道路監(jiān)控現(xiàn)況及其特點(diǎn)

道路監(jiān)控現(xiàn)況及其特點(diǎn)

1概況

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及道路交通監(jiān)控領(lǐng)域中國(guó)家系列規(guī)范的頒布和實(shí)施，“高清監(jiān)控”愈來(lái)愈受到人們的重視和青睞。具有圖像清晰、信息量豐富、色彩逼真、視角寬廣等重要特征的“高清監(jiān)控”被運(yùn)用到實(shí)際工程當(dāng)中，帶來(lái)了不可低估的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。100萬(wàn)、200萬(wàn)、500萬(wàn)像素的高清攝像機(jī)，CCD或者是CMOS的感光材料，全嵌入式、工控式、混合式結(jié)構(gòu)等，都在這樣的大背景下競(jìng)相登場(chǎng)，呈現(xiàn)出一派“百舸爭(zhēng)流”的景象。筆者將通過(guò)本文，與讀者分享對(duì)當(dāng)下高清卡口、電警工程技術(shù)發(fā)展新特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)。

2前端采集環(huán)節(jié)趨于采用全嵌入式、智能化、工業(yè)級(jí)別的高清抓拍、控制、采集系統(tǒng)

高清抓拍攝像機(jī)采用以TI公司的DM6467為核心的嵌入式主板，功耗低；采用無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，耐75℃高溫；內(nèi)置硬件看門(mén)狗電路，能夠在系統(tǒng)異常后自動(dòng)重啟、恢復(fù)工作。軟件方面，高清抓拍攝像機(jī)采用專(zhuān)門(mén)針對(duì)DM6467設(shè)計(jì)的嵌入式Linux系統(tǒng)，避免遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊和病毒侵襲。相對(duì)于工控機(jī)模式或者是嵌入式的工控機(jī)，以上改進(jìn)顯然提高了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

高清抓拍攝像機(jī)內(nèi)部集成高清抓拍系統(tǒng)軟件和號(hào)牌定位識(shí)別軟件；植入自動(dòng)控制模塊，將線圈觸發(fā)、視頻觸發(fā)、雷達(dá)觸發(fā)與啟動(dòng)補(bǔ)光無(wú)縫地集成；直接把圖像數(shù)據(jù)上傳到遠(yuǎn)端服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中。

前端存儲(chǔ)采用嵌入式網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)盒，以固態(tài)電子硬盤(pán)為存儲(chǔ)介質(zhì)。相對(duì)于采用SD卡或者使用工控機(jī)而言，此舉可使存儲(chǔ)的穩(wěn)定性和可靠性得到大幅的提升。

采集設(shè)備防護(hù)罩采用特殊設(shè)計(jì)。護(hù)罩的窗口采用透光率達(dá)%的特殊光學(xué)防塵玻璃，減少了反射干擾，使采集的圖像色彩更加扎實(shí)、細(xì)節(jié)更加豐富。另外，護(hù)罩還引入了對(duì)承受高溫、低溫、雨淋、鹽霧、粉塵等各種氣候環(huán)境壓力的考慮；具有一定的機(jī)械強(qiáng)度且達(dá)到適應(yīng)應(yīng)用環(huán)境的防塵、防水密封的要求，長(zhǎng)期使用不會(huì)有嚴(yán)重銹蝕，符合IP66的防護(hù)要求。

3前端采集設(shè)備通過(guò)集成多功能應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)更完善的智能化

對(duì)多功能應(yīng)用軟件的集成，使得系統(tǒng)在更有廣泛性的同時(shí)，憑借特殊功能的引入獲得了更強(qiáng)的針對(duì)性。下面分別對(duì)高清卡口、高清電警、后端平臺(tái)的特殊功能加以介紹。

