求高速公路车辆超速监控系统的设计？？？

Question

如题所述

Answer 1

　　1 系统总体架构
　　本文所设计的嵌入式网络摄像机系统是一个基于Internet实时视频网络传输系统。主要设计目标是实现把远端采集的实时视频信息经过压缩编码，并利用嵌入式系统模块实现TCP/IP协议，通过Internet传输，使接收端系统能从网络中接收实时视频并重新展示给用户。
　　整个系统硬件平台主要由嵌入式处理器模块、视频采集模块、视频AD转换芯片，视频压缩模块、电源时钟模块、以太网接口芯片、Flash、SDRAM 等组成。
　　1.1 嵌入式控制器 嵌入式控制器模块是整个系统的控制管理核心，主要功能是实现整个系统的控制和调度管理.我们选用的主控制芯片为S3C2510A，它是SAMSUNG公司生产的基于以太网应用系统的高性价比16/32位RISC微控制器，内含ARM公司设计的低功耗、高性能ARM940T内核，主频166MHz；内置2个10/100Mbps以太网控制器；6个DMA通道；6个32位定时器；64个可编程的I/0口；2个高速UART；此外还有中断控制器， DRAM/SDRAM控制器，ROM/SRAM和FLASH控制器，系统总线仲裁器、外部存储器控制器等。
　　1.2 视频采集模块 视频采集由前端高速摄像机实现视频的输入，本系统中采用监控专用彩色摄像机discover系列的dis-822C一体化摄像机，它具有22倍光学变焦，220倍数字变焦，可以在低照度下正常工作，自动聚焦能力强，还具有电子自动快门、白光平衡等特点。高速摄像头将采集到的模拟数据发送到视频A/D转换芯片进行视频解码；最后将得到的视频数字信号输入到视频压缩芯片中。
　　1.3 视频压缩模块 该模块中采用一款专用的音视频压缩编码芯片G07007SB完成音视频压缩功能。G07007SB是美国WIS公司为最新推出的一款多格式音视频压缩编码芯片，G07007SB独特的编码结构可灵活地对符合ISO/ITU标准的音视频进行编码，它支持的输出格式有MPEG-4，MPEG-2，MPEG-1，H.263及自定义格式。
　　1.4 视频网络发送模块 该模块主要是通过S3C2510A对音视频压缩模块处理后的视频流进行打包处理，生成UDP包或RTP包，然后通过RJ45接口发送到网络中。这里选用的网络接口芯片是Realtek公司的RTL8201BL，它是具有l0M/100Mps自适应功能的以太网收发控制器，是目前应用最为广泛的一种网络接口芯片。
　　1.5 云台镜头控制模块 要实现对前端摄像机的远程控制，需要云台解码器将嵌入式控制器端及远程客户端传来的控制信号进行解码，将软件发出的控制信号转换成实际动作的电平信号。
　　1.6 电子情报板 电子情报板采用LED发光管，自动调节光亮度，动态视距离达到200米，能全天候地及时向司乘人员车辆超速情况、传递路况信息及特殊气候情况，凸显高速公路的服务功能。
　　2 软件设计
　　嵌入式操作系统是嵌入式系统重要的组成部分，它为应用程序的开发提供了一个软件平台。这里选用uClinux作为整个系统的开发平台，基于uClinux开发资源丰富，有助于建立功能强大、结构复杂的大系统。其他功能模块建筑在Linux操作系统之上，包括视频采集与预处理模块，MPEG4编码模块，RTP/ RTCP协议传输模块，云台控制模块等等。下面重点介绍视频数据传输模块和车速检测模块的设计。
　　2.1 数据传输 基于RTP/RTCP的MPEG-4视频传输流程是：在服务器端，MEPG-4视频流分别被封装上RTP报头、TCP报头和IP报头，组成相应的IP数据包，然后IP数据包通过Internet向接收端发送。客户接收端收到IP包后按相反的顺序将RTP报头和视频数据提取出来，根据RTP报头中的序列号将视频数据放入缓存供解码器解码输出。
　　2.1.1 视频数据封装 将视频数据在网络中传输，需要对其进行打包，加上时间、同步等信息。
　　2.1.2 视频数据发送 Linux系统通过socket编程来实现数据的传输，套接字有三种类型:流式套接字(SOCK STREAM)，数据报套接字(SOCK DGRAM)及原始套接字。按照系统浏览器/服务器的网络传输模型，在服务器端建立了以SOCKET为类型的监听套接字、控制套接字；在客户端建立了SOCKET类型的请求套接字、控制套接字，这些都是采用TCP协议封装传输数据的。
　　2.2 车速检测 速度是判断车辆是否超速的唯一依据，所以如何获得车速是本系统的核心。目前公路超速标准对大型车和小型车的速度限制有不同的规定，当前判断车型的算法也比较多，有根据车牌颜色识别车型的，也有根据车辆的长度识别车型的，在这里运用后者进行车型识别。
　　本系统采用环型线圈车辆检测器，线圈车辆检测系统由地感线圈、线圈检测器组成，它在每个车道前后埋设两个线圈，其中，前线圈称“测速线圈”，后线圈称“抓拍线圈”。对于线圈测速，经常用到的方法是对于经过的车辆，分别取得车辆进入两个线圈的时刻，相减获得车辆通过线圈所需的时间，配合线圈的宽度和距离，即可求得车速。软件编写流程如下所示：①检测线圈1状态变化，记下 车辆进入时间dwStart。②检测线圈变化及车辆是否离开标志位，记下车辆离开线圈1时间dwEnd。③检测线圈2状态变化，记下车辆进入时间dwSecond。④计算得到车速dbSpeed，车长 dbCarLength。⑤根据车的类型和速度，判读车辆是否超速，超速，则拍局部照片。⑥车离开第二个线圈，拍全景照片。
　　3 结束语
　　高速公路视频监控系统将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术以及计算机处理技术等综合运用于高速公路管理体系，建立起一种在大范围内、全能的实时、准确、高效的高速公路综合管理系统。本文设计并实现了一个基于ARM和Linux的视频监控系统，目前该系统已经应用于某高速公路的路段监控中，达到了设计要求，取得了较好的应用效果。

