1、 系统概述
道路交通管理系统中的“电子警察”是随着科技的发展而产生的,是一个时代的产物。它作为现代道路交通安全管理的有效手段,为公安交通管理部门加强交通违法车辆抓拍、实现道路实时视频监控、实时采集交通数据提供了重要的科技依据,也为综合利用管理信息平台、全方位加强交通信息诱导提供了保障,电子警察能有效遏制交通违法行为,规范路面行车秩序,缓解警力不足与交通需求迅速增长的交通矛盾、交通拥堵及交通事故高发等问题,它已成为道路交通管理队五中必不可少的重要一员,以充分发挥它的准确、公正的执法作用。
2、设计原则
基于系统功能和性能的要求,本系统的设计遵循以下原则:
(一)可靠性
考虑系统全天候实时性需求,系统将具备7*24小时连续不间断运行的能力,系统设计从运行环境、网络通讯、采集识别等多个技术方面充分考虑系统的高可靠性,选用高集成设备,采用自动检测、自动报警、自动监控、冗余配置、集群、负载均衡等技术来有效地保证系统的高可用性和可靠性。
对于系统中核心的控制主机及检测软件、管理软件等,支持掉电恢复后设备及软件自动恢复正常连接、断网或网络风暴恢复后设备及软件自动恢复正常连接,启动过程无需人工干预。
(二)先进性
设备选型、技术运用等方面在实用性基础上,将充分考虑一定的前瞻性。适应业务、运行及技术条件等外部环境的变化,利用电子警察和交通卡口的成熟经验和技术,充分结合视频图像处理技术的跨越性发展等,实现向治安卡口的突破性发展,提高系统的综合利用效率,为治安、刑侦、交通等业务提供综合服务,避免投入即陷入技术落后,且规避因业务、运行环境的变化而造成系统大范围调整的可能。
(三)可扩展性
考虑到以后的需求会不断增加,系统建设的数量将随之扩大,系统架构和系统平台都将具备灵活且经济的扩充性,能够很好地随业务系统未来的扩充和变化进行横向或纵向的扩展,并且能够具备动态调整资源的能力,根据业务系统实际运行状况及时地调整和分配有限的系统资源,提高资源的利用率。
(四)安全性
确保系统具有防破坏和防入侵的安全性功能,考虑防雷击、断电和人为破坏,软件不受病毒感染、黑客攻击,具有高度的安全和保密性。
系统还具有防误操作特性,有较强的抗干扰、抗静电能力,同时提供数据备份、恢复措施。提供用户等级权限保护,有效排除人为因素的干扰。
(五)节能性
卡口系统前端设备点众多。为最大程度上降低工程建设与后期运行维护成本,前端设备采用集成度高、功耗小的机电设备,在设备选购时,相同性价比的前提下,选用功耗更低更节能的产品。
(六)标准化及开放性
系统可能与公安网、智能交通网等多个外部系统进行数据交互,以及外场接入中心系统,因此将遵循规范和安全的数据通讯协议和接口,参照的各种设计规范、技术指标均符合国际标准和工业标准,,实现系统间的互联、互通及系统整合保证系统的开放性和系统的功能扩展要求。
3、遵循的技术规范及标准
《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》GA/T497-2009;
《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》GA/T832-2009;
《机动车号牌图像自动识别技术规范》GA/T833-2009;
《闯红灯自动记录系统通用技术条件》GA/T 496-2009;
《机动车测速仪》GB/T 21255-2007;
《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》GA/T651-2006;
《公安交通管理外场设备基础施工通用要求》GA/T652-2006;
《城市公安指挥中心技术系统设备配置建议》GA099-1996;
《公安移动通讯网警用自动级规范》GA176-1998;
《计算机软件开发规范》(GB8566-88)。
4、系统组成及配置
4.1系统组成
电子警察前端系统主要组成为控制主机、高清抓拍摄像机、辅助照明设备、检测设备、软件及设备基础设施等,前端设置的高清晰摄像机、控制主机完成了违法判断、图像抓拍到图片信息采集等处理的一个完整过程。设备安装在外场路段,通过前端管理软件实现全天候不间断的对检测目标的图片抓拍和信息处理、存储、通信等功能,所有信息在前端控制主机内进行存储,并由专用通信软件将获取的所有信息实时传递给信息中心。
4.2系统配置
(1)对应每一个检测车道,设置一组检测线圈及检测器,用以抓拍触发和检测交通参数;
(2)对应至多每三个检测车道,配置一台高清摄像机,用以进行违法取证;
(3)每台摄像机配以辅助光源,确保低照度条件下抓拍的图像能清晰地分辨车辆轮廓和车牌号码;
(4)每个监控点配置1台控制主机及1台设备运行检测控制器;
(5)每个监控点配置1套网络通讯设备,如工业网络交换机和光纤收发器,具体配置数量根据现场情况而定;
