整理/彭真

　　近两年，越来越多的企业扎堆切入智能交通行业，但智能交通是一个高门槛行业，原因：第一，各个地方系统集成商掌握优势资源，地域性很强，像上海的宝康很难切进北京，北京的四通也难以切入上海;第二，智能交通有严格的行业标准，招标之前的产品检测要符合标准指标：GA/T832-2009、GA/T496-2009、GB/T21255-2007等;第三，智能交通涵盖领域广，包括卡口、电警、红绿灯、公交报站、收费系统等，一般供应商仅能提供某几个系统而已。

　　2011年上市之后的中威开始向智能交通、平安城市领域渗透，2012年开始组建智能交通团队，旨在研发智能交通系统核心的一体机产品及完整方案。在如此高门槛下，中威的智能交通卡口电警方案具备哪些突围的优势呢?

　　一、掌握ITS一体机核心技术

　　中威在高速公路方面的产品和平台积累，为其提供卡口电警提供经验值。高速公路对高清的实时非压缩、编解码压缩技术都有需求和应用，中威在这方面的技术积累已长达十年之久。

　　1、 一体机产品线基本完善

　　现有：200万像素(高低端两款8123和8125，功能性能一致，区别在成像尺寸和视频帧率，分别15帧和25帧，15帧图像可以满足公安交警部门的应用需求)、300万像素(交通领域对300万的需求相对较少)、500万像素(高低端两款8153和8155，分别为15帧和25帧)、800万像素一体机。

　　2、大量投入研发图像前处理技术、智能识别技术

　　一机多用、一体机集成化是电警卡口系统的趋势。中威一体机是采用嵌入式技术的、高度集成化的系统，而非单一产品，包括：ISP图像前处理系统(主要实现自动曝光、自动白平衡、降噪、边缘增强等功能)、DSP视频处理系统(主要起检测、抓拍、识别等作用)以及视频采集、编码、外设控制和网络发送。下面重点看图像前处理技术和智能分析识别技术。

　　电警最重要的三要素：车牌、停车线、信号灯。信号灯的光晕是供应商最头疼的环节，远端路口的信号灯箭头指示非常关键，这主要以来图像前处理技术解决。图像前处理技术可以根据环境变化或功能要求变化对参数进行调整，可调整参数的多寡是一个衡量技术水平的标准。从视觉效果看，衡量的是：是否有光晕扩散、图片处理后颜色是否一致、夜晚光晕抑制效果下箭头指示灯是否清晰、夜晚图片降噪效果、车牌汉字字母是否笔画粘连、锯齿状是否明显等，这些对公安交警部门都非常关键。

　　【中威图像前处理技术效果图】

　　智能交通设备要实现对违法车辆的自动抓拍需要支持定位-跟踪-识别的三大分类算法：定位是对进入检测区域的移动目标进行检测，目标是机动车还是非机动车或大厦影子偏转、树影摆动等，电警卡口对运动目标定位检测的精度要求很高，否则误报大导致废片增多，中威采用多种检测条件以提高检测精度，譬如车头特征检测、车牌区域检测和尾灯检测等。跟踪是对车辆行驶轨迹跟踪，中威的技术策略是：对监控画面整体建模，对整体车辆行程进行块状处理，通过每一帧的对比得出车辆完整的行驶轨迹。最后一步识别对实时性要求高，有的做法是把识别放在后台处理，而中威是把识别放在前端执行。

　　【中威智能分析识别技术效果图】

　　3、技术风格：稳扎稳打，注重细节

　　市面上的一体机有的并非自主研发，中威保持了以往的技术风格，稳扎稳打、一手操办，从2012年开始进行研发，已经获得应用。中威在产品处理上考虑是比较细致的。比如：一台机器同时实现抓拍和视频对快门的要求不同，前者为捕捉高速运动物体需要千分级快门，后者则更注重整体场景呈现明亮效果需要快门偏慢，中威采用了双快门结构满足不同需求。