目前的高清卡口系統(tǒng)，對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)正向、逆向行駛的機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)、行人及其他物體的圖像捕獲，以及車(chē)輛品牌識(shí)別、車(chē)身長(zhǎng)度識(shí)別等捕獲功能的擴(kuò)展，準(zhǔn)確率可達(dá)99%以上。除了能夠捕獲所有車(chē)道上行駛的車(chē)輛外，系統(tǒng)還可以捕獲到在車(chē)道中線上行駛的車(chē)輛，并能保證不受各種異常狀況干擾：

支持逆行抓拍，可抓拍逆行機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)，并且將其標(biāo)示為逆行；

支持并行抓拍，可抓拍并行車(chē)輛，并識(shí)別成兩條記錄；

可抗停車(chē)干擾，能在路邊停車(chē)干擾下準(zhǔn)確識(shí)別運(yùn)動(dòng)車(chē)輛；

支持抗干擾抓拍，可保證在燈光、陰影、雨天等干擾因素下不誤拍。

①高清智能卡口基本配置如下：

選用25mm高清鏡頭時(shí)，攝像機(jī)與抓拍位置距離16~18m；

每條車(chē)道配置一臺(tái)攝像機(jī)、一個(gè)閃光燈；頻閃燈閃光方向與車(chē)輛行駛方向的夾角在45°左右；

建議在攝像機(jī)鏡頭前安裝偏振鏡，以消除車(chē)輛擋風(fēng)玻璃反光的不良影響；每個(gè)方向配置一臺(tái)高清全景攝像機(jī)，采用LED燈補(bǔ)光。

②在不允許安裝地感線圈的點(diǎn)位，系統(tǒng)可以采用虛擬線圈抓拍技術(shù)：在監(jiān)視畫(huà)面合適的位置上設(shè)置一個(gè)虛擬線圈框；當(dāng)運(yùn)動(dòng)車(chē)輛的整個(gè)車(chē)頭進(jìn)入虛擬線圈時(shí)，虛擬線圈觸發(fā)抓拍，并聯(lián)動(dòng)對(duì)抓拍圖片的車(chē)牌定位、號(hào)牌識(shí)別。

在安裝了地感線圈的點(diǎn)位，當(dāng)?shù)馗芯€圈故障時(shí)，攝像機(jī)可自動(dòng)開(kāi)啟虛擬線圈功能進(jìn)行抓拍。

③當(dāng)運(yùn)動(dòng)車(chē)輛正常通過(guò)抓拍位置時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)抓拍，并開(kāi)啟頻閃燈進(jìn)行同步補(bǔ)光，保證抓拍效果。

④針對(duì)超速、逆行的車(chē)輛，系統(tǒng)自動(dòng)抓拍兩張不同位置的照片，用于違章處罰的舉證。

⑤每臺(tái)攝像機(jī)的監(jiān)控范圍覆蓋一個(gè)半車(chē)道，大約6m路面寬度，保證能夠抓拍到騎線行駛車(chē)輛完整的車(chē)輛號(hào)牌。

⑥由于交通路況等原因，當(dāng)前后車(chē)輛的車(chē)距比較近時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)前面的大型車(chē)擋住后面的小型車(chē)的情況。系統(tǒng)在對(duì)此種情況予以充分考慮的情況下可保證不漏拍。

⑦除了機(jī)動(dòng)車(chē)以外，治安卡口還需要對(duì)非機(jī)動(dòng)車(chē)、行人及其他物體進(jìn)行抓拍。通過(guò)運(yùn)用視頻檢測(cè)技術(shù)，攝像機(jī)能夠完成對(duì)正行、逆行的非機(jī)動(dòng)車(chē)，以及行人和其他物體的抓拍。

目前的高清電警系統(tǒng)同時(shí)具有直行車(chē)道左、右轉(zhuǎn)抓拍功能，左、右轉(zhuǎn)車(chē)道直行抓拍功能，逆向行駛抓拍功能，借逆向車(chē)道闖紅燈抓拍功能，闖禁左、禁右抓拍功能。

