道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)原理及組成課件

道路監(jiān)控系統(tǒng)講義道路監(jiān)控系統(tǒng)講義監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)簡圖監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)簡圖概述城市道路監(jiān)控系統(tǒng)在治安防控中發(fā)揮著重要的作用，進(jìn)一步優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)、拓展它的各項(xiàng)功能，不僅可以降低其建設(shè)和維護(hù)成本，而且可以為交通、治安等各類案件的偵破提供技術(shù)支持，大大提高公安機(jī)關(guān)執(zhí)法辦案的水平和效率。城市道路是城市的基本骨架，從某種意義上講，城市道路監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)就是城市治安監(jiān)控系統(tǒng)的骨架。作為道路交通管理的主力軍，交警承擔(dān)了城市道路交通電視監(jiān)控、機(jī)動車交通違法監(jiān)測抓拍、智能卡口等系統(tǒng)建設(shè)，這三個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控范圍都是機(jī)動車道，監(jiān)控對象都是機(jī)動車輛，是城市道路監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要組成部分，對構(gòu)建城市治安防控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都有著十分重要的作用。概述城市道路監(jiān)控系統(tǒng)在治安防控中發(fā)揮著重要的作用，進(jìn)一步優(yōu)化·為改善交通擁擠局面，各城市正在逐步推廣實(shí)施各重要交通道口區(qū)域?qū)崟r(shí)交通狀況圖像監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)劃，即在城市各重要交通道口安裝一套智能型道路監(jiān)控系統(tǒng)，通過圖像傳輸通道將路面交通情況實(shí)時(shí)上傳到道路監(jiān)控指揮中心，中心值班人員可以據(jù)此及時(shí)了解各區(qū)域路面狀況，以便調(diào)整各路口車輛流量，確保交通通暢。對監(jiān)控路面車輛的違章情況，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并安排處理道路交通事等。無論是闖紅燈，還是逆向行駛，只要機(jī)動車在通過市區(qū)主要路口時(shí)違反《中華人民共和國道路交通安全法》，都會被電子警察和攝像監(jiān)控設(shè)備記錄下來，違法車輛的信息在公安交通指揮控制中心被及時(shí)打印。利用高科技來管理交通，提高了工作效率，也方便了駕駛員。·為改善交通擁擠局面，各城市正在逐步推廣實(shí)施各重要交通道口區(qū)特點(diǎn)道路交通電視監(jiān)控以快球監(jiān)控為主，監(jiān)控點(diǎn)分布在車流、人流比較集中的城市道路交叉口、重點(diǎn)路段，這些監(jiān)控點(diǎn)都是城市路網(wǎng)和街面的主要節(jié)點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)對整個(gè)城市或者某個(gè)區(qū)域的交通治安監(jiān)控，首先就要控制住這些節(jié)點(diǎn)。不論是從交通管理需要出發(fā)還是從城市治安防控需要考慮，這些監(jiān)控點(diǎn)的規(guī)劃布局都必須力求科學(xué)合理。總的設(shè)想是：依托路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，逐步建成點(diǎn)、線、面三級監(jiān)控。點(diǎn)控，就是要實(shí)現(xiàn)對所有道路交叉口和重點(diǎn)路段的逐點(diǎn)監(jiān)控。線控，就是要在點(diǎn)控基礎(chǔ)上逐步實(shí)現(xiàn)點(diǎn)與點(diǎn)之間的銜接，盡可能做到全程監(jiān)控、無縫覆蓋。面控，就是要在點(diǎn)控和線控基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對某一區(qū)域的圍控，從中心區(qū)域向外圍依次形成一、二、三、四、五……多級監(jiān)控環(huán)網(wǎng)。特點(diǎn)道路交通電視監(jiān)控以快球監(jiān)控為主，監(jiān)控點(diǎn)分布在車流、人流比在高速公路、城市快速路、過境公路、省際市際出入口、城區(qū)組團(tuán)之間、城鄉(xiāng)結(jié)合部位采用智能卡口監(jiān)控系統(tǒng)，更有利于實(shí)現(xiàn)對所有過往機(jī)動車輛的全天候自動記錄、智能識別和布控查緝，這是快球式監(jiān)控所不能及的。