1. 前 言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，車輛數(shù)量的迅猛增長(zhǎng)，各城市交通越來越擁擠，給我們的生活帶來許多不便；更由于許多車輛的違章現(xiàn)象，造成了許多經(jīng)濟(jì)及人身的傷害，也造成了出現(xiàn)各類事故的隱患，這給創(chuàng)建文明城市、維護(hù)交通及人身安全帶來許多障礙。由于城市的不斷規(guī)劃、擴(kuò)大，人口、車輛的不斷增多，更好地解決交通擁擠、違章現(xiàn)象，降低事故發(fā)生現(xiàn)象，達(dá)到暢通工程的要求，正成為各城市不得不解決的重要問題。
為了更好地解決這些問題，懲治闖紅燈違章車輛，避免路口交通擁擠、雜亂，我們將GPRS無線傳輸技術(shù)和傳統(tǒng)視頻抓拍技術(shù)相結(jié)合，提出新型的“電子警察”。
與以往的“電子警察”最大不同之處是新型“電子警察”采用視頻抓拍和GPRS無線傳輸?shù)男录夹g(shù)實(shí)現(xiàn)交通違章取證。它利用車輛檢測(cè)技術(shù)、信號(hào)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像數(shù)字化處理技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代高科技技術(shù)開發(fā)的電子儀器，安裝于交通路口，24小時(shí)全天候?qū)`章沖紅燈的機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行拍照,照片定時(shí)通過移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)傳回交警指揮中心數(shù)據(jù)庫(kù)。該系統(tǒng)能排除惡劣天氣、高溫、低溫的影響，性能非常穩(wěn)定，維護(hù)簡(jiǎn)便，可滿足不同的需要。為交警部門處理該類違章提供客觀、準(zhǔn)確、及時(shí)的依據(jù)，同時(shí)可以大大節(jié)省警力。
2 . 無線抓拍系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
共三部分：通信網(wǎng)絡(luò)部分、路口控制部分、指揮中心管理部分。
無線子警察系統(tǒng)設(shè)計(jì)為二級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用二級(jí)管理模式。控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成局域計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（10/100M 自適應(yīng)以太網(wǎng)），控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與路口拍照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)接為廣域計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。二級(jí)管理模式為控制中心的總體管理和路口的現(xiàn)場(chǎng)管理。
2.1 控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成
控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、管理計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)集線器、寬帶路由器、不間斷電源、彩色打印機(jī)等組成。
2.2 路口拍照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成
路口拍照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由以下設(shè)備組成： 高性能數(shù)碼照相機(jī)、控制主機(jī)、 通信管理工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、 車輛探測(cè)器、 閃光燈、 調(diào)制解調(diào)器。
2.3 系統(tǒng)功能
新型“電子警察”系統(tǒng)功能：
能夠?qū)π旭傑囕v的闖紅燈等違章行為進(jìn)行錄像、抓拍，形成的證據(jù)資料包括違章時(shí)間、違章地點(diǎn)、違章類型、車輛類型、車牌號(hào)碼、車牌顏色等內(nèi)容。
系統(tǒng)24小時(shí)全天候工作，對(duì)只有在紅燈期間進(jìn)入停車線且繼續(xù)向前行使超越停車線具有闖紅燈行為的機(jī)動(dòng)車輛拍照；對(duì)于在紅燈亮后剛?cè)胪＼嚲€，但不繼續(xù)向前行使的車輛不拍攝；在非紅燈期間不誤拍。
能準(zhǔn)確抓拍記錄違章車輛違章過程的連續(xù)彩色全景圖像及彩色牌照?qǐng)D像。
系統(tǒng)能自動(dòng)檢測(cè)紅燈信號(hào)，并對(duì)信號(hào)燈故障自動(dòng)判斷；當(dāng)紅燈信號(hào)連續(xù)時(shí)間達(dá)3分鐘以上時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)判斷為信號(hào)燈故障，避免在系統(tǒng)信號(hào)燈輸入異常時(shí)漏拍、誤拍、錯(cuò)拍的現(xiàn)象。
異常故障（停電等）發(fā)生后,系統(tǒng)能夠在來電后自動(dòng)恢復(fù)，自動(dòng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)無須人工干預(yù)。
每個(gè)路口監(jiān)控點(diǎn)與管理中心通過GPRS實(shí)時(shí)在線，可以隨時(shí)回傳每個(gè)路口的交通車流狀況，作為車輛交通誘導(dǎo)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來源。
3 系統(tǒng)的工作原理
3.1 系統(tǒng)工作方式
系統(tǒng)工作過程：
