黄梅县城市防控体系规划final.doc

黄梅县
城市防控体系指挥系统

规划书

深圳市亚奥数码技术有限公司
十二月
目 录
第1章 总体概述 4
1.1 项目背景 4
1.2 系统建设必要性 5
1.3 系统建设目的 6
第2章 系统规划方案 9
2.1 系统整体规划 9
2.2 系统组成 10
2.3 闯红灯电子警察系统 11
2.3.1 设计依据 11
2.3.2 系统总体功能 11
2.3.3 总体技术指标 12
2.3.4 前端子系统 14
2.3.4.1 违章车辆检测 14
2.3.4.2 违章图片抓拍 15
2.3.4.3 前端子系统硬件设备构成 15
2.3.4.4 前端子系统物理结构 16
2.3.4.5 前端系统重要工作任务 18
2.3.4.6 前端子系统的软件功能 21
2.3.4.7 车辆牌照抓拍软件 21
2.3.5 前端子系统与中心的传输 22
2.3.6 中心子系统组成 23
2.3.6.1 数据通信软件 23
2.3.6.2 路口集中管理与控制计算机上的软件系统 23
2.3.6.3 系统自维护软件 23
2.4 车辆超速违法抓拍系统 24
2.4.1 系统总体功能 24
2.4.2 总体技术指标 25
2.4.3 前端子系统组成 25
2.4.3.1 前端子子系统结构 26
2.4.3.2 车辆检测器 27
2.4.3.3 车辆抓拍设备 27
2.4.3.4 辅助照明灯 27
2.4.3.5 检测抓拍主机 28
2.4.3.6 前端子系统与中心的传输 29
2.5 违章停车抓拍系统 30
2.6 城市治安监控系统 31
2.6.1 系统组成 31
2.6.2 前端设备 31
2.6.3 传输部分 32
2.6.4 中心设备 32
2.6.5 系统特点及功能 34
2.6.5.1 系统特点 34
2.6.5.2 系统功能 36
2.7 宽带无线接入系统 39
2.7.1 扩频通信系统的组网方式 40
2.7.1.1 点对点网络 40
2.7.1.2 多点对点网络 41
2.7.1.3 带中继的点对点网络 41
2.7.2 有线传输与无线传输的对比 42
2.8 GPS车辆定位系统 44
2.8.1 线路分析 44
2.8.2 系统特点 45
2.8.3 优化解决 46
2.8.4 监控中心功能 46
2.8.5 车载终端功能 47
2.8.6 GPS数据的接入方案 48
2.8.6.1 公安GPS系统的接入 48
2.8.6.2 联动单位GPS系统的接入 48
2.8.6.3 指挥中心GPS应用 49

第1章 总体概述
1.1 项目背景
城市是一个地区的政治、经济、文化中心，有人口稠密、流动频繁、管理复杂、各类事件多发的特点。随着目前中国经济的飞速发展，各地区的城市化、工业化的特性日益明显。城市中人流、物流越发密集，公共突发事件类型增长迅速、涉及面广。从公共卫生、网络袭击到恐怖袭击，从交通安全到生产事故。影响国家安全、人身安全、生态安全、环境安全、和社会稳定的秩安、金融、政治、经济等公共突发事件时有发生，损失惨重，影响巨大。美国的9·11事件、北美的大停电、席卷全球的非典疫情都向人们敲起警钟。人口密集的城市如何才干及时有效应对突发事件，将损失减少到最低，已成为全球关注的一个焦点，同时也成为政府部门的最重要的课题。
对于公安机关来讲，所面临的社会治安形势也变得日趋复杂起来。逐年攀升的刑事、治安案件发案率成为了当前社会的重要问题之一，犯罪形式也在向多样化、复杂化、智能化、科技化等方面发展，给广大人民群众乃至整个社会导致了不可估量的危害。作为肩负着维护社会治安、保证人民安全的神圣职责的公安队伍，假如只是被动地去应对违法犯罪行为，发生案件就去查处，没有案件就坐守在本部门无所适从，长此以往，非但不能有效地减少发案率，反而会使公安工作陷入在各种犯法犯罪活动面前疲于奔命的局面，甚至会顾此失彼，使公安机关打击犯罪的职能作用无法显现出来。由此可见，要想充足发挥公安机关打击犯罪的职能作用，就必须依照“打防结合、防止为主”的战略方针，结合各地区的特点和实际情况，因地制宜地构筑起一个打防职能突出、防控部署周密的治安防控体系。城市防控体系的建设是实现防重于打的观念转变的有效途径，是提高社会治安控制能力的主线出路。公安机关是城市防控体系的中坚，社会参与是城市防控体系建设的保障。城市防控体系建设是一项系统工程，具有其自身特点和规律，只有把握内涵、突出重点、密织防控网络，健全防控机制，才干掌握控制社会治安的积极权，才干实现社会长治久安，人民安居乐业。