　　二、以应用为导向，电警卡口前端方案完善

　　中威可以提供卡口电警的全套软硬件系统。横向比较看，中威的卡口电警方案已经解决了诸多用户关注的问题，比如红绿灯等，方案配置也比较完善。

　　1、电子警察配置标准化

　　标准套餐：ITS一体机、补光灯(多种补光方案)、镜头、适配器、万向节、智能终端服务器。智能终端服务器的作用在于前端存储备份，一旦出现链路中断，路口配置的终端服务器可以存储，恢复链路后自动传到中心。

　　中威根据车道大小提供200、300、500、800万摄像机，根据路口条件提供LED、频闪灯等方案，根据是否要测速以及测速精度提供视频检测或线圈检测等方案，针对信号灯状态可以提供信号灯检测器或视频检测器的方案。

　　在检测方面，外场设备检测与视频检测的作用互补。外场设备精度更高，但存在硬件设备故障高的缺点，出现故障时自动切换到视频检测模式，外场设备检修之后自动切换到外场设备检测模式，包括线圈检测器、信号灯检测器、雷达测速仪等;另外，在雾霾严重的大路口，视频检测可能不太清晰，可以用外场设备检测解决问题。

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　　【三合一电警应用组网结构图】

　　电警方案通常需要具备几种功用：违法抓拍、卡口记录、流量统计、高清视频录像等。违法抓拍对违法行驶车辆进行抓拍记录，包括违法过程照片、号牌特写照片和违法过程短录像，发送后台经过确认审核之后进行违章处罚。抓拍记录采用全景+特写的方式，便于后续业务应用。路口流量统计可以定时发送到后台交通诱导和控制系统。高清实时视频与录像便于实时查看路况和交通事故回查。本文重点解读中威电警违法抓拍的实现。

　　l 违法抓拍规范化

　　电警违法抓拍的照片符合《GA/T832-2009道路交通安全违法行为图像取证技术规范》和《GA/T496-2009闯红灯自动记录系统通用技术条件》标准规定。中威电警方案可以捕获多种违章类型：闯红灯、不按指定车道行驶、逆行、实线变道等。

　　按照新交规的要求，闯红灯扣6分，不按规定车道行驶扣3分，因此，中威的方案中对闯红灯和不按规定车道行驶的行为进行了区分。按照国标要求，闯红灯抓拍三张过程照：第一张是在停车线之前，可见信号灯红色;第二张是刚过停车线，可见信号灯红色;第三张是驶离路口的方向。不按规定车道行驶则包括左转车道直行或右转、直行车道左转或右转等，与信号灯状态无关。图片存储的方式多样，可以是3张独立原始图，或合成图(3+1过程照加1张特写照或3合1)，同时还可以根据客户需求提供约10秒的完整违法过程录像，对争议处罚可以进行确认。

　　2、卡口系统：满足公安与交警需求

　　卡口抓拍需符合《GA/T832-2009道路交通安全违法行为图像取证技术规范》和《GB/T21255-2007机动车测速仪》标准规定。卡口系统与电警系统架构类似，只是增加了车辆检测器。卡口最关注的违章类型是超速、逆向行驶以及违反禁止标线行为等。

　　测速卡口对测速精度要求非常高，国家标准要求误差在-6%之内。视频测速是卡口测速的有效手段，但它受到的外界干扰较多如大风等，如果作为处罚依据的话精度难以达到，这种情况下需要配合采用外场设备测速。根据交通法规，超速50%上下的处罚代码不同，严重性不同，中威卡口系统在测速时形成两张车辆在不同位置的照片，根据路口的限速和车辆实际速度计算出超速百分比，按规定处罚。

