1、公路车辆智能监测记录系统,姜良维公安部交通管理科学研究所二一年五月,一、技术标准,公路车辆智能监测记录系统通用技术条件GA/T497-2004 GA/T497-2009,标准规定了公路车辆智能监测记录系统的技术要求、试验方法、检验规则、安装和运行条件、标志、标签、包装等，适用于安装在公路、城市道路的公路车辆智能监测记录系统的生产、检测和验收。,目的意义,公路车辆智能监测记录系统：能够对受监控路面的车辆信息进行自动采集和处理的设备 。,车辆信息 ：包括车辆的通过时间、地点、行驶方向、号牌号码、号牌颜色等数据。,1、术语与定义,记录的有效车辆数,实际通过的车辆数,有效车辆数是指车辆图像中包含特征图
2、像和全景图像要求的车辆数。,车辆图像捕获率=,关键指标之一,全景图像 ：包含车辆全貌、车型、颜色及装载情况等特征的图像。,特征图像 ：用于号牌识别的彩色图像，图像中包含车辆前部特征。,号牌信息识别正确的车辆数,号牌信息有效的车辆总数,号牌信息有效是指车辆号牌完整、清晰、安装规范，且无遮挡、无污损。,号牌信息识别正确是指下列情况： 单排字符结构的号牌：全部与实际号牌信息相符； 军队、民用双排字符结构的号牌：下排识别结果与实际号牌信息相符； 武警号牌：全部与实际号牌信息相符。,号牌识别准确率=,关键指标之二,号牌信息识别 ：根据车辆特征图像进行计算机处理并自动提取号牌信息。,号牌信息 ：包含汉字字
3、符、英文字母、阿拉伯数字及号牌颜色。,2、一般要求,公路车辆智能监测记录系统一般由车辆检测单元、图像采集单元、数据处理存储单元、传输单元和辅助照明单元等组成。,各部件外表面应光洁、平整，不应有凹痕、划伤、裂缝、变形等缺陷。金属机壳表面应有防锈、防腐蚀涂层，金属零件不应有锈蚀。 电气部件适应性和抗干扰能力要强。,车辆图像记录,在监控区域内对5km/h120km/h行驶的车辆图像捕获率应达99%以上 ；当监控区域为同向相临的2个（含2个）以上车道时，车辆图像捕获应能满足通行车辆骑、压车道线行驶的情况。车辆图像捕获时应不受雨、雪、雾等天气、环境光和相临车道通行车辆的影响而出现误记录。,3、功能要求,
4、车辆号牌识别,系统在实时记录通行车辆图像的同时，应具备车辆号牌自动识别功能，其用于号牌识别的字符库应齐全，即应能识别在我国道路上行驶的机动车号牌，至少包括GA 36规定的号牌（除摩托车号牌、临时号牌外）、武警汽车号牌、军队汽车号牌等。 白天车辆号牌识别准确率应不小于90%；夜间车辆号牌识别准确率应不小于80%。,3、功能要求,自动报警,应具有布控缉查车辆自动报警功能。当系统识别出来的车辆号牌结果符合条件时，能现场报警和远程报警。,3、功能要求,速度测定,当机动车速度小于100km/h时，实测误差应不超过-6km/h 0km/h；当机动车速度大于或等于100km/h时，实测误差应不超过机动车速度
5、的-6% 0%。,3、功能要求,数据检索,应提供按车辆信息检索的应用平台，按不同权限对数据库进行操作,并提供模糊查询、数据备份和数据打印输出功能。,3、功能要求,流量统计,能够按车道和时段进行车辆流量统计，并以报表形式输出。,3、功能要求,数据传输与远程维护,能通过网络实现数据传输、远程访问和远程系统维护。,3、功能要求,图像格式,图像文件应采用JPEG格式 。,4、图像和存贮要求,图片数量,应记录全景图像和特征图像各1张，当记录的图像能同时满足全景图像和特征图像要求时，允许仅记录1张图像。具有速度测定功能的公路车辆智能监测记录系统，应将全景图像和特征图像合成为一个图像文件。,4、图像和存贮要