1.2 系统建设必要性
所谓城市防控体系：是公安机关在党委、政府统一领导下，整合内部警力资源和一切可资运用的社会治安资源，形成以巡警、交警、刑警和派出所民警等诸警种合成为主体，以群防群治力量为依托，以社区警务、阵地控制和单位内部防空为基础，以全时空巡逻防控为基础勤务方式，以快速反映机制为保障，统一指挥、互相配合、信息共享、协调运营，集打击、防范、控制管理、教育、改造等多种功能于一体，能对社会治安实行有效控制是警务工作系统，是警务运营的一种新机制。概括的讲，城市防控体系是各种防控要素互相耦合热而构成的警务工作系统。
我国全面建设小康社会的进程，加速了社会一体化，使得公安工作与社会各个领域、各个方面更加息息相关，从而也对公安工作提出了更高规定。但无庸讳言，现行警务运营模式、以户口管理为中心的静态治安管理模式成型于计划经济时期，难以适应市场经济体制下日益开放的、动态化的社会治安环境。此外，重打击轻防范、基层基础工作薄弱是长期困扰公安工作的老大难问题，公安机关在控制社会治安时数年来离不开各种集中统一行动。经历了数年的“严打”，各地公安机关不断反思，逐步形成了共识：在常态社会治安条件下，必须采用常态的控制手段，即逐步建立起打、防、控一体化的综合性社会治安防控体系，才是有效遏制和防止犯罪，保证社会治安秩序长期稳定的唯一选择。
因此，如何高效运用有限的资源，提高政府对紧急事件快速反映和抗风险的能力，对社会治安有效控制的能力，为市民提供更快捷的紧急救助服务，重要性已经日益凸显出来。
党的十六大也明确提出：“坚持打防结合，防止为主，贯彻社会治安综合治理的各项措施，改善社会管理，保持良好的社会秩序”。因此，进行社会治安防控体系建设，建立一种长效问题的警务运营新机制，不仅是公安工作创新的关键之所在，并且是贯彻贯彻十六大精神、增强公安机关驾驭社会治安局势的能力、维护社会问题稳定的主线措施。
去年公安部“二十公”会议也已把完善社会治安防控体系，作为此后五年公安工作的一项目的提出。
作为城市治安的守卫者，黄梅公安局本次城市防控系统的规划，可以说达成了因地制宜，符合城市自身特点，真正为群众营造和谐稳定的治安环境的目的。

