道路超速預警系統

一、概述
　　
　　1.1方案概述
　　
　　近年來，隨著我國社會經濟的快速發展，交通強國的大戰略發展方針，截至 2017
　　
　　年末，全國公路總里程達到 477.35 萬公里，是 1984 年末的 5.2 倍。其中，高速公路
　　
　　達到 13.65 萬公里，里程規模居世界第一。然而，隨著機動車輛數量的急劇增大，道路車流量急增，道路車輛通行飽和度遠超出當年設計預期，尤其是在節假日暴增的客運車與小車數量容易導致區域路段出現嚴重的擁堵和安全隱患。且在冬天雨霧天氣受冷暖空氣共同影響，早上和夜間容易頻繁出現雨霧天氣。很多路段容易起霧或者易積水，霧氣使行車能見度降低，給道路上的行車安全帶來極大的安全隱患。有些路段早晚容易起團霧或易積水，極易引發交通事故，老百姓反映十分強烈。在此情況下，如何利用先進的科技手段提高交通管理水平、抵制互通、隧道、橋隧群、長大下坡等重點路段安全風險，大范圍極端惡劣氣象條件下，群死群傷的重特大交通事故發生，使駕駛員嚴格按照道路安全規范及交通標示安全有序行駛，減少由于超速及不安規行駛引起的交通事故及違法現象，成為了當前道路交通管理相關部門亟待解決的問題。
　　
　　道路超速預警系統利用先進的毫米波多目標跟蹤雷達、通訊、網絡、微機控制、圖像處理、信息處理等技術實現對監控路面的環境及車輛通過時間、地點、車速、行駛方向、號牌號碼、號牌顏色、車輛特征等車輛信息進行自動采集和處理，通過對行駛車輛軌跡及流量信息實時監測道路情況并聯動可變信息路側情報顯示屏，對經過的車輛進行違法行為播報及安全預警提醒。為幫助駕駛員矯正超速行為，從而避免交通事故的發生，對駕駛員安全駕駛提供了有力保障，提高了道路交通通行力有著十分重要的意義。
　　
　　1.2設計依據
　　
　　道路超速預警系統所涉及的技術、產品、工程標準和規范、驗收標準和規范等均符合中華人民共和國現行有關條例及相應規范，包括以下(但不僅局限于)規范和標準：
　　
　　?《安全防范視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》
　　
　　GB/T28181-2011
　　
　　?《安全防范工程技術規范》GB50348-2004
　　
　　?《視頻安防監控系統技術要求》GA/T367-2001
　　
　　?《機動車測速儀》GB/T21255-2007
　　
　　?《道路車輛智能檢測記錄系統通用技術條件》GA/T497-2016
　　
　　?《道路交通安全違法行為圖像取證技術規范》GA/T832-2014
　　
　　?《機動車號牌圖像自動識別技術規范》GA/T833-2016
　　
　　?《交通技術監控成像補光裝置通用技術規范》GA/T1202-2014
　　
　　?《機動車區間測速技術規范》GA/T959-2011
　　
　　?《道路交通安全違法行為視頻取證設備技術規范》GA/T995-2012
　　
　　?《公路車輛智能監測系統驗收技術規范》GA/T961-2011
　　
　　?《道路交通技術監控設備運行維護規范》GA/T1043-2013
　　
　　1.3設計原則
　　
　　道路超速預警系統建設充分考慮本地建設的要求及工程實施的科學性，考慮各地道路安全系統的現狀，保持系統建設的連續性和可持續發展，并保證后端設備和前端設備各子系統完全兼容，總體上遵循“規范性、先進性、實用性、可靠性、安全性、兼容性和可擴展性”等建設原則。
　　
　?。?）規范性
　　
　　由于本系統是一個嚴格的綜合性系統，在系統的設計與施工過程中我們完全遵循國家規范標準要求。
　　
　?。?）先進性
　　
