高清卡口电子警察系统解决方案分析

　　对于路口一个检测方向，前端系统硬件主要包括:高清卡口式电警一体机（其中配置信号灯检测卡、线圈车检卡、选配视频检测卡和视频分析卡）、景阳网络高清摄像机、LED频闪灯、NVR及相关的网络设备等。

　　系统原理

　　在路口的红灯相位时段，根据车检信号由NIF3000型高清卡口式电警一体机中的主控制卡判定是否有机动车辆闯红灯，若有，则控制摄像机对违法闯红灯车辆进行3张连续图片（1张线前（或线间）图片+1张线后图片+1张继续行驶图片）抓拍和10~15秒的高清视频录象，然后对图片进行标示、合成、加密、压缩等处理，图片均存储在SD卡内。系统实时或定时的将SD卡内的图片通过网络传回至远端数据中心的电子警察业务服务器；也可通过人工利用存储介质到现场下载图片，并带回数据中心的服务器，最后运用闯红灯系统中心管理软件由各个计算机工作站完成图片的数据录入、存储、公告、处罚以及查询等工作。

　　系统提供24小时的实时高清视频流（1600x1200或1920x1080）和视频录象存储，在不要求自动识别车辆号牌信息的条件下，每个点的监控范围超过3个车道，并能清晰辨识车辆号牌、车身颜色、车型等相关信息，视频数据可通过网络传回至远端的业务服务器，也可存储于现场的NVR或NAS存储器（容量大小可根据客户的需求配置）。系统对路口交通流状况进行24小时不间断实时检测，并生成包括：1）通过车辆数2）平均车道占用率3）平均车速值4）平均车长值5）平均车头距6）平均车头时距等流量信息，按客户配置的时间间隔定时上传数据。
 

　　系统特点

　　超低功耗的FPGA+DSP+ARM全嵌入式一体化设计

　　系统采用了基于FPGA+DSP+ARM模式的全嵌入式硬件系统设计，将业务管理、图象处理、车辆检测、信号灯检测和网络传输等所有功能集成于一个硬件产品之中，并能够进行灵活的配置和扩展。而对于服务和流程业务的管理则采用了基于LINUX系统平台的嵌入式软件实现，彻底摆脱了传统的工控机+软件的设计模式，从而不仅使系统的运行效率和稳定可靠性得到实质性的大幅提升，而且使全面化的业务客户定制功能（从硬件到软件）真正得以实现。

　　另外，基于FPGA+DSP+ARM模式设计的NIF3000型高清卡口式电警一体机具有超低功耗的良好特性，产品的最大功耗不超过20W，约为采用工控机模式功耗的1/5左右，为干净能源供电带来可能。

　　高精度并行车辆检测技术

　　在高清卡口式电警一体机中，嵌入了采用自有知识产权的“高精度并行车辆检测算法”设计的车辆检测单元，真正实现了对道路所有车道的全并行检测模式，彻底克服了传统的轮询检测模式所带来的“漏检、漏抓、测速误差大”等问题，同时，大大提高了系统的测速精度，将实际测速精度提高到±2%以内。

　　采用“高精度并行车辆检测算法”设计的车辆检测产品在全国二十多个城市中广泛应用，已成为替代国外同类产品的业界“标志性”产品。该产品的成熟性和稳定可靠性已得到业界的充分认可。

　　光纤和3G方式的远程宽带数据传输

　　系统采用多通道网络数据通信技术而设计，同时支持基于光纤通道的有线专网传输方式及基于3G公网通道的无线VPN传输方式，为客户整体规划和规模建设提供灵活的选择。系统支持的3G无线方式包括：STDMA（中国移动）、WCDMA（中国电信）和CDMA（中国联通）。

　　系统提供内嵌3G模块和外挂3G无线路由器的硬件接入方式，为客户在设备管理和系统开支方面的均衡提供更加自由的选择。

　　线圈检测+视频检测的冗余检测

　　系统在采用地感线圈检测方式的同时，还提供采用基于二维模型视频检测方式的扩展接口，实现了线圈检测+视频检测的冗余检测机制。即系统在通常情况下，采用一种既定的检测方式完成目标车辆的检测，如果当前的检测手段失效时，系统自动将检测方式切换到备用方式，确保系统的正常运行。
 

　　LED 智能频闪补光技术

　　作为夜间成像的辅助的手段，补光技术必须具有一定的针对性，对于通过纯数字采样成像的高清晰数字摄像机，其传感器对光线的反应灵敏性远差于传统的模拟线性成像，需要采用色温更高的补光手段加以补偿，因此，采用色温高、亮度又不会对照射驾驶者造成严重影响的频闪技术就成为系统首选。

　　高亮度大功率LED脉冲补光灯是近几年逐渐走向应用的产品，具有发光亮度高、饱和性好、发光效率高、功耗低、寿命长的特点，对于配合高清晰数字摄像机的应用，可充分满足其夜间补光的亮度要求，确保恒定补光质量满足高清视频的夜间检测要求。