Answer 2

很简单喔！不同或者是重要路段设置分段检测，安装固定测速仪，并连接在专用网络进行统计和实时检测。需要说明的是，必须有相关系统软件。

Answer 3

你这
╭＾＾＾╮
{/ o o /}
( (oo) )
） ））脑子

Answer 4

浅谈车辆超速智能监测系统

文勇1 熊伟峰2

（1. 江西方兴科技有限公司 南昌 330025）

（2.江西交通工程咨询监理中心 南昌 330008）

摘 要：本文以建立的昌樟、温厚高速公路智能化交通管理与控制系统为蓝本，简单介绍违章超速车辆智能监测系统的构成及工作流程、特点，阐述其在确保当前高速公路行车安全、通畅作用中的重要性。

关键词：高速公路；车辆；违章超速；智能监测

0 前言

南昌－昌傅高速公路（简称昌樟高速公路）与温家圳－厚田高速公路（简称温厚高速公路）是江西省建设得比较早的两条高速公路，两条高速公路同为国家干线公路主干道的一段，在厚田相交叉。昌樟高速公路全长101Km，温厚高速公路全长35.5Km，都为双向4车道。根据交管部门的意见，为了加大对以上两条高速公路行驶车辆的管控力度，全面整治这两条高速公路违反道路交通安全法的违法行为，最大限度地遏制重特大交通事故的发生，依托现代计算机网络通讯和图像识别技术，建立了一套智能化交通管理与控制系统。为此，作者围绕系统中的违章超速车辆智能监测系统谈谈个人认识。

1 系统概述

违章超速车辆智能监测系统，即是对在高速公路行驶的的超速违法车辆和布控嫌疑车辆实施自动抓拍、识别，在出口处（收费站或治安卡口）实施现场处罚。

昌樟、温厚两条高速公路违章超速车辆智能监测系统是利用雷达对指定车道上行驶的车辆进行自动监测，综合分析车辆信息。当雷达检测到路面车辆的行驶速度超出设定范围时，通过控制系统给摄像机以触发信号，摄像机便对违章车辆抓拍车头近景照一张（用作牌照识别）；车身全景照一张（用作车身认证），通过通信系统将违章照片（压缩图片文件）和违章数据（速度、时间、地点等）及时地传输到安装在收费站附近的执法点和交通管理控制中心。当有车辆到达收费站出口时，安装在出口处的车牌识别系统自动识别车牌号，通过与违章牌照信息库、布控车辆信息库进行对比，如发现违章超速或布控车辆立刻报警显示，干警可以在终端管理控制系统对车辆进行管理操作（现场执法），对于没能采用现场执法的违法车辆，可采取非现场执法方式，如邮寄明信片、短信通知等方式。