　　在保證可靠性的前提下，系統最大限度地采用目前最先進、實用的技術和設備是，且保證在近幾年中繼續處于領先地位，并隨著科技的發展不斷改進完善。
　　
　?。?）實用性
　　
　　系統功能創建和改進符合目前道路交通業務特點和需求，從用戶的根本利益和責任出發，能為交警日常工作和業務掌握帶來便捷、高效。
　　
　?。?）可靠性
　　
　　道路超速預警系統主要用于道路執法及交通誘導防范領域，所以系統本身具有很高的工作安全可靠性。選用技術成熟、可靠性高的設備，通過有效地聯接，確保耐久使用。
　　
　?。?）安全性
　　
　　系統具有防計算機病毒的能力，有較強的抗干擾能力，具有密碼、多級控制級別、撤設防級別，避免出現遭到惡意攻擊和數據被非法提取使用的現象，保障了系統網絡的安全。
　　
　?。?）兼容性和可擴展性
　　
　　系統軟硬件上的設計和選型上，我們充分考慮其可擴展性，系統結構易于擴充， 以適應今后可能出現的更大任務負載。硬件平臺具有可升級性，當需要時可以增加新的計算機設備同原有計算機設備一起工作以提高系統的處理能力，保證原有資源的充分利用。能實現與交通管理綜合應用平臺和車聯網（V2X）系統的無縫對接，還能為其他應用系統預留足夠的數據接口，且接口規范。
　　
　　1.4設計目標
　　
　　以道路安全為突破口，以提升公路交通管控能力和執法水平為重點，綜合利用“云計算、大數據”等先進技術，建設各地轄區道路超速預警系統，實現對道路通行車輛實時監控、全程監控，對重點違法自動抓拍、有效攔截，對交通事故及時發現定位、及時出警到位，對重點和嫌疑車輛快速篩查、及時發現布控，使公路交通管理勤務更科學、指揮更高效、反應更迅速、糾違更及時、服務更到位、監督更有力。
　　
　　二、系統組成架構
　　
　　2.1系統組成
　　
　　道路超速預警系統是一種面向城市交通管理與高速交通管理的綜合型違法監測記錄系統。采用車牌識別、車輛視頻檢測、雷達多目標跟蹤、超速抓拍、流量監測、安全預警等多種智能技術對車輛進行復合型檢測，具有過車記錄、超速抓拍、視頻
　　
　　監控的功能。主要由前端抓拍單元、補光單元、傳輸單元、路側計算單元、可變情報顯示屏等核心設備組成，具有良好的環境適應的能力，能夠滿足在全國各地應用的需求。
　　
　　2.2系統體系架構
　　
　　考慮到系統穩定性，道路超速預警系統體系架構采用目前基于物聯網技術的三層冗余體系架構，即由數據采集單元、邊緣計算單元和可變情報顯示單元三個部分組成。
　　
　　數據采集單元包括前端抓拍單元、雷達檢測單元、補光單元等設備組成，以原始信息的采集、處理、編碼、傳輸為主線，以配套設施為支撐，主要完成前端數據信息的采集。
　　
　　邊緣計算單元是整個架構的處理核心，嵌入式存儲、管理及應用服務器負責完成所有數據的集中處理和智能分析?？紤]穩定性，功能中間件層要求可以脫離應用平臺獨立運行。功能中間件層采取嵌入式一體化結構。
　　
　　可變情報顯示單元負責應用功能的綜合顯示。
　　
　　三、系統總體設計
　　
　　3.1總體技術思路
　　
　　道路超速預警系統采用模塊化設計，集超速抓拍、卡口、測速與安全預警、高清錄像等多功能于一體，可全天候記錄經過監測點的所有車輛的車牌號碼、車速、車型等信息，輸出高清照片和車牌識別數據，可覆蓋 1-4 車道。系統基于多目標雷達觸發，采用先進的多目標追蹤雷達
　　
　　，具備測速抓拍功能，單雷達可同時跟蹤 128 個目標，覆蓋 1-4 條車道，并且能分車道進行測速。前端設備采集的通行信息可與黑名單庫進行實時比對，如發現嫌疑車輛（違法未處理、未年檢、布控車輛）則及時通過聲音和燈光報警。通過部署黑名單庫，對通行信息、圖片信息、流量信息、布控信息、報警信息進行存儲應用。
　　

