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    道路监控:电子警察前景浅析与技术详解

    目前,交通拥堵和交通事故已成为我国道路交通中颇受困扰的突出难题。为缓解这一矛盾,“电子警察”系统已在我国近30个大中城市“上岗”,为城市交通的畅通发挥了不可忽视的作用。本文主要介绍了电子警察系统应用中发挥主要作用的系统、核心技术以及未来仍需提高的地方等,同读者共同探讨。

    电子警察发展前景

    据公安部交管局统计,截至2011年8月底,全国机动车保有量达到2.19亿辆。机动车保有量的急剧膨胀,在拉动国民经济继续向前迈进的同时,也给我国道路交通带来无尽的烦扰——机动车违法、违章行为是造成交通事故和影响正常交通秩序的主要原因之一。为缓解这一矛盾,“电子警察”系统开始在全国各地的一些主要路口陆续上岗。

    近年来,我国社会经济和城市建设等方面都已得到飞速发展,与此同时,随着机动车总量的逐年增加,机动车交通事故和违法行为也明显增多。机动车违章行为已成为造成交通秩序混乱、交通堵塞及引发交通事故的重要原因。如何加强对机动车驾驶员的管理是交通工程工作中的重大课题,同时使得公安管理部门对交通管理和治安防控面临严峻的挑战。

    作为城市交通智能管理的重要组成部分,电子警察对事故的判断更准确,捕捉更迅速,在黑夜和恶劣环境下仍能正常工作;在规范行车安全、增强安全驾驶意识、杜绝闯红灯现象和打击违法犯罪行为等方面具有重要的意义。对驾驶员来讲,它可以提高遵纪守法意识,避免事故发生,保障人身安全;对交通管理者而言,它是“向科技要警力”的体现,可以提高执法水平,对违章行为能够快速反应,能提升人员素质,强化交警管理责任制,建立长效管理机制,树立交通管理文明形象;对于扭转交通管理消耗、疲于应付的被动局面具有不可估量的作用。

    对社会来说,它可以确保交通安全、行车畅通,维护良好交通秩序和保障人民的生命财产安全,从而使得交通成为经济建设的动脉,对社会发展和人们日常生活产生深远影响。

    电子警察技术详解

    多系统应用:发挥优势,各显神“通”

    从采访中笔者了解到,“电子警察”系统主要分为两种类型,一是固定式,二是流动式。在固定式“电子警察”中,应用较多的系统主要为机动车闯红灯违章视频监测系统与机动车超速检测系统,而流动式“电子警察”中应用较多的系统则为移动式车辆稽查系统,它们都各有优势,为保道路交通顺畅发挥着很大的作用。

    闯红灯违章监测系统

    闯红灯违章监测系统是一个基于网络的分布式系统,系统分为前端视频检测与抓拍系统、路口局部数据处理系统、远程数据传输系统、中心数据管理与处罚系统四大部分。该系统主要安装于交通路口,全天候地对闯红灯的违章机动车辆进行监测,不仅能对违章车辆拍照,还能够实时对违章车辆的牌照和违章轨迹进行自动判断识别。

    据亚洲视觉附属公司智慧光科技(深圳)有限公司技术部人员介绍,闯红灯违章监测系统在具体工作时,是需要红绿灯信号采集器配合进行实时视频检测和实时数据传输的。交通信号控制系统输出路口红绿灯信号,确定放行车道和禁行车道。当车辆检测单元检测到有车辆通过禁行车道时,便通过主控机控制闯红灯违章抓拍单元拍摄违章车辆号牌图片和该方向的全景图片。所有处理结果都将存储于主控机(工控机)的存储单元中,同时系统具有硬盘录像功能,可以将违章事件的视频数据记录在硬盘上。

    另外,存储信息可通过通信子系统由人工控制下载给笔记本计算机,或自动通过光纤、无线等传输方式传给中心端数据管理子系统。这样对于违章闯红灯行为既有违章抓拍图片,又有视频图像,避免了违章处罚引发的争议,同时对于一些交通事故引发原因、责任判定提供了有力的证据。

    超速检测系统

    除了闯红灯外,在道路中超速行驶等违章行为,也是引发交通事故的一个重要原因。利用超速检测系统,则能很好地处理这一问题。据了解,机动车超速检测系统是实时响应系统,它利用视频图像处理技术,对公路车道上的汽车进行非接触式监控,获得超速车辆车速、车牌号码、违章照片等运行状态信息,每车道仅架设一台CCD(摄像头),便可对高速公路或城市道路上的超速车辆信息进行准确、稳定、全天候的检测和记录。

    “当发现有车辆驶入监测区域,该系统则会立刻启动识别模块。在获取了实时车牌图像数据后,系统在极短时间(1秒左右)则完成车速检测、图像识别、车辆数据入库、图像数据入库、道路信息分析、检索数据等处理。同时,与黑名单中的‘稽查车辆’进行比对,可以很好地辅助治安监控管理。系统还可以将违章车辆信息送回指挥中心以及收费站,便于存档和对违章车辆进行处罚。”智慧光科技公司技术部人员说道。