1.3 系统建设目的
城市治安防控体系建设是一项复杂的系统工程，其总体目的是：在党委、政府统一领导下，建立以公安机关为主体，各种治安保卫力量参与，以社会防控、单位北部防控和阵地防控为基础，全时空巡逻防控为重要形式的责任明确、指挥高效、反映灵敏、警令畅通、组织健全、整体联动、运作规范、体系严密的社会治安防控体系，达成可防性案件大幅度下降，社会面治安明显好转，公众安全感大大增强的目的，实现“发案少、秩序好、社会稳定、群众满意的目的”。
城市防控系统是作为一个整体的体系，有多个系统组成。同时还需考虑相应的政策制度、警种建设、各警种各部门的配合问题。整套体系需要“统一规划,分步实行”由此系统建设的目的重要涉及以下几点：
（1） 建立集权的指挥中心
建立集权的指挥中心是城市防控体系建设的核心。指挥中心在公安工作中的指挥调度地位决定其在城市防控体系中的核心作用。指挥中心的集权化是发挥其在城市防控体系中的作用的基本前提。这一点在先期的三台合一指挥中心建设中已经初步完毕。
（2） 建立严密的防控网络
建立严密的防控网络是城市防控体系建设的前提。没有防控网络的支撑，城市防控体系就是无水之源，无本之木。建立防控网络必须做到三个贯彻。一是贯彻街面防控。公安机关要按照"民警回到民间"、"工作回到街面"的规定，通过实行交巡警合并，通过精简机关，保证足够警力，建立一支能覆盖城市重要街道的巡警队伍，提高街面见警率。巡警按照"有警出警，无警巡逻"的运作模式开展工作，划区巡逻，定岗定人，责任到位，保证全天候巡逻无空档。二是贯彻社区防控。以社区为主、派出所指导，建立社会专职巡逻队或义务巡逻队，按照"谁出资，谁受益"的原则，保证巡逻队的经费来源，巡逻队负责对辖区的背街小巷和未纳入社区管理的居民散居区的安全巡逻。有的地方实行安全承诺制，对出资户的安全作出保证，对遭受的损失承诺补偿，取得了显著成果，既增强了巡逻队的责任感，又保证了巡逻区的安全。巡逻队必须实行社区管理为主，经费由社区筹措解决，队伍由社区负责管理，派出所只负责业务指导，由社区民警组织巡逻，避免出现派出所包揽社区巡逻，巡逻队员参与执法等问题。三是贯彻单位防控。社会治安是全社会共同的责任，公安机关不能包揽一切。机关、企事业单位和住宅社区要对本单位、本社区的社会治安负首责，社会治安环境是公司发展的首要环境，安全是形象，也是品牌。贯彻治安防控措施，保障单位安全是吸引资金、凝聚人才的重要环境。任何单位都要把自身保卫组织建设好，把自身保卫措施完善好，把单位防控贯彻好。当前普遍存在的单位缺少安全防范责任的问题必须通过立法来解决。
这一点在黄梅地区尚有待完善。
（3） 建立先进的技术系统
建立先进的技术系统是城市防控体系建设的基础。公安工作的发展越来越依靠科技的进步，城市防控体系建设更加离不开先进科技手段的武装。建立先进的技术防控网络必须从建立三个技术系统着手，一是建立先进的通讯传输系统。要做到反映灵敏，就离不开便捷的通讯条件。从指挥中心到处警队、各警种、派出所、单位保卫组织，从指挥中心到巡警、派出所的每一名民警以及警种之间、民警之间都能运用先进通讯手段随时取得联系，为快速反映和合成作战发明条件。二是建立先进的网络传输系统。指挥中心必须同公安机关专有信息系统联成一体，公安机关已经建成了治安信息系统、国保信息系统、指纹信息系统、逃犯信息系统、人口信息系统、交管信息系统，并将陆续建成其他信息系统，这些系统在自身工作中发挥了独特的作用，但整体效能还远未发挥，将这些信息系统整合到指挥中心形成更加完善的信息库，既能达成保密的规定，又能更好地为发现、认别违法犯罪提供信息服务，更好地服务现实斗争。三是建立先进的技术防范系统。要建立覆盖城市重要区域的道路交通监控系统、电子网报警系统、GPS卫星定位系统，使指挥中心能敏锐发现、果断指挥、快速处置街面发生的社会治安问题。要推广建立各种智能安全社区，使居民社区的安全防范实现技术防范的转变。车站、码头、市场、商场、宾馆等公共复杂场合要装备先进的监控设施，保证自身的安全。安全社区和复杂场合一旦发生问题要能及时与110指挥中心取得联系。
这一点也是本次建设的重要内容。
（4） 建立完善的制度
建立完善的制度约束是城市防控体系建设的保证。城市防控体系的正常运营需要完善的制度约束作保证。一是要完善制度约束。公安机关要健全街面巡逻的巡警勤务制度；健全协调的接处警勤务制度；健全公安防控与社会防控相统一的联勤制度；健全对防控体系各要素的考核奖惩制度。党委、政府要从制度上整合全社会参与治安防控的力量，健全各单位治安防控领导责任制度，保证领导思想到位；健全各单位治安保卫制度，保证护院守栋措施到位；健全对各单位防控工作定期 考核排名制度，保证防控形成长效机制。二是要完善责任约束。责任是防控的动力。要按照"目的明确，责任明晰"的规定，对防控体系范围内的单位、领导、警种、人员的责任、目的要逐项、逐人明确。要明确地方党政领导是本地社会治安的第一负责人，把社会治安状况作为评价领导政绩的重要依据；要明确巡逻队伍的责任范围、行为规范、语言规范、着装规范和防范目的，把每个责任区的公众安全感作为评价责任区巡警工作的考核依据；要明确单位防控的领导责任、机构设立、防范措施和目的规定，把控制单位内部可防性案件的发生作为评价单位重要领导的重要指标。三是要完善内外约束。强化督察管理，警务督察负有对履行职责和遵守纪律的情况进行督察的权力和责任，警务督察队要明查与暗访相结合，不定期地对防控体系范围的勤务情况进行现场督察；强化社会监督，社会监督是最佳的监督，防控体系范围的所有人员都处在人民群众之中，其言行举止必须接受社会的监督，公安机关要把群众评价作为考核责任区巡警和社区民警的重要指标，不仅不要限制舆论的监督，并且要寻求舆论的广泛监督，让社会舆论和新闻舆论约束民警的言行，让舆论来明辨是非，让舆论来教育民警，促进民警作风的转变，促进防控手段的强化

