现代电子警察前端系统设计
时间：2021-05-11 00:01:50 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：文章主要介绍了在当前电子计算机系统以及网络系统的支持下的电子警察系统的相关设计方案。以Visual C++ 6.0作为开发环境，通过WindowsAPI实现整个电子警察系统的各项功能。通过现代化的电子警察系统对十字路口违章行为进行实时抓拍、监控，根据车辆跟踪刻画的行驶轨迹与车道属性、信号灯状态（红、黄、绿）相结合，实现分车道、多相位的交通违法辨识，并控制相机将违章行为抓拍下来，包括车牌号、车身及车牌颜色等，并将相关照片、信息进行上传，这是现代化电子警察系统的主要任务。而在实际的应用中，该系统取得了良好的效果，以此证明该系统具有可推广性。
关键词：系统设计；电子警察；功能；抓拍；违章
引言
城市的发展以及经济的进步使得人们的生活条件有了巨大的改善，城镇化建设进程的加速以及城市人口的的急剧增加导致了城市交通环境的改变，机动车流量的增加加重了城市交通压力，使得交通管理压力剧增。很多驾驶员自身交通法律意识淡薄，为了快速到达目的地经常无视交通管理秩序，闯红灯，尤其在夜间，交警下班后，该类问题显得尤为严重。
而电子警察抓拍系统针对此类违章行为的管理提供了便利且严格的环境，实现了全天候的实时监管，通过提供精确的图像证据，为交通执法提供了更加方便的条件，不但提高了交通管理工作的效率，也降低了管理成本，提高了交通管理的安全性。通过在需要的地段设置系统设备，进行自动化的监控，不但降低了交通管理人员的数量，减轻了管理工作强度，还实现了城市交通的实时化、自动化、智能化的抓拍监控，是现代交通智能管理的主要技术发展方向。
1 系统功能分析
前端子系统包括终端服务器、一体化电警抓拍单元（含车牌补光灯）、环境补光灯（小角度频闪LED灯）、信号灯检测器、交换机、光纤收发器及杆件等相关组件。
（1）一体化电警抓拍单元：采用500万像素一体化智能高清摄像机，在内置车牌补光灯和外置环境补光灯的配合下，可实现图像采集、成像控制、车辆检测、车牌识别、违章检测，可支持SD卡前端存储。（2）终端服务器：完成电警抓拍图片的合成处理，同时还支持前端数据备份存储和数据上传。（3）环境补光灯：选用LED灯作为光源，主要用以环境补光，有效提高夜间图像显示效果和标识标线的显示效果，灯光亮度符合国家环保标准，对人眼无刺激。具有良好的防水、防尘功能，能长时间适应室外工作环境。（4）信号灯检测器：实时检测红灯信号，将红灯维持状态、红灯切换至绿灯脉冲信号、绿灯切换至红灯脉冲信号，发送给一体化电警抓拍单元。单台信号灯检测器最大可以支持16路红灯信号接入。多相位红灯信号接口，可根据不同车道设置红灯信号和组合红灯信号。
2 抓拍检测流程
2.1 检测方法的选择
针对机动车违章现象的自动化抓拍，需要以车辆检测的准确率为基础。目前可以利用的车辆检测方式有很多种，常用检测方式有激光、视频、地感线圈以及雷达等方式。
通过对各种检测方式进行比较，在实际的应用中激光检测在精度上相对较高，但是所使用的设备成本也相对较高，因而在我国的推广较为困难；而雷达检测方式相对使用范围较广，使用较多，主要应用范围为车辆的测速。而线圈检测的方式技术相对较为成熟，投入成本相对较低，主要原理是车辆经过线圈时会引起线圈磁感应发生变化，从而达到检测目的，并且该种方式受到环境的影响相对较小。而线圈的使用寿命相对较长，基本同道路的使用寿命接近，但是该种方式安装不方便，需要进行路面的切割。视频检测器具有采集信息量大，准确，直观可靠、安装调试维护方便等优点，可根据需要灵活设置检测区域，还可提供现场视频图像，便于管理。目前，大部分城市均采用视频检测方式。
2.2 相机的选择
在该系统中不再使用USB相机而是使用网络相机，首先该类相机的接口更为坚固，不会同USB相机一样受到震动容易发生松动。另外该类相机全天候工作，若遇到外界环境影响而出现死机现象后通过控制电源的方式便可重启。
