1、違停自動抓拍識別解決方案第1章 概述1.1 方案簡介本方案采用槍球聯動和違章抓拍服務器相結合模式，對城市道路違法停車行為進行自動抓拍取證。槍球聯動用于視頻采集和目標的自動跟蹤，違章抓拍服務器用于視頻分析、車牌識別、違法判斷、圖片合成等。系統利用機器視覺代替人工視覺進行車輛目標提取、違法行為自動判定、自動跟蹤放大、自動車牌識別，兼具機器連續工作優勢和人類部分認知能力，準確、快速地對城市道路上的機動車違法停車行為從車輛前部或尾部進行法停車行為從車輛前部或尾部進行取證記錄。1.2 應用背景隨著社會經濟的發展，城市機動車保有量和機動車駕駛人數量迅猛增長，隨之而來的是因為部分機動車駕駛員交通安全意識淡薄

2、，加上城市停車難問題導致城市道路機動車違法停車現象多發。全國每年因機動車違法停車造成交通擁堵和汽車追尾等事故的數量以百萬計，不僅嚴重影響著城市的整體交通環境，而且造成人民群眾人身財產的損失。對機動車違法停車行為及時準確的進行取證查處，是規范駕駛員開車行為、保證道路暢通安全、創造良好城市交通環境的重要手段。目前對違法停車的治理主要有現場取證執法和非現場手動抓拍取證執法兩種方式。對于現場取證執法方式，由于我國交警部門警力普遍不足，現場取證執法難以保證違法停車行為都能得到及時糾正查處、有效遏制。對于非現場手動抓拍取證方式，需要監控人員在監控中心通過視頻監控遠程實時查看路面車輛情況，在發現有車輛發生違

3、法停車行為時，監控人員手動控制云臺攝像機進行車輛抓拍取證，車牌號碼需要人工識別輸入。手動抓拍方式需要監控人員不間斷實時監控，監控人員容易產生視覺疲勞，而且隨著道路管理的需要，違法停車監控點越來越多，監控人員工作負荷越來越大，工作的準確度嚴重依賴于監控人員自身的責任心、工作狀態、精力狀態等因素，存在效率低和人工成本高的問題。為了解決以上難題，開發了一套城市道路違法停車自動抓拍系統，利用機器視覺代替人工視覺進行車輛目標提取、違法停車行為自動判定、自動跟蹤放大、自動車牌識別，兼具機器連續工作優勢和人類部分認知能力，準確、快速地對機動車違法停車行為進行檢測記錄。第2章 總體設計 2.1 建設思路在城市

4、道路中，對于機動車駕駛員違法法律法規關于機動車停放、臨時停車規定的違法行為，可以依據圖片取證模式四和模式八來進行取證，取證全景圖片中必須要有相應的標志、標線；因此建議用戶在執法路段增設禁止停車標志指示及違停抓拍取證提示標志，確保執法無爭議。2.2 設計原則1. 實用性 系統從滿足交警實戰需要出發，以行業標準作為設計依據，在滿足用戶對功能、質量、性能和服務等各方面要求的前提下，合理進行系統功能配置和設備選型，實現最優化的系統配置，保證具有較高的性價比，滿足交警業務和社會公共安全管理的需求。2. 先進性在系統設計過程中，充分借鑒、利用國內外的先進技術和成功經驗，在系統結構和設備選型上精益求精，將高

5、清成像、智能視頻檢測分析等代表行業發展趨勢的先進、成熟的技術有機結合在一起，設計出一套性能優越的城市道路違停抓拍系統。3. 可靠性違停抓拍系統是一個運行環境復雜、使用率高的復雜系統。考慮系統全天候實時性需求，設計時充分考慮系統的高可靠性，選用成熟的技術和可靠的設備，關鍵設備應有備份和冗余措施，系統軟件應有備份和維護保障能力，并具有較強的容錯和系統恢復能力，采用自動檢測、自動監控、自動報警、單點自愈、冗余配置、負載均衡等技術來有效地保證系統的高可靠性。4.規范性控制協議、傳輸協議、接口協議、視頻編解碼、文件格式等符合有關國際通用標準、協議和規范、國家與部頒標準及規定，從技術和機制上保證信息共享和

6、綜合利用，系統的操作平臺、數據格式、通訊接口與協議等必須是開放（標準或公開）的，可實現互聯互通，亦能夠為數據交換與信息共享建立標準化溝通渠道。5.開放性系統依據相關的標準、規范進行設計，采用通用、規范和安全的數據通訊協議和接口，為違停抓拍系統與其它系統的對接集成提供開放性的數據接口，確保信息高度共享。2.3 設計依據 中華人民共和國道路交通安全法（2004.5.1） 中華人民共和國道路交通安全法實施條例（2004.5.1） 道路交通安全違法行為圖像取證技術規范（GA/T832-2009） 道路交通安全違法行為視頻取證設備技術規范（GA/T995-2012） 安全防范視頻監控聯網系統信息傳輸、交

