一、項目背景
    隨著經(jīng)濟發(fā)展和城市人口的膨脹，湘潭市交通均面臨著諸多問題，其中特別突出的是交通擁堵。擁堵的頻繁發(fā)生和嚴重程度已經(jīng)嚴重影響了城市的正常運轉(zhuǎn)，給城市居民帶來生活不便，衍生交通事故，加劇了城市環(huán)境污染。引起擁堵的原因為交叉口運行不暢；路網(wǎng)布局不合理；交通結(jié)構(gòu)不合理；交通秩序不佳。只有通過相應(yīng)管理措施和新技術(shù)的實施，才能進一步提高交通流的有序程度，保障交通安全，提高城市道路交通管理水平。湘潭市采用天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司的智能交通全套解決方案，建設(shè)一套適合于湘潭城市道路交通特點的城市智能交通系統(tǒng)和機動車道路違法監(jiān)測系統(tǒng)，組成具有數(shù)據(jù)采集、傳輸、整合等功能的快捷高效的交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)和非現(xiàn)場執(zhí)法體系。系統(tǒng)于2008年12月開始建設(shè),系統(tǒng)建設(shè)完成后極大地遏制了市區(qū)道路交通違法行為，對預(yù)防和減少交通事故起到了舉足輕重的作用。湘潭市公安局交通警察支隊能及時有效的自動監(jiān)測控制區(qū)域內(nèi)交通狀況、快捷高效指揮道路交通。

二、系統(tǒng)現(xiàn)狀
    到目前為止，湘潭市已建成31個路口的202個車道的固定“電子警察”抓拍點，道路交通視頻監(jiān)控點85個，3個路段高清治安卡口抓拍點，“電子警察”信息處理中心1個，組成具有數(shù)據(jù)采集、傳輸、整合等功能的快捷高效的交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)和非現(xiàn)場執(zhí)法體系。系統(tǒng)對機動車不按《道路交通安全法》駕駛的違法行為進行抓拍，為處罰機動車交通違法行為提供可靠依據(jù)。系統(tǒng)能與湘潭城市治安電子防控系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)接、信息共享。

    湘潭市智能交通系統(tǒng)由闖紅燈自動記錄系統(tǒng)、卡口測速抓拍系統(tǒng)和道路監(jiān)控抓拍系統(tǒng)三個子系統(tǒng)組成。在公安局交警支隊指揮中心設(shè)置了交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺1套（包括城區(qū)道路視頻信息管理系統(tǒng)、治安卡口測速抓拍系統(tǒng)和闖紅燈自動記錄系統(tǒng)）。“電子警察”違法數(shù)據(jù)可導(dǎo)入已建成的《湖南省道路交通違法信息管理系統(tǒng)》并采用該系統(tǒng)進行處罰，對多次違反《道路交通安全法》的機動車管控和告知；在技術(shù)和系統(tǒng)容量上留有充分擴展余地，在較長時間內(nèi)保持系統(tǒng)先進性和實用性達到國內(nèi)領(lǐng)先水平；采用開放性、模塊化、智能化的互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)，將各子系統(tǒng)融合成一個有機的整體，實現(xiàn)各子系統(tǒng)科學(xué)、高效、可靠、協(xié)調(diào)的智能管理運行。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如下圖所示：

三、各子系統(tǒng)工作原理分析
（一）闖紅燈自動記錄系統(tǒng)
    系統(tǒng)工作原理為：交通信號控制系統(tǒng)輸出路口紅綠燈信號，確定放行車道和禁行車道。禁行車道的視頻信號送到視頻車輛檢測（或者通過線圈檢測）單元，車輛檢測單元檢測到有車輛通過禁行車道時，通過主控機控制闖紅燈違章抓拍單元拍攝違章車輛號牌圖片和該方向的全景圖片，為確保所拍照片能作為交警執(zhí)法依據(jù)，系統(tǒng)抓拍三幅連續(xù)全景照片和一張?zhí)貙憟D片，以反映車輛運行軌跡和違章車輛的違章信息。所有處理結(jié)果都存儲于主控機存儲單元中。存儲信息可通過人工控制下載到相關(guān)存儲媒介，或由傳輸系統(tǒng)自動傳給上端管理系統(tǒng)。[nextpage]

