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桥梁防撞抓拍系统

本设计方案采用高科技手段对铁道桥过往车辆高度进行监控,如发生违章超高事件,发出声光报警信号以及通过无线电台及AIS警告超高车辆,并且自动拍摄录像,并同步传送到管理部门的监控中心进行取证,以便采取进一步的管理措施。


1.1.1.高清视频采集

本方案的前端采集部分都选用高清晰摄像机成像,不但可以清楚记录车辆车头部分图像,还可以清晰显示前排司乘人员的面貌。

在摄像机的使用上,本系统全部采用CCD进口机芯摄像机,它的扫描系统是采用逐行扫描方式扫描,在对源文件的色彩元素进行非常细致的属性分析、解码之后,通过智能整合还原源文件的基本色彩属性,使画质达到胶片级水准,真实的重现真彩世界,充分拓展色域的表现,令画质表现更为精美。摄像系统具备智能调节系统,可自动调节图像的曝光、清除噪点、改善对比度。成像采集为异步触发方式,在独特的补光系统的配合下,前端采集系统可以在任何光线条件下都能产生高质量的图像,非常有效的改善了目前的成像系统,在同行业中取得领先。


1.1.2.激光扫描仪

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桥梁防撞激光预警系统为监视、预警来往船只可能造成的对桥墩的撞击,在桥墩设防区域江河湖面上设置一定的监视区,一旦来往船只进入设防区域,桥梁防撞激光预警报警系统能给出相应的处理,防止、避免发生桥墩撞击事故。

激光扫描仪,工作范围最大可达240米。具有水平与垂直自动调平功能,易于操作;它拥有水平,上对点,扇扫,下对点,斜坡功能;它能够应用在室内室外的建筑安装,路面铺设,基线确定等工作场合;

1.每项功能对应一个按钮,显示一目了然,使操作简便

2.由于具有自动调平功能 8% (± 5°),无论在水平模式或是垂直模式下都可轻松设置;

3。可选择开/关的振动警告功能,可在冲击或振动的情况下防止调平出错


1.1.3.智能补光技术

系统采用高频窄脉冲闪光灯对夜间拍摄效果进行补光,在夜晚工作环境下,均能拍摄符合要求的违法图片,能清晰的分辨车型、车牌号码、颜色等。采用智能同步闪光灯补光方式,可以设定闪光灯开启和结束时间,并可通过系统自动检测背景环境光确定闪光灯开启和关闭时间,只有在车辆超高时闪光,并能够根据拍摄图片的补光效果实时调整补光强度。


1.1.4.多源信息处理技术

中心采用先进的信息处理技术,能够将物理上分散的高清采集设备采集的数据进行统一存储,实现违章记录数据的审核、修改、查询、统计、日志记录及远程参数配置及维护等功能。

系统采用通用的协议,可以将其他系统采集的数据统一接入到我公司所开发的智能交通分析平台上,当数据量较为完善时,可实现道路车流量统计、车辆轨迹分析,为交通管理者服务。


2.系统构成

2.1.系统结构图

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图4-1系统结构图

系统分为三部分,前端部分,通信部分,以及中心部分。其中前端部分包含高清摄像单元、测速单元、补光单元、存储管理单元。通信部分有两种选择,一是光纤收发器的有线传输模式,还有一种是根据实际情况选配无线模式。

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图4-2 整体安装位置示意图


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图4-3 采用激光测速触发的现场实例图

如图所示,若采用激光抓拍,一体机、激光、补光灯都安装在龙门架上部,led显示屏可安装在龙门架下部。


2.2.系统结构分项说明

2.2.1.前端部分

2.2.1.1摄像单元

高清摄像机:采用500万高清摄像机,抓拍的图片能够清晰看到车辆全貌、车牌号码及车牌颜色,能够满足交通违法取证对“大场景及小细节”的要求。配备百万像素镜头。通过定时检测背景环境的灰度,自动调整图像的增益,保证在不同亮度环境条件下输出高质量的照片;并自动控制闪光灯的开启和关闭。单幅照片就能实现对违法车辆号牌特写抓拍和环境确认;能清晰的分辨车辆信息和环境确认,图像格式:JPEG;系统采用单车道激光进行车辆检测,能够实时记录每辆车的通行速度,测速精度符合《机动车测速仪》GB21255-2007标准并记录两张车辆图片作为超高违法行驶记录,同时在图片上叠加车辆通行信息,包括通行日期、通行时间、地点、行驶方向、车道号、抓拍设备编号、地点、路段限速值、车辆速度测定值、超高比例、车牌号码(可选)。两张图片合成为一个图片文件。