7、換、控制技術要求（GBT28181-2011） 視頻安防系統技術要求（GA/T367-2001） 民用閉路監視電視系統工程技術規范(GB50198-94) 安全防范工程程序與要求(GA/T75-94) 建筑物防雷設計規范(GB50057-94) 建筑物電子信息系統防雷技術規范(GB50343-2004) 民用建筑電氣設計規范(JGJ/T16-92) 公安交通電視監視系統驗收規范GA/T509 視頻安防監控系統技術要求GA/T367 光纜通信系統傳輸性能測試方法GB/T 14760-1993 光纖通信系統通用規范SJ 20552-95 波分復用光纖通信系統通用規范SJ 20855-2002 粗波

8、分復用光收發合一模塊技術要求和測試方法YD/T 1351-2005 電視視頻通道測試方法GB3659-83 彩色電視圖像質量主觀評價方法GB7401-1987 工業電視系統工程設計規范GBJ115-87 中國電氣裝置安裝工程施工及驗收規范GBJ232-90.92 計算機軟件開發規范GB8566-88 信息技術開放系統互連網絡層安全協議（GB/T 17963）2.4設計目標我們希望通過為交通管理部門建設城市道路違法停車自動抓拍系統達到以下目標：1) 減少因城市道路機動車違法停車造成的交通事故、堵塞和交通混亂,創造良好的城市交通環境；2) 提高機動車駕駛員的自覺性，增強安全意識。2.5系統架構本系

9、統的設計基于分布式系統的集中管理策略，采用分層結構設計，從邏輯關系上看主要分為三層：前端子系統傳輸子系統中心管理子系統。前端子系統主要為一槍一球和違章抓拍服務器，每臺違章抓拍服務器可接入4路進行分析。網絡傳輸子系統由自建路口局域網、專用接入網、中心視頻專網構建，實現前端子系統與中心管理子系統之間的互聯互通。中心管理子系統利用統一的數據庫、軟件及服務，接入分散的設備并建立用戶、業務接口，完成設備的統一管理并提供用戶業務需要的服務，實現實時監控、數據查詢統計、交通違法處理等業務功能與應用。系統架構如下圖：2.6系統組成2.6.1 槍式攝像機與球式跟蹤球機(槍球聯動)在路口對道路情況進行實時視頻采集

10、，內嵌智能跟蹤模塊服務器的控制下進行車輛自動跟蹤和車牌放大，它主要包括如下部分：，在違章抓拍u 視頻采集，提供高清視頻；u 車輛跟蹤模塊，對違停車輛進行跟蹤放大。2.6.2 違章抓拍服務器違章抓拍服務器內嵌違停自動取證軟件，自動檢測違停車輛，控制球機抓拍取證，它主要包括如下部分：u 車輛檢測模塊，進行車輛檢測和違法停車判斷；u 車輛定位模塊，定位違停車輛位置，控制球機進行跟蹤放大；u 車牌識別模塊，對違停車輛的車牌號碼進行自動識別；u 違法數據生成模塊，負責生成和存儲違法數據，并傳到后臺管理系統。2.6.3 后臺管理系統后臺管理系統，包括軟硬件平臺和管理客戶端兩個部分：軟硬件平臺是系統的集中管

11、理存儲中心，包括平臺軟件、數據庫軟件、服務器、存儲設備等，集中管理系統內的違停抓拍設備，進行數據的統一存儲和應用。管理客戶端是用戶與整個系統的接口，多個用戶可以通過不同客戶端同時訪問整個系統。后臺管理系統的功能包括：u 實時視頻監控：用戶可以通過管理系統查看全網違停抓拍點的實時視頻；u 設防控制：用戶可以進行違停抓拍規則的設置、布防、撤防操作，甚至可以設置在某些時間段布防，而其它時間段則不設防，滿足用戶多樣化的需求；u 違停查詢：用戶可以自定義條件查詢違停報警，查看某條違停報警的報警圖片和報警過程錄像；u 違法數據處理：用戶可以對系統中未分揀的違法記錄按照時間段、違法路口、違法行為等條件進行查

