智能交通高清卡口式电子警察系统解决方案

智能交通高清卡口式电子警察系统解决方案

摘要：在我国城市化建设快速发展的进程中，平安城市和智能交通体系基础构

建中新增了流量检测、治安卡口、电子警察等职能前端检测系统。传统交通路口

应用前端系统以通用工控机模式为主，业务分离，二新一代交通路口综合应用系

统则以高清视频网络为通信平台、以运动检测和行为特征识别技术为核心、以全

嵌入式SoC系统为基础载体，更具智能和综合优势。

关键词：智能交通；高清卡口；电子警察系统；解决方法

一、系统组成及原理

某个系统方向的前端系统硬件主要包括LED频闪灯、网络高清摄像机、高清

卡口式电警一体机（视频分析卡、选配视频检测卡、线圈车检卡和信号灯检测卡）及相关的网络设备等。在路口的红灯相位时段，判断机动车是否闯红灯是通过

NIF3000型高清卡口式电警一体机中的主控制卡根据车检信号来确定的。判定为

是则控制摄像机连续抓拍3张违法闯红灯车辆图片（1张继续行驶图片+1张线后

图片+1张线前或线间图片）和10~15s的高清视频录象，图片经标示、压缩、合成、加密后存储在SD卡内，通过系统定时或实时通过网络传回至远端数据中心

的电子警察业务服务器，或者是通过人工现场下载待会数据中心服务器，最后由

各个计算机工作站利用闯红灯系统中心管理软件完成图片的录入存储、处罚公告

以及查询工作。系统提供24小时视频录像存储和1920X1080或1600X1200像素

的高清视频流，每个点监控范围在不要求自动识别车辆号牌信息的情况下不超过

3个车道，并且能对车型、车身颜色、车辆号牌等信息做到清晰辨识。系统进行

24小时不间断路口交通流状况的实时监测，生成平均车头时距、平均车头距、平均车长值、平均车速值、平均车道占用率、车辆数等流量信息，按客户配置的时

间间隔定时上传数据。

二、系统特点

1 超低功耗的FPGA+DSP+ ARM全嵌入式一体化设计

高清卡口式电警一体机采用了全嵌入式硬件系统设计，该设计基于

FPGA+DSP+ARM模式，在一个硬件产品中集成了网络传输、信号等检测、车辆检测、图像处理和业务管理等功能，并且能够做到灵活的扩展和配置。采用基于Linux系统平台的嵌入式软件实现服务和流程业务管理，摆脱传统软件+工控机的

设计模式，大幅提升了系统的稳定可靠性和运行效率，实现了业务客户定制功能

的全面化。此外，NIF3000型高清卡口式电警一体机基于FPGA+DSP+ARM模式设计，功耗超低，最大功耗低于20W，仅为工控机模式功耗的五分之一。

2 高精度并行车辆检测技术

有些高清卡口式电警一体机，其车辆检测单元嵌入了自有知识产权的“高精度

并行车辆检测算法”，可全并行检测道路所有车道，有效规避传统轮询检测模式的测速误差大、漏抓、漏检等问题，将系统的实际测速精度提高到±2%以内。在全

国20多个城市当中，采用高精度并行车辆检测算法的车辆检测产品已经得到了

广泛应用，全面替代国外同类产品，其稳定性和成熟型已经得到业界的认可。

3、光纤和3G方式的远程宽带数据传输

采用多通道网络数据通信技术的卡口式电警一体机同时支持基于3G公网通

道的无线VPN传输方式和基于光纤通道的有限专网传输方式，能让客户灵活规模

建设和整体规划。外挂3G无线路由器和内嵌3G模块的系统硬件接入方式，为客户在系统开支和设备管理方面选择更加自由。

4、线圈检测+视频检测的冗余检测

卡口式电警一体机采用了基于二维模型视频检测方式的扩展接口和地感线圈

检测方式，实现了视频检测+线圈检测的冗余检测机制。系统通常完成目标车辆

检测是采用既定的检测方式，如果该方式失效，系统就会自动切换到备用方式，

确保系统正常运行。

5、LED智能频闪补光技术

补光技术是夜间成像的辅助手段，需要较强的针对性。高清晰数字摄像机通

过纯数字采样成像，相比传统的模拟线性成像，传感器对光线的反应灵敏性要差

不少，需要采用色温更高的不光手段进行补偿，系统的首选就是频闪技术，因其

亮度不会过多影响到驾驶人员，同时色温更高。近年来逐渐被广泛采用的高亮度

大功率LED脉冲灯光，其特点是寿命长、功耗低、发光效率高、饱和性好、发光

亮度高，可以作为高清晰数字摄像机的有效配合，满足夜间补光的亮度要求和高

清视频的夜间检测要求，确保恒定补光。高清成像在LED不光条件下很难满足每

一辆车均须进行连续闪光的清晰辨识车型信息的系统要求，因此每秒可闪4次以上，回电时间小于200ms，并保证该频闪灯充放电次数及闪光次数均不得低于1000万次的高回电系数的频闪技术被同时采用。

6 基于Web方式的设备远程配置服务

内嵌了完备的配置服务网络管理软件的卡口式电警一体机能提供基于TDCP

应用数据传输规则的简便部署和远程管理功能，能利用集成专用软件的安全特性

和功能保护关键数据，也能支持来自客户端通过远程办公室、专网或互联网的访问。基于HTTP的Web访问方式的系统，不仅能够方便客户管理维护设备和自定

义功能，同时也能够实现远点的数据浏览、网络传输、接口参数、业务定义和设

备配置等多种服务功能。

三、系统功能

1、闯红灯违章记录功能

系统采用数字高清图像抓拍方式在红灯相位时段对闯红灯的违章车辆进3张

连续图像抓拍，并生成10~15s的违章过程高清录象和1张车辆特写图片。经系

统抓拍图片合成的图片文件包好了参考速度、红灯起始时间、车道号、行驶方向、违章类型、违章地点、违章时间等综合信息，图片不会因光晕和红灯信号泛白等

颜色失真影响人工对红灯信号的判断，情绪度能够满足人工识别车辆号牌，其时

间精度达到了毫秒级，时效性和不可篡改性因合成后附加水印进行了证据保障。

系统会定时或实时将违章图片及相关信息通过网络传输到中心新系统，同时支持

本地下载。在行业标准标注的适用条件下，机动车闯红灯记录有效率≥95%，闯红

灯捕获率≥99%，基本上杜绝错拍、误拍、漏拍现象。

2、公路车辆智能监测记录

数据检索、数据上传、数据存储、实时报警、车辆布控、号牌识别、视频抓

拍等功能，系统都能实现。系统能够接收中心管理系统下发的交通违法行驶、嫌

疑车、肇事车、盗抢车等车辆数据黑名单，还能够实现包括数据接收布控请求、

修改、删除、添加等在内的统一管理业务。

3、交通流量检测功能

系统全天候实时采集包括车间时距、车间距、车长值、车道占有率、车速值、车道流量等车辆交通流量统计信息。

4、并行车辆检测功能

系统能够同时提供视频的行驶车辆检测和地感线圈检测两种功能，并且两种