6、求,图像分辨率,所记录的全景图像分辨率不低于720288像素点，特征图像分辨率不低于720288像素点。,4、图像和存贮要求,图像清晰度,特征图像的号牌图像水平分辨率一般应不低于100个像素点, 清晰度应能满足人工对车辆号牌信息认定的要求。全景图像应能满足人工对车辆类型、颜色和轮廓及装载情况认定的要求。,4、图像和存贮要求,图像编码,特征图像和全景图像存贮的图像编码应符合ISO/IEC 15444:2000的要求，压缩因子不高于70。,4、图像和存贮要求,存贮容量,按每部车辆至少存贮特征图像和全景图像各一张计算，其磁盘应具备不少于120万辆车的图像存贮能力。当超出最大存储容量时，自动对车辆信息
7、和图片进行循环覆盖。,4、图像和存贮要求,防篡改功能,图像文件应具有防篡改功能。,4、图像和存贮要求,电源,在AC 220V44V、50Hz2Hz的电源条件下，系统应能正常工作。,5、电气安全,绝缘,施加500V直流试验电压，电源电极或与电源电极相连的其他导电电路和机柜、安装机箱等易触及部件（不包括防雷器间）的绝缘电阻应不小于10M，经恒湿试验后，绝缘电阻应不小于5M。,5、电气安全,耐压,受试系统在1500V、50Hz的耐压试验中不应出现击穿现象，试验后系统应无电气故障，功能应正常。,5、电气安全,接触电阻,系统的接地端子或接地触点与可触及金属件之间的接触电阻不应超过0.5。,5、电气安全,
8、公路车辆智能监测记录系统所采用的控制机在静电放电、电快速瞬变脉冲群、浪涌、电压短时中断等电磁骚扰环境下不应出现电气故障，试验结果评定应符合GB/T 17626.2、GB/T 17626.4、GB/T 17626.5和GB/T 17626.11中2级要求，即允许其基本功能暂时降低或丧失，但在试验中、试验后应能自行恢复正常，系统内已贮存的图像、数据不应丢失。,6、电磁抗扰度性能,所有安装在室外的设备应能承受高温、低温、恒温、恒湿各项气候环境试验，试验中及试验后设备应无任何电气故障，功能应保持正常。在承受雨淋试验中及试验后，室外设备均应正常，并无渗水或积水现象。在承受盐雾试验后，含摄像机的防护罩和灯
9、具不应有严重锈蚀情况。在承受粉尘试验中及试验后，含摄像机的防护罩和灯具内无大量积尘。,7、气候环境适应性,在承受各项机械环境试验后，系统应无永久性结构变形；零部件应无损坏；应无电气故障，紧固部件应无松脱现象，插头、通信接口等接插件不应有脱落或接触不良现象；其功能应保持正常。,8、机械环境适应性,公路车辆智能监测记录系统安装和运行应遵循以下原则：（1）工程施工应符合GB/T 50198的要求；（2）系统平均无故障时间不少于3000h；（3）所采用的夜间补光灯具禁用闪光灯，并不得对驾驶人员造成直接强光刺激；（4）接地应符合GB 50619的要求；（5）建议安装在车道正上方，与地面的垂直距离应高于6
10、.0m ；（6）建议配置后备不间断电源，所有机壳接地应完好。,9、安装和运行条件,二、工作原理,系统由车辆检测器、图像采集卡、摄像机、辅助照明灯具、计算机、图像控制软件、车牌模糊识别软件、图像网络传输和控制软件等组成。,1、组成原理,其中，车辆检测器进行汽车存在和车速检测；摄像机通过视频线或其它传输手段将视频信号传输到计算机内的图像采集卡中；计算机根据车辆检测器输出控制命令进行汽车图像抓拍和汽车号牌特征自动提取。同时，系统又是公安交通指挥中心的组成部分，所有路口车辆信息都能在指挥中心实时显示和访问查询，并可通过公安网络实现异地查询和共享，为车辆动态管理提供执法依据。,如图所示为双向二车道路面，