2.2.1.2测速单元

考虑到安装环境的特殊性,采用激光进行测速,避免了埋设线圈对道路造成的损害及对道路交通的影响。此外,为了避免并行车辆之间速度的相互影响,我公司选用窄波激光进行测速。该单元自动判别车辆行驶方向。可自动抓拍车尾,也可选择自动抓拍车头。


2.2.1.3补光单元(规范标准)

在环境光线较弱或者夜晚时,要使摄像机拍摄到清晰的照片,需使用辅助光源进行补光,通常辅助光源可以选择恒定照明灯或者闪光灯,本系统选用窄频脉冲灯,可在保证图片效果的前提下,减少对司乘人员的影响。


2.2.1.4控制单元

系统选择主控制机接收激光上传的串口数据,同时向摄像机发送同步补光信号,保证摄像机与补光的同步性;抓拍的图片通过网线传输至存储进行车牌识别、图片叠加及上传。

系统选择高性能工业级主控制机,配备正版操作系统,将自主研发的车牌识别软件、图片信息叠加软件及上传软件内嵌入控制管理一体化处理主机。


2.2.2.通信部分

系统采用光纤网络或先进的无线传输网络进行传输,可支持3G通信模块(支持CDMA/WCDMA/EVDO/TD-SCDMA)可升级至4G网络传输及高性能DSP视频处理技术,压缩比高,将前端采集的图片信息及时传输至指挥中心。

从系统功能上来讲,系统可同时实现对超高(超低速和超高速)车辆和未超高车辆的速度监测与自动记录功能;假设道路白天的平均车流量为300-400辆/小时,有1%的车辆超高驾驶,超高车辆记录两张图片,每张图片压缩到300K左右;未超高车辆记录一张图片,图片压缩到180K左右。

1)只记录超高车辆的月通讯数据量:

每个月的通讯数据流量=400×24×30×1%×300K/(1024*1024)=0。82G

2)逐车记录的月通讯数据量:

每个月的通讯数据流量=(400×24×30×1%×300K+400×24×30×99%×180K)×/(1024×1024)=49.8G

从目前的3G业务价格来讲,建议本项目只将超高车辆的记录数据传输至中心,不超高车辆可在前端存储,必要时到前端人工下载。

以上车流量数据是根据较繁忙高速公路的通行数据进行估算的,实际流量数据还需要对道路实际流量进行调查后方可较为准确的计算。


2.2.3.中心部分

中心配置违法后处理系统,能够将物理上分散的高清采集设备采集的数据进行统一存储,实现违章记录数据的审核、修改、查询、统计、日志记录及远程参数配置及维护等功能。

系统采用通用的协议,可以将其他系统采集的数据统一接入到我公司所开发的智能交通分析平台上,当数据量较为完善时,可实现道路车流量统计、车辆轨迹分析,为交通管理者服务。


2.2.4.太阳能部分

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                  1、太阳能组件                                                 2、胶体蓄电池                                                      3、太阳能控制器


2.2.4.1单晶硅光伏组件基本技术参数

电池板组件:采用单晶硅电池。

原材料来源:制造工艺成熟,不受材料限制。

发电性能要求:受恶劣天气(风沙、雨雪)的影响要小,具备弱光发电的性能。

组件转化率为18%。

衰减率:前两年内不大于3。2%,前十年的衰减不大于10%,后十五年的衰减不大于10%

组件参数:单晶硅

系统总功率:750(250Wp*3)

组件功率:250W

生产标准:GB/T9535;

测试标准:IEC61215;

开路电压温度系数:-(155±10)mV/℃;

短路电流温度系数:(0.06±0.01)%/℃;

最大功率温度系数:-(0.5±0.05)%/℃;


3.系统功能及性能指标

3.1.系统功能

3.1.1.超高抓拍功能

系统采用单车道激光进行车辆检测,能够实时记录每辆车的通行速度,测速精度符合GB21255-2007机动车测速标准并记录两张车辆图片作为超高违法行驶记录,同时在图片上叠加车辆通行信息,包括通行日期、通行时间、地点、行驶方向、车道号、抓拍设备编号、限速值、实测值、超高比例、车牌号码。全天超高车辆捕获率≥95%。车辆图像捕获率不受雨、雪、雾等天气、环境光和相临车道的影响,不会出现误记录。