    闖紅燈自動記錄系統(tǒng)分為：前端抓拍系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和中心處理（后端）系統(tǒng)三部分，其簡介如下：

1、前端抓拍系統(tǒng)
    前端抓拍系統(tǒng)采用地感線圈觸發(fā)抓拍技術(shù)，負責(zé)完成在紅燈狀態(tài)下，抓拍違章車輛闖紅燈行為，并將抓拍的圖片和相關(guān)的信息（時間、地點、車輛信息、車牌圖片等）及時通過網(wǎng)絡(luò)送回指揮中心的后端服務(wù)器系統(tǒng)。同時可將現(xiàn)場的實時圖像傳送回中心控制室進行監(jiān)控錄像。將抓拍主機放置于指揮中心時，通過光端機將前端攝像機的視頻信號實時傳輸至指揮中心接入智能抓拍主機進行處理，處理后的信息通過監(jiān)控中心專網(wǎng)傳輸至智能交通信息處理平臺。該系統(tǒng)同時支持純視頻分析檢測技術(shù)，當?shù)馗芯€圈由于外界因素損壞后可以啟動視頻檢測方式，保證系統(tǒng)繼續(xù)運行。

2、傳輸系統(tǒng)
    傳輸系統(tǒng)可分為光傳輸系統(tǒng)、無線傳輸系統(tǒng)和寬帶傳輸系統(tǒng)。前端系統(tǒng)通過系統(tǒng)所提供的的不同的通信條件實時將抓拍到的數(shù)據(jù)、圖片上傳至后端系統(tǒng)，是連接前端與后端的“生命線”，湘潭市根據(jù)自身特點，采用光纖傳輸模式，將前端模擬信號實時傳輸至指揮中心。

3、中心處理控制
    后端中心管理系統(tǒng)在收到前端系統(tǒng)采集的基本信息之后，根據(jù)不同的需求，對這些信息進行相應(yīng)的處理，例如：對電子警察前端系統(tǒng)送來的違章車輛圖片進行相應(yīng)的處理；同時對前端的視頻進行實時監(jiān)控并錄像，切換處理等。

（二）卡口測速抓拍系統(tǒng)
    系統(tǒng)工作原理為：采用工業(yè)級高清彩色攝像機作為圖像采集設(shè)備，動態(tài)獲取路口的實時圖像，高清彩色攝像機本身具有DSP處理芯片，對圖像進行數(shù)字化處理，并對車輛速度等信息進行疊加，同時可自動對頻閃燈觸發(fā)聯(lián)動抓拍，并通過其內(nèi)置安裝在高清識別存儲主機的控制軟件利用當前先進的數(shù)字圖像處理技術(shù)，根據(jù)離散數(shù)學(xué)的相關(guān)算法對捕獲的數(shù)字圖像信號進行不斷的運算執(zhí)行某些特定的加工和分析，通過計算機處理輸出檢測結(jié)果和完成抓拍記錄功能。識別存儲主機將前端抓拍的高清圖片進行識別，識別結(jié)果實時與黑名單進行比對。

    卡口測速抓拍系統(tǒng)分為：前端抓拍系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和中心處理（后端）系統(tǒng)三部分，其簡介如下：

1、前端抓拍系統(tǒng)
    前端抓拍系統(tǒng)采用地感線圈觸發(fā)抓拍技術(shù)，工業(yè)級CCD高清網(wǎng)絡(luò)攝像機本身可以與車輛檢測器通訊，實現(xiàn)車輛抓拍功能，并將抓拍的圖片和相關(guān)的信息（時間、地點、車道信息、方向等）及時通過網(wǎng)絡(luò)送回指揮中心的后端服務(wù)器系統(tǒng)。將識別存儲主機放置于指揮中心，通過光端機將前端高清網(wǎng)絡(luò)攝像機的網(wǎng)絡(luò)信號傳輸至指揮中心接入智能識別主機進行處理，處理后的信息通過監(jiān)控中心專網(wǎng)傳輸至智能交通信息處理平臺。

