数码连拍公路车辆超速智能监测记录系统设计方案(编辑修改稿)

数码连拍公路车辆超速智能监测记录系统设计方案(编辑修改稿)内容摘要：

站上安装客户端软件。 该版本的主要优点在于运行速度较快。 B/S 版本：即浏览器 /服务器模式。 客户端程序和服务端程序都安装运行在服务器上。 终端用户只需要通过浏览器就可以实现各种应用需求，该版本的优点对于终端用户而言不需要在工作站上安装任何软件。 对于开发人员而言方便维护，节省程序部署时间，可以快速响应用户需求。 3) 在数据库系统方面，系统可支持主流的数据库系统。 如 Sqlserver 20Sqlserver 20 Oracle 等。 示意图如下： 第 12 页 共 41 页 数据中心拓扑图 系统工作原理 系统工作流程 检测主机连续检测所有经过的车辆，检测数据通过 COM 口传至 工控 主机； 工控 主机据此计算车辆的速度并与内部设定的限速值比较，如有超速， 工控 主机向数码相机 发出 拍照指令 ；抓拍 到的 照片通过网线传至 工控 主机； 工控 主机对照片进行加密、加载信息等处理后，将其保存在本地硬盘上。 拍照张数可通过软件设置为 1～ 3 张。 参见下面的流程图。 第 13 页 共 41 页 系统工作流程图 检测单元工作原理 该单元包括 检测主机 和地感线圈。 检测主机 主要完成车辆检测。 车辆检测方式采用地感线圈，因为在各种车辆检测方式当中，只有地感线圈检测方式可以满足 超速 捕获率大于 95%的要求。 地感线圈采用耐高温的单芯多股镀锡电缆绕制而成，截面积为 ,通常绕 3匝，线圈尺寸通常为 80cm 250cm，埋设在停车线与斑马线之间，每一个车道埋设一组。 地感线圈 采用 具测速功能 的 埋设方式。 参见 节图示。 每条车道不仅需要独立埋设，而且要埋设 2个线圈呈“吕”字形的环行线圈，当车辆由左向右 行使、 线圈组 检测到超速时 ，系统将进行拍照；如果是由右向左方向触发该组线圈，系统将不予拍照。 由于每条车 道的 2个线圈之间埋设后有固定的间距，这样就可以通过系统设定、软件运算 获得 车辆的行驶速度，实现系统的测速功能。 第 14 页 共 41 页 莱安 线圈检测技术的优势： 1) 有效地解决了线圈之间的串扰； 2) 具有更短的车检器响应时间； 3) 可准确检测高底盘车； 4) 可检测多种类型车辆。 线圈检测原理 ： 当 车辆（金属物体）经过埋设在路面的 地感 线圈时，将导致 地感 线圈电感值减小。 电感值的 变化 ，使得车辆检测器的 LC 振荡电路的振荡频率 变化。 通过公式 12f LC，可以看出，在车辆检测器中， C 值是一定的，来自线圈的 L 值是随着有 车辆（金属物体）经过 而变化的，则 f 值变化，因此有211122f L C L C  ，式中 1L 为无 车辆（金属物体）经过 时线圈的电感量，2L 为有 车辆（金属物体）经过 时线圈的电感量， 车检器通过精确检测 LC 振荡电路的频率变化可以准确判断是否有车辆经过。 地感线圈检测具有检测稳定可靠、检测速度准确， 莱安 科技自主研发的 6 通道环形线圈车辆检测器可以在 1ms内检测到线圈中任一线圈发生的 %的电感量变化，从而可以检测到车速 200 公里 /小时以上的车辆，并且可以准确的检测到经过线圈的摩托车、轿车、卡车、工程车等各种车辆。 超速车辆检测及车流量统计原理 由于每条需要监控的车道上沿行车方向埋设的两个线圈的间距是固定的（一般线圈的间距是 米），对于经过的车辆，可以取得两个时刻，分别是车辆进入第 一个线圈和离开第二个线圈的时刻。 计算车辆通过两线圈所需的时间，配合两线圈的间距，即可求得平均车速。 