智能化算法，使用了紋理加模型的檢測(cè)算法，具有定位精準(zhǔn)，識(shí)別速度快，識(shí)別精度高，誤識(shí)率低等特點(diǎn)。

　　l 支持信號(hào)燈相位同步，保證紅綠燈色彩還原的真實(shí)性

　　內(nèi)置電源相位同步功能，實(shí)現(xiàn)交流電源輸入的垂直同步，防止因信號(hào)燈相位與相機(jī)基準(zhǔn)時(shí)鐘不同步而引起的誤抓拍，有效防止相位不同步而引起的信號(hào)燈無(wú)色和偏色，最大程度地保證了取證圖像的合理性和有效性。

　　l 支持多種觸發(fā)方式的接入，適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求

　　具備多種抓拍觸發(fā)輸入接口，可實(shí)現(xiàn)對(duì)外部不同檢測(cè)方式的快速響應(yīng)，如線圈車(chē)檢器、雷達(dá)等。同時(shí)還具備視頻觸發(fā)功能，實(shí)現(xiàn)虛擬線圈的功能，可根據(jù)不同的需求靈活進(jìn)行配置，以滿足各種不同的應(yīng)用。

　　l 低功耗，無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)

　　全系列高清相機(jī)采用鋁鑄散熱鰭片設(shè)計(jì)，無(wú)內(nèi)置風(fēng)扇，具有超強(qiáng)的散熱性能，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，能在-30℃～+70℃溫度范圍下保持正常工作，滿足全天候24小時(shí)工作的要求。

　　l 數(shù)字水印，圖片防篡改

　　全系列高清相機(jī)內(nèi)置圖片防篡改功能，利用數(shù)字水印技術(shù)，將重要特征標(biāo)識(shí)信息直接嵌入圖象流中，從源頭就有效地杜絕了圖片被纂改的可能，充分保證了取證信息的準(zhǔn)確可靠。

　　二、前端存儲(chǔ)單元設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)支持前端大容量存儲(chǔ)，用于緩解因網(wǎng)絡(luò)故障或其他系統(tǒng)故障造成的通訊異常而引起的視頻和圖片數(shù)據(jù)丟失，從而造成后期取證以及處罰困難。

　　l 高清視頻圖片接入存儲(chǔ)

　　前端存儲(chǔ)設(shè)備可接入8路高清視頻圖片輸入，滿足前端多路視頻圖片集中存儲(chǔ)的需求。

　　l 電警圖片合成功能

　　前端設(shè)備具備電警圖片合成功能，在前端便可完成對(duì)多幅圖片的合成，可以大幅度降低中心服務(wù)器的運(yùn)算負(fù)荷，緩解數(shù)據(jù)處理壓力。

　　l 大容量圖片視頻存儲(chǔ)

　　前端存儲(chǔ)設(shè)備具備4個(gè)SATA接口，最大支持4-8TB存儲(chǔ)空間，充分滿足網(wǎng)絡(luò)異常情況下數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)的要求，有效保證因網(wǎng)絡(luò)異常引起的數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，大大地提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　l 網(wǎng)絡(luò)交換傳輸功能

　　前端存儲(chǔ)設(shè)備具備8路百兆網(wǎng)絡(luò)交換功能，2個(gè)千兆以太網(wǎng)接口并且可以通過(guò)模塊轉(zhuǎn)接為光纖通訊接口，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳功能。

　　三、智能化分析技術(shù)

　　自主開(kāi)發(fā)全系列智能分析算法，利用基于車(chē)輛模型的檢測(cè)算法對(duì)過(guò)往車(chē)輛進(jìn)行檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛交通行為的檢測(cè)，如禁左禁右，直闖紅燈，逆行，壓線，變道等行為的檢測(cè)。同時(shí)支持視頻測(cè)速、車(chē)身顏色識(shí)別、視頻觸發(fā)抓拍檢測(cè)、信號(hào)燈狀態(tài)檢測(cè)等功能。使用車(chē)輛模型算法的車(chē)輛檢測(cè)，有效的過(guò)濾路口的行人，自行車(chē)的干擾，抗噪能力強(qiáng)，有效解決攝像機(jī)抖動(dòng)、雨雪天氣和環(huán)境光線變動(dòng)引起的誤報(bào);

　　通過(guò)不同顏色空間的特征提取，使用先進(jìn)的識(shí)別算法識(shí)別出紅綠燈，并利用視頻穩(wěn)定的算法解決紅綠燈晃動(dòng)的影響，在復(fù)雜的情況達(dá)到較高識(shí)別率。

　　違章或故障、事故停車(chē)：在車(chē)道或禁停區(qū)域出現(xiàn)停車(chē)現(xiàn)象，不論是因車(chē)輛故障停車(chē)或違章停車(chē)，都極易發(fā)生危險(xiǎn)或引起交通阻塞，需要及時(shí)進(jìn)行處理，而事故停車(chē)也需要管理部門(mén)及時(shí)知曉并盡快處理以恢復(fù)交通，通過(guò)視頻分析技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)停車(chē)行為，提醒交通管理部門(mén)及時(shí)處理。