第2章 系统规划方案
2.1 系统整体规划
城市防控系统中心最终将是一个集话音、数据、图像为一体，以信息网络为基础、各系统有机互动为特点的综合城市防控应急联动指挥信息系统。系统将把现有的公安110、消防119、交警122等指挥中心，整合到应急联动指挥中心中。并满足市局当前及此后一段时期实战需要。一旦出现如空袭、地震、洪水、传染病爆发等突发事件，可在最短的时间内调动不同部门、不同警区的警力，协同作战，对突发事件作出有序、快速、高效反映；从而更加有效地打击犯罪分子，保护人民的生命财产。
城市防控应急联动指挥中心要充足体现系统集成的思想，将指挥中心的各分系统有机的结合在一起，要拟定长远的总体规划并在总体规划的指导下，按照现有条件分期分步实行。指挥中心改造工程要尽也许运用原有设备，充足考虑有、无线系统的互联。要考虑与下级所属单位的联网，实现多级处警的目的；考虑与如公安信息中心、交管所中心的联网，实现指挥中心对城市人口、被盗车辆、在逃犯等信息库的互访；考虑与公安、消防、交警、医疗办公自动化的联网，实现无纸化办公；考虑不同警种、各社会联动单位（如：消防119、交警122、急救120、交警122、气象、市政、防洪、护林防火、防震、人民防空、公共事业等等）的联网，实现在城市应急联动系统平台的基础上，集成医疗急救、人民防空、公共事业服务等政府职能部门业务，以形成可以解决城市居民生活中的各种呼喊、求助、报警、举报等的综合性的紧急呼喊服务系统及社会联动系统。系统的网络设备容量及解决能力要足够大，使系统具有充足的可扩展性。
在建设中，还可考虑建设一个包含公安、消防、交通、医疗等多项业务系统的GIS电子地理信息系统，可以在接处警的同一时刻，对关于发案情况的相关信息进行同步搜索，在第一时间内向处警人员提供相关业务资料（涉及声音、图像），提出建议的决策方案，并自动传输到处警单位。同时，系统还可以对所收集到的信息进行短、中、长期的分析及预测，为应急联动指挥中心全面掌握事件情况提供更科学、直观的手段及依据。

基于上述考虑，我们建议将该系统的整体构架定义如下：

2.2 系统组成
根据初步了解的情况，本次黄梅城市防控系统的建设任务是重要是在整合和运用现有资源的基础上，采用先进技术，建立集通信、指挥和调度、监控于一体，高度智能化的防控应急联动系统。以期可以建立点、线、面结合的治安防控体系，对公众的各类报警求助做出快速反映，提供有效服务，保障重大突发事件或自然灾害解决的指挥与部署，保障重大活动的安全保卫和调度，为城市管理和公共安全的科学决策提供技术支持。包含的子系统重要为：城市治安监控系统、电子警察系统、违章停车抓拍系统、无线传输系统。

城市防控系统
违章停车抓拍系统
无线传输系统
城市治安监控系统
电子警擦系统

2.3 闯红灯电子警察系统
2.3.1 设计依据
序号
标准与规范名称
编号
1
《公安交通指挥中心建设与发展的若干意见》
公交管（1997）231号
2
《城市道路交通管理评价指标体系》
公安部交通管理局、
建设部城市设计司
3
《安全防范工程程序与规定》
GA/T75-94
4
《安全防范系统通用图形符号》
GA/T74-94
5
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
GB50198-94
6
《道路交通信号机》
GA47-2023
7
《电气装置安装工程施工及验收规范》
GBJ232-92
8
《无屏蔽双绞线系统现场测试传输性能规范》
EIA/TIATSB67
9
《工业公司通信接地设计规范》
GBJ79-85
10
《建筑物防雷设计规范》
GB50057-2023
11
《有线电视系统工程技术规范》
GB50200-94
12
《道路交通阻塞度及评价方法》
GZ115-95
13
《闯红灯自动记录系统通用技术条件》
GA/T496 - 2023