2、傳輸系統(tǒng)
    傳輸系統(tǒng)可分為光傳輸系統(tǒng)、無線傳輸系統(tǒng)和寬帶傳輸系統(tǒng)。前端系統(tǒng)通過系統(tǒng)所提供的的不同的通信條件實時將抓拍到的數(shù)據(jù)、圖片上傳至后端系統(tǒng)，是連接前端與后端的“生命線”，湘潭市采用光纖通訊模式，將前端網(wǎng)絡(luò)信號傳輸至指揮中心。

3、中心處理控制
    后端中心管理系統(tǒng)在收到前端系統(tǒng)采集的基本信息之后，根據(jù)不同的需求，對這些信息進行相應(yīng)的處理，例如：自動將識別車輛號牌與布控車輛數(shù)據(jù)庫的黑名單進行匹配比對,發(fā)現(xiàn)可疑車輛時，實時報警提示；當報警發(fā)生時，自動將報警信息上傳給指揮中心，同時以聲音、圖形及文字的方式提示中心值班人員，直到人員干預(yù)解除報警，所有報警信息同時生成日志記錄到數(shù)據(jù)庫中，方便以后查詢和檢索。[nextpage]

（三）道路監(jiān)控抓拍系統(tǒng)
    湘潭市智能交通道路監(jiān)控抓拍系統(tǒng)分三級結(jié)構(gòu)：前端視頻采集系統(tǒng)、光纖傳輸系統(tǒng)和中心管理系統(tǒng)。

    前端選用天地偉業(yè)智能高速球?qū)崿F(xiàn)對重點路段24小時監(jiān)控，具有自動定位、自動巡航、設(shè)置預(yù)置位、設(shè)置巡航軌跡等功能，具有低照度功能，借助路燈燈光，實現(xiàn)24小時監(jiān)控、高速巡航、手動及自動跟蹤定位。道路監(jiān)控高速球的信號通過視頻光端機傳輸至監(jiān)控中心后通過視頻分配器一分為二，一路通過大型視頻矩陣切換上屏幕墻，另一路視頻接入道路監(jiān)控抓拍進行抓拍和錄像，同時將模擬視頻信號數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化接入監(jiān)控專網(wǎng)，上傳給上級監(jiān)控中心。

    值班人員可以在道路監(jiān)控抓拍主機界面實現(xiàn)控制前端快球?qū)Ω鞣N車輛違章行為進行實時抓拍。由非現(xiàn)場平臺統(tǒng)一進行審核并錄入違法管理系統(tǒng)。在指揮中心配置6臺道路監(jiān)控抓拍主機對道路監(jiān)控視頻進行24小時錄像，6臺道路監(jiān)控抓拍主機和一臺大型矩陣可以通過控制適配器進行協(xié)議混合來同時控制前端快球。各客戶端配置監(jiān)控抓拍系統(tǒng)查詢軟件，可以對各抓拍主機進行集中管理，對抓拍記錄及聯(lián)動錄像進行條件查詢和組合檢索，方便使用。

四、湘潭市智能交通系統(tǒng)的特點
（一）闖紅燈自動記錄系統(tǒng)
1、采用540線交通專用槍式攝像機，有強大的強光抑制和紅燈增益功能，圖像效果更清晰。
2、采用地感線圈檢測方式，抓拍率在99%以上，精確度高，誤拍率低，同時支持視頻檢測方式，為長時間工作提供保證。
3、闖紅燈自動記錄系統(tǒng)的全景攝像機同時作為道路監(jiān)控的視頻資源接入城市治安電子防控系統(tǒng)中，實現(xiàn)資源共享，重復(fù)利用。
4、主機實現(xiàn)單機最大16路視頻接入，為后期擴展預(yù)留接口，具有很大的升級空間。
5、系統(tǒng)可以接入《湖南省道路交通違法信息管理系統(tǒng)》，便于維護。