    另外,如果系统发现通过的车辆超速或是交警、公安机关需要查找的车辆(如被盗抢车辆),系统可通过远程数据网络向“指挥中心”和“拦截站”发出告警信息,通知有关部门或有关人员。对于存放于数据库中的过车记录,可以随时进行检索,掌握车辆的去向,以作为违章处罚的根据或对破案提供帮助。

    移动式车辆稽查系统

    移动式车辆稽查系统是将车辆视频检测、雷达测速、车牌自动识别和车辆稽查数据库实时比对等先进技术集于一体的实时稽查系统。该系统可对行驶车辆进行测速、牌照抓拍、识别和比对,在不影响正常交通的情况下,能自动实时稽查违规车辆,有效地进行交通执法。据了解,在北京、上海、天津、合肥、长春等许多城市的交警部门都配备了类似的移动式车辆稽查系统,应用效果也比较良好。

    该系统既可以借助专用的夹持件安装在车上移动使用,也可以方便地架设在指定地点。“当车辆进入摄像机视野后,系统对车牌进行抓拍识别,并与黑名单数据库进行比对,发现违章车辆,及时给出告警信息,警察可对该车进行截停和处罚,相关信息通过无线网络送回中心数据库,并通过对其他移动稽查装置的数据库进行刷新,避免出现一辆车被多次拦截处罚的情况。”甘肃某交通科技有限公司工程师说道。

    两大核心技术:持续竞争力的关键

    “电子警察”系统具有高技术含量,可以对“超速、逆行、闯红灯、禁停、压黄线、抢占公交车道等一系列违章现象进行自动、全天候的监控、执法和处罚。从采访中笔者了解到,能实现这一系列功能的核心技术主要是车辆视频检测技术与车牌识别技术。

    车辆视频检测技术

    目前,在各城市“电子警察”系统中主要使用的车辆检测器是线圈感应器和视频检测器。“地埋感应线圈检测器因其可靠性高,准确率较高,而且价格低,一直被广泛使用。不过,随着电子技术和大规模、超大规模集成电路的发展,以及功能强大的数字处理芯片的出现,车辆视频检测技术也开始迅速发展起来,与线圈检测技术相比所具有的优越性和高性价比也已渐渐得到业内人士的公认。”深圳市安安科技开发有限公司总经理章弘涛说道。

    所谓车辆视频检测器,其实是一种基于视频图像分析和计算机视觉技术对路面车辆运行情况进行检测分析的集成系统。它能实时分析输入的交通图像,跟踪图像中的车辆,以获得各种交通数据。

    对于视频车辆检测器的优势,智慧光科技公司技术部人员认为主要有4点:

    1、采用全景摄像机作为视频传感器,它无需切割破坏路面,乃至铺设很长的线圈电缆,更大程度的缩短了封闭道路的时间。另外,视频虚拟线圈的位置可以根据需要任意放置,而感应线圈安装在一个位置后就不能根据路况的变化而任意移动,否则重复切割路面会严重影响道路的使用寿命。

    2、视频虚拟线圈的位置摆放可以根据路况任意调整,其线圈功能属性也可以根据需要进行设置,如:存在、延时、延迟、脉冲和计数。选用不同属性的线圈可以实现不同的控制需求,每路视频图像可以设置多个这样的虚拟线圈。

    3、感应线圈的寿命大约在2-5年(根据交通量及路面温度而定),而视频检测器的使用寿命要超过10年。

    4、采用了数字信号处理技术(DSP)和先进算法,视频检测能够面对路面反光、车辆阴影、恶劣气候及各种光照条件的挑战,它都能够准确、可靠检测数据,真正实现全天候的检测控制。

    他还提出,目前在闯红灯、超速、禁行移动“电子警察”系统中,都开始采用了视频车辆检测技术,在不久的将来,传统的地埋感应线圈将逐渐被取代。

    车牌识别技术

    车牌识别作为“电子警察”系统的另一核心技术,应用在多项子系统中,如闯红灯监测系统、超速监测系统、逆行监测系统、禁行监测系统、公交车道监测系统、非机动车道行车监测系统、压双黄线监测系统、紧急停车带行车监测系统、移动式车辆稽查系统等。

    据了解,车牌识别的流程可分为车牌定位、车牌预处理、字符分割和字符识别四个步骤。“车牌识别系统采用先进的模糊图像处理技术,能很好地实现对于车牌的整体倾斜、文字倾斜、污损和模糊等的处理,将人眼都很难辨别的车牌号识别出来。”天津天地伟业数码科技有限公司智能交通产品经理肖勇说道。

    当然,在车牌识别系统中,并非是完全能够识别。“一般的车牌识别技术只能达到90%左右。因为在进行车牌识别中,还存在一些难点,比如一些过于脏污、破损、扭曲的车牌,会造成车牌定位和字符分割的难度。另外,由于中国省份众多,形相近的汉字很多,再加之受分辨率的制约,每个字符的信息量很小,也会造成字符识别部分的难度。当然,如果再有一些车牌光照不均匀、车牌反光、车牌逆光等自然因素,车牌识别的难度就更大了。”罡扇联行智能系统有限公司副总经理杨广伟说道。