　　针对逆行抓拍，同样需要形成一个违法过程抓拍，如果在单行路口要让限制标志在抓拍图片中清晰显示。卡口车牌识别除了传统的号牌识别之外，还提供车型大小、车身(中威提供7种颜色识别)、车标标示(目前识别率还在改进中)，同时还要24小时清晰看到驾驶人员脸部特征。针对跟车行为的抓拍，有时两辆车可能被识别为一辆车，中威根据运动检测、特征检测和号牌定位，可以准确抓拍跟车行为的第二辆车。

　　另外，卡口系统如果同时要满足交警和公安的需求，公安不仅关注机动车抓拍，还希望捕获非机动车以及行人信息，中威支持多类型抓拍，可以为公安事后案件侦破提供有用的证据。

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　　3、中威特色应用：收费站防闯卡口系统

　　收费站防闯卡口系统是中威的特色方案，主要应用在各道路收费站道口，在对正常通行车辆实现普通卡口抓拍功能的同时，一旦发生机动车冲卡行为，系统可自动抓拍生成冲卡行为过程图片，并对车道全景视频进行单独存储，由高速管理公司的法务部门作为起诉证据。

　　传统收费站卡口建设在岗亭后端，对车辆进入收费亭抓拍照片;而中威的卡口安装位置相对传统位置偏后，对正常交费车辆只抓拍一张，对冲卡车辆抓拍2张过程图片(第一张道闸没有升起、第二张车辆明显前冲)，并形成违章过程的录像。系统组网结构与卡口系统类似。

　　三、综合管理平台：整合基础功能模块+交警业务模块

　　除了硬件产品之外，中威方案中还提供综合管理平台，涵盖监控子系统、录像倒查子系统，地理信息子系统、卡口子系统、违法子系统等多个子系统。

　　由于交通和公安的需求相近，这套平台不仅可以用于交通领域，还可以用作平安城市的监控录像倒查系统，指挥中心可以使用地理信息子系统，刑侦部门可以使用视频资料库子系统，交警可以使用违法子系统。

　　1) 录像倒查子系统实用性强。支持多路录像回放，有的厂家可能只支持单路录像回放。另外采用流格式写入、存储和查询方式。存储完全是流格式写入，导出时可以形成任意大小文件，10分钟或1个小时大小文件，后期处理时不需要找视频编辑软件对视频进行剪接、分割、合并。由于存储是流格式，而非文件格式，不会形成文件碎片。在录像查询时也有好处，由于流格式存储界面显示的白色区域是没有录像或录像中断，可以直观知道什么时间录像正常或中断。

　　2) 地理信息子系统与GIS地图结合的应用。车辆轨迹的展示，通过查询某辆车在某段时间行驶，在地图上自动形成车辆行驶轨迹。

　　3) 卡口子系统可以实现多种应用。基本的应用是车辆查询，中威可以支持时间、车牌、地点等多个条件综合查询，某个时间某个路口有哪些号牌，或某个时间段某个号牌经过哪些路口。通过准确或模糊的车牌号码还可以进行黑车布控的应用，除了客户端显示报警之外，还会发送短信到布控人员手机上。另外，卡口子系统还可以实现区间测速应用，在封闭路段建设一前一后卡口，由于封闭区间距离恒定，通过车辆经过两个卡口的时间可以计算平均速度，准确性相对单点测速更高。

　　4) 违法子系统吻合交警部门违法图片处理流程。交警部门对抓拍图片需要经过人工审核才能发布到处罚平台，大多数交警部门都已经建立了人工审核平台，但有的地区依然欠缺。中威将此子系统也纳入平台之下，审核流程为：系统抓拍图片传到后端人工校对，检验号牌识别是否正确、违法类型是否正确，校对之后进入审核环节，进行二次人工把关，之后再上传处罚平台。违法查询可以根据时间、号牌、地点、类型进行查询。

　　现有交通方案中的平台部分，没有谁可以解决用户所有问题，基本上是用户提出什么业务需求，供应商再将需求做进方案中。中威综合管理平台具备了平台应该有的基础功能和交通业务模块，以交通业务流程为核心还在逐步完善中，并试图解决一些实际应用中的难题，这与中威高速公路方案的宗旨与态度一致。