（二）卡口測速抓拍系統(tǒng)
1、采用高清攝像機抓拍技術(shù)，能全天候24小時不間斷地對出城車輛自動進行實時監(jiān)測抓拍，實時自動識別機動車輛牌照號碼，并記錄顯示車輛號牌的圖片。將圖像存儲到磁盤相應(yīng)目錄下,車輛通過的信息寫入相關(guān)數(shù)據(jù)庫,并在全景圖像中標明車輛通行數(shù)據(jù),如時間、地點、車輛號牌、車牌顏色、車速、方向等。
2、圖像采集使用高清工業(yè)攝像機，清晰度達到140萬像素，每輛車均保留一張高清晰的圖片，并在該圖片上疊加相關(guān)的信息，高像素的圖片可以免除標清攝像機特寫圖片中沒有場景信息的爭議，說服力更強，大部分圖片可以看清人臉，為公安部分偵查破案提供更多線索和證據(jù)。
3、采取循環(huán)覆蓋技術(shù)，當存儲空間用完時，自動對最前面的圖片數(shù)據(jù)依次進行覆蓋，并采用通用的“JPEG”壓縮圖像。
4、白天車輛整體識別率：＞95%，車牌定位率>95%；車牌字符識別率≥95%，車輛檢測率：＞90%；夜間車輛整體識別率：＞90%，車牌定位率>90%；車牌字符識別率≥90%，車輛檢測率：＞90%。
5、全天候連續(xù)工作，適應(yīng)白天、黑夜、雨雪天氣環(huán)境。
6、拍攝車速≥160km/h，拍攝范圍完全覆蓋整條車道。
7、系統(tǒng)能測出通行汽車的速度，具備分地點、設(shè)置限速值的功能。測速信息與本地限速值比較，一旦發(fā)現(xiàn)車輛超速，系統(tǒng)立即自動向指揮中心發(fā)送包含車輛圖像的主要特征信息，供交警非現(xiàn)場實時執(zhí)法。[nextpage]
8、實時對通過車輛進行車牌識別與實時黑名單進行比對。自動將識別車輛號牌與布控車輛數(shù)據(jù)庫的黑名單進行匹配比對,發(fā)現(xiàn)可疑車輛時，實時報警提示；當報警發(fā)生時，自動將報警信息上傳給指揮中心，同時以聲音、圖形及文字的方式提示中心值班人員，直到人員干預(yù)解除報警，所有報警信息同時生成日志記錄到數(shù)據(jù)庫中，方便以后查詢和檢索。
9、指揮中心進行布（撤）控時，布控軟件可以靈活使用統(tǒng)一或選擇性布（撤）控的方式。布控車輛號牌的匹配可設(shè)置成精確匹配或4位以上字母數(shù)字的模糊匹配，以適應(yīng)車牌識別難以做到100%精確的客觀情況，提高嫌疑車輛通過時報警的命中率。
10、對過往車輛歷史記錄查詢，可根據(jù)權(quán)限查詢卡口的通行車輛信息，查詢條件可根據(jù)時段、地點、車牌、車型、速度進行查詢，車牌號碼可以給出少數(shù)幾位（號碼可以是連續(xù)的，也可以間斷不連續(xù)的，如01？34或？12？4等等），從而進行模糊匹配查詢。
11、查詢功能包括：聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備的靜態(tài)信息，包括狀態(tài)、位置、IP和相應(yīng)的配置信息等。動態(tài)交通信息，包括車速，任意時段流量、占有率等信息。
12、系統(tǒng)可以接入《湖南省道路交通違法信息管理系統(tǒng)》。

（三）道路監(jiān)控抓拍系統(tǒng)
    道路監(jiān)控專用智能高速球配合高清的抓拍錄像軟件是整個道路監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)核心。

高速球性能特點：
1、巡航速度500°/s。
2、條自動巡航路徑，可設(shè)置預(yù)置點停留時間。
3、4條模式路徑(花樣掃描)，每條可記錄500條不同指令或180秒路徑。
4、看守位定時激活功能。
5、3D定位功能，可通過鼠標直接跟蹤目標物體。
6、可設(shè)置8個隱私保護區(qū)域。
7、內(nèi)置OSD屏幕菜單，通過菜單可顯示和調(diào)整球機參數(shù)。
8、全天候室外設(shè)計，防護等級IP66。
9、內(nèi)置3000V防雷、防浪涌和防突波保護

抓拍軟件特點：
    可以針對違反標志標線行使的車輛進行手動或自動抓拍并聯(lián)動短時錄像，為非現(xiàn)場處罰提供可靠依據(jù)。存儲錄像采用D1的格式，存儲圖片采用JPEG壓縮方式，具有防篡改的功能。記錄可以統(tǒng)一接入《湖南省道路交通違法信息管理系統(tǒng)》。