新一代高清電子警察系統的應用解決方案

電子警察系統應用解析

隨著(zhù)機動(dòng)車(chē)輛大規模普及應用，各種涉車(chē)違法事件開(kāi)始滋生蔓延，以此衍生的道路交通安全問(wèn)題日益成為社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展中的一個(gè)重要制約因素。在收集、統計和分析道路交通事故后發(fā)現，大部分交通事故都是由于機動(dòng)車(chē)違法行駛而引起，尤以在交叉路口或路段上機動(dòng)車(chē)闖紅燈、逆行、壓線(xiàn)、不按車(chē)道行駛等造成的事故所占比例最大。建設電子警察系統，對機動(dòng)車(chē)違法行駛行為進(jìn)行不間斷自動(dòng)檢測和記錄，并對其進(jìn)行相應處罰，是遏制機動(dòng)車(chē)違法行駛行為的重要手段。

　　正是由于電警系統有如此重要的作用，因此全國各地都一直非常重視對電警系統的建設，但是很多地方由于建設時(shí)間較早，受限于當時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平，已建的電警系統存在諸多問(wèn)題：

　　首先，圖像質(zhì)量差、視野窄，嚴重影響了系統的整體性能。模擬攝像機約40萬(wàn)像素的圖像質(zhì)量，限制了抓拍圖片的視野以及清晰度。當需要拍清車(chē)牌時(shí)，無(wú)法拍到整個(gè)車(chē)身；而拍到了整個(gè)車(chē)身卻看不清車(chē)牌，因此單個(gè)相機最多只能負責一個(gè)車(chē)道，往往造成一根桿子上需要架設多個(gè)攝像機，引起施工安裝以及設備維護的不便；同時(shí)模糊的圖像也對案件偵破或者違章處罰的事后取證帶來(lái)了不便；

　　其次，現有的電警系統檢測模式多還停留在采用地感線(xiàn)圈檢測車(chē)輛以及使用獨立的紅綠燈檢測器來(lái)檢測交通信號。這兩種行為不僅會(huì )對路面造成破壞，增加施工成本與難度；同時(shí)受限于日后因道路破損造成的線(xiàn)材損壞等，將會(huì )給系統的正常運行帶來(lái)許多不確定因素。同時(shí)采用地感線(xiàn)圈僅能單一地識別闖紅燈行為，而無(wú)法應對逆行、壓線(xiàn)、不按規定車(chē)道行駛等違法駕駛行為；

　　此外，現有的電警系統功能較為單一，對各類(lèi)數據的分析和應用能力不足。僅僅具備過(guò)車(chē)抓拍、識別與闖紅燈記錄的系統已不能滿(mǎn)足現代化的警務(wù)工作需求。

　　為此，很多地方希望建設新一代高清電子警察系統，并要整合接入原有點(diǎn)，新建的電警系統除了要實(shí)現卡口功能、違法記錄等功能之外，還要預留相應接口，可與上級電警平臺、警綜系統、PGIS系統等關(guān)聯(lián)對接，實(shí)現車(chē)輛信息的共享，布控信息的接收與響應等。

　　新一代高清電子警察系統由前端子系統、傳輸網(wǎng)絡(luò )、中心管理平臺以及現有的電警系統組成。

　　前端子系統包含高清特寫(xiě)攝像機、高清全景攝像機、補光設備、智能電警主機等設備：

　　高清特寫(xiě)攝像機用于對過(guò)車(chē)的實(shí)時(shí)抓拍，并將抓拍圖片上傳給智能電警主機。相較于40萬(wàn)像素的標清攝像機，每臺高清特寫(xiě)攝像機最多可以覆蓋三個(gè)車(chē)道，且抓拍圖片可詳盡展示車(chē)牌、車(chē)型等車(chē)輛細節與整個(gè)違法過(guò)程。抓拍攝像機同時(shí)也可為視頻檢測提供圖像基礎，采用視頻檢測可省去地感線(xiàn)圈、車(chē)輛檢測器以及交通信號檢測器，這樣就避免了對路面的破壞，也節約了建設成本與維護成本；