12、詢，進行認定違法、判定報廢、確認檔案不符/套牌等分揀處理。同時系統具有對分揀處理數據進行復審功能，復審通過后直接上傳交警六合一平臺，也可以對分揀過程中標記為作廢和內部車輛的信息進行處理。u 報警導出：用戶可以將違停報警導出為txt、html、excel 等不同格式的2.7 系統功能2.7.1違法停車自動取證功能系統能對城市道路兩旁禁停區域內違停的機動車輛進行檢測和取證。可以根據用戶的實際需求調整禁停取證時限，當車輛在禁止停車區域內停車超過限定時間，就進行違法自動抓拍取證。一組取證圖片最多可以包括六張圖片，六張圖片可選擇全景或近景圖片，圖片中疊加時間、地點、車牌號碼等信息，一組違法圖片同時關聯一

13、段違法過程錄像。2.7.2支持手動取證功能靜止車輛無法捕獲時，可使用手動取證功能對違法車輛進行手動捕獲抓拍，抓拍間隔可在（1-300S）范圍內設置，圖片類型根據實際要求配置全景/近景。2.7.3多目標處理功能系統可對檢測區域內多個違法車輛進行檢測取證，最多支持同時處理20個目標。系統可對檢測區域內的違法車輛進行定位及車牌識別，建立車輛屬性，以便違法取證。對于同一場景下多目標同時進入檢測區域的情況，系統首先對檢測到的第一個目標采集第一組全景和特寫圖片，在球機回歸預置位后再對檢測區域內其它未進入抓拍隊列的違法車輛進行第一組全景和特寫圖片的采集，然后按照設定的取證時限依次對抓拍隊列中的車輛進行第二組

14、全景和特寫圖片的采集及違法記錄生成。多于多場景巡航取證時，系統除可以對新進行檢測場景的違法車輛進行檢測取證，也可以對場景內已停放的車輛進行檢測取證。2.7.4車牌自動識別功能系統能夠自動對違停車輛進行跟蹤放大，自動識別車牌號碼，減少人工識別輸入車牌的工作，提高效率。車牌自動識別功能包括車牌號碼和車牌顏色的識別。1) 車牌號碼自動識別系統具備對民用車牌（除5小車輛），警用車牌，2012式新軍用車牌，2012式武警車牌的車牌計算機自動識別能力。2) 車牌顏色自動識別系統能識別黑、白、藍、黃、綠五種車牌顏色。2.7.5多場景巡航取證功能針對球機同一個時間只能監控一個場景，而前端監控點可能有多個場景需

15、要監控，各個場景發生違法停車的時間段不同的情況，系統支持多場景巡航取證，可根據實際情況設置巡航計劃，對整個星期或一周內的某一天設置巡航計劃，支持一天中最多設置16個時間段。2.7.6取證圖片多種合成方式對于一組取證圖片，系統可以根據用戶需要選擇是否進行合成，如選擇圖片進行合成，可根據圖片數量選擇合適的合成方式和圖片壓縮質量。2.7.7查詢統計及交通違法處理功能系統可以對違法數據按時間、地點等方式進行查詢統計；同時可以對違法數據進行分揀、審核和自動上傳等功能，實現對違法數據的預分揀處理。通過中心平臺系統能對未分揀的違法記錄按照時間段、違法路口、違法行為等條件進行查詢，進行認定違法、判定報廢、確認

16、檔案不符/套牌等分揀處理。系統具有對分揀處理數據進行復審功能，可以對之前分揀的違法記錄數據進行復審，也可以對分揀過程中標記為作廢和內部車輛的信息進行處理，復審通過的數據直接上傳交警六合一平臺。2.7.8自動校時功能交通違法交通行為的性質認定、屬性判定具有較為顯著的時間特性，為避免執法過程中爭執與矛盾的發生，提高執法處罰的嚴肅性與有效性，系統利用中心的GPS校時母鐘，通過中心平臺對系統內設備進行校時，保證系統具備較高的計時精度，確保系統時鐘同步具有一致性。系統內設備重新啟動、應用軟件恢復工作或網絡中斷后重新連通時，能自動進行時鐘校正。系統內聯網設備的校時周期不大于24小時，所有前端設備點位每日至

17、少與監控中心系統時鐘同步一次，24h內的計時誤差不超過1.0s。2.7.9支持錄像存儲及配額管理違章抓拍服務器支持錄像功能，可選擇自動跟蹤球機的主碼流或子碼流進行錄像。違章抓拍服務器標配2TB硬盤，最多可配置4塊2TB硬盤，視頻和圖片分開存儲，可以為圖片配置存儲空間，剩余空間用做錄像存儲。2.7.10網絡遠程維護功能中心管理軟件可以實時查看前端設備的運行狀態，支持通過網絡實現遠程維護、遠程設置和遠程升級等功能。第3章 前端子系統設計3.1架設原則設備的架設的原則為了便于系統有效工作，最大化發揮出系統特征，監控有效面積最大化而提供的建設規范。為此，需盡量按照如下要求：1. 為了防止設備阻礙正常的