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　　四、重要的不是所站位置，而是前进的方向

　　虽然中威在智能交通领域是新入者，但是希望做出让大家认可的方案。智能交通经过数字化、 网络化、高清化、智能化的过程，面临哪些问题?中威针对应用中的空白提出了解决思路和方案。

　　1、 更加智能、多用的综合应用

　　1)“停止”类违章抓拍。

　　现在各家更关注的运动类违章抓拍应用相对成熟，但是对停止类的违章分析并没有做好，比如违章停车、绿灯不行等现象，后者在832规范有专门的违章代码。中威针对停止类违章的解决思路是：枪球联动抓拍，枪机对大场景进行监控，对限制停车区域进行检测，如果有车辆进入并停下，枪机会提供球机一个定位信息，球机自动PTZ抓拍违停照片，可以设定五分钟之后抓拍第二张照片，这样就可以形成违章抓拍的依据。

　　2)套牌假牌车辆“时空碰撞”。

　　假若对两个路口的距离做出限定，在某一段时间之内同时出现在两个地方的两辆号牌相同的车中必定有一个是套牌车或假牌车。

　　2、更高像素一体机应用

　　智能交通趋势越来越高清，目前以200万、500万居多，更高像素的800万、千万级一体机可以解决哪些问题?

　　1) 转弯待行区违章抓拍

　　大型路口由于一体机离停车线距离远，车牌越不清晰，车辆定位、轨迹跟踪也会丢失。800万摄像机达到3296*2536高分辨率，停车线前车牌像素可达到160个像素点，最远处目标车辆的有效像素点还能保持在200*200，三张车牌都保证清晰，第三张图片的车牌也能保证100个像素点，传统电警是只能看到第一张车牌，第二、三张图片只能看到车轮廓。

　　2) 超大型路口红灯信号视频检测

　　城市主干道相交路口会形成超大型路口，超大型路口纵横路宽均在60M以上，停车线距离对应的信号灯距离可能大于120M，摄像机到信号灯距离大于150M，红绿灯像素点较低，无法进行算法识别检测，目前的解决方案只能通过外场设备检测，要么通过路口摄像机辅助检测信号灯。更高像素的摄像机可以对上述问题很好解决，保证红绿灯的真实有效性。【500万像素车牌120个像素点和800万摄像机车牌160个像素点】

　　3) 城市路口的环保

　　现在抓拍照片、视频录像都需要增加额外的补光设备，多种补光设备对周边居民干扰，也对驾驶员造成安全隐患，目前这个问题没有办法根治。中威的想法是，降低灯功率，甚至将来只要通过环境亮度达到更好的视频效果。中威采用更大靶面的CCD进行试验发现：2/3英寸CCD夜间2个60W的LED帧同步频闪灯对三车道路口补光效果，与相同场景下4/3英寸CCD夜间无其他补光设备的效果相近，也可以看到车牌。

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　　专家评估

　　朱明初：

　　核心观点：电子警察是中威近期发展起来的系统，尽管中威已经解决很多应用上的问题，但是横向比较看仍然需要强化亮点。

　　1、虽然中威在电子警察方面是后起之秀，但还是做得不错。我对中威品牌是比较有信心。我有一个小故事分享：2005年左右上海某道路监控项目中，当时设备全部采用了博康产品，后来我为了做了一个产品性能的比较，留三个派出所给当时全国负盛名的三家：中威、蛙视、微创。当时一小伙拿了中威光端机来推荐，报价低于博康价格千元多，但并没有注明是中威品牌，我当时还是坚持在一个派出所使用了这个产品，在所有四家供应商中我们看到中威的效果确实不错。从当时开始，我就认为中威的光端机质量是不错的，而且还把博康的价格拉下来400元每台。