11、对于该处监控系统，共采用六只摄像机，其中四个摄像机用于车牌图像拍摄；二只摄像机拍摄全景图像。不过，作为全景摄像机相互交替使用，即全景摄像机既是前部全景，又是尾部全景。,双向二车道设计图,车辆检测,正向进入线圈1：FF 11正向离开线圈1：FF 12正向进入线圈2：FF 51正向离开线圈2：FF 52车长 车速与FF 11 匹配，车长、车速两字节的高位无1标志 正向进入线圈3：FF 31正向离开线圈3：FF 32正向进入线圈4：FF 71正向离开线圈4：FF 72车长 车速与FF 31 匹配，两字节最高为1标志,反向离开线圈1：FF 21反向离开线圈2：FF 61反向离开线圈3：FF 41反向离
12、开线圈4：FF 81,1,4,3,2,2、主要功能,（1）信息采集 能准确采集通行车辆的特征信息，并在图像中标明车辆通行数据，如时间、地点、车速、方向、车道等，在正常车速(5km/h140km/h)范围内的监控区域内规范行驶的车辆图像捕获准确率达99%以上。在环境无雾包括雨雪天情况下，对监控区域内的规范行驶的车辆要求准确记录车辆前部特征图像、后部特征图像、含车牌的特征图像，所记录的图像文件分辨率不低于768288像素点，保存时间应不少于一个月。,车辆压中线行驶同样拍摄,车辆全部特征一览无遗,2、主要功能,（2）违法取证 当车速100km/h的范围内，实测误差在0-6KM/H之内；当车速高于10
13、0km/h时，测速误差在车速的-6%之内。同时，对逆行、压线等违法行为也能取证。车辆违法信息集中上传到交警大队筛选，确认属违法行为后与支队业务处理数据库相连，通过B/S结构的业务系统进行处理。在取证车辆违法（包括超速等）行为时，所记录的图像能证明车辆违法的过程，避免产生执法纠纷。,（3）车牌识别 -车牌种类(包括民用、警用、军用、武警车牌)。-车牌字符（所识别的字符应包括：“0-9、A-Z、京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、军、海、空、北、沈、南、兰、广、成、济、警、学、领、试、挂、港、澳、”)。-自学习
14、功能(当车牌式样发生变更时，要求在不更改识别软件的前提下通过改变识别字库以及字符训练达到软件升级)。-白天车牌准确率应不小于90%，夜间车牌准确率应不小于80%)。,2、主要功能,（4）车辆布控-不按期检测、年审的车辆；-违法超期不接受处罚的车辆；-违法记分超过12分的车辆；-属于被盗抢嫌疑的车辆；-涉及刑事、治安案件的车辆；-其他严控的车辆等。 当符合上述布控的车辆通过监控点时，能自动在本地或远程报警，同时将报警信息按照预案传到指定地点。,2、主要功能,（5）违法报警-车辆行驶的速度超过设定值；-车辆行驶的速度低于设定值；-车辆不按道行驶的，包括逆行、压线；-故意遮挡、污损或者不按规定安装机
15、动车号牌的嫌疑车辆；-伪造、变造车牌的嫌疑车辆。 当符合上述报警内容的车辆通过时，能自动在本地或远程报警，同时将报警信息按照预案传到指定地点。（6）故障诊断与容错 当路面主环形线圈损坏时，系统能自动检测，并切换到视频检测方式继续记录车辆图像。同时，设立日志文件，详细记录程序运行情况。,2、主要功能,粤桂交界处图像,3、图像特点,广东肇庆图像,通过对肇事现场的调查取证和对各种信息的分析判断确定肇事车辆的主要信息，查询卡口符合判断信息的车辆记录，协助干警确认肇事车辆。根据车辆所载货物和驾乘人员特征，协助其他警种侦破治安和刑事案件等。,江浙交界处图像,深圳深南大道,四川德阳图像,江苏苏州图像,三图像
16、软件界面,四图像软件界面,双杆结构,4、安装结构,为增强车辆夜间图像的拍摄效果，应安装可见光的补光灯和LED灯，避免对驾驶员造成直接强光刺激，杜绝影响驾驶员正常行车。在条件许可下，应将摄像机和灯具的安装支架分开，从而有效解决摄像机和补光灯在同一角度下的半反光车牌清晰成像难题和降低补光灯功率。,单杆结构,在选择辅助照明时，要考虑灯具的聚光性、电光源的显色指数和色温等，显色指数值越高其色彩还原性就越好，而且色温要与摄像头相对应，灯具的光效越高对系统越有利，可以降低灯具用电功率。考虑到我国车牌特点，如黄牌底反光字不光、蓝牌字反光底不反光，LED投射灯由于功耗小、聚光性好，被广泛用于车牌照明。同时，陶
