道路監控現況及其特點范文

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1概況

隨著計算機技術的不斷發展，以及道路交通監控領域中國家系列規范的頒布和實施，“高清監控”愈來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“高清監控”被運用到實際工程當中，帶來了不可低估的經濟和社會效益。100萬、200萬、500萬像素的高清攝像機，CCD或者是CMOS的感光材料，全嵌入式、工控式、混合式結構等，都在這樣的大背景下競相登場，呈現出一派“百舸爭流”的景象。筆者將通過本文，與讀者分享對當下高清卡口、電警工程技術發展新特點的認識。

2前端采集環節趨于采用全嵌入式、智能化、工業級別的高清抓拍、控制、采集系統

（1）高清抓拍攝像機采用以TI公司的DM6467為核心的嵌入式主板，功耗低；采用無風扇設計，耐75℃高溫；內置硬件看門狗電路，能夠在系統異常后自動重啟、恢復工作。軟件方面，高清抓拍攝像機采用專門針對DM6467設計的嵌入式Linux系統，避免遭受網絡攻擊和病毒侵襲。相對于工控機模式或者是嵌入式的工控機，以上改進顯然提高了系統的整體穩定性。

（2）高清抓拍攝像機內部集成高清抓拍系統軟件和號牌定位識別軟件；植入自動控制模塊，將線圈觸發、視頻觸發、雷達觸發與啟動補光無縫地集成；直接把圖像數據上傳到遠端服務器的數據庫中。

（3）前端存儲采用嵌入式網絡硬盤盒，以固態電子硬盤為存儲介質。相對于采用SD卡或者使用工控機而言，此舉可使存儲的穩定性和可靠性得到大幅的提升。

（4）采集設備防護罩采用特殊設計。護罩的窗口采用透光率達99.5%的特殊光學防塵玻璃（普通玻璃透光率為80%左右），減少了反射干擾，使采集的圖像色彩更加扎實、細節更加豐富。另外，護罩還引入了對承受高溫、低溫、雨淋、鹽霧、粉塵等各種氣候環境壓力的考慮；具有一定的機械強度且達到適應應用環境的防塵、防水密封的要求，長期使用不會有嚴重銹蝕，符合IP66的防護要求。

3前端采集設備通過集成多功能應用軟件實現更完善的智能化

對多功能應用軟件的集成，使得系統在更有廣泛性的同時，憑借特殊功能的引入獲得了更強的針對性。下面分別對高清卡口、高清電警、后端平臺的特殊功能加以介紹。

（1）目前的高清卡口系統，對監控區域內正向、逆向行駛的機動車、非機動車、行人及其他物體的圖像捕獲，以及車輛品牌識別（如大眾、奧迪等）、車身長度識別等捕獲功能的擴展，準確率可達99%以上。除了能夠捕獲所有車道上行駛的車輛外，系統還可以捕獲到在車道中線上行駛的車輛，并能保證不受各種異常狀況干擾：

支持逆行抓拍，可抓拍逆行機動車、非機動車，并且將其標示為逆行；

支持并行抓拍，可抓拍并行（含雙向并行）車輛，并識別成兩條記錄；

可抗停車干擾，能在路邊停車干擾下準確識別運動車輛（不會誤將路邊停放的車輛作為識別對象）；

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（如圖1所示）基本配置如下：

選用25mm高清鏡頭時，攝像機與抓拍位置距離16~18m；

每條車道配置一臺攝像機、一個閃光燈；頻閃燈閃光方向與車輛行駛方向的夾角在45°左右；

建議在攝像機鏡頭前安裝偏振鏡，以消除車輛擋風玻璃反光的不良影響；每個方向配置一臺高清全景攝像機，采用LED燈補光。

②在不允許安裝地感線圈的點位，系統可以采用虛擬線圈抓拍技術：在監視畫面合適的位置上設置一個虛擬線圈框；當運動車輛的整個車頭進入虛擬線圈時，虛擬線圈觸發抓拍，并聯動對抓拍圖片的車牌定位、號牌識別。

在安裝了地感線圈的點位，當地感線圈故障時，攝像機可自動開啟虛擬線圈功能進行抓拍。

③當運動車輛正常通過抓拍位置時，系統自動抓拍，并開啟頻閃燈進行同步補光，保證抓拍效果。

④針對超速、逆行的車輛，系統自動抓拍兩張不同位置的照片，用于違章處罰的舉證。

⑤每臺攝像機的監控范圍覆蓋一個半車道，大約6m路面寬度，保證能夠抓拍到騎線行駛車輛完整的車輛號牌。

⑥由于交通路況等原因，當前后車輛的車距比較近時，往往會出現前面的大型車擋住后面的小型車的情況（尤以市區內部最為常見）。系統在對此種情況予以充分考慮的情況下可保證不漏拍。

⑦除了機動車以外，治安卡口還需要對非機動車、行人及其他物體進行抓拍。通過運用視頻檢測技術，攝像機能夠完成對正行、逆行的非機動車，以及行人和其他物體的抓拍。

（2）目前的高清電警系統同時具有直行車道左、右轉抓拍功能，左、右轉車道直行抓拍功能，逆向行駛抓拍功能，借逆向車道闖紅燈抓拍功能，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系統具有高清智能卡口功能。在任何狀態下，當車輛離開第一個線圈（位置見下文）時，系統能夠完成對每一輛經過車輛的抓拍（捕獲率不低于99%）和對車輛車牌號碼、車身顏色的識別，準確地記錄并存儲車牌和全景影像等信息（每輛車輛都有相對應的一張全景圖片和一張車尾特寫的合成圖片），并在圖片上添加車輛經過的時間（年、月、日、時、分、秒，精確到0.1秒）、路口（地點）、方向、車道（左轉、直行、右轉）等相關信息。

