2009年底,江苏省确定建设全省道路监控网“3.20”工程,即各地要按照机动车在城区行驶3公里、在公路行驶20公里至少被抓拍一次的总体要求,合理布局、全面覆盖,有机衔接、联成网络,做到跟踪接力、连续拍录,实现全方位、全时空控制,确保不留空白和盲区。下面我就“3.20”工程中卡口式电子警察谈谈几点想法。
一、建议选择工业级高清摄像机方案。电子警察系统图像采集抓拍部分是整个系统工作的基础,选用高清摄像机,才能保证图像质量,从而保证图像有效率和车牌识别率。目前,关于电子警察前端摄像设备,常见有三种方案。
(一)、采用工业标清摄像机的视频电子警察,产品成熟、使用寿命长,在现有市场中仍占据主流地位,但是由于像素数低(最高只有44万像素),安装复杂,车道特写摄像头视角较小,局限较多,全景摄像机拍摄的画面有时较难满足记录违章车辆违章证据的要求(即在一幅图像中,清楚包含违章车辆及清晰可辩的牌照、停车线、红灯),需要多部摄像机组合拍摄形成违章车辆违章的画面,使得证据说服力较差。
(二)、采用数码相机抓拍的方案(数码摄像照相一体机和数码相机+工业全景摄像机),虽然抓拍图像分辨率很高(800万像素以上), 但由于多采用民用数码相机改装,稳定性较差,并且在损坏后,厂家一般不负责维修;同时由于数码相机更新换代快,同型号数码相机在一两年后会难以找到。另外数码照相机每次拍照前必须对焦,在信号触发后,车移动距离大,不能很好的适应新的电子警察标准要求的拍摄“车在停车线位置”的图片。再如晚上拍摄时,民用数码相机会将快门调整到大于1/125秒,在拍车时牌照模糊,难以识别。且数码相机式电子警察无法扩充卡口功能,决定了其不能适应3.20工程要求。
(三)、采用工业级高清摄像机方式进行违章抓拍的闯红灯电子警察自动监控系统,不仅可提供高清晰抓拍图像,而且由于摄像机采用电子快门,没有寿命短的弊端,可以长期稳定运行。此外,高清摄像机可以连续抓拍,实现卡口功能。由于一般高清摄像头采用数字传输方式,所以系统搭建简单、便捷,运行稳定、可靠,维护成本低。因此,无论在综合成本和使用效果上高清摄像机方式都具有相当的优势,随着工业及高清摄像机的价格逐步降低,高清摄像机抓拍捕获模式将是未来闯红灯电子警察系统发展的主流模式。
二、建议采用视频触发、视频检测技术方案。目前,在国内闯红灯电子警察产品根据抓拍的触发方式,主要分有两种,即地感线圈触发方式和视频触发方式。
地感线圈需要在车道上切割环行线槽,然后埋设感应线圈(或感应棒)。车辆通过时感应线圈会发出信号给相应设备,对车辆的检测比较准确。但是由于需要在地下埋设感应线圈,加大了施工难度,提高了工程成本,路面变更时更需要重埋线圈,另外路面质量不好情况下对线圈的维护工作量较大,需要定期更换线圈。此外,线圈触发方式由于安装在路面上少数固定区域,一般无法准确辨识出车辆运行轨迹,从而无法判别不按车道标识行驶,违章变道,异常停车等复杂交通行为。
视频触发方式采用图像处理和分析技术,对路口视频中车辆进行定位和跟踪,实现对车辆的运动轨迹的精确分析,从而判别出闯红灯,不按车道标识行驶,违章变道等各类违章行为。视频触发方式具有功能强大、施工维护方便(无需埋设和维护地感线圈)、成本合理等特点。随着该类产品检测性能的快速提高,视频触发方式正逐步取代地感线圈触发方式,成为现代电子警察系统的发展方向。
采用视频检测技术,甚至可以不需要接入交通信号灯信号源,自动对图像中的红绿灯信号进行识别,同时自动匹配对应车道,当车辆闯红灯时,系统自动启动抓拍功能。
三、卡口式电子警察系统应功能全面,各个子系统要能有机结合为一个整体。