17、瓷金卤灯光电性能一致性和稳定性好，允许更高电弧温度，灯的光效可提高10%-20%；且发光体小，亮度高。,对于单车道可选用75W或150W的PHILIPS陶瓷金卤灯（CDM）一只，用车辆全景的照明，并将灯具和摄像头分别安装在两个支架上，夜间灯光要直射在车牌上，只有这样夜间效果才会凸显出来。,5、防雷要求,（1）在布线时，强弱电走线应分离； （2）在摄像机和补光灯安装支架上加置避雷针，辅设有效的接地网，接地电阻应小于4欧姆； （3）摄像机应采用交流24V供电； （4）在图像采集卡输入端的视频线缆上安装视频避雷器； （5）所有用电设备应通过防浪涌和雷击电源插座接出。,6、工控机,图像拍摄和图像处理的
18、控制机往往采用工业计算机，以适应恶劣的工作环境。在实际工作中，计算机要连续不间断地工作，并能自动运行，而计算机本身运行的WINDOWS操作系统无法保证长时间运行而不死机。因此，为确保计算机在无人值守的情况下能正常工作，计算机必须使用工控机，并启用硬件定时监测功能，一旦计算机CPU死机，计算机会自动复位运行。另外，由于计算机内安装有多路图像采集卡，每辆车需拍摄多张图片，这就要求计算机的内存要大和CPU处理速度要快。,我们做过这样一个试验，对于同一张车辆图片文件进行车牌自动识别，PIII 1.2G/256M的计算机识别时间50亳秒，而PIV 1.6G/256M的计算机识别时间为20亳秒，因此计算机
19、空采用工控机，配置不低于PIV 2.4G/512/120G。 节省电费：150x24x365x5=6570KW,7、软件结构,计算机根据车辆牌照特写图像进行牌照全自动识别，识别结果实时与车辆报警信息库相连，一旦符合报警条件计算机会自动向监控中心发送包含车辆图像的主要特征信息，供交警实时执法。同时， 计算机也能提供车辆行驶速度以及接收监控中心的协查和报警车辆信息。,7、软件结构,在实际工程应用中，我们发现一台计算机控制三个以上车道时，当车速高于80公里/小时，并排行驶时，抓拍下来的车辆图像位置不准，甚至看不清车头部。因此，公路车辆智能监测记录系统一台计算机最多控制二条车道，这样既满足当前工作要求
20、，又不落后技术发展、不留技术死角、不给业主造成被动。,系统在设计时，充分考虑道路车辆特点，采取多线程工作，最高线程为图像抓拍，其次为图像识别、图像存贮和处理。一旦有车辆通过笫一个车辆感应器时，计算机立即进行图像抓拍，并将抓拍到的图像写入系统缓冲区，然后进行车辆全景的抓拍。当车辆通过笫二个车辆感应器时即能测出车辆行驶速度和车辆是否逆行。同时系统识别对车辆图像进行车牌识别，通常识别过程100毫秒，一旦识别成功，系统立即与车辆布控数据进行模糊比对，并实时在本地报警和上传报警信息。特写图像识别后，启动图像处理进程进行图像存贮和处理。,WEB,特写摄像机：1/2”CCD，1/1000快门，背光佳全景摄像
21、机：1/3”CCD，1/500快门，背光佳,带强光抑制但不反转的摄像机图像效果,8、摄像部件,高清摄像机,成像器件：彩色数字CCD最低照度：0.1LUX强光抑制：可调背光补偿：可控分 辨 率：16121232帧 速 率：15fps,9、工程要点,（1）防雾防湿处理；（2）防尘；（3）防振处理；（4）防掉电；（5）农电保护；（6）防高频干扰。,10、设备清单,高清摄像机(含镜头、防护罩)车辆检测器频闪补光灯电源、网络防雷器网络交换机光端机或光纤收发器立杆、机箱、基础服务器(数据库、黑名单、应用)拍摄软件识别软件管理软件,11、路口设计,中间不带隔离的双向四车道,8-10m,8-10m,2m,2m