　　高清全景攝像機用于對道路的實(shí)時(shí)視頻監控?？筛鶕?shí)際應用的路口環(huán)境，采用槍機或球機，方便用戶(hù)全方位根據需要查看該監控點(diǎn)附近的情況。全景視頻主要反映整個(gè)卡口斷面的宏觀(guān)情況；

　　兩者相結合可為取證提供更豐富、更準確的信息。

　　補光設備包括頻閃燈以及長(cháng)明燈。頻閃燈用于視頻檢測補光以及車(chē)輛抓拍補光，長(cháng)明燈用于全景錄像補光。每個(gè)車(chē)道配一臺頻閃燈，每個(gè)方向配一臺長(cháng)明燈；

　　隨著(zhù)視頻檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，電子警察系統已逐漸告別了線(xiàn)圈設備，離開(kāi)了線(xiàn)圈，如何觸發(fā)抓拍攝像機進(jìn)行準確地抓拍成為了一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。視頻檢測技術(shù)，顧名思義，是通過(guò)攝像機所采集到的視頻圖像來(lái)進(jìn)行智能分析，從而進(jìn)行后續處理。攝像機要能夠采集到理想的圖像資源，就離不開(kāi)外部光照的配合，在白天，自然光照夠理想，便完全不需要額外的光照，到了夜晚，通過(guò)配置智能頻閃燈即可解決光照問(wèn)題。智能頻閃燈可通過(guò)現今的智能頻閃技術(shù)，完全自適應攝像機的幀率，既當每次攝像機打開(kāi)它的快門(mén)的時(shí)候，頻閃燈總能提供一次足夠光照，來(lái)滿(mǎn)足攝像機對圖像的采集。這樣就可支持視頻檢測算法準確地定位車(chē)輛、車(chē)牌等的位置，進(jìn)行精確的抓拍觸發(fā)。

智能電子警察系統功能

智能電警主機用于車(chē)輛信息（車(chē)身顏色、車(chē)型、車(chē)牌、車(chē)牌顏色等）的智能識別，并負責將前端的抓拍圖片、車(chē)輛信息等匯聚上傳給中心平臺。每個(gè)特寫(xiě)攝像機配置一臺智能電警主機；早先的電警主機還依賴(lài)于工控機，現在基本已用嵌入式設備所取代，嵌入式設備相比于工控機擁有更穩定、高效、防病毒、耐高低溫等特點(diǎn)。

　　系統各前端與平臺間采用光纖傳輸的方式，如果前端與平臺不在一張網(wǎng)內，例如前端在視頻專(zhuān)網(wǎng)，平臺在公安專(zhuān)網(wǎng)，那么就要考慮安全接入等設備。帶寬大小設計不小于并發(fā)傳輸多路視頻碼流與圖片的帶寬，同時(shí)預留20%冗余，以保證數據傳輸的流暢性，一般，采用200萬(wàn)像素的攝像機，單張抓拍圖片大小在400KB左右，格式為JPEG；720P的視頻采用最新的H.264編碼格式，需要2Mbps左右的帶寬。

　　中心管理平臺包含視頻管理服務(wù)器、IPSAN存儲磁盤(pán)陣列、應用服務(wù)器、WEB服務(wù)器、數據庫服務(wù)器等設備：

　　IPSAN存儲磁盤(pán)陣列可提供大容量、高性能、高可靠的視頻錄像以及圖片集中存儲。本設備支持RAID5等數據安全技術(shù)，可確保錄像數據的安全可靠；

　　應用服務(wù)器：用于接收來(lái)自前端數據采集部分的數據并對其數據進(jìn)行比對處理，處理后的信息和圖片保存到數據庫服務(wù)器內；

　　WEB服務(wù)器：響應用戶(hù)遠程請求，提供用戶(hù)在線(xiàn)數據查詢(xún)、在線(xiàn)數據統計、遠程維護管理等遠程服務(wù)功能；