18、道路暢通，或設備被人工破壞，機箱離地面的高度應高于1.8米。2. 系統安裝選址時，應盡可能把球機布局在擬檢測區域的中心位置，讓前端球機有效視角內看見違法車輛的車頭或者車尾部分居多。俯視車輛或者側面監控違停車輛，因幾何上的遮擋關系，較難獲得有效的車牌。3. 由于系統的物理約束，存在一定面積的監控盲區。該區域的大小與前端視頻采集系統的安裝高度有直接的聯系，建議懸掛前端視頻采集設備的立桿高度在6米8米之間。4. 監控區域應盡可能開闊，避開高的建筑目標或樹木，以免遮擋球機視線，3.2前端功能 違停抓拍服務器通過先進智能分析算法，自動控制球機拉近抓拍違停車輛。它主要包括如下部分：1) 攝像機的設備接入2

19、) 車輛檢測模塊，檢測違停車輛3) 車輛抓拍控制模塊，控制對違停車輛的拉近取證4) 違章證據生成模塊，負責生成和存儲違章證據，并傳輸到中心管理系統 第4章 網絡傳輸子系統設計 4.1 網絡傳輸子系統組成網絡傳輸子系統由路口局域網、接入網和中心視頻專網三部分組成。路口局域網采用獨立網段，完成對違停抓拍系統自動跟蹤球機、違章抓拍服務器的互聯。槍球聯動系統、違章抓拍服務器的上聯端口采用接入網IP地址，專用接入網完成路口數據匯聚至監控中心。中心視頻專網完成平臺服務器、專用圖像客戶端等中心設備互聯。其中，視頻分析記錄儀是路口局域網與接入網的邊界設備，帶網關功能。4.2 網絡帶寬需求1) 路口局域網路口局

20、域網主要用于匯聚前端各種網絡設備，一般采用百兆工業級交換機組網。2) 接入線路接入線路建議采用獨立光纖傳輸，連接路口局域網和中心網絡，主要傳輸槍球聯動系統的高清視頻和違停抓拍數據，考慮到槍球聯動系統采用低碼流技術，廣角槍機采用4mm,水平視場角：75度，130萬自動高速跟蹤球機碼流可壓縮至1-1.5Mbps，200萬自動高速跟蹤球機碼流可壓縮至3-4Mbps，傳輸帶寬需不小于10M，建議采用100M帶寬。3) 中心網絡中心網絡采用“匯聚-核心”的網絡架構，用于連接路口局域網的帶寬不小于100M，用于中心網絡交換的帶寬不小于1000M。第5章 中心管理平臺子系統設計 5.1平臺概述VRVIEW視

21、頻管理平臺，是一個基于服務器、操作系統、依托于數據庫、架構于網絡的服務系統，是支撐起智能交通類監控系統產品的中央管理平臺，一個能夠實現設備接入與用戶服務的綜合軟硬件體系。綜合管控平臺利用統一的數據庫、軟件及服務，接入分散的設備并建立用戶、業務接口，以完成分散設備的統一管理并提供用戶業務需要的服務。VRVIEW視頻管理平臺需在指定的路段安裝數據采集設備，通過各級接入服務器及其應用軟件，最終實現諸如交通違法記錄與處理、遠程監控等交通業務的功能與應用。軟件平臺包括數據庫服務器、CMS管理平臺、前端違章抓拍服務器、網絡存儲服務器、流媒體服務器、CS控制客戶端、WEB配置客戶端以及路口前端進行數據采集、

22、處理、發送的道口管理主機，可實現對通行路口車輛的牌照識別、測速及超速報警、闖紅燈檢測、布控車輛檢測報警、查詢統計、智能研判等功能。5.2平臺結構設計5.2.1前端違章抓拍服務器前端違章抓拍服服務是連接前端和后端平臺業務的橋梁。它主要負責實時過車數據的解析、接收、存儲、轉發，以及報警功能。具體功能如下：u 接收前端終端服務器的過車信息和高清圖片。u 識別超速車輛，生成違章信息。u 通過比對布控車輛庫，實現對布控車輛包括黑名單、白名單及各類違章車輛的識別，生成報警信息上傳中心。u 在數據庫服務器中寫入正常過車及布控、違章車輛信息。u 在磁盤陣列中存儲車輛圖片。u 給CS客戶端和WEB客戶端發送正常過車、超速過車、布控過車的車輛信息，及