2 系统构成与工作流程

2．1 系统建设原则

2．1．1系统设计的通用性、实用性

结合江西省交通管理实际情况，系统设计中考虑了相关技术标准，使系统具有灵活性和可推广性。同时体现“需求牵引与技术推动”的思想，要求研制出来的系统应能较好地满足实际应用的需要。

2．1．2系统性

系统性原则是指在问题的求解过程中，自始至终要考虑问题本身所处的环境、环境变化对求解的影响等系统因素。建立并开发一个系统的、科学的、适用的交通管理系统不是一件容易的事，需要运用系统工程学的方法论和技术手段，才能使得到的求解方案和模型适用实际的需求。

2．1．3 可扩充性、可移植性、兼容性

可扩充性原则、可移植性原则还是兼容性原则，都市要求在进行系统总体设计时，充分考虑到系统的发展因素和历史因素，把软件产品的整个生命周期因素放到一个当前和未来的完整时空中来考虑。

2．1．4 注重整个系统和子系统设计的可靠性、可用性、可维护性与安全性

实现软件系统可用性的方式有多种，大体可以分为可靠使用方案、高可用性方案，以及以提高性能为主同时亦可以提供高可用性的方案。本系统的设计过程中，只要充分考虑系统的可靠性就可以了，而对高可用性和灵活性方面的要求则不高。

2．1．5 系统以集成为特色，注重子系统的优化配置

系统设计充分利用国内外的各种最新技术，将各子系统集成为有机整体。子系统本身可以不是最新的技术，但它必须满足总体功能要求，同时子系统的技术水平要彼此协调。

2．1．6 界面友好性

界面友好性要求设计出来的软件系统结构清晰、设计新颖、概念简单易懂、使用方便、操作简单灵活，同时易维护和管理。

2．2 系统结构

违章超速车辆智能监测系统的系统结构如图1所示：

图1 系统监测构成图

本系统由路段智能监测单元、通信单元、出口车辆车牌自动识别和报警单元、出口收费站执法单元和交通管理控制中心单元组成。其中路段智能监测单元主要设备安装在路段，主要有雷达测速仪、摄像机、辅助光源、工业控制机UPS电源等组成；通信单元由数字光端机、光电缆等组成；出口收费站执法单元由计算机局域网、报警单元、执法工作站、服务器和打印机等组成；交通管理控制中心由计算机局域网、管理工作站、服务器和打印机等组成。

系统通讯方式采用光纤通讯，各路段智能监测单元通过数据光端机上传数据到交通管理控制中心，各出口的执法点服务器通过光纤网络从交通管理控制中心读取数据，所获取的数据与收费出口车道的车牌识别数据进行比对，比对结果传送到报警单元、执法工作站、交通管理控制中心。

2．3 布控系统组成

根据昌樟、温厚高速公路的路面情况及高速公路交警部门提供的重点路段信息，拟在两条高速公路厚田三叉路口(原厚田收费站内)建立交通管理控制中心，在温厚高速公路的温家圳收费站出口处和新村收费站出口处各设一个执法点，在昌樟高速公路的省庄收费站出口处、梅林收费站出口处和胡家坊收费站出口处各设一个执法点，共5个执法点。在温厚高速公路的1Km处（温家圳立交制高点）、12Km处、22Km+500m处（新村立交制高点）、28Km处各设一个测速点，在昌樟高速公路的19Km处、 31Km处（药湖桥上）、48Km处、79.8Km处、85.2Km处、90.1Km处、99Km处各设一个测速点，两条高速公路的重点路段共设置11个双向雷达测速点。