①基本路口電警配置如圖2、圖3所示。

②系統(tǒng)具有高清智能卡口功能。在任何狀態(tài)下，當(dāng)車(chē)輛離開(kāi)第一個(gè)線圈時(shí)，系統(tǒng)能夠完成對(duì)每一輛經(jīng)過(guò)車(chē)輛的抓拍和對(duì)車(chē)輛車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)身顏色的識(shí)別，準(zhǔn)確地記錄并存儲(chǔ)車(chē)牌和全景影像等信息，并在圖片上添加車(chē)輛經(jīng)過(guò)的時(shí)間、路口、方向、車(chē)道等相關(guān)信息。

各條車(chē)道的監(jiān)控是獨(dú)立完成的。如交通燈由紅轉(zhuǎn)綠時(shí)，兩輛車(chē)同時(shí)通過(guò)，觸發(fā)抓拍；系統(tǒng)將生成兩條記錄。其全景照片可能為同一幀，但特寫(xiě)照片為各自車(chē)尾的照片。

③系統(tǒng)支持闖紅燈抓拍。在地感線圈模式下，一般每個(gè)車(chē)道安裝兩個(gè)線圈，第一個(gè)線圈安裝在停車(chē)線以?xún)?nèi)，第二個(gè)線圈安裝在停車(chē)線以外，兩個(gè)線圈中心相距2m左右；

在視頻檢測(cè)模式下，在監(jiān)控畫(huà)面每個(gè)車(chē)道停車(chē)線前后的相應(yīng)位置上，各設(shè)置一個(gè)虛擬線圈，用于對(duì)車(chē)輛的檢測(cè)。當(dāng)前車(chē)道處于紅燈狀態(tài)時(shí)，若系統(tǒng)檢測(cè)到有車(chē)輛經(jīng)過(guò)，即對(duì)該車(chē)輛進(jìn)行連續(xù)抓拍：當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入第一個(gè)線圈時(shí)，抓拍第一張照片；當(dāng)汽車(chē)離開(kāi)第一個(gè)線圈時(shí)，抓拍第二張；當(dāng)汽車(chē)離開(kāi)第二個(gè)線圈時(shí)，抓拍第三張。整個(gè)過(guò)程在紅燈狀態(tài)下完成才認(rèn)為是闖紅燈行為。而后攝像機(jī)對(duì)三張照片進(jìn)行合成，并發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)中，作為違章記錄。

圖片可清晰地記錄違法車(chē)輛的車(chē)型、車(chē)身的彩色特征、車(chē)輛牌照及信號(hào)燈色，并顯示車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)的時(shí)間、路口、方向、車(chē)道、紅燈時(shí)間等相關(guān)信息。

④系統(tǒng)采用車(chē)輛跟蹤技術(shù)分析車(chē)輛的行駛軌跡，因此同時(shí)具有直行車(chē)道左、右轉(zhuǎn)抓拍功能，左、右轉(zhuǎn)車(chē)道直行抓拍功能，逆向行駛抓拍功能，借逆向車(chē)道闖紅燈抓拍功能和闖禁左、禁右抓拍功能。

⑤系統(tǒng)支持對(duì)過(guò)往車(chē)輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。攝像機(jī)可在輸出高清抓拍圖片的同時(shí)輸出720P、、2~4Mbps高清實(shí)時(shí)視頻，用于高清監(jiān)控。

⑥前端抓拍攝像機(jī)具有網(wǎng)管功能，能夠把工作狀態(tài)及故障情況，如攝像機(jī)實(shí)時(shí)視頻功能是否異常、抓拍功能是否異常、閃光信號(hào)是否異常、前端存儲(chǔ)功能是否異常等發(fā)送到網(wǎng)管平臺(tái)。維護(hù)人員可通過(guò)查詢(xún)網(wǎng)管平臺(tái)的報(bào)表，掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