　　2、我关注设备的稳定性问题，中威应该提供电警卡口使用率和完好率的数据。目前已经应用在哪些地方，完好率和使用率如何。为何这些数据重要呢?2008年上海不到200套电子警察的维修次数达到8700多次，随便维修一次成本就是上千块，而且好要封路，封高架路是1万-5万，我们是要出钱的。

　　A：中威公司智能交通产品目前在西南和华南部分城市已有实际项目应用，实际使用效果和长期稳定运行方面得到业主单位的良好评价。从2013年起正式投入使用的电警及卡口设备逾2200多套，其中设备故障共计8套次(截至2014年3月底项目巡检记录数据)，设备年返修率不到5‰

　　3、作为智能交通电警和卡口方案，中威应该介绍抓拍图像的法律依据。

　　A：中威公司智能交通类设备全部经过公安部检测认证通过，产品研发设计思路完全遵循GA/T 496-2009《闯红灯自动记录系统通用技术条件》、GA/T 497-2009《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》、GA/T 832-2009《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》、GA/T 995-2012《道路交通安全违法行为视频取证设备技术规范》等国家行业相关标准规范。

　　4、交警部门白天图像是发布的，但晚上的图像很少发，因为路灯或LED爆闪灯等光源问题，致使图片不太清楚。那么，中威夜间采用什么补光方式?LED灯如何照射到人脸?人脸是否符合标准要求?

　　A：中威现在主要采用LED频闪灯方式进行夜间补光，对于需要拍摄前排驾乘人员的卡口点位，启用LED频闪灯的爆闪功能，例如平均功率50W的LED频闪灯，需要抓拍时对抓拍关键帧瞬间功率可以达到200W以上，实现更好的补光穿透性，以获取足够清晰的前排驾乘人员脸部相貌特征图片。

　　5、白天阳光照射情况下如何解决抓拍问题?这是很多做电子警察的公司面临的技术难题。我们想听一听中威的解决办法。

　　A：我们对白天反射问题的解决方案是，摄像机镜头前加偏振镜，用于消除晴天阳光直射导致的车辆前挡玻璃反光，但由于进光量减少，夜间的成像效果就偏暗了。有的厂商是采用机械装置，白天安装偏振镜，夜间自动脱离，但是偏振镜的安装角度要求高，通过机械装置反复安装脱离会导致角度偏移，而且机械装置也容易出故障。所以综合考虑我们还是采用偏振镜直接固定上去的方式，夜间进光效果通过其他技术手段弥补。

　　6、抓拍摄像机图像的防抖动校正。上海有3250套电子警察，刚装上去很清晰，但是受汽车震动、风的影响，图像就有变化。我们常年两只队伍做维护，只能做小维护。你要保证清晰度和抓拍率，你们是怎么解决?

　　A：一方面我们的摄像机成像过程中采用了防抖动算法，能够保证在日常的大车震动或者风力影响下图像不会呈现抖动情况，另一方面我们对实际施工中的工程质量严格把控，对杆件挑臂远端的受力抖动幅度较大的采用三角支撑或斜拉索等固定装置，以保证最终的成像效果和抓拍率。

　　7、ETC车辆的拦截，你们有什么方案和方法?上海正在试点，第一批试点几个车道，第二批是260多个车道。

　　A：目前中威公司暂时没有考虑到ETC拦截这方面的项目需求，可以先期对市场进行调研，如果这方面确实存在较大的市场需求缺口，接下去研发部门会考虑推出针对性解决方案。

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　　何伟：

　　核心观点：通过此次方案评估，看到中威公司的态度非常认真。中威公司从2000年到现在，从光端机厂商到方案解决商，作为单纯产品供应商生存环境恶劣，只有作为系统方案解决提供者才有更好的空间。