　　違章左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)：在某些路口不允許進(jìn)行左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，否則不但容易引起交通阻塞，也容易引起交通事故導(dǎo)致生命財(cái)產(chǎn)的損失，通過(guò)視頻分析技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)違章左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)行為，可以對(duì)這些違章行為進(jìn)行行有效處罰，以提高交通監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的威懾力，從而減少違章行為的發(fā)生。

　　違章變線：在某些路段(如隧道內(nèi))，正在高速行駛的機(jī)動(dòng)車(chē)輛隨意變線是一種違章行為，容易導(dǎo)致交通事故的發(fā)生，應(yīng)該及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。視頻分析技術(shù)通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的行駛軌跡，并與車(chē)道線進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)違章變線行為。

　　壓黃線行駛：在交通法規(guī)中，壓黃線行駛是一種嚴(yán)重的違章行為，應(yīng)該予以嚴(yán)肅處理。視頻分析技術(shù)通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的行駛軌跡，并與黃色分隔線進(jìn)行比較，可以有效地發(fā)展違章壓黃線行駛的行為。

　　違章逆行：在交通法規(guī)中，逆行是一種很?chē)?yán)重的違章行為，不但容易引起交通的混亂，也很容易引起交通事故的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)制止及時(shí)處理。視頻分析技術(shù)通過(guò)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的行駛方向，與正常行駛方向比對(duì)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)違章逆行行為并及時(shí)報(bào)警，提醒交通管理部門(mén)進(jìn)行處理

　　交通流擁堵分析：對(duì)道路上車(chē)輛擁堵的情況進(jìn)行分析，或?qū)崿F(xiàn)信號(hào)燈的最佳控制，以及時(shí)疏導(dǎo)交通流。對(duì)于通過(guò)視頻分析的交通流擁堵分析，不以擁堵車(chē)輛具體數(shù)目為依據(jù)，而往往只需定性地確認(rèn)其擁堵?tīng)顟B(tài)，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈的自動(dòng)控制，縮短暢通方向的綠燈時(shí)間，而將擁堵方向的綠燈時(shí)間延長(zhǎng)，有效地疏導(dǎo)車(chē)流，減少擁堵。

　　占用公交專(zhuān)用道檢測(cè)：對(duì)非公交車(chē)占用公交專(zhuān)用車(chē)道的行為進(jìn)行檢測(cè)，采用固定和移動(dòng)方式對(duì)占用公交車(chē)道的行為進(jìn)行檢測(cè)，判斷當(dāng)前占用公交車(chē)道的車(chē)輛類(lèi)型，并進(jìn)行抓拍存儲(chǔ)，能較好地保證和規(guī)范公交專(zhuān)用車(chē)道的使用，解決因其他車(chē)輛占用公交車(chē)道而引起的道路擁堵。

　　斑馬線禮讓檢測(cè)：對(duì)車(chē)輛在斑馬線前不禮讓行人的行為進(jìn)行檢測(cè)，判斷車(chē)輛在斑馬線前是否減速禮讓行人。對(duì)斑馬線的行人進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)判斷車(chē)輛是否禮讓行人，如遇不禮讓行人的情況，進(jìn)行抓拍處罰，最大限度的規(guī)范車(chē)輛駕駛，保證行人人生安全。

　　四、補(bǔ)光子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　補(bǔ)光燈主要為各種視頻抓拍或檢測(cè)車(chē)牌系統(tǒng)提供輔助光源，主要解決電子警察闖紅燈，卡口系統(tǒng)，出入口的攝像機(jī)經(jīng)常在晚上出現(xiàn)虛焦和圖像昏暗的現(xiàn)象，圖像無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別，目前補(bǔ)光燈普遍存在補(bǔ)光不足，使用壽命短等問(wèn)題。

　　大華股份自主開(kāi)發(fā)的LED補(bǔ)光燈采用進(jìn)口封裝高亮度LED,具有較好的光效比,且平均使用壽命可達(dá)50000小時(shí),分為頻閃和爆閃兩種方式。高清相機(jī)輸出較高頻率的觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制LED燈的閃爍，可在相機(jī)端進(jìn)行頻率設(shè)定，以滿足不同補(bǔ)光的要求。由于LED以較高的頻率閃爍，感覺(jué)常亮,可有效減少對(duì)駕駛員視線干擾。同時(shí)也可以選擇爆方式對(duì)全車(chē)車(chē)貌進(jìn)行補(bǔ)光,配備閃光觸發(fā)接口,可聯(lián)動(dòng)觸發(fā)閃光燈進(jìn)行補(bǔ)光。