　　數據庫服務(wù)器：提供數據庫管理軟件的安裝平臺，控制對數據庫管理系統數據訪(fǎng)問(wèn)權限、為數據查詢(xún)、統計及運算等數據操作提供內存空間。

　　通過(guò)前端所傳輸來(lái)的各類(lèi)圖像及車(chē)輛信息，后臺管理系統可實(shí)現多項業(yè)務(wù)功能：

　　實(shí)時(shí)監控：實(shí)時(shí)監控包括實(shí)時(shí)過(guò)車(chē)抓拍圖片以及監控錄像的監控。對于正常過(guò)車(chē)，系統具備卡口功能，即對每輛過(guò)車(chē)進(jìn)行抓拍識別，對于違法車(chē)輛，系統可抓拍多張圖片，記錄車(chē)輛的違法過(guò)程；同時(shí)，監控錄像可記錄車(chē)輛路過(guò)路口的整個(gè)過(guò)程。

　　圖像關(guān)聯(lián)：在傳統的電警系統當中，抓拍圖片與監控錄像間是沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)的，這樣，整個(gè)取證的操作將變得非常的繁瑣。新一代高清電警系統可實(shí)現由抓拍圖片直接關(guān)聯(lián)獲取監控錄像的功能，從而使得取證操作更簡(jiǎn)便，取證內容更豐富。

　　違法處罰：通過(guò)采用視頻檢測技術(shù)，新一代的高清電警系統除了可記錄闖紅燈、逆行、超速等之外，還可識別壓線(xiàn)、違法變道等行為。此外，通過(guò)系統平臺與相關(guān)數據庫之間的對接分析，系統可識別是否有車(chē)輛駛入專(zhuān)用車(chē)道，例如私家車(chē)或其他車(chē)輛駛入公交專(zhuān)用車(chē)道。對于以上種種違法行為，系統均可將記錄信息提交給處罰系統，用作處罰依據，進(jìn)而有效遏制違法駕駛行為。

　　統計分析：系統可對車(chē)流量、車(chē)輛旅行時(shí)間、報警車(chē)輛、車(chē)輛違法率、車(chē)輛識別率等進(jìn)行統計，幫助交警部門(mén)獲得準確的道路車(chē)輛信息以及某個(gè)路口或者區域的道路公共安全情況。

　　布控管理：智能電警系統均具備卡口功能，因此可通過(guò)布控管理，來(lái)快速獲取涉案車(chē)輛或盜搶車(chē)輛的最新位置等情報，幫助有關(guān)部門(mén)偵破涉車(chē)案件。

　　綜合查詢(xún)：系統提供精確查詢(xún)、模糊查詢(xún)、復合條件查詢(xún)等多種數據查詢(xún)功能?？刹樵?xún)信息類(lèi)型包括：車(chē)輛信息查詢(xún)、布控信息查詢(xún)、違章車(chē)輛查詢(xún)、異常牌照查詢(xún)等。查詢(xún)結果可以以報表形式輸出。

　　系統管理：系統可實(shí)現用戶(hù)信息的添加刪除以及根據用戶(hù)的級別、業(yè)務(wù)種類(lèi)、不同的區域等分配其對不同資源的不同操作權限。此外系統可遠程實(shí)現對主要設備的入網(wǎng)設置、設備參數配置、遠程控制、工作狀態(tài)檢測、設備重啟、故障診斷處理等，為用戶(hù)全面掌握各種設備運行情況和網(wǎng)絡(luò )傳輸狀態(tài)等提供有力的檢測手段。

　　此外，平臺通過(guò)共享數據庫的方式接入原有的電警系統，實(shí)現無(wú)縫整合。同時(shí)平臺可提供友好的外部接口，可與上級電警平臺、警綜系統、PGIS系統等關(guān)聯(lián)對接，實(shí)現更大范圍的業(yè)務(wù)功能。