系统对采集的车速值与预先设定的限速值进行比较分析,判断是否超高及超高比例;并自动将信息叠加到图片上作为违章证据。


3.1.2.过往车辆记录功能

对于未超高车辆,系统可以自动记录一张图片,抓拍效果能看清车辆类型、车辆轮廓,但由于安装位置的限制,对于车辆并行的情况会有漏车的现象发生。


3.1.3.超高抓拍号牌识别功能

本系统对车牌照号码进行自动定位、识别;号牌识别的字符库齐全,能够对行驶在我国道路上的各种车牌(民用及军警车牌,包括GA36G规定中除摩托车、临时号牌以外的号牌,2002式号牌、武警汽车号牌、军队汽车号牌)号码进行自动识别。能同时检测和记录2条车道行驶通行车辆的号牌。《GA/T-21255-2007》、《GA/T-497-2009》中的相关要求号牌识别准确:白天识别准确率≥90%;夜间识别准确率≥80%;号牌捕获及识别时间不高于50ms。号牌自动识别内容包括如下:

“GA36-92”(92式牌照)、“GA36。1-2001”(02式新牌照)标准的民用车牌照、民航车牌、警车牌照、04式新军车牌照、07式武警新牌照的汉字、字母、数字、颜色等信息。


3.1.4.图片防篡改功能

系统对各类路口违法和交通事件进行抓拍后,为了保证记录的准确性和真实性,按照国家标准GA/T832—2009《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》的最新要求,加入了防篡改功能。当中心管理系统接受到违法记录图片后,首先通过复杂的算法验证防篡改标识是否被修改。对图像的任何变更都会引起防篡改标识的错误信息,只有通过认证的图片才能进入下一步的处理。


3.1.5.远程管理与维护

中心系统管理软件能够与可变情报板管理系统实时通讯,获取各监控点的实时限速值,并通过无线传输网络下达到前端处理主机,保证各监测点的限速值与可变情报板显示的限速值一直,避免误抓拍现象的发生。

同时,系统可远程对前端设备进行监视与维护,实时监视前端抓拍一体机的运行状况,能远程开关机或自动开关机,具有自动复位功能。


3.1.6.无线传输功能

可配置先进的无线传输网络进行传输,支持3G/4G无线路由器(支持WCDMA/EVDO/TD-SCDMA)及高性能DSP视频处理技术,压缩比高,将前端采集的图片信息及时传输至指挥中心.


3.1.7.掉电重启功能

前端主机具备掉电重启功能,能够在50s内重新启动,不会导致系统太长时间无法正常工作。


3.1.8.图片接收功能

软件提供标准的文本及XML格式违章图文信息方便与其它系统集成;支持标准FTP文件传输协议,具体格式要求如下。

后台数据接收软件自动生成当日目录,所有上传数据存入该目录。每个违法记录的数据格式为同名的一个JPG图片和一个INI文件。文件名的命名规则为“单位代码+年月日+流水号(4位).后缀”

INI文件格式如下:

[INFO]

INFO=^时间^路段^小车限速^大车限速^默认抓拍速度^实际车速^道路标准代码|公里|米^执法单位^执法单位简称^违法代码^JPG图片文件名

注:如果路段名称包含了公里和米,道路标准代码后面不能再写公里和米,但两个“|”保留。

例如:

[INFO]

INFO=^2007-11-15 08:10:11^青银线560KM+100M(南北)^120^100^120^129^01035||^高速X支队X大队^XX大队^4305^A07111508101170.jpg


3.2.系统性能指标

3.2.1.性能指标

本超高抓拍系统能够自动识别车辆信息:车牌号码、车牌颜色、监控地点、监控时间等。系统的性能指标如下表所示。


性能指标

超高车辆捕获率

全天≥90%

车辆识别率

白天≥90%,夜晚≥80%

号牌颜色识别率

≥90%

号牌结构识别率

≥95%

图像传感器

CCD图像传感器

图像总像素

1600×1200/2448 x2048

存储容量

可循环存储

系统通信接口

标准RJ45 10/100 Mbps自适应

系统通信协议

TCP/IP、FTP、HTTP

图片压缩格式

JPEG标准格式

图片传输方式

FTP实时传输,支持断点续传

环境指标

拍摄光照条件

白天自然光线,包括晴朗天气、多云天气、雨雪天气、雾天、阴天,大面积阴影下;夜间有人工照明装置

补光设备

根据现场实际情况使用隐蔽方式的补光,夜间抓拍图片可清晰看到车牌和前排司乘人员面部特征

环境适应性

工作温度:-20℃~+60℃;湿度:10%~90%

系统供电

DC12V

稳定性

平均无故障时间大于5000个小时;有故障自动恢复功能,恢复时间小于30s


3.2.2.抓拍参数


车辆违法行为取证方式

激光测速区域内抓拍2张照片

快门速度下限

1/1400s

抓拍响应速度

≤40ms

测速范围(km/h)