2.3.2 系统总体功能

n 拍摄范围为1~4 车道
n 违章检测采用线圈和视频复合方式
n 车牌特写图片抓拍采用数码相机.
n 设备能全天候24 小时不间断拍摄
n 能在雨、风、雾等恶劣天气情况下正常工作
n 夜间情况下能拍摄有效照片
n 支持CDMA无线或者光纤等方式通信，并可以将违章记录回传到中心
n 一条违章记录至少三幅图片：一幅当车辆压上停车线，但尚未离开时的图片、一幅车辆离开停车线的图片、一幅局部车牌图片
n 自动生成的违章地点、时间、路口方向等相关信息、并叠加在违章图片上
n 图像文献及在图像上显示的信息的具有不可更改特性
n 机动车号牌清楚可辨，可以反映车牌颜色
n 全景图片可以反映环境信息，涉及：路口环境、信号灯的颜色等
n 中心控制计算机可以对前端抓拍设备进行控制，对前端设备的工作参数进行调整
n 中心控制计算机可以监测前端抓拍设备的工作状态，当前端抓拍设备发生故障时可以实现自动报警
2.3.3 总体技术指标
（1） 技术性能
n 闯红灯违章行为捕获率＞95%
n 闯红灯纪录有效率>85%
n 抓拍图片分辨率：768 x 576，24位真彩
（2） 电气指标
n 电压：160-280VAC 50Hz
n 抗电：500VDC ，1 分钟
n 绝缘：大于10M
（3） 环境指标
n 工作温度：-10℃—70℃
n 湿度：20—95%
n 大气压力：86—106KPa
（4） 设备配置
n 机箱：具有良好的防水、防尘、防锈、散热、防盗、防暴的结构，箱体美观大方精细。
n 支架：安全、美观、精细。
n 防雷器：所有设备要安装防雷装置，符合国家相关电器安全标准。
（5） 数据格式
违章信息以文献的形式进行命名、传输和在中心控制计算机上进行暂时存储。暂存文献采用树型文献结构，如图1所示。文献命名格式示例为：R130T23L01V008S44.V.JPG
其中：
R——系统功能标记，表达闯红灯系统
130——设备编号，东方向为129，南方向为130，西方向为131，北方向为132
T——表达时间，后面14位表达年月日时分秒。
L——表达车道，后面两位表达车道号
V——表达速度，后面三位表达测得的速度值，当前在后端解决软件中没有用到速度，因此可以填固定值
S——表达红灯开始时间，当前在后端解决软件中没有用到，因此可以填固定值
.V.——表达视频闯红灯抓拍
最后一级文献夹——日期文献夹的名称根据日期自动生成，目录命名方式如’20230506’表达2023年5月6日的图片所存放的文献夹。

图1 文献存储结构
2.3.4 前端子系统
前端子系统设备具有动态性能极好的高速图象采集抓拍系统，以完毕违章“取证”工作，并将违章记录进行压缩存储和传送到管理中心，监控录像压缩存储本地或实时传输由中心监控。子系统重要由控制抓拍主机部分、车辆检测部分、视频+数码摄像抓拍部分组成。一台路口设备可监测路口每个方向一至四车道的闯红灯违章情况。在红灯期间，违章车辆通过停车线时，系统鉴定车辆实行了交通违章行为。则主机系统通过摄像机摄像。拍摄的照片有四张，一张显示车辆号牌（数码相机抓拍，有效像素可达810万像素点），此外三张为全景照片，显示车辆闯红灯过程，照片涉及停车线，信号灯及灯色，违章机动车。
前端系统采用公司标准产品VIPES,该产品支持多种车辆检测模式（线圈、视频、雷达 三者之一或三者的任意组合），也支持多种抓拍方式（视频图片、视频流、数码相机图片三者之一或三者的任意组合）。该前段模块可以作为各种电子警察的前端设备（冲红灯电子警察、卡口电子警察、超速电子警察、越线电子警察、 逆行电子警察），有效解决了现有电子警察类产品的种类繁多、安装维护困难的难题。
全方位的防雷技术，检测主机、图像捕获卡、摄像机、通讯电源实现3级电源防雷；数码相机、车检器实现4级电源防雷；车检器地感线圈输入3级防雷。全面解决了雷电对前端系统的危害，做到了目前国内同类产品的最高防护水平。
采用独立的高可靠性，智能模块对于检测主机、通讯单元、数码单元进行实时状态检测，模块出现故障时，自动通过复位或电源控制方式使模块恢复工作。
通过对全景摄像机图像的实时解决，自动判别当前的光照状态——夜晚、白天、黄昏、黎明、顺光、逆光,并自动调节摄像机、数码相机的光圈、快门等参数，达成最佳拍摄效果。
检测主机采用专用LINUX操作系统，可完全防止计算机病毒对系统的侵害。采用软件、数据分开存储的方式（软件存储在电子盘，数据（记录、视频流）存储在硬盘）大大提高了系统的可靠性。
2.3.4.1 违章车辆检测
违章行为监测技术是系统中的关键技术。根据违章图像抓拍、车辆检测、信号灯状态检测技术的不同，闯红灯电子警察前端子系统的构成也有多种不同的方式。这里采用线圈检测为主、视频检测为辅的复合监测方式，在正常情况下以线圈检测为主，当线圈检测器监测到违章车辆时，向控制主机发出触发信号，控制主机收到信号后启动全景抓拍和局部车牌抓拍设备，记录违章的图片并将违章的地点、时间叠加到图片之中，然后以JPEG2023格式对图片进行压缩，通过光纤或者其他通讯方式将违章信息传输到控制中心的控制计算机中；假如线圈检测器出现故障，则自动启用视频检测方式，保证系统的正常运营，同时将线圈故障信息传输到控制中心。
2.3.4.2 违章图片抓拍
违章图片抓拍技术有摄像机和数码相机两种。在本方案中，全景图片采用CCD摄像机完毕，局部特写车牌图片采用高像素数码相机抓拍。
对于每一宗闯红灯行为抓拍4张图片，其中三张为摄像机抓拍，分别为车辆未越过停车线、在停车线上和越过停车线后的图片，三张图片上应能反映车辆的违法过程。另一张图片为数码相机抓拍的车辆越过停车线后的图片，图片应能用人眼清楚的判别出违章车辆的车牌号码、车辆颜色、车牌颜色以及红绿灯状态。记录违章的图片并将违章的地点、方向、时间叠加到图片之中，通过水印加密解决，然后以JPEG格式对图片进行压缩，通过通讯将违章信息传输到控制中心的控制计算机中。
2.3.4.3 前端子系统硬件设备构成
前端子系统由违章检测器、数码相机、全景摄像机、抓拍主机、通讯传输设备、红灯检测器等部分组成。图2表达了前端子系统的组成示意图。
抓拍单元重要由摄像机、数码相机、辅助照明设备等组成。
摄像机用于全景抓拍使用，规定每个监控抓拍方向安装一部摄像机。
数码相机用于抓拍违章细节。冲红灯图片应可以清楚分辨车牌号码、牌照颜色、车型、车身颜色、信号灯状态、停车线等，规定每个监控抓拍方向安装一部数码相机，可抓拍1~4条车道的违章车辆号牌图片。
辅助照明设备规定每个监控抓拍方向安装一台辅助照明设备。
抓拍控制主机可以解决2路视频图像，其中一路图像作为全景获取环境信息，此外1路可以根据需要接入1个数码相机，监测最多4条车道的违章车辆。检测主机应当具有两路RS232全双工串口、一个10/100M网口、至少1个USB接口。
为了保证可靠性，监测主机采用一体化、嵌入式结构，操作系统采用嵌入式操作系统Linux。
5口互换机
光收发器
车辆检测器
红灯信号检测器
控制器
信
号控制机