電子警察系統應用優(yōu)勢

應用優(yōu)勢

　　通過(guò)以上的設計，新一代高清電子警察系統除了可以實(shí)現實(shí)時(shí)監控、車(chē)輛捕獲、闖紅燈記錄、統計查詢(xún)等基本功能外，還擁有如下應用優(yōu)勢。

　　全天候高清晰圖片拍攝

　　系統采用200萬(wàn)像素以上的高清攝像機進(jìn)行過(guò)車(chē)圖像的抓拍，圖像質(zhì)量可達1600*1200像素以上。同時(shí)通過(guò)先進(jìn)的自動(dòng)成像控制技術(shù)配合智能補光燈，可實(shí)現在強順光、強逆光、夜間等各種光照條件下，對機動(dòng)車(chē)車(chē)牌、車(chē)型等進(jìn)行全天候有效識別。單臺攝像機可完美覆蓋三車(chē)道，有效減少了攝像機數量，降低了施工以及維護難度。

　　先進(jìn)的視頻檢測技術(shù)

　　系統采用視頻紅燈檢測，能精確區分紅燈、黃燈、綠燈，包括箭頭標識。無(wú)須接紅綠燈信號，消除了施工困難。同時(shí)采用視頻車(chē)輛檢測，無(wú)須地感線(xiàn)圈。能精確跟蹤車(chē)輛軌跡，判斷車(chē)輛直行、逆行、左右轉方向，車(chē)輛在停車(chē)線(xiàn)前、壓線(xiàn)、越線(xiàn)情況，以及車(chē)輛壓車(chē)道分隔線(xiàn)行駛情況。既避免了對路面的破壞，又加強了系統記錄違法駕駛行為的能力。

　　強大的系統整合能力

　　系統可進(jìn)行多級級聯(lián)部署，滿(mǎn)足建設覆蓋全省的電警系統的需求，同時(shí)具有友好的接口，可與其他系統實(shí)現無(wú)縫對接：一，可整合多廠(chǎng)商的電警系統，使現有資源得到充分利用，節約建設成本；二，可整合路口周邊的監控資源，實(shí)現電子警察與道路監控相結合的智能交通管理；三，可將數據信息提供給其他公安信息系統，實(shí)現信息共享。

　　強大的數據分析能力

　　系統可根據前端獲取的各類(lèi)資源以及與其他系統的關(guān)聯(lián)，挖掘獲取等多的業(yè)務(wù)。例如可根據歷史車(chē)流量統計數據，預測實(shí)時(shí)道路擁堵情況，提前實(shí)現交通疏導；根據歷史路口間通行時(shí)間，預測到達目的地時(shí)間；根據車(chē)輛違法分布情況，針對重點(diǎn)路口加大警力查處；根據全方位掌握區域車(chē)輛情況，快速定位車(chē)輛違法點(diǎn)，給快速破案提供技術(shù)支撐，實(shí)現區域管理等。

　　未來(lái)發(fā)展方向

　　新一代電警系統在成像質(zhì)量、車(chē)輛捕獲率、違法識別率等方面較之前的電警系統已有了質(zhì)的飛躍，但是相信隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采用更高像素的攝像機（500萬(wàn)甚至更高）也是必然，同時(shí)抓拍攝像機與全景攝像機合二為一也將是業(yè)界的一個(gè)趨勢。另外，伴隨智能技術(shù)的不斷提高，對于車(chē)輛“行為”的識別將不僅僅停留在闖紅燈、逆行、壓線(xiàn)等等，對車(chē)輛拋灑物、交通事故、車(chē)輛排隊擁堵等“事件”的檢測也是近在咫尺的了。

　　此外，無(wú)論電警或是卡口系統，如何對前端獲取的原始數據進(jìn)行深入分析，挖掘各種有助于破獲涉車(chē)案件、加強道路管理的信息已成為智能交通系統的必然發(fā)展方向。