　　系統采集的數據可與上級平臺無縫對接，滿足平臺的所有功能需求。

　　
　　
　　3.2系統功能
　　
　　1）嵌入式模塊化設計
　　
　　系統采用高穩定性和安全性的 Linux 操作系統及數據庫、嵌入式 Linux 應用程序、嵌入式 Linux 圖形化界面，確保整個系統的穩定可靠運行。
　　
　　前后端設備采用一體化結構設計，保證了系統的兼容性和持續穩定性。2）全天候高清圖片抓拍
　　
　　通過先進的自動成像控制技術可實現在強順光、強逆光、夜間等各種光照條件下，對進入監控區域的機動車車牌、車型等進行全天候有效識別。嵌入式一體化抓拍單元支持連續視頻采集與圖片抓拍兩種工作模式，并且兩種模式的成像參數獨立控制；數據格式支持輸出 JPEG 的圖像格式與 H.264 流媒體兩種格式。
　　
　　車輛圖像捕獲率≥99%，記錄有效率≥90%。3）車牌自動識別
　　
　　系統采用嵌入式高清一體化抓拍單元，能夠實現海量數據的實時處理能力，可對車輛行進過程中的圖像進行逐幀處理和識別，系統可捕獲多個有效幀，并給出識別結果。整體化的產品能有效提高設備對復雜環境的適應能力。
　　
　　系統具備對民用、警用、軍用、武警、個性化車牌等號牌的自動識別能力，所能識別的字符包括：
　　
　　“0—9”十個阿拉伯數字；“A—Z”二十六個英文字母；
　　
　　省市區漢字簡稱(京,津,晉,冀,蒙,遼,吉,黑,滬,蘇,浙,皖,閩,贛,魯, 豫,鄂,
　　
　　湘,粵,桂,瓊,川,貴,云,藏,陜,甘,青,寧,新,渝,使,臨,臺)； 號牌分類用漢字(警,學,領,試,掛,境,港,澳,拖,農)；
　　
　　武警車牌字(WJ,0—9 ,消,邊,水,警,電,林,通)。4）車輛類型識別
　　
　　系統可對車輛類型進行判斷，在附加信息中輸出車輛類型大、小型，方便用戶查看或信息調用。
　　
　　5）交通信息采集功能
　　
　　具備交通信息采集功能,交通信息采集準確率達 90%以上。6）超速抓拍
　　
　　系統在捕獲車輛的同時，可實時檢測車輛行駛速度；車輛測速功能：測速范圍為 1～300 公里/小時。當車速小于 100km/h 時，誤差不超過-6km/h～0km/h；當車速大于或等于 100km/h 時，誤差不超過機動車速度的-6%～0%。檢測設備能自動區分大小車，具有分車型設置限速和執法限速的功能。
　　
　　7）多目標雷達進行觸發
　　
　　系統基于多目標雷達觸發，采用先進的多目標追蹤雷達，單雷達可同時監控 1-4
　　
　　條車道，雷達監控距離可達 90 米，雷達定位要求高準確度，能夠有效降低車型大小、
　　
　　車輛行駛速度對定位的影響。8）壓、騎線抓拍功能
　　
　　系統除了能抓拍在正常車道上行駛的車輛外，還具有抓拍壓線、騎線等各類不規范行駛的車輛。尤其是在高速公路上或者某些不允許變道等控制路段，采用本系統可對以上行為進行記錄，有效遏制違法變道、超速等車輛，提高行車素質，抓拍效果圖如下所示。
　　
　　9）逆行抓拍功能
　　
　　系統可對違法逆行車輛進行有效抓拍并記錄，能自動判斷抓拍車輛是否屬于逆行，對于逆行的圖像可按違章類型進行單獨區分。
　　
　　10）前端數據存儲功能
　　
　　系統支持數據的斷點續傳，如因網絡中斷或其它故障，數據無法上傳至管理中心時，可暫時將數據存儲在前端，待網絡恢復后，能繼續將之前鏈路事故期間的記錄，完整有效的上傳中心服務器，同時支持人工手動下載數據、手動上傳功能。
　　
　　11）24 小時連續錄像功能
　　
　　系統能在過車抓拍同時可提供抓拍車道的對應的分辨率不低于 4096*2160 的高清視頻流錄像文件，幀率不低于 25 幀/秒。支持 OSD 信息疊加。
　　
　　12）高清照片防篡改功能
　　
　　前端攝像機內置水印加密防篡改功能，利用數字水印加密技術，直接將加密信息嵌入圖片和視頻數據流，也就是從數據的源頭加密，斷絕了前端數據被篡改的可能性，從而確保了取證信息的準確可靠性。
　　
　　數據信息在前端加密后，傳輸環節也采用安全性非常高的加密傳輸方式，然后進入中心平臺，中心管理軟件自動對圖片和視頻數據進行水印驗證，以確認信息是否被篡改。也可通過單獨的水印加密驗證工具軟件，對前端單獨拷貝出來的圖片和視頻進行手動驗證。
　　
　　經源頭加密、傳輸加密、后端驗證等多重環節，圖片和視頻數據的安全性得到充分保障，具有極高的可信度。。
　　
　　13）遠端維護和系統自恢復功能
　　
　　系統具備故障自動檢測功能，能通過軟硬件自動檢測系統故障并恢復正常工作。具有斷電自動重啟動、自動偵錯報錯、自動監測主要設備（攝像機、終端管理設備、車輛檢測器、服務器等）和主要運行軟件的工作狀態（采集識別軟件、傳輸軟件等） 等功能。
　　
　　系統具備權限管理功能，能夠對不同對象分配不同類型的使用權限。
　　
　　系統具備日志記錄功能?？捎涗浿饕O備、網絡狀態和主要運行軟件的工作日志，還能記錄設備或者網絡狀態改變（重啟、或者重新連接）、主要軟件發生重啟或故障等事件日志。
　　