各條車道的監控是獨立完成的。如交通燈由紅轉綠時，兩輛車同時通過，觸發抓拍；系統將生成兩條記錄。其全景照片可能為同一幀，但特寫照片為各自車尾的照片。

③系統支持闖紅燈抓拍。在地感線圈模式下，一般每個車道安裝兩個線圈，第一個線圈安裝在停車線以內，第二個線圈安裝在停車線以外，兩個線圈中心相距2m左右；

在視頻檢測模式下，在監控畫面每個車道停車線前后的相應位置上，各設置一個虛擬線圈，用于對車輛的檢測。當前車道處于紅燈狀態時，若系統檢測到有車輛經過，即對該車輛進行連續抓拍：當車輛進入第一個線圈時，抓拍第一張照片；當汽車離開第一個線圈時，抓拍第二張；當汽車離開第二個線圈時，抓拍第三張。整個過程在紅燈狀態下完成才認為是闖紅燈行為。而后攝像機對三張照片進行合成，并發送到數據庫中，作為違章記錄。

圖片可清晰地記錄違法車輛的車型、車身的彩色特征、車輛牌照及信號燈色，并顯示車輛經過時的時間（年、月、日、時、分、秒，精確到0.1秒）、路口（地點）、方向、車道（左拐、直行、右拐）、紅燈時間（精確到0.1秒）等相關信息。

④系統采用車輛跟蹤技術分析車輛的行駛軌跡，因此同時具有直行車道左、右轉抓拍功能，左、右轉車道直行抓拍功能，逆向行駛抓拍功能，借逆向車道闖紅燈抓拍功能和闖禁左、禁右抓拍功能。

⑤系統支持對過往車輛進行動態實時監控。攝像機可在輸出高清抓拍圖片的同時輸出720P、H.264、2~4Mbps高清實時視頻（非25幀），用于高清監控。

⑥前端抓拍攝像機具有網管功能，能夠把工作狀態及故障情況，如攝像機實時視頻功能是否異常、抓拍功能是否異常、閃光信號是否異常、前端存儲功能是否異常等發送到網管平臺。維護人員可通過查詢網管平臺的報表，掌握設備的運行狀態（可查詢的系統狀態項目如表1所示）。

系統在檢測到線圈或紅燈信號異常時，自動切換到視頻檢測模式，并且實時通知網管平臺。

⑦系統中的所有設備、設備通信接口均引入防雷設計，立桿及基礎符合防雷設計標準要求。

系統弱電部分引入了防雷設計后，在靜電放電、浪涌、電源短時中斷等電磁干擾下，系統供電線路中加入空氣開關、電源防雷器和穩壓電源，以避免路口電源的不穩和干擾導致設備工作異常。攝像機電源的大地線和護罩外殼大地相連。若有雷擊等干擾時，干擾電流將通過護罩外殼大地導到立桿上，最終導入大地。

為了保障系統正常運行，還需要引入立桿防雷設計（如圖5所示）。

（3）后端平臺技術特點如下：

包括卡口平臺、內網視頻監控平臺、專網視頻監控平臺、網管平臺、實戰平臺，實戰平臺可以調用卡口平臺、視頻監控平臺數據，以支持業務應用；

支持視頻監控基本功能，調用錄像不需要經過前端網絡攝像機；

卡口平臺具有各種數據檢索功能、布控功能，以及可疑車輛自動挖掘功能；

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、大屏拼接應用；

具有設備權限、用戶權限管理功能；

擁有豐富、實用的信息共享數據庫，

可將智能識別所得的車牌號、車型、顏色、時間、經過路段統一歸檔，形成數據庫文件，供實戰平臺、交通管理處罰平臺以及公安（交警）、治安、刑警監控平臺共享使用。

4結束語

近年來，道路交通“高清卡口和電警監控工程”隨著計算機、光電一體化以及自動化技術的發展而得到了長足發展。但是，進步是突出的，問題也是顯而易見的；就實際工程效果來看，筆者認為目前有三個問題需要提起重視。

第一，城市“電警監控工程”中開發商常常力推“全能卡口”，即既有“紅綠燈抓拍”又兼有卡口測速、車牌識別、夜間人臉識別功能等。但實際上，以上各項技術集成在前端的抓拍設備里，很可能導致總計算資源不足，造成出現漏拍、識別率低、測速不達標等問題。筆者認為，電警監控工程還是應該以實現專項電警功能為目標，不宜兼做其他卡口的功能。

第二，城市電警系統夜間抓拍的圖像普遍偏暗，這主要是因為城市路口不像其他道路卡口那樣配有大功率、高亮度的鹵素燈（主要是出于對城市中光污染問題的考慮），而是代以LED燈——而以光通量論，后者遠不如前者。

第三，目前高清抓拍攝像機多采用CCD感光材料。在實際工程中，采用這種材料的攝像機抓拍的圖像會出現縱向光條紋，尤其是在強光下比較突出。這種現象在新設備中不太明顯，在設備使用約一年后出現的概率大幅提高，直接影響成像效果。

交通道路監控系統的設計者和建設方應從系統設計和設備選型上著手，盡量避免此類問題的出現，確保投資得到有效的保護。