20~180km/h

测速误差(km/h)

车速<100 km/h:-6~0;车速>100 km/h:-6%~0%

计时误差(24小时内)

≤1。0s

适用车道(侧装方式)

2-3车道

图片可叠加字符

抓拍地点、时间、违章类型、限速值、实测车速、超高百分比

图片文件附加信息内容

摄像机程序版本号、抓拍地点、图片文件名(不含IP)、车辆限速、超高起罚百分比、实测车速


3.2.3.抓拍效果


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图5-2白天抓拍实际效果图


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图5-3晚上抓拍实际效果图


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4.主要设备性能指标

主要设备包括防撞集成箱内含(超高抓拍系统、摄像单元、4G传输、补光单元)、光纤收发器、无线路由。

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4.1.超高抓拍系统参数


摄像单元

全幅尺寸

JPEG:1600x1200


H.264:1600x1200

适用方案

高清视频检测加H.264录像

图像处理器

超低功耗嵌入式专用高速处理器

图像传感器

彩色逐行CCD

镜头接口

C/CS

白平衡

自动/手动

AGC

自动/手动

图像调节

R、G、B增益手动调节

图片编码方式

JPEG压缩,支持压缩因子调整

扩展存储

支持Micro SD卡 32G

通讯接口

一组RS232接口、一组RS485接口

网络接口

RJ-45以太网口,10M/100M自适应

输入触发接口

可编程输入触发接口8个,输入电平0-5V

输出触发接口

可编程输出触发接口4个,输出电平0-5V

抓拍触发方式

电平触发、RS485信号触发、激光信号触发

车速测量

地感线圈时间差测速

闪光灯控制

4路,同步触发,延迟触发

电源

12VDC(无极性输入)/24VAC

功率

5W

工作温度

-20℃ - +70℃

工作湿度

小于90%

测速单元

产品描述

平板窄波激光

工作频率

24.15GHz

天线尺寸

200mm × 80mm

波束宽度

R型  4°(H面) × 20°(E面)

发射功率

5mW

测速距离

大于50米

测速范围

R型  20 km/h~240km/h

测速准确度

±1km/h

响应时间

26ms

工作环境

温度 -20℃~ +70℃,湿度 5%RH~95%RH

全工作温度范围内工作频率漂移量

< 40MHz

电源

电压 DC 12V、红色正、黑色地,功耗< 3W

数据刷新速度

38次/秒

通信接口

全双工RS232,9600bps ;半双工RS485,9600bps

补光单元

电源:

AC 220V±20% ,50Hz±2Hz

能量

可调

功率

100 W

次数

大于1000万次,小功率使用时大于1亿次

回电时间

回电时间:0。001~0。1秒

闪光时间

10us~1000us(以微秒为单位连续可调)

触发延时

0~10秒(以微秒为单位连续可调)

闪光频率

0~100 Hz

触发方式

电平、开关量、RS485指令

触发电压

5V~15V(驱动电流≥2mA)

反光碗反光角度

±15°(可调至±20°)

外壳防护级别

IP65

色温

5600K

工作温度

-25~+80℃

存储温度

-40~+85℃

重量

3.5 kg

外形尺寸

375x223x92 (mm)


4.2.光纤收发器


产品描述

10/100M自适应独立式单纤光纤收发器

光纤接口

SC/FC

双绞线接口

RJ45

光纤最大传输距离

20、40、60、80、100、120km可选

时延

<23Bit

电口传输速率

10/100M自适应

误码率

<10-12

缓存

1MB

工作温度

-40℃~ +75℃

工作湿度

<95% (无冷凝)

平均工作时间(MTBF)

>100,000小时

安规

FCC Part 15 Class A

电源

1A@5VDC

传输距离是:

20KM


4.3.无线路由器(选配)


工作环境温度

-20℃~60℃

工作环境湿度

≦95%

电源输入

DC12V/1A

3G(TD-SCDMA/CDMA2000 EVDO/WCDMA)

处理器

MIPS24KEc

主频320MHz

FLASH

8MB NOR

SDRAM

32MB

以太网接口(RJ45)

10/100M直连交叉自适应

1个WAN口



4个LAN口

Wi-Fi 02。11b/g/n

支持150M传输

USB接口(A型)

HOST

1个

RS232接口(RJ11)

配置口

1个

电源接口

¢2.1插座

1个

天线接口

SMA阴头

2个

SIM卡接口

抽屉式

1个

恢复出厂按钮

状态指示灯

电源指示灯

1个


网络指示灯

5个


状态指示灯

5个



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