　　系統具有主動校時功能，24h 內設備的計時誤差不超過 1.0s。系統具備遠程維護及參數的設置等功能。

　　3.3系統性能指標

		冷凝，通風良好，接地良好
11	接口函數	接口函數：能根據業主提供的接口函數進行數據對接
12	前端設備 傳輸要求	提供光纖接口、以太網接口、數據傳輸接口以及相關配件， 并支持前端人工采集。

 

　　3.4設備技術參數指標
　　
　　?前端抓拍系統單元技術參數：
　　
　　?可覆蓋 1-4 條車道，有效像素≥900 萬像素，分辨率不低于 4096*2160；
　　
　　?抓拍圖片格式：JPEG 壓縮圖像格式，支持輸出 JPEG 與不小于 25 幀/秒流媒體兩種格式；
　　
　　?基于一體化多目標雷達觸發，采用先進的多目標跟蹤雷達，單雷達可同時監控 1-4 條車道，可同時追蹤 128 個目標，雷達測量距離可達 90 米，雷達定位要求高準確度，能夠有效降低車型大小、車輛行駛速度對定位的影響， 自動識別大小車、可分車道測速和多車定位；
　　
　　?測量方向：支持來向、去向或雙向；
　　
　　?測速范圍：1～300km/h；
　　
　　?測速誤差：當車速小于 100km/h 時，誤差不超過-6km/h～0km/h；當車速大于或等于 100km/h 時，誤差不超過機動車速度的-6%～0%；
　　
　　?采用智能補光燈輔助抓拍，頻閃能力不低于 14 次/秒；亮度、頻閃速度可調；
　　
　　?超長壽命，間歇頻閃≥500 萬次；
　　
　　?回電時間短，節能環保；
　　
　　?同步 TTL 觸發、RS485、試閃按紐等觸發方式；
　　
　　?系統自動判斷環境光，照度不足時，自動啟動補光裝置，補光不影響駕駛人的安全駕駛，滿足國家有關部門不妨礙人眼和物體安全的相關標準；
　　
　　?數據傳輸模塊至少含有 1 個光纖插槽，3 個百兆電口，工業級設計，導軌式， 支持 120 米網線長線驅動，帶設備狀態在線監測功能，具有網管功能，可遠程查看端口狀態；自動報警；
　　
　　?邊緣計算單元
　　
　　基于專高穩定性和安全性的 LINUX 操作系統、嵌入式 linux 應用程序、嵌入式Linux 圖形化界面，確保整個系統的穩定可靠運行，并滿足跨平臺要求。
　　