VIPES一体化违章抓拍机
闪光同步器器
视频卡

图 2 前端子系统的组成示意图
2.3.4.4 前端子系统物理结构
图3和图4分别表述了一个路口以及其中一个方向的物理组成结构。一般而言，一个路口有四个方向，每个方向配置一套监测与抓拍系统。这里采用了一个路口集中控制和管理计算机，每个方向所拍摄的违章记录一方面传输到路口集中控制和管理计算机，中心与路口之间的信息传输与控制通过路口集中控制和管理计算机来协调，这样的方案有以下的好处：
l 采用双检测模式，运用地感线圈进行检测，本地感线圈出现故障时候，设备管理器会自动报警并检测，会自动重启设备或报告故障信息进行人工修复故障，在此故障发生同时，系统自动启用视频摄像机进行车辆检测，系统保证不会影响到违章车辆的漏拍；
l 采用路口集中控制和管理计算机可以节约网络IP资源，有助于未来的系统扩容；
l 在路口集中控制和管理计算机上可以安装一个小型数据库，当中心与路口的通信链路出现故障时可以暂存所拍摄的违章记录，保证记录不丢失；
l 在路口集中控制和管理计算机上可以安装防病毒软件或者防火墙，提高安全性；
l 用于防病毒软件占用系统的资源，对系统的实时性有影响，假如不引入路口集中控制和管理计算机而将防病毒软件安装在每个方向的控制主机上，那么这种实时性的损失将对视频违章检测模块的实时性产生不利影响。

图3 一个路口的前端系统物理组成结构

图4 一个方向的前端系统物理组成结构

2.3.4.5 前端系统重要工作任务
1) 保证违章数据的生成和有效
该系统的违章数据结果规定提供三张视频全景彩色图片，一张数码相机拍摄的全景彩色图片。
获取的违法图像数量和拍摄位置应符合公安部颁布的有关标准，为了保证执法依据的可靠性，三张视频全景彩色图片重要拍摄违法车辆的闯红灯过程，可清楚分辨违法三要素：红绿灯状态、违法车辆和停车线；三张全景彩色图片分别是在红灯时间内拍摄的，第一张是车辆在停车线以内的全景图片，第二张是越过停车线违法的全景图片，第三张是继续前行的全景图片，图片应涉及违法地点(前端名称及方向)，冲红灯时刻(年月日时分秒)、可清楚分辨出车型、车身颜色，对依法处罚提供有效的法律依据，三张全景图片的分辨率≥768×576，24位真彩，每张图片容量≤80K。
数码相机拍摄的全景彩色图片可清楚分辨违法三要素：红灯、违法车辆和停车线；在箭头灯的情况下，可以拍摄清楚信号灯的状态。可以清楚分辨车辆的车型、车身颜色、车牌号码，车牌颜色，每张图片容量≤800K。
2) 所采用有效执法依据的技术措施
抓拍行为的准确性
机动车在其相应的黄灯或绿灯相位时压上停车线，闯红灯自动记录系统不启动线圈检测装置，不对此过程图像进行记录，避免争议。
从违章图片可见每辆违章车辆抓拍4幅照片，一张牌照，三张全景 (见图5)，牌照特写照片能清楚辨别车牌号码、字符、颜色，全景照片为停车线前、压线、离线三张照片，其中每张全景照片均能清楚反映出停车线、车型、信号灯色，也正是公安部规定闯红灯全景照片中必备三要素，并记录闯红灯时间（年、月、日、时、分、秒）、路口信息（地点）、行驶车道、红灯启动时间等（红灯启动时间与违章时间及违章图片中信号灯灯色结合起来，可以准确判断车辆是否在红灯时间违章）。

