电子警察卡口方案 遵循交警流程规范

第1页：掌握ITS一体机核心技术

　　近两年，越来越多的企业扎堆切入智能交通行业，但智能交通是一个高门槛行业，原因：第一，各个地方系统集成商掌握优势资源，地域性很强，像上海的宝康很难切进北京，北京的四通也难以切入上海；第二，智能交通有严格的行业标准，招标之前的产品检测要符合标准指标：GA/T832-2009、GA/T496-2009、GB/T21255-2007等；第三，智能交通涵盖领域广，包括卡口、电警、红绿灯、公交报站、收费系统等，一般供应商仅能提供某几个系统而已。

　　2011年上市之后的开始向智能交通、平安城市领域渗透，2012年开始组建智能交通团队，旨在研发智能交通系统核心的一体机产品及完整方案。在如此高门槛下，智能交通卡口电警方案具备哪些突围的优势呢？

　　一、掌握ITS一体机核心技术

　　在高速公路方面的产品和平台积累，为其提供卡口电警提供经验值。高速公路对高清的实时非压缩、编解码压缩技术都有需求和应用，在这方面的技术积累已长达十年之久。

　　1、 一体机产品线基本完善

　　现有：200万像素(高低端两款8123和8125，功能性能一致，区别在成像尺寸和视频帧率，分别15帧和25帧，15帧图像可以满足公安交警部门的应用需求)、300万像素(交通领域对300万的需求相对较少)、500万像素(高低端两款8153和8155，分别为15帧和25帧)、800万像素一体机。

　　2、大量投入研发图像前处理技术、智能识别技术

　　一机多用、一体机集成化是电警卡口系统的趋势。一体机是采用嵌入式技术的、高度集成化的系统，而非单一产品，包括：ISP图像前处理系统(主要实现自动曝光、自动白平衡、降噪、边缘增强等功能)、DSP视频处理系统(主要起检测、抓拍、识别等作用)以及视频采集、编码、外设控制和网络发送。下面重点看图像前处理技术和智能分析识别技术。

　　电警最重要的三要素：车牌、停车线、信号灯。信号灯的光晕是供应商最头疼的环节，远端路口的信号灯箭头指示非常关键，这主要以来图像前处理技术解决。图像前处理技术可以根据环境变化或功能要求变化对参数进行调整，可调整参数的多寡是一个衡量技术水平的标准。从视觉效果看，衡量的是：是否有光晕扩散、图片处理后颜色是否一致、夜晚光晕抑制效果下箭头指示灯是否清晰、夜晚图片降噪效果、车牌汉字字母是否笔画粘连、锯齿状是否明显等，这些对公安交警部门都非常关键。

　　智能交通设备要实现对违法车辆的自动抓拍需要支持定位-跟踪-识别的三大分类算法：定位是对进入检测区域的移动目标进行检测，目标是机动车还是非机动车或大厦影子偏转、树影摆动等，电警卡口对运动目标定位检测的精度要求很高，否则误报大导致废片增多，采用多种检测条件以提高检测精度，譬如车头特征检测、车牌区域检测和尾灯检测等。跟踪是对车辆行驶轨迹跟踪，技术策略是：对监控画面整体建模，对整体车辆行程进行块状处理，通过每一帧的对比得出车辆完整的行驶轨迹。最后一步识别对实时性要求高，有的做法是把识别放在后台处理，而是把识别放在前端执行。

　　3、技术风格：稳扎稳打，注重细节

　　市面上的一体机有的并非自主研发，保持了以往的技术风格，稳扎稳打、一手操办，从2012年开始进行研发，已经获得应用。在产品处理上考虑是比较细致的。比如：一台机器同时实现抓拍和视频对快门的要求不同，前者为捕捉高速运动物体需要千分级快门，后者则更注重整体场景呈现明亮效果需要快门偏慢，采用了双快门结构满足不同需求。

　　二、以应用为导向，电警卡口前端方案完善

　　可以提供卡口电警的全套软硬件系统。横向比较看，卡口电警方案已经解决了诸多用户关注的问题，比如红绿灯等，方案配置也比较完善。

　　电子警察配置标准化

　　标准套餐：ITS一体机、补光灯(多种补光方案)、镜头、适配器、万向节、智能终端服务器。智能终端服务器的作用在于前端存储备份，一旦出现链路中断，路口配置的终端服务器可以存储，恢复链路后自动传到中心。

　　根据车道大小提供200、300、500、800万摄像机，根据路口条件提供LED、频闪灯等方案，根据是否要测速以及测速精度提供视频检测或线圈检测等方案，针对信号灯状态可以提供信号灯检测器或视频检测器的方案。

　　在检测方面，外场设备检测与视频检测的作用互补。外场设备精度更高，但存在硬件设备故障高的缺点，出现故障时自动切换到视频检测模式，外场设备检修之后自动切换到外场设备检测模式，包括线圈检测器、信号灯检测器、雷达测速仪等；另外，在雾霾严重的大路口，视频检测可能不太清晰，可以用外场设备检测解决问题。