系統(tǒng)在檢測(cè)到線圈或紅燈信號(hào)異常時(shí)，自動(dòng)切換到視頻檢測(cè)模式，并且實(shí)時(shí)通知網(wǎng)管平臺(tái)。

⑦系統(tǒng)中的所有設(shè)備、設(shè)備通信接口均引入防雷設(shè)計(jì)，立桿及基礎(chǔ)符合防雷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。

系統(tǒng)弱電部分引入了防雷設(shè)計(jì)后，在靜電放電、浪涌、電源短時(shí)中斷等電磁干擾下，系統(tǒng)供電線路中加入空氣開(kāi)關(guān)、電源防雷器和穩(wěn)壓電源，以避免路口電源的不穩(wěn)和干擾導(dǎo)致設(shè)備工作異常。攝像機(jī)電源的大地線和護(hù)罩外殼大地相連。若有雷擊等干擾時(shí)，干擾電流將通過(guò)護(hù)罩外殼大地導(dǎo)到立桿上，最終導(dǎo)入大地。

為了保障系統(tǒng)正常運(yùn)行，還需要引入立桿防雷設(shè)計(jì)。

后端平臺(tái)技術(shù)特點(diǎn)如下：

包括卡口平臺(tái)、內(nèi)網(wǎng)視頻監(jiān)控平臺(tái)、專(zhuān)網(wǎng)視頻監(jiān)控平臺(tái)、網(wǎng)管平臺(tái)、實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)，實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)可以調(diào)用卡口平臺(tái)、視頻監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)，以支持業(yè)務(wù)應(yīng)用；

支持視頻監(jiān)控基本功能，調(diào)用錄像不需要經(jīng)過(guò)前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)；

卡口平臺(tái)具有各種數(shù)據(jù)檢索功能、布控功能，以及可疑車(chē)輛自動(dòng)挖掘功能；

能夠支持電子地圖；

具有錄像智能視頻分析功能；

支持電視墻、大屏拼接應(yīng)用；

具有設(shè)備權(quán)限、用戶(hù)權(quán)限管理功能；

擁有豐富、實(shí)用的信息共享數(shù)據(jù)庫(kù)，

可將智能識(shí)別所得的車(chē)牌號(hào)、車(chē)型、顏色、時(shí)間、經(jīng)過(guò)路段統(tǒng)一歸檔，形成數(shù)據(jù)庫(kù)文件，供實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)、交通管理處罰平臺(tái)以及公安、治安、刑警監(jiān)控平臺(tái)共享使用。

4結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，道路交通“高清卡口和電警監(jiān)控工程”隨著計(jì)算機(jī)、光電一體化以及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而得到了長(zhǎng)足發(fā)展。但是，進(jìn)步是突出的，問(wèn)題也是顯而易見(jiàn)的；就實(shí)際工程效果來(lái)看，筆者認(rèn)為目前有三個(gè)問(wèn)題需要提起重視。

第一，城市“電警監(jiān)控工程”中開(kāi)發(fā)商常常力推“全能卡口”，即既有“紅綠燈抓拍”又兼有卡口測(cè)速、車(chē)牌識(shí)別、夜間人臉識(shí)別功能等。但實(shí)際上，以上各項(xiàng)技術(shù)集成在前端的抓拍設(shè)備里，很可能導(dǎo)致總計(jì)算資源不足，造成出現(xiàn)漏拍、識(shí)別率低、測(cè)速不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題。筆者認(rèn)為，電警監(jiān)控工程還是應(yīng)該以實(shí)現(xiàn)專(zhuān)項(xiàng)電警功能為目標(biāo)，不宜兼做其他卡口的功能。

第二，城市電警系統(tǒng)夜間抓拍的圖像普遍偏暗，這主要是因?yàn)槌鞘新房诓幌衿渌缆房谀菢优溆写蠊β?、高亮度的鹵素?zé)?，而是代以LED燈——而以光通量論，后