图 5 抓拍到的违章图片

在违章过程图片和车牌特写图片采集完毕即进行水印加密解决（通过水印加密解决的违章信息叠加图片是无法还原不可更改的一项有效措施），水印解决是在前端路口中完毕再上传至中心违章数据库中。
图片相关联性
保证摄像机抓拍全景图片没一张与数码相机抓拍特写图片互相之间存在时间逻辑和方位逻辑关系，保证了证据的有效性（如图6所示）。

图6 违章过程图片抓拍剖析图
3) 违章录像录制
通过全景摄像对所监测方向范围进行24小时全天候监控，前端存储系统最少可保存72小时录像文献，当录像文献占用空间局限性时，自动对所保存三天前的录像进行循环覆盖；录像是通过视频采集压缩卡进行对录像的采集压缩，以标准的MPEG-4压缩格式进行压缩，通过光纤网络实时与中心视频服务器保持畅通，随时可以查看实时录像，或者下载或直接播放某路口某方向前两天或当天某时间段录像文献。
本项目的彩色摄像机能对被测车道上的车辆进行连续监测，各方向的前端视频图像需压缩成数据文献，通过光收发器，经区信息中心提供的光纤网络，实时上传至违章抓拍数据管理中心，前端工控机应能循环录制72小时的前端视频图像。闯红灯、超速、逆行电子警察系统近期设计采用活动硬盘采集前端抓拍的违章信息，设计预留网络传输接口，结构为二级计算机网络系统，采用二级管理模式。控制中心计算机系统构成局域计算机网络（10/100M 自适应以太网），控制中心计算机系统与前端拍照计算机系统联接为广域计算机网络。二级管理模式为控制中心的总体管理和前端的现场管理。
2.3.4.6 前端子系统的软件功能

图7 违章车辆检测软件的功能流程
2.3.4.7 车辆牌照抓拍软件
车辆牌照抓拍控制软件重要功能是：接受违章检测软件的触发信号、控制数码照相机的启动拍摄过程、通过USB通信与控制电缆取得违章车辆的车牌图片。软件功能流程参见图8。