目前电子警察方案中,从功能模块上分,有以下几种:
(一)、简单闯红灯记录型。这种方案多采用标清摄像机加地感线圈,其工作过程如下:
1、在红灯信号时,当车辆压在线圈上,线圈信号检测器发第一个触发抓拍信号给相机,拍摄车辆压在停车线上的照片。
2、当车辆离开线圈,线圈信号检测器发第二个触发抓拍信号给相机,拍摄车辆离开停车线并继续前行的照片。
3、线圈检测器根据前面两次触发拍照的间隔,发送一个时间数据给相机,相机按照此时间值延时拍摄第三张照片。
这种方案中,对复杂交通违法行为不能分辨如直行禁左或直行禁右时,有的司机在车辆直行越过地感地圈后立即左转或右转,还有逆行也一样不能识别,再如《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第三十八条规定:“红灯亮时,右转弯的车辆在不妨碍被放行的车辆、行人通行的情况下,可以通行”,采用此方案则不能实现。
(二)、电子警察与治安卡口混合型。目前这种方案大都是这样设计的:除一般电子警察功能外,在每个方向适当增加摄像机数量,将图片资料通过网络传输到服务器中存储,或利用视频光端机将视频信号传回中心机房作监控用。此方案中,电子警察和卡口功能其实是两个独立系统,既增加了设备投入,又增加了系统的复杂性。
我认为要真正意义上的卡口式电子警察,在设计上必有具有以下几个功能模块
1、治安卡口功能子系统。该子系统能对在绿灯期间所有通过的机动车辆进行监测、抓拍、记录、识别并保存于独立文件目录中。
2、电子警察功能,在红灯信号时,当车辆经过,系统要按照《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》要求,拍摄反映该车辆违法信息的三张高清图片,并将图片关联保存于另一个文件目录中。
3、闯禁令、违反禁止标线等复杂违法行为抓拍功能,通过对视频的智能分析判断车辆右/左转、逆向行驶、机动车占非机动车、违反禁止线等复杂违法行为,并将违法图片分存于独立文件目录中。
4、号牌识别功能,系统可采用视频检测技术结合车牌四种颜色对车辆进行分型,对车牌进行自动识别。
5、数据传输及存储功能。系统应支持多种方式的数据传输。可通过FTP方式自动上传违法数据、车辆通过信息(时间、地点、车牌号码等)、设备监测数据、流量统计数据等到中心;也可在中心通过TCP/IP网络下载操控前端设备。前端设备须自带大容量存储,以防网络中断或其它故障时数据不丢失。待故障恢复后自动上传。远处管理与状态监控功能。
6、远程监控与远程管理功能。系统功能发挥的好坏,日常维护是关键,这就要求系统设计时要充分考虑维护时操作简单方便,如通过网络通讯技术,随时调整前端设备参数;管理人员能在远程监视控制区域,及时修正不同外部环境造成的偏差;可通过远程软件监控设备的工作状态,如设备内部温度,硬盘工作状态等,并进行故障诊断和定位;系统须支持远程升级功能、远程设备重启功能。这样可以降低日常维护的成本,提高工作效率。
7、图片防篡改功能。系统必须通过图片加水印的方法来实现图片防篡改功能,以保证图片作为监控证据或处罚证据的可靠性与权威性。
目前各种方案中,更多的是将卡口功能子系统和电子警察功能子系统独立运行,通过增加摄相机数量和存储设备来实现卡口式电子警察功能。既增加了成本,又使系统复杂化。
卡口式电子警察要适应江苏省监控网“3.20”工程的要求,不仅要实现以上功能,而且各个功能模块之间要有机结合,不能做设备和功能的简单叠加。只有这样,才能实现真正意义上的卡口式电子警察。