(6)对于闯红灯电子警察,每个监控点配一套红灯信号器。
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指 标 |
图像传感器 |
500万像素1/1.8英寸彩色逐行扫描CCD |
检测方式 |
支持线圈检测/视频检测/雷达检测 |
有效像素 |
2448(H)×2048(V) |
像素尺寸 |
3.45µm×3.45µm |
信号输出 |
JPEG |
帧率 |
10帧/秒 |
曝光时间 |
1微秒至125毫秒可编程,逐微秒可调 |
增益 |
可调节范围0dB~36dB,可自动/手动/编程控制 |
白平衡 |
可自动/手动/编程控制 |
触发方式 |
外部上升沿/下降沿/串口/网口 |
最短触发延时 |
5ms |
最短触发间隔 |
100ms |
补光同步 |
2路光耦隔离无源输出 |
镜头接口 |
CS接口 |
AD 采样精度 |
14位 |
图像格式 |
Bayer/RGB/YUV原始图像,JPEG压缩图像 |
视频图像格式 |
Motion-JPEG视频流和高清H.264视频流 |
传输接口 |
RJ45,100Mbps TCP/IP |
功耗 |
启用H.264时9W,关闭H.264时7.5W |
平均无故障时间 |
10000小时以上 |
工作温度 |
-40℃~+80℃ |
工作湿度 |
小于90% |
注:高清镜头根据现场情况配置。
光灯,采用可控窄脉冲高亮度LED灯补光方式,能够与摄像机同步触发。
LD-MLS外置型LED补光灯的主要技术指标如下:
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指 标 |
闪光时间 |
0.4ms |
两次闪光最小时间间隔 |
不大于0.5s |
寿命 |
500万次闪光 |
闪光有效距离 |
不小于25米 |
聚光性能 |
20米处光主径大小Φ4m |
色温 |
5600K |
平均功耗 |
不大于5W |
环境 |
温度 -20ºC~70ºC,湿度 93±2% |
防护等级 |
IP66 |
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指 标 |
误检率 |
小于5‰ |
检测车速 |
0-250Km/h |
响应时间 |
<5mS |
功耗 |
<2.5W |
电源 |
AC220V,50Hz |
灵敏度 |
8级可调 |
工作频率 |
25-130KHz |
最大馈线长度 |
400m |
绝缘电阻 |
≥100MΩ |
平均无故障工作时间 |
≥20000小时 |
7.4.2交通参数检测器
本公司自主研发的MD16交通参数检测器,用于货车闯禁行电子警察。该检测器技术先进,运行可靠,抗干扰强,分布式模块化多节点结构,使用方便,功能特点:
(1) 能检测出二轮以上所有类型的机动车
(2) 提供每一车道的车辆数、车头时距、平均速度和时间占有率等交通参数
(3) 标准配置支持4-32通道数据检测,并可扩充
(4) 灵活改变每个车道车辆检测方向
(5) 支持波形检测、状态检测和车型检测
(6) 能按监控系统要求的时间间隔进行车流量、平均速度、占有率的统计
(7) 内置快速32M板载存储器,可根据用户数据存储要求进行扩充
(8) 装备SD/MMC智能存储卡接口,支持软件升级和日常数据维护
(9) 提供光隔RS232/RS485/RS422端口,传输速率1200-115200bps用户可选
(10) 可选的TCP/IP端口,最高可支持10Mbps的传输速率
(11) 通讯协议采用国际主流的MODBUS工业标准
(12) 能检测主机工作状态、检测单元工作状态
(13) 能检测设备工作温度、设备开门报警等状态信息
主要技术参数:
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指 标 |
车流量检测精度 |
≥99% |
车型检测精度 |
≥90%(交通部标准9类车型) |
车速检测精度 |
≥95% |
测速范围 |
0~250km/h |
电源输入 |
220VAC±20%,50±2Hz,功耗<50W |
环境温度 |
-40~+85% |
防护等级 |
IP65 |
防雷电 |
良好的防雷电措施 |
抗干扰 |
电脉冲干扰防护及静电干扰防护符合IEC801-II3级以上严酷等级 |
7.5控制主机
本公司自主研发的CD-LINUX控制器,性能特点如下:
1)采用高可靠、低功耗的嵌入式工业计算机,无金手指接插件,全部采用钽电容,机壳表面散热形式(无风扇设计),可以在野外高污染、多尘、高低温的恶劣环境下长时间可靠工作。
2)操作系统采用嵌入式操作系统,如Linux系统,,并且在断电恢复后能够迅速自启动。