　　軍工級標準的主機配件選擇、制造和測試，寬溫及無風扇設計，保證系統可在復雜環境下穩定運行，保證數據安全性。

　　技術參數：
　　
　　?一體化結構設計，采用嵌入式 Linux 操作系統及嵌入式 linux 應用程序，嵌入式 Linux 圖形界面；嵌入式安全數據庫；主要包括對前端設備的管理和參數設置、通行信息查詢通行信息和圖片的本地存儲、FTP 服務功能、通行信息的上傳、后臺參數的下載和設置以及黑名單比對功能。
　　
　　?板載工業級低功耗 CPU，CPU 采取表貼形式，無風扇設計，無硬盤系統可正常運行；
　　
　　?接口：至少 2 個 1000M 網口、4 個 USB2.0 口，1 個 HDMI 口；
　　
　　?設有軟件看門狗及硬件看門狗，具有斷電自恢復功能；
　　
　　?MTBF：25000 小時以上；
　　
　　?溫度范圍：-20℃～+70℃；濕度范圍：10～95%RH；
　　
　　?路側可變情報顯示屏
　　
　　?燈管驅動方式: 恒流。
　　
　　?溫度范圍-40～60℃。
　　
　　?通迅接口：網絡通訊、4G 網絡。
　　
　　?亮度均勻性≥97%。
　　
　　?視角：水平：110°～120° 垂直：55°。
　　
　　?視距：圖形≥200m，文字≥150m。
　　
　　?盲點率：1/10000。
　　
　　?控制方式：異步。
　　
　　?平整度≤1mm。
　　
　　?衰減率(工作 3 年) ≤30%。
　　
　　?使用壽命≥10 萬小時。
　　
　　?平均故障時間≥1 萬小時。
　　
　　?整機老化≥48 小時。
　　
　　四、產品配置清單

3	智能相機	● 采用兩個 1 英寸 900 萬像素全局曝光 CMOS 智能高清攝像機，最大分辨率可達4096*2160，幀率高達 25 幀； ●內置 LED 補光燈； ●輸出圖片格式：JPEG； ●支持閃光燈和 LED 頻閃燈同步補光識別車牌種類多：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，新能源車牌；； ●使用閃光燈補光時，抓拍圖片可看清司乘人員人臉； ●支持線圈，視頻等觸發模式； ●支持車牌、車型、車身顏色、車標及車輛子品牌、掛墜、安全帶、遮陽板等信息識別； ●全天平均車牌識別準確率≥95%； ●可以識別 7 種車型：大客車、中型客車、大貨車、小貨車、面包車、小轎車及 SUV； ●支持車輛檢測處理器、雷達、補光燈的接入； ●支持遠程數據上傳，可將抓拍的圖片上傳給終端服務器、FTP 服務器或者后端平臺等； ●具有網絡防雷、防浪涌等功能。	套
5	環保補光燈	● 采用進口 LED 燈珠和大功率脈沖閃光燈管，閃光壽命可達到 1000 萬次以上。 ● 頻閃和爆閃雙光源結合，有效提高了施工效率，節約成本。 ● 回電時間短，閃光燈專用電路，微電腦程序控制，通過高壓充電回路實現高速充電， 可確保在最短 60 毫秒內充電完畢并進入下一個抓拍動作,實現第二張圖片的快速抓拍。 ● 防眩目精準補光功能，采用透鏡聚光霧化周界收光技術，過濾掉有效光斑以外的散射光，有效解決光污染的問題 ● 內置功率調節電路，可根據現場實際環境撥動調節開關控制輸出功率，即減少了電能消耗，更有效地解決了不同環境下的車輛曝光問題。 ● 同時內置光耦(開關量)和高低電平(TTL)兩種觸發方式，可根據不同攝像機的觸發方式選擇接口。 ● 內置閃光計數模塊，真實記錄并存儲閃光燈閃光次數。	臺
施工安裝
1	立桿	桿件定制及施工（不包括基礎、管線預埋、供電等）	批
通訊網絡
1	數據傳 輸	專用光纖接入	條