第 15 页 共 41 页 测速 原理 示意图 线圈 测速原理 ： 令 T1 为车辆 检测器探测到移动物体进入线圈 A 的时刻， T2为车辆 检测器探测到移动物体进入线圈 B 的时刻；线圈的的间距为 w(一般 米 )，车辆进入线圈 A 和线圈 B的时间差为 T= T2－ T1，设车速为 v，则由此计算得出的车速 v为： v=w/( T2－ T1) 测速误差分析及解决方法： 第一种误差因素：线圈检测周期。 不同车速，在一个检测周期内位移 不同，使得不同车速下，“线圈距离”实际值是不等的。 我公司检测主机的检测周期为1mS，以 100 公里 /小时为例，计算理论最大误差： Δ =（（（ 100 1000） /（ 60 60 1000）） 1） /=％ 第二种误差因素：车辆在经过两条线圈时，感应到的部位的范围不同，这将产生一个难以估计大小的误差，产生上述误差的原因一是车辆底盘较高，检测难度大，如卡车；二是变速行驶；三是跨到行驶；本系统的解决方法是，每次测出车前轴和车后轴两个速度，将两个速度进行误差比较，保留误差合格的速度。 根据以上算法计算出来的车辆 速度，与系统实现设置的限速值相比较，再考虑误差范围的存在，即可辨别车辆是否存在超速行使的行为 ,另外通过车辆触发 第 16 页 共 41 页 线圈的顺序可以判断车辆行驶的方向从而判断车辆是否逆向行驶。 车流量统计原理 ： 统计在一定时间段内通过某个方向各条车道（线圈）的车辆的数量可以得出车流量统计数据。 这一功能由前端控制软件自动完成。 系统 功能 和特点 系统功能 1) 速度监测功能  可进行限速设置， 车辆行驶 速度高于限制速度时，可对此 车辆进行抓拍。  系统能满足 250Km/h 的测速范围要求。 2) 超速报警功能 系统设备提供两 种报警 功能， 实现超速报警。  本地声光报警：当出现超速情况，系统通过闪灯及语音提示的方式，向现场值勤人员报警。  远程报警接口：系统提供远程报警通信接口，在监控到超速情况时，通过该接口及其所连接的通信信道，实现文件传输方式的远程报警。 3) 流量 统计 系统 可根据时段、车型、车道方向进行流量统计（包括流量图、流量表、流 量曲线图等输出方式），可出具日报表、周报表、月报表以及年报表 ； 4) 违章信息管理功能 系统具有提供违章数据的统计、查询功能的模块。 ⑴ 数据 统计功能  可对设定时间（如 3 个月）范围内所输入的违章数据进行分类统计；分类可依 据时间、超限幅度（如超速 5%、 10%、 15%等）、违章地点等进行分类统计。  统计包含车速、限速、违章类型、记录时间、记录地点等信息，以及车辆的照片等。 第 17 页 共 41 页  系统提供直观的统计分析方法，可对地点、时间段，超速范围等违章信息进行分布统计，提供相应的分析曲线。 ⑵ 查询功能  打印功能，提供违章信息表格，并可根据用户要求设定打印内容，在连接打印机后可在现场打印违章信息。  条件查询，系统可列出供选择的多个查询条件（车速、超限幅度、记录时间、记录地点等等），用户通过单项或多项选择进行条件查询。 5) 违章抓拍功能  大于 1000 万 像素的数码相机可以提供非常清晰的 数码照片。  数码相机直接控制闪光灯，保证两者同步、拍照效果好。 6) 系统管理功能  系统支持多级用户管理，至少可定义普通操作员、主管、系统管理员等 3级用户权限，不同级别用户，只能完成相应级别权限的操作。  普通操作员为最低级别的使用者，可对系统进行监控模式选择，违章监控、违章查询、打印等功能操作；主管为较高级别用户，可在前者各项操作的基础上，增加参数配置、现场违章要素审核及数据入库设置等等操作；系统管理员为最高级别用户，可在前二者的基础上，增加对用户权限设置等操作许可。 