　　电警方案通常需要具备几种功用：违法抓拍、卡口记录、流量统计、高清视频录像等。违法抓拍对违法行驶车辆进行抓拍记录，包括违法过程照片、号牌特写照片和违法过程短录像，发送后台经过确认审核之后进行违章处罚。抓拍记录采用全景+特写的方式，便于后续业务应用。路口流量统计可以定时发送到后台交通诱导和控制系统。高清实时视频与录像便于实时查看路况和交通事故回查。本文重点解读电警违法抓拍的实现。

　　违法抓拍规范化

　　电警违法抓拍的照片符合《GA/T832-2009道路交通安全违法行为图像取证技术规范》和《GA/T496-2009闯红灯自动记录系统通用技术条件》标准规定。电警方案可以捕获多种违章类型：闯红灯、不按指定车道行驶、逆行、实线变道等。

　　按照新交规的要求，闯红灯扣6分，不按规定车道行驶扣3分，因此，方案中对闯红灯和不按规定车道行驶的行为进行了区分。按照国标要求，闯红灯抓拍三张过程照：第一张是在停车线之前，可见信号灯红色；第二张是刚过停车线，可见信号灯红色；第三张是驶离路口的方向。不按规定车道行驶则包括左转车道直行或右转、直行车道左转或右转等，与信号灯状态无关。图片存储的方式多样，可以是3张独立原始图，或合成图(3+1过程照加1张特写照或3合1)，同时还可以根据客户需求提供约10秒的完整违法过程录像，对争议处罚可以进行确认。

　　核心观点：电子警察是近期发展起来的系统，尽管已经解决很多应用上的问题，但是横向比较看仍然需要强化亮点。

　　对白天反射问题的解决方案是，摄像机镜头前加偏振镜，用于消除晴天阳光直射导致的车辆前挡玻璃反光，但由于进光量减少，夜间的成像效果就偏暗了。有的厂商是采用机械装置，白天安装偏振镜，夜间自动脱离，但是偏振镜的安装角度要求高，通过机械装置反复安装脱离会导致角度偏移，而且机械装置也容易出故障。所以综合考虑我们还是采用偏振镜直接固定上去的方式，夜间进光效果通过其他技术手段弥补。

　　抓拍摄像机图像的防抖动校正。上海有3250套电子警察，刚装上去很清晰，但是受汽车震动、风的影响，图像就有变化。我们常年两只队伍做维护，只能做小维护。你要保证清晰度和抓拍率，你们是怎么解决？

　　一方面我们的摄像机成像过程中采用了防抖动算法，能够保证在日常的大车震动或者风力影响下图像不会呈现抖动情况，另一方面我们对实际施工中的工程质量严格把控，对杆件挑臂远端的受力抖动幅度较大的采用三角支撑或斜拉索等固定装置，以保证最终的成像效果和抓拍率。

　　ETC车辆的拦截，你们有什么方案和方法？上海正在试点，第一批试点几个车道，第二批是260多个车道。

　　智能交通行业经过这么多年的发展，应该说国内有一定实力的原厂商对行业的理解都趋于同质化，尤其在功能性的开发上，大家能够做到的功能基本一致，真正体现实力差距的，不是一两个不切实际应用意义的功能噱头，而是在自身内功的修炼上，在成像效果的处理方面、在检测算法的全面性方面、在识别算法的准确性方面。

　　视频检测红绿灯，当雾霾天气通过外场检测闯红灯，罚款的依据在哪里？交警是否处罚一定依据提供的影像资料判断，如果红绿灯不明显，想罚都罚不了。我们做过一个激光测试仪，一个大场景合在一起才能作为罚款依据。

　　雾霾天气抓拍闯红灯时，产品通过外场设备检测其实仍然能够保证较高的准确性。但是在实际应用中，交警部门会根据雾霾程度的严重性，对抓拍捕获的违法图片会进行逐一的人工校对、审核，如果雾霾非常严重，已经达到驾驶员看不清对向红绿灯的程度，那么交警部门对此类违法图片是不会进行处罚的，这也体现了交警部门的人性化执法方面。

　　车辆识别放到摄像机中，后端平台怎么对这些信息甄别、保存？

　　前端摄像机完成对违法行为的判定、对车辆号牌的识别、对车速的检定等工作后，发送到后端平台的除了抓拍下来的图片，以及在图片上叠加字幕信息之外，还会生成提供平台可读取的数据文本文件，由平台对其中数据进行甄别、保存入数据库。

　　系统设计时非常关注的一个问题：500万、800万应用之后码流控制如何？

　　目前智能交通产品的视频编码分辨率和码流都是可调的，非常灵活：比如在带宽条件宽裕的路口，可以提供2448×2048的500万像素视频，码流8~16Mbps；对于带宽条件有限的路口，可以提供1280×720的130万像素视频，码流2~4Mbps。