图8 车牌抓拍软件功能流程

2.3.5 前端子系统与中心的传输
前端子系统通过传输网络接入公安网络一般来说有以下几种方式：
Ø 光纤
假如公安网在附近就有线路，可以直接修建一条光纤线路接入公安网。假如施工成本可以承受，这是一个比较好的方法，它的带宽可以保证。
Ø 使用电信线路
可以租用电信的专用线路、使用ADSL/ISDN等方式
Ø 无线接入
涉及使用GPRS、CDMA、宽带无线接入等无线数据传输方式。此方式优处是不需要架设线路，一次性投入。但信号会受天气、地形的影响。
该部分在后面有专门章节陈述。
2.3.6 中心子系统组成
中心子系统重要由中心控制计算机、数据管理服务器、局域网互换机等组成。中心控制计算机可以对前端设备进行管理，涉及：设备状态监测、系统日记记录、前端设备的功能配置和工作参数设立等。其重要设备的技术规定如下：
2.3.6.1 数据通信软件
运营在监测与抓拍控制主机上的数据通信软件完毕以下几个功能：
l 实现监测与抓拍控制主机与路口管理与控制计算机之间的信息通信，涉及数据信息和控制信息；
l 通过USB接口实现与数码照相机之间的数据与控制信号的传输；
l 通过外部接口或者内部消息机制实现违章车辆触发信号的传输。
2.3.6.2 路口集中管理与控制计算机上的软件系统
路口集中管理与控制计算机上的软件系统重要实现以下几个功能：
l 通过远程传输设备（LAN/E1光端机）完毕与交警指挥中心控制系统的数据信息传输；
l 通过本地的局域以太网接受来自路口各个方向控制主机的违章监测信息、向各个方向的控制主机发送控制指令；
l 在其上安装小型数据库，当远程通信中断时暂存监测记录；
l 当远程通信链路恢复时，可以将暂存信息发送到大队控制中心；
l 在其上安装防病毒软件或者防火墙，以防治病毒入侵，提高安全性；
l 记录系统运营日记和故障信息，以利于系统维护。
2.3.6.3 系统自维护软件
系统自维护软件涉及两大部分，一部分加载到各个方向的控制主机上，监测车辆违章检测部分的软硬件运营状态，涉及：摄像机是否工作正常，图像捕获装置是否工作正常，软件是否死机，系统各个设备或者模块之间的信息通信是否正常等，并将各个方向控制主机的运营日记和故障记录发送到路口集中控制与管理计算机中，存储在工作日记和故障信息数据库中。
另一部分运营在路口集中控制与管理计算机上，重要监测与各个方向控制主机的通信、与大队中心管理系统的通信、数据库访问等方面的故障，并将工作日记和故障信息存入本地数据库。
2.4 车辆超速违法抓拍系统
2.4.1 系统总体功能
（1） 系统对通过监测点的机动车进行准确测速。
（2） 对道路上超速的机动车自动进行拍照记录，对正常行驶的机动车不记录。
（3） 在车速5~180公里/小时范围内，车辆图像准确捕获率99%以上。图像清楚可见，夜间图像解决具有强光克制功能。
（4） 系统能自动检测车辆：能准确拍摄超速行驶车辆的特性图像和全景图像照片并存贮（附有时间、速度、地点和方向特性）。
（5） 系统能测出车辆行驶速度，并自动存入数据库。当车速在40km/h≤V车＜120km/h的速度范围内，测速误差应在±6%之内；当车速在V车≥120km/h范围时，测速误差应在±10%之内。在系统安装时可对每套设备均提供测速精度的计量检定证书。用户可以根据具体情况在系统中设立超速限值，当通行车辆的车速超过该值时，系统应报警。
（6） 系统自动记录超速的机动车清楚照片，一幅全景照片反映超速行驶的机动车的环境全貌，此外记录特性照片反映超速行驶的机动车的车头和牌照，并记录相应的时间、地点、方向、速度和自动辨认后的牌照号码。图像分辨率不低于768×576像素点。编码符合ISO/IEC 15444:2023的规定。全景图像可以使人眼看清车辆类型、号牌、颜色和轮廓及装载情况。
（7） 自动记录的超速车辆特性照片具有解决驾驶人对超速有争议的问题，即从特性图片可以清楚辨认车辆已经超速（例如图片上显示明显标志如检测线等，明显标出照片时间，运用多幅照片进行比对，可从照片反映的特性让违法驾驶人计算出车速）。
（8） 系统可自动将超速违法车辆信息传送至控制中心；通信方式采用无线通信或者光通信设备。系统在通信中断等故障恢复后，可以自动续传、补传违法车辆信息至控制中心。
（9） 系统在路口机可以保存违法车辆数据至少10天以上。
（10） 系统违法数据可统一存储，存储数据库表格式符合GA/T 497-2023规定。
（11） 系统接口开放，便于上端交通指挥集成系统集成应用。
（12） 针对地区雷电状况，采用了有效的防雷措施

2.4.2 总体技术指标
（1） 技术指标
n 图像分辨率：768X576，24位真彩；
n 每车存储两张图像，涉及一张全景图和一张近景车牌图；
n 单套系统存储容量：>20万辆车；
n 车辆图像抓拍率： ≥99%；
n 最高拍摄车速：≤220km/h；
n 车辆测速误差: <±5%；
n 流量检测误差： <1%；
（2） 2.2电气指标
n 电压：160-280VAC 50Hz
n 抗电：500VDC ，1 分钟
n 绝缘：大于10M
（3） 2.3 环境指标
n 工作温度：-25℃—75℃
n 湿度：10—95%
n 大气压力：86—106KPa
（4） 2.4 设备配置
n 机箱：具有良好的防水、防尘、防锈、散热、防盗、防暴的结构，箱体美观大方精细。
n 支架：安全、美观、精细。
n 防雷器：所有设备要安装防雷装置，符合国家相关电器安全标准。

2.4.3 前端子系统组成
VECS超速电子警察系统从结构上可划分为：前端子系统、通信子系统和中心管理子系统三大部分。前端子系统重要完毕对每一台过往车辆的检测、抓拍与数据传输工作，并在中心端一方面经由通讯机系统完毕车牌号码辨认，将辨认结果在中心管理端完毕车牌比对、信息存储、“黑名单”车辆报警及相关工作。

图2-3-1总体结构示意图

2.4.3.1 前端子子系统结构
前端子系统由嵌入式检测抓拍主机(Linux操作