22、,2m,三、日常管理,（1）清除积灰 在我国许多地方由于空气中灰尘较大，故在防护罩和灯具的玻璃上会吸附大量灰尘，造成夜间所拍摄的车辆图像变糊，造成灯具照度降低。 定期清除路口摄像机防护罩和灯具玻璃上的积灰，通常一季度一次，并检查防护罩是否损坏，灯具是否进水。,1、管理要点,三分建七分管，管理出效益。,（2）整理磁盘 计算机经过长时间运行后，存贮的数据量会很大，所产生的磁盘碎片会影响磁盘读写速度，降低系统运行效率。同时，由于供电网络突然停电会造成磁盘扇区划伤。 定期整理磁盘碎片可以提高系统运行质量，通常一季度一次。,1、管理要点,三分建七分管，管理出效益。,（3）定期杀毒 计算机病毒防不胜防，往
23、往会影响或破坏系统的正常运行。因此，必须在确保给操作系统及时打补丁的同时，每隔一段时间对系统进行杀毒，及时更新杀毒程序，不要共享应用程序和文件夹。建议不使用国外的或未经公安部认定的计算机病毒防治程序，否则会影响系统正常程序的运行。,1、管理要点,三分建七分管，管理出效益。,（4）时钟调整 计算机时钟经过长时间运行后，会产生时钟不准，应及时调整。同时，要根据季节的变化，及时运行相应的降温和保温设备，以保证系统的正常有效工作，对没有使用光控开关的场所要及时调整定时开关，确保灯具能正确启动、熄灭。,1、管理要点,三分建七分管，管理出效益。,（5）配件更新 闪光灯、灯管、打印机墨盒等属于易耗品，应及时
24、更换。,1、管理要点,三分建七分管，管理出效益。,在系统运行过程中，虽然经常会发生一些这样或那样的问题或故障，但只要我们认真分析，不难发现并排除。 （1）遇到断电后无法正常工作 查系统电源保险丝；复位系统；查程序快捷莱单有应用程序。 （2）拍摄的图片信息不完整 查图像取证部件的电源是否连接可靠；使用手动拍摄功能确定是否有图像；查采集卡或图像取证部件故障。,2、常见故障,（3）特征图像不能看清车辆牌照号码 重新调节图像采集单元的参数，例如焦距、镜头、曝光时间等；如果是图像位置的移动导致的原因，调整图像单元位置；若夜间图像不清，则查灯具。 （4）长时间不拍摄图像 查手动图像拍摄功能；查车辆检测器数
25、据接口；图像部件停电或故障。,2、常见故障,（5）车牌识别率低 查看系统运行日志；确认程序是否运行在视频检测方式；如果常时间运行在视频检测方式，则说明检测器故障或线圈断裂。 （6）显示图像错位 使用手动拍摄功能，如果手动功能正常，则可能是由于车流量较大，视频信号来不及刷新而致；可能采集卡通道切换时间不够，修改通道切换时间参数；摄像机图像接口错位。,2、常见故障,（7）夜间灯不亮 查灯控开关；电源正常情况下查灯管；查光控感应区。 （8）图像中存在条绞干扰 查视频转接头是否松动；地线是否与强电零线相连；电源零线是否有电压差；附近是否有干扰源；采取逆变电源隔离。 （9）测出速度不准 查线圈检测器；查
26、路面线圈是否有断裂处；设置校正误差。,2、常见故障,（10）车牌图像不完整 查摄像机位置是否偏移；采集卡拍摄次序设置；增加摄像机或调整摄像机焦距。 （11）只有数据无图像 确定摄像机工作状态；图像是否被覆盖，增加硬盘容量。 （12）图像中的车辆一直存在拖尾现象 摄像机快门设置不对，国道1/500、高速公路1/1000。,2、常见故障,（13）路口闯红灯设备工作不正常 如果只闪光不记录，则查图像取证部件；如果无闪光不记录，则查触发线圈或控制计算机。 （14）设备不工作 查电源，查摄像机等。,2、常见故障,谢 谢！ftp:/10.2.41.10010-66269343 0510-85522068,
