近几年安防行业在新技术变革的推动下，在市场需求的拉动下，安防行业发展迅速。在IT技术和ITS智能交通技术安防技术的融合，很多新技术已经从发展到成熟，安防行业的应用范围越来越广泛。以前由ITS行业的专业公司承做的很多项目，现在很多安防工程公司也开始承接，如高速公路、国道、省际公路的机动车超速监测系统、车流量监测系统、出入口车牌识别系统和城市交通电子警察的机动车闯红灯监测系统、超速违章监测系统、移动式车辆稽查系统、公交车道监测系统、压双黄线监测系统、非机动车道行车监测系统、逆行禁行车辆监测系统、紧急停车带行车监测系统等等。

    电子警察执法处罚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准确、稳定、自动、全天候的监控、执法和处罚。电子警察的出现可以大大缓解因违章行为导致交通事故增加与警力少和警务人员劳动强度大的矛盾，有效抑制的由于人为违章引起的交通事故。尤其是近一两年，大中城市加快电子警察的建设，很多中、小城市也开始城市道路监控、电子警察系统的建设，交通监控已经成为安防行业增长最快的领域。

    电子警察系统的核心技术是软件技术，其中车牌识别技术和视频车辆检测技术是最关键的技术，硬件设备工控计算机、采集板卡、视频摄像机都是非常成熟的技术，其中摄像机是硬件中最关键的设备。系统突破了大量的技术难点，实现了高速车牌识别、复杂的视频车辆检测技术。

    视频虚拟线圈，采用先进的机器视觉技术，客户只需通过鼠标、键盘就可以轻易地设置检测区域，并且具有良好的效果。虚拟线圈的技术难点是不断变化的背景、不同的光照条件、行人和自行车等干扰移动物体等等，在漫长的开发过程中，研发人员尝试了车宽触发算法、车灯触发算法、车牌触发算法、背景差异触发算法、光流场触发算法等各种检测技术，通过大量实验在充分了解各个算法的优缺点后，又开发和研究了多种去除阴影的算法。正是这样的积累，视频虚拟线圈已经产品化。

    车牌识别作为交通监控的核心技术，应用在多项子系统中。采用先进的模糊图像处理技术，通过程序能很好的实现对于车牌的整体倾斜、车牌的文字倾斜、车牌的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。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。其中车牌识别是最为核心和存在挑战的一项，车牌识别的技术难点：①脏污、破损、扭曲的车牌存在，造成车牌定位和字符分割的难度；②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造成字符识别部分的难度；③车牌光照不均匀、车牌反光、车牌逆光等自然因素，给车牌识别以很大的难度。

    下面将从机动车超速违章监测系统、闯红灯违章监测系统来介绍电子警察系统。

    机动车超速监测系统

    市快速路上的超速车辆信息进行准确、稳定、全天候的监测和记录。同时还可以与黑名单中的“稽查车辆”进行比对，可以很好的辅助治安监控管理。系统可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，是一套功能强大的智能交通监控系统。

    每个方向架设1台全景摄像机，每个车道架设一台监控摄像机、有测速雷达的情况下精确的监测车速、捕捉车牌信息。系统具有：成本低、识别率高、软件测速、高速识别、性能稳定、结构精简、维护容易、低故障、完全采用视频触发和识别（无需破坏路面埋设线圈或安装红外探头）等技术优势。

    “机动车超速监测系统”是实时响应系统。其原理是将前端车辆图像信息采集摄像机架设在待测车道上方，识别软件采用图像触发的方法，对前端摄像机采集到的模拟视频信号经过电缆或光纤传输到识别终端后，识别终端内置的高速图像采集卡将模拟视频信号转换成数字视频信号。对传回的视频信号进行分析，判断是否有车辆经过。当发现有车辆驶入监测区域，则立刻启动识别模块，生成一条过车记录。根据车辆的通过时间、车速、牌照的对应关系，系统可以给出车辆的行驶状态（瞬时车速、是否逆行等）、道路信息（流通量、车辆密度、占道率）。

    记录包括：车辆的速度、车辆行使方向（是否逆行）、车牌号码、车辆整体图像、分割出来的车牌图像、该车经过的时间、该车经过路口的编号。获取实时车牌图像数据后，系统在极短时间（1秒左右）完成车速监测、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。如果发现通过车辆超速或是交警、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。告警信息包括：发现触发报警车辆的时间、地点、车速、车牌号码、抓拍的车辆照片、车辆被缉查的原因。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，可以作为违章处罚的根据或对破案提供帮助。

    机动车超速监测系统主要特点：

    ★整套违章监测系统采用视频检测技术。

    ★能够测量车辆的运动速度。速度测量范围是0～300公里/小时，视频检测精确度达到±5公里，雷达检测精度到99%，全天候工作。

    ★能够自动识别运动车辆的牌照。在良好光照条件下，车牌整体识别（包括汉字、字母和数字）不低于94％，在阴雨天、夜间人工光照条件下，车牌整体识别率不低于90％。

    ★能够识别中国公安部颁布的“92式”汽车车牌，包括：普通民用机动车号牌、军用机动车号牌（含武警号牌）、警用机动车号牌，能够识别车牌颜色（蓝/黑/黄/白色）。

    ★能够检测车辆的超速等违反交通法规的行为。

    ★能够捕捉运动车辆的图片，包括：车辆全图、车牌照片等，并与被检测车辆的车牌信息相关联。

    ★系统能够使用全天候条件工作，夜间运行时使用辅助灯光；可连续运行，稳定运行时间在7×24小时以上。

    ★违章检测系统用户界面友好，检测终端界面显示内容包括：行驶车辆的照片、运行速度（列表）、交通流量（列表）、车速车辆（列表）、系统时间、测量时间、运行方向、违章情况、报警信息等。