2.3 抓拍原理和抓拍流程
当一体化电警抓拍单元检测到有目标进入停车线内的视频检测区域时，立即对检测的目标进行车牌识别，若能识别到车牌，则将该图片作为第一张闯红灯图片保存，若识别不到车牌，系统会在车辆到达触发线1（压在停止线）位置进行车牌识别并抓拍。对于在触发线1（压在停止线）位置抓拍的图片，如果能够识别到车牌，则将该图片并作为第一张闯红灯违法图片保存并建立违法行为ID号，若识别不到车牌，则将该图片作为卡口图片保存。当一体化电警抓拍单元检测到红灯期间该车辆离开触发线1时（已越过停止线），系统采集第二张闯红灯图片，并将抓拍的图片连同红灯开启时间、该辆车违法时间、路口名称、车道号等信息用同一个ID号存储在终端服务器的硬盘内。当一体化电警抓拍单元检测到红灯期间该车辆离开触发线2时（已越过停止线），系统采集第三张闯红灯图片。这样将形成一组完整的车辆闯红灯违法图片记录，并在终端服务器内合成一张高清照片。
3 软件设计
3.1 基本功能模块的设计
在电子警察系统中，最基本的功能构架主要通过网络系统以及控制系统构成，通过各个路口的控制系统收集监管信息，继而通过网络系统进行数据的传输，其主要的软件工作流程主要包括以下几方面：
（1）系统的初始化：包括对路口参数的配置以及设备进行初始化。设备的初始化主要内容包括对软件的开放进行监测，对相机的IP来源进行监测，以此控制相机的连接，从而实现对设备的启动、断开的有效控制；依照后台的IP地址进行数据库的连接，因此方便数据的获取。而参数的配置主要包括相机拍摄参数的设置，例如白平衡的设置以及焦距的设置等，另外还需要设置相机的拍摄方向以及相机的名称。并对路口的最大限速进行设置。（2）信号的接收：主要是对交通信号灯信号的接收以及线圈信号的接收，该功能主要通过计算机串口来实现。而这里针对串口信号的监听主要采用了回调函数的方式，以此降低软件运行成本。（3）违章车辆的抓拍：通过对相机的控制将违章车辆的违章状态抓拍下来。在进行拍摄时需要注意，若相机的反映过程过长以及相机死机都会导致图片拍摄不成功，而不正确的参数设置会致使图片模糊无法使用，若图片传输过程中出现问题，那么也会造成数据的丢失和损坏，这些问题都应当在设计中予以考量。相机反应时间过长：这里主要从相机自带的SDK包来处理，通过分析哪段时间开销最大来对程序做相应的调整，相机的拍摄函数不能完全按照相机例程来做，重新构造了拍摄函数。相机运行时死机：在软件中设置了对应的监听线程，通过时钟函数来时刻监听相机的运行状况，发现相机无反应后可以断开重连，重连再无反应即可重启设备并记录在案。相机拍摄图片丢失：这里利用的STL中容器的知识，拍摄的每一张图片都对应有临时的编号，检测到编号不对及重新处理图片。（4）图像处理任务以及图像存储任务：在抓拍到画面后自动对图片进行处理，并即使的保存，通过GDI函数对照片进行处理以及添加标题。（5）通讯任务：主要同后台监控中心进行远程通讯以及数据的传输交互，通过交换机或光纤收发器实现。
3.2 子系统功能模块的扩展设计
系统在产品级的实现中还有许多可以扩展的功能：（1）系统具有自检功能，不死机，断电自启动。使用WindowsAPI函数来实现对应的断电自启动功能。（2）识别车牌功能：在进行车辆图片的抓拍中，能够自动的识别并记录车辆车牌号。只需将图片识别系统嵌入到软件中，依照实际的需要进行车牌识别功能的设置以及警报功能即可。（3）流量统计功能：该功能能够对某一时段中路口车辆通过状况进行记录。在软件中嵌入办公软件模块，自动生成word文档和excel文档来保存记录。
4 结束语
文章主要针对当前电子警察系统的设计状况进行了介绍，并相应的分析了系统结构。在车辆违章抓拍上通过视频监测的方式予以实现，不但能够保证违法照片的有效性可靠性，并且还能够实现数据的实时传递，因此这种方式已经开始在城市交通监察系统中予以推广，并取得了较为良好的社会、经济效益。
参考文献
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