埋設(shè)在行車道上的電磁感應(yīng)線圈不斷檢測(cè)是否有車輛通過。如果在紅燈期間線圈檢測(cè)到有車輛通過，控制主機(jī)立即向數(shù)碼相機(jī)發(fā)出抓拍命令，數(shù)碼相機(jī)即時(shí)抓拍該方向的違章車輛圖像并存儲(chǔ)在路口計(jì)算機(jī)的硬盤中，同時(shí)，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)把違章車輛圖片傳回控制中心。在控制中心對(duì)傳回的圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，建立違章車輛數(shù)據(jù)庫(kù)，并生成集紅燈信號(hào)、停車線、車牌號(hào)碼、違章時(shí)間、違章地點(diǎn)于一體的違章通知書，采用彩色打印機(jī)打印輸出。控制中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)預(yù)留和車輛管理所計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)網(wǎng)接口。路口數(shù)量可進(jìn)行擴(kuò)充。
3.2 系統(tǒng)特點(diǎn)
系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：
● 采用感應(yīng)線圈檢測(cè)違章車輛，成本低廉，工作穩(wěn)定可靠，可實(shí)現(xiàn)多相位路口檢測(cè)控制，以適應(yīng)復(fù)雜交通路口控制信號(hào)的需要；
● 采用數(shù)碼相機(jī)抓拍，圖片清晰，包含違章三要素（停車線、違章車輛、紅燈信號(hào)），可做為確鑿的處罰證據(jù)。
● 自動(dòng)判別車輛進(jìn)入停車線的時(shí)間，能拍攝機(jī)動(dòng)車輛、摩托車、輕型摩托車等不同大小的違章車輛。
● 車輛檢測(cè)器靈敏度1-16級(jí)可調(diào)，有自動(dòng)提升功能，對(duì)高底盤車輛也具有很高的檢測(cè)率。
● 違章拍攝控制主機(jī)在拍攝時(shí)自動(dòng)附加日期（年、月、日、時(shí)、分、秒）、地點(diǎn)與方向等信息，在進(jìn)行違章車輛處理時(shí)能夠全面地顯示車輛違章時(shí)的信息。違章拍攝控制主機(jī)自動(dòng)測(cè)光、補(bǔ)光，所拍攝的違章照片全天侯清晰可辨。
● 閃光燈與相機(jī)同步，同步速度為1/90秒。具備完善的夜間拍照能力，最低0LUX照度下可強(qiáng)制拍照。
● 采用多線圈判別方法，大大提高拍攝有效率（98%）。
● 采用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，可方便的進(jìn)行檢索、存儲(chǔ)。
● 路口工控機(jī)配置30G硬盤，能自動(dòng)進(jìn)行圖像下載。在傳輸通道出現(xiàn)問題時(shí)可支持人工下載照片。
● 系統(tǒng)全自動(dòng)工作，無需人工操作。操作人員只需打印違章照片。
● 中心服務(wù)器操作簡(jiǎn)便，統(tǒng)一管理，集中打印。
● 中心處理軟件對(duì)違章照片進(jìn)行處理。以不同的權(quán)限進(jìn)行違章照片的刪除、打印違章通知單、違章信息查詢等操作。軟件能夠自動(dòng)統(tǒng)計(jì)違章次數(shù)，圖像以.JPG格式按英文字母和數(shù)字排序存入數(shù)據(jù)庫(kù)。在進(jìn)行違章查詢時(shí)，可按車牌號(hào)、車主、違章時(shí)間、違章路口及方向等參數(shù)查詢，還可統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間段或特定路口的違章數(shù)量。獨(dú)特的圖像加密技術(shù)，使圖像內(nèi)容不會(huì)被篡改。
● 系統(tǒng)采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，定時(shí)自檢，故障自動(dòng)報(bào)告，死機(jī)自動(dòng)
● 啟動(dòng)，維護(hù)方便。功能可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展；數(shù)碼相機(jī)配備室外防護(hù)罩，保障了惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期工作，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2.3 傳輸網(wǎng)絡(luò)
路口抓拍的數(shù)據(jù)，一方面本地保存，一方面通過GPRS傳輸?shù)焦芾碇行摹?/p>
路口抓拍設(shè)備通過移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)，與中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，上傳抓拍的圖像數(shù)據(jù)。
當(dāng)中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障或與路口計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信中斷時(shí)，路口計(jì)算機(jī)將處于獨(dú)立工作狀態(tài)，獨(dú)立存儲(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并在中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障排除或數(shù)據(jù)通信恢復(fù)時(shí)，自動(dòng)上傳存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)典型傳輸速率為20－30Kbps，抓拍的圖像經(jīng)過高質(zhì)量壓縮，保持在30－60KB左右，一張圖片的傳輸時(shí)間在10－20秒左右，采用斷線重連，斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)，嚴(yán)格保證所有圖片數(shù)據(jù)完整，及時(shí)傳輸回管理中心。
相關(guān)參數(shù)：
2.4 軟件
軟件是系統(tǒng)的重要組成部分，軟件的設(shè)計(jì)要考慮到具體的實(shí)際情況，既要具有實(shí)用性、安全性、易用性、可維護(hù)性，同時(shí)也要具有先進(jìn)性、可擴(kuò)充性、升級(jí)能力。
在軟件設(shè)計(jì)中遵循以下原則：