3)单台控制主机具有6条机动车道,并能够循环保存30天的车道处理信息,每条记录包括一张图片和相关数据信息,每张图片约280K,数据平均约900bytes,约150万条记录。
4)可以通过通信网络由中心系统进行控制、设置和管理,可以由中心系统编辑修改本地数据库的表格、各种传输参数、运行参数、以及检测门限等;前端的软件升级可以由中心系统集中管理和远程控制实现。
5)系统故障检测功能,能识别检测摄像机的故障状态和前端设备的故障状态,并实时回报中心计算机系统。
6)在通信中断时,能完整保存相关信息,一旦通信恢复正常,设备能自动恢复上传信息的功能。
其主要技术指标如下:
参 数 |
指 标 |
处理器 |
Intel Core Duo/Core 2Duo processor |
操作系统 |
嵌入式Linux |
内存 |
2G |
存储设备 |
2.5”HDD(320G) |
平均无故障时间 |
MTBF ≥ 30000小时 |
平均修复时间 |
MTTR ≤ 10分钟 |
接口 |
2×10/100Mbps+4×RS232 |
电 源 |
DC 10V-28V |
功 耗 |
<37W |
工作环境温度 |
﹣20℃~60℃ |
工作湿度 |
<95%(无凝露) |
机箱防护等级 |
IP65 |
7.6设备运行检测控制器
本公司自主研发的QD RDCU设备运行检测控制器,检测每个设备的运行状态、前端设备箱开门检测、异常开门报警、断线检测以及剧烈振动检测、柜内温度检测等,具体指标:
参 数 |
指 标 |
后备供电电池 |
DC12V,1.2Ah |
通讯口保护 |
抗静电、抗浪涌 |
通讯制式 |
RS485半双工双向总线通讯,9600bps(可选),Modbus协议 |
监测温度范围 |
-40℃~+125℃ |
设备供电电源输出 |
38路开关量控制,负载最大可为24VDC(5A)或250VAC(5A) |
设备电流检测范围 |
0~1A |
实时时钟 |
±2.17ppm |
网口通讯(可选) |
10M/100M自适应,TCP/IP协议 |
功 耗 |
<2.5W |
7.7以太网交换机
100米以内的近距离网络通讯选用恒启HES8M型工业级以太网交换机,其主要技术指标如下:
l 10/100BaseT(X)(RJ45)
l 支持IEEE802.3/802.3u/802.3x
l IP30金属外壳
l 工作温度-40~+75°C(宽温)
l 电气特性:DC12-36V,15W;AC10-24V,15VA,47-63Hz
7.8光纤收发器
网络通讯100米以上,选用恒启HEMC2-SFC-S-W、HES10-2G-4SFC-S-W工业级光纤收发器,其主要技术指标如下:
(1)HEMC2-SFC-S-W
l 2个百兆RJ45网口,1个百兆FC光纤接口,单模单纤;
l 结构紧凑,安装方便,即插即用;
l 前端独立式/插卡式,中心插卡式设备,可适应外场安装及中心集中安装;
l 带LED指示,可指示电源、以太网、光路、低速数据状态,方便安装和维护;
l IEEE 标准:802.3 10Base-T Ethernet
802.3x Flow Control and Back Pressure
802.3u 100Base-TX and 100Base-FX Fast Ethernet
l 交换方式:存储转发
l MAC 地址:2K
l 最大包:支持1784 字节
l 广播风暴:自动广播风暴抑制
l 流控:全双工流控,半双工背压控制
l 协议:CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Direct)
l 电气特性:DC12-36V,15W;AC10-24V,15VA,47-63Hz
(2)HES10-2G-4SFC-S-W
l 4个百兆RJ45网口,4个百兆FC光纤接口,单模单纤,2对千兆的COMBO口;
l 温度:-40~+75℃
l IEEE 标准:
802.3 10Base-T Ethernet
802.3u 100Base-TX and 100Base-FX Fast Ethernet
802.3x Flow Control and Back Pressure
802.3ab 1000Base-TX
l 交换方式:存储转发
l 流控:全双工流控,半双工背压控制
l MAC 地址:8K
l 协议:CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Direct)
l 广播风暴:自动广播风暴抑制
l 宽压、冗余:双路宽压直流和交流电源输入
l 电气特性:DC12-36V,15W;AC10-24V,15VA,47-63Hz