    ★违章检测系统提供系统参数设置方法，包括：检测框位置、尺寸、检测地点、车道等。

    ★违章检测系统的正常工作环境为：温度在-25℃- +55℃，能见度大于30米、车牌法线与地面夹角在-15°- +45°、车牌水平与水平夹角在30°以内，摄像机与道路平面的夹角在30°- 60°，摄像机方向与道路方向的夹角在0°- 40°，摄像机高度6米～15米，防护等级IP23。

    ★输出信息包括文字和图像信息，文字信息约1k，车辆全图19k，车牌照片3k，采用jpeg压缩。

超速软件运行界面

    机动车闯红灯违章监测系统

    CSSA—WH01机动车闯红灯违章行为，经常引发严重的交通事故。机动车闯红灯违章监测系统综合运用视频图像处理技术、计算技术和数据通信技术等，实现了对城市道路交叉路口机动车闯红灯违法行为的全天候自动监测和信息处理，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。公安交通管理部门以抓拍的违章照片、视频录像为依据对违章者进行处罚教育，从而大大提高机动车驾驶员的自觉性，增强交通安全意识，减少因闯红灯违章行为而造成的事故、堵塞和交通混乱，加快车辆在交通路口行驶速度，保证道路畅通。

    该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。

闯红灯软件运行界面

    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。禁行车道通过视频车辆检测单元，车辆检测单元检测到有车辆通过禁行车道时，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，为确保所拍照片能够作为民警执法依据，系统抓拍两幅连续全景图片，以反映车辆运行轨迹，所有处理结果都存储于主控机（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纪录在硬盘上。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。

图2 闯红灯违章监测示意图

    闯红灯违章视频自动监测系统采用先进的计算机高分辨图像采集技术、智能图像识别技术、计算机控制技术、计算机远程通讯技术和数据库技术，该系统具有以下特点：

    1、智能图像识别技术,准确抓拍违章车辆，确保系统自动识别违章车辆的行驶轨迹（即违章过程），并准确的抓拍违章车辆的车牌特写照片，具有很高的有效抓拍率。
    2、车辆轨迹跟踪，准确判断车辆左右转弯和直行，便于闯红灯的违章类型检测。
    3、系统包含道路监控和硬盘录像功能，能够给出车辆违章的证据图片，而且可以根据需要给出监控录像记录的车辆违章的整个过程。
    4、系统采用高清晰度图像采集技术，图像清晰，色彩还原性好。采集速度极快，确保在不同车速下都能连续准确抓拍违章车辆的违章过程。
    5、系统图片能够充分说明车辆的违章行驶轨迹，而特写图片能充分提供违章车辆的车型、车牌等、停车线位置、红灯状态信息。这些信息为准确处罚提供了详实的证据

    结束语

    尽管电子警察技术已经很成熟，但经常看到媒体刊登“带病的电子警察”惹出很多笑话，有些事件还产生一些不良影响，归咎主要原因是系统在建设时就先天不足。由于一些系统的本身就存在严重缺陷，技术指标也无法满足要求，而使用方在使用前无法辨别系统的好坏，致使系统在使用中出现不稳定、误操作、漏检测、输出错误数据等。还有一些系统由于不能满足最低的技术要求，只能中途停下，另换公司继续将夹生饭煮熟，这样的系统肯定会有隐患的。产生这种情况的主要原因是投资方要“少花钱多办事”，承接方小马拉大车，还有就是承接方没有技术实力，总想蒙混过关。为避免这种现象，无论是系统集成商、工程商或使用方在电子警察系统的选择上应该采用如下方式①要看系统集成商或工程商提供的系统软件、硬件的各项技术指标，前端视频摄像机的指标是否满足设计需求；②是要看在相同条件下，同样的视频源验证各家系统的软硬件并作比较；③用一种系统软硬件，验证前端摄像机并作比较；④在相同的室外测试环境下，测试每个系统并进行比较，最终选择性能价格最好的系统。

    专家点评：CSSA系列电子警察软件在技术上有很多独到之处，尤其是在关键的车牌识别技术上能适应各种复杂环境，对普通各省市的民用机动车号牌、军用机动车号牌（含武警号牌）、警用机动车号牌，能够识别车牌颜色（蓝/黑/黄/白色）有很高的识别率。在漫长的开发和应用过程中，研发人员使用了车宽触发算法、车灯触发算法、车牌触发算法、背景差异触发算法、光流场触发算法等各种检测技术，通过大量实验在充分了解各个算法的优缺点后，又开发和研究了多种去除阴影的算法，使这种成熟的视频车辆检测技术应用在CSSA系列电子警察软件中。

    用户评价：CSSA系列电子警察软件已经被很多系统集成商和工程商所采用，在使用过程中，可以根据用户具体需求和实际应用环境来调整软件来满足用户特殊需求。其中厦门海沧大桥和厦门大桥的卡口车牌识别软件和厦门的环岛的机动车超速监测系统等项目在与其它系统的比较中，得到用户的广泛好评，系统运行一直良好。

厦门海沧大桥应用实例