2．4 工作流程

当车辆通过检测断面时，雷达测速子系统对通过车辆进行测速，对超过车辆行驶限速的车辆进行抓拍，得到一幅全景图片、一幅近景图片，对通过车辆牌照进行自动识别，同时将瞬时车速、牌照信息、触发时间等相关信息传给出口执法点和交通管理控制中心，并自动将超速车信息加入系统黑名单库中；收费站执法工作站从交通管理控制中心得到相关卡点的数据，当车辆通过收费站时，牌照识别子系统对通过车辆进行牌照自动识别，并将识别结果传给收费站车辆稽查工作站；车辆稽查工作站将识别结果与黑名单库中车辆牌照进行自动比对查找，如果在黑名单库中找到某车辆，则说明该车为违章超速车辆或其他黑名单车，将报警信息传到执法岗亭，提醒执法人员据此进行实时处罚，并可根据人工查询需要提供各种查询方式，并打印查询结果，作为取证依据。如图2所示。

图2 系统数据流程图

由于车道过宽和车辆不按道行驶，每个车道安装一台牌照特写摄像机的做法造成车辆漏检的情况比较严重。在两个车道中间再安装一台辅助摄像机，这样一个方向有三台摄像机用于牌照识别，三台摄像机的视场相互有些重叠。摄像机的视场、位置经过仔细调试后漏检的可能性非常小，最大限度地做到了过往车辆的全记录。当车辆通过的时候，系统需要抓取对应主道摄像机和中间辅助摄像机的牌照特写图片同时识别牌照信息，利用牌照的定位和识别结果来确定车辆的行驶车道，选择输出的图片，哪一幅图片牌照识别的好就输出那一幅图片。

3 系统实现目标

3．1 路段车辆实时记录

对经过路段监测点处的车辆，系统可进行全天候、无人值守的自动实时抓拍、识别和记录，如有必要可通过数字硬盘录像机记录活动视频。

记录的数据信息包括：通过车辆的前（或后）景、全景两幅彩色照片；通过时间；监测点位置；行驶方向；识别的车牌照号码及车牌颜色；车速；限速。

3．2 收费站车辆实时记录

对经过收费站匝道的车辆，系统可进行全天候、无人值守的自动实时抓拍、识别和记录。这部分功能由出口车道收费系统完成。

记录的数据信息包括：通过车辆的1幅彩色照片；通过时间；匝道位置；行驶方向；识别的车牌照号码及颜色。

3．3 实时捕获布控嫌疑车辆

在收费站，系统能实时捕获通过的布控嫌疑车辆，并报警。

3．4 实时捕获超速违法嫌疑车辆

在交通管理控制中心远程设定路段监测点限速。在收费站，系统能实时捕获通过的超速违法嫌疑车辆，并报警。

4 系统优点及不足

4．1 系统优点

①、技术先进，设计合理：采用全景与局部图像相结合的设计思想，全景用于记录车型及颜色，局部图像用于分辨车牌号码。②、牌照清晰：采用用高品质彩色CCD在摄像机及特殊软件处理可获得清晰的车辆全景及近景照片，对夜间车辆大灯强光的有效抑制使得车牌号码更加清晰，高效的CDM灯使夜间的照片同样清晰。③、存储量大：采用高清晰度、高倍率压缩技术，超大硬盘能够存储大量照片。④、稳定可靠：严密的设计保证系统在车速小于150Km/h的情况下无误拍及漏拍现象，平均无故障工作时间在60000小时以上。

4．2 存在的问题

本系统并不是全路段密布监测设备，难免存在漏检以及超速监测真空路段，当然解决这方面问题也不是不可能，但工程投入过大，资源浪费将甚为严重。建议在高速公路上设置流动违章车辆超速检测点，以最大限度扼制和杜绝车辆超速现象。

当然，以上做法均为治标不治本，只有进一步完善法制建设，加强法规宣传，努力提高全民素质，让所有驾车人都提高遵纪守法的意识，安全行车、文明行车，才是确保公路交通通畅、安全的最终途径。

5 结语

随着车辆、流量的急剧发展，旺盛的交通需求，必然使车与路的矛盾十分突出。为适应现代交通的需求，确保高速公路交通的通畅、安全，必须对现有高速公路交通监测、控制、管理和指挥系统进行更加全面完善的建设。

违章超速车辆智能监测系统的使用可大大提高高速公路的交通管理效率，减轻高速巡警的工作强度，降低了危险系数，提供了巡警执法的科学性和准确性。

参考文献：

[1] GAT497-2004，公路车辆智能监测记录系统通用技术条件[s].

[2] GA/T514-2004，交通电视监控系统工程验收规范[s].本回答被提问者采纳