7) 参数配置功能 参数配置主要针对系统本身不涉及功能参数的设置，包括 数码相机 参数配置、 地感检测主机 参数配置、通信配置、打印设置等等。  根据不同的使用场景，总结出对 数码相机 、 线圈检测系统 以及补光设备等主要部件相应的参数配置表，在用户确认对监控模式、场景（如夜间、上午、中午、下午 等 ）设置后，可自动调取相应的参数表对设置目标进行配置，参数设置在经过设置人员确认后，系统可自动刷新，因此，一般情况下，使用者不需要对系统各种参数进行设置。  在前者基础上，为保证系统的适应能力及可维护性，系统提供对各类参数的配 置功能及其菜单，可由权限较高（如系统管理员）用户进行设置。 较高权限（如系统管理员）用户完成的参数设置表可手动或自动保存。 第 18 页 共 41 页 8) 数据传输与远程维护 功能 系统能够通过网络与远端监控中心实现数据传输、远程访问以及远程维护； 9) 数据检索 功能 本 系统具有按 特定 信息 类别 检索的应用平台，能根据不同权限对数据库进行操作，具有模糊查询、数据备份和打印输出等功能 ； 10) 故障容错和防盗报警功能： 本系统具备防死机功能，平均无故障运行时间在 5000 小时以上； 室外 设备箱在遭到破坏（被撬、撞击、移动）时自动报警。 系统特点 检测主机 ： 影响测速精度的一个主要因素是线圈的检测周期，本方案选用的KITOZER810 型检测主机，核心芯片是高速 DSP，通信端口为 RS232/RS485，检测周期是 1ms，硬件测速计时，可以确保较高的测速精度以及最短的系统响应时间。 数码相机 ： 采用日本 OLYMPUS 的 E410 型 单反 数码相机，该相机为日本OLYMPUS 目前应用于交通监控系统的主流产品。 根据现场实际调试相机参数，有利于改善拍摄效果。 实例图片如下： 实例图片（上图为白天拍摄、下图为夜间拍摄） 系统主要技术参数 1) 适用范围：多车道同时监测 第 19 页 共 41 页 2) 监测速度 范围 : 20～ 200Km/h 3) 监视车道数量 13车道 4) 拍摄距离： 540M 5) 数码相机拍照速度：≤ 50MS 6) 图片格式： JPEG 7) 地感检测周期：≤ 1MS 8) 地感灵敏度： 16 级可调 9) 测速计时误差：≤ 2MS 10) 工控机配置： C3/11) 工作温度范围： 30℃ 70℃ 12) 工作湿度范围：小于 95% 13) 工作电压范围： 176264VAC 50Hz 14) 系统无故障运行的时间不少于 3000 小时 系统设计要点说明 检测单元设计要点 虽然目前车辆检测手段很多，但是地感线圈 检测方式因其具有稳定可靠、准确率高的优点而依然被广泛采用，同时结合使用 莱安 科技自主研发的、内置 6路地感线圈检测电路的检测主机，使该单元的优异性能达到最大的体现。 对于具体的工程项目，当需要监控的车道数大于 4条时，则需要增加检测主机的数量。 当然，其他设备也要相应地增加。 拍照设备 设计要点 方案设计采用的是数码相机的方式对车辆进行记录，因此数码相机选择直接影响到图片的质量和整个系统的可靠性。 采用日本 OLYMPUS 的 E410 型数码相机，该相机为日本 OLYMPUS 目前的主流产品，具有不小于 1000 万 像素， 27mm 高性能广角镜头、高分辨率 4 倍光学变 第 20 页 共 41 页 焦镜头。 ⑴ 工作原理 在单反数码相机的工作系统中，光线透过镜头到达反光镜后，折射到上面的对焦屏并结成影像，透过接目镜和五棱镜，我们可以在观景窗中看到外面的景物。 与此相对的，一般数码相机只能通过 LCD 屏或。