　　8、中威的方案有一些自己的特点，但整体特色不明显。现在是同质化的竞争，导致价格恶性竞争。我们只能做到人无我有，人有我优，人优我特。

　　A：对，智能交通行业经过这么多年的发展，应该说国内有一定实力的原厂商对行业的理解都趋于同质化，尤其在功能性的开发上，大家能够做到的功能基本一致，真正体现实力差距的，不是一两个不切实际应用意义的功能噱头，而是在自身内功的修炼上，在成像效果的处理方面、在检测算法的全面性方面、在识别算法的准确性方面，应该说中威就是向着“人无我有，人有我优，人优我特”的目标在坚定前进的。

　　9、视频检测红绿灯，当雾霾天气通过外场检测闯红灯，罚款的依据在哪里?交警是否处罚一定依据提供的影像资料判断，如果红绿灯不明显，想罚都罚不了。我们做过一个激光测试仪，一个大场景合在一起才能作为罚款依据。

　　A：雾霾天气抓拍闯红灯时，中威产品通过外场设备检测其实仍然能够保证较高的准确性。但是在实际应用中，交警部门会根据雾霾程度的严重性，对抓拍捕获的违法图片会进行逐一的人工校对、审核，如果雾霾非常严重，已经达到驾驶员看不清对向红绿灯的程度，那么交警部门对此类违法图片是不会进行处罚的，这也体现了交警部门的人性化执法方面。

　　孔繁平：

　　核心观点：中威的方案在细致性、针对性方面比较好。客户的需求明确，中威想做什么也明确，至于方案的可行性则由大家自己去判断。

　　10、我们不应该只在更高清晰度上看，方案中存储的问题是如何解决的?更高清晰度的同时，必然带来存储的问题。现在是500万、800万，如果压缩的话，对清晰度的影响是需要评估的。

　　A：中威智能交通产品的存储是采用中心磁盘阵列统一存储方式，另外在前端路口会配置一套小容量的备用存储，当路口与中心之间通讯链路出现故障时，所有图片数据会暂存到前端备用存储上，链路恢复后，备用存储会自动将存储的数据自动转存到中心，整个过程无需人工干预。随着更高像素摄像机的使用，对存储容量提出了更高要求，所以我们中威从一开始进入智能交通行业，就力推中心磁盘阵列存储的方式，因为磁盘阵列不仅能够提供海量的存储空间，同时其优异的读写性能和冗余备份功能能够保障系统数据存储的可靠性和安全性。

　　11、车辆识别放到摄像机中，后端平台怎么对这些信息甄别、保存?

　　A：前端摄像机完成对违法行为的判定、对车辆号牌的识别、对车速的检定等工作后，发送到后端平台的除了抓拍下来的图片，以及在图片上叠加字幕信息之外，还会生成提供平台可读取的数据文本文件，由平台对其中数据进行甄别、保存入数据库。

　　12、我们在系统设计时非常关注的一个问题：500万、800万应用之后码流控制如何?

　　A：目前中威智能交通产品的视频编码分辨率和码流都是可调的，非常灵活：比如在带宽条件宽裕的路口，可以提供2448×2048的500万像素视频，码流8~16Mbps;对于带宽条件有限的路口，可以提供1280×720的130万像素视频，码流2~4Mbps。

　　编辑观点：

　　1、 中威电警卡口方案的定位和方向非常清晰，面向最终用户，因而整体方案都是从应用出发，这与很多公司提供一揽子产品的最大不同。

　　2、 中威电警卡口方案基本完善，对电警和卡口的需求琢磨最深，前端产品核心技术自主研发，这对于项目竞争很有优势。

　　3、 在中威方案中，我们认为实用性、符合应用需求是排在先进性之前的，没有一味宣称高大上的技术，而是结合业务流程提供解决办法。

　　4、 中威的品牌和技术风格、务实认真的态度，对赢得用户信任是非常有帮助的。

　　5、 提升空间：作为智能交通后来者，中威的方案还需要注意：对交通技术指标的符合度，在视频编解码压缩存储技术方面的积累，在平台应用功能上的完善。

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