綜觀國內(nèi)道路交通管理實(shí)際，很多城市的公路卡口監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)布點(diǎn)“漏洞百出”，系統(tǒng)設(shè)備老舊不堪，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)需要，急需進(jìn)行改造和完善。筆者認(rèn)為，必須逐步建成城市交通治安防控的三級“電子圍欄”。一級圍欄：與周邊相鄰省、市相連的高速公路、國道、省道、快速路的交界附近，監(jiān)控的重點(diǎn)對象是進(jìn)城車輛(同時(shí)監(jiān)控出城車輛)，應(yīng)采用高清成像和號牌識別技術(shù)，并接入省、市兩級監(jiān)控大網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)布控。二級圍欄：沿城鄉(xiāng)結(jié)合部布防，對連接城鄉(xiāng)、能夠通行機(jī)動車的道路實(shí)施監(jiān)控，監(jiān)控的重點(diǎn)對象是出城車輛(同時(shí)監(jiān)控進(jìn)城車輛)，可視監(jiān)控點(diǎn)條件和需要采用不同的監(jiān)控方式。三級圍欄：位于城市組團(tuán)或者街區(qū)之間(包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間)的連接道路上，對各組團(tuán)、街區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的車輛往來實(shí)施監(jiān)控，城區(qū)一般可以利用對路口交通違法監(jiān)測抓拍系統(tǒng)視頻錄像功能擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)，這樣可以大大降低建設(shè)和維護(hù)成本。在高速公路、城市快速路、過境公路、省際市際出入口、城區(qū)組團(tuán)之目前，很多城市都安裝有交通違法監(jiān)測抓拍系統(tǒng)即電子警察，視頻資源的擴(kuò)展應(yīng)用潛力很大。筆者建議，在所有路口電子警察系統(tǒng)中增加視頻錄像功能，甚至可以考慮增加卡口抓拍功能，實(shí)現(xiàn)對所有通過路口的機(jī)動車輛進(jìn)行錄像或號牌識別，既可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，還能有效彌補(bǔ)路口快球監(jiān)控存在的不足，提高視頻監(jiān)控的覆蓋面，在需要時(shí)可進(jìn)行遠(yuǎn)程或者本地回放查詢，實(shí)現(xiàn)視頻資源的綜合利用，可以有效地對城區(qū)各組團(tuán)、街區(qū)實(shí)行網(wǎng)格化的密集監(jiān)控，對查處路口交通事故、治安刑事案件都是有益的。目前，國內(nèi)許多城市的視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用水平還處在非常初級的水平，尤其是不同的視頻監(jiān)控系統(tǒng)還沒有集成關(guān)聯(lián)，視頻資源還沒整合利用。視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展方向是分布采集集中管理、高品質(zhì)圖像壓縮處理、開放標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一接口、統(tǒng)一認(rèn)證確保安全、操作人性化、功能集成化、結(jié)構(gòu)模塊化、傳輸多樣化。道路交通監(jiān)控系統(tǒng)既是城市監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的一部分，同時(shí)也有其獨(dú)特之處并自成體系。因此，在積極參與城市治安監(jiān)控大平臺建設(shè)的同時(shí)，還要認(rèn)真做好智能交通系統(tǒng)集成控制平臺的建設(shè)，構(gòu)建具有交通管理業(yè)務(wù)特色的應(yīng)用平臺，如將視頻監(jiān)控、智能卡口、路口電子警察等道路監(jiān)控系統(tǒng)集成起來，實(shí)現(xiàn)對各種道路監(jiān)控的資源整合、關(guān)聯(lián)運(yùn)用等。目前，很多城市都安裝有交通違法監(jiān)測抓拍系統(tǒng)即電子警察，視頻資在大量的視頻資源中，以人工的方式去查找某一特定的視頻對象猶如大海撈針，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因此有必要在各種視頻監(jiān)控資源集成整合的基礎(chǔ)上，研發(fā)車輛運(yùn)行軌跡排查系統(tǒng)，通過對道路電視監(jiān)控、智能卡口、路口電子警察等各種典型交通監(jiān)控視頻流分析，根據(jù)車輛種類、顏色、大小等特征信息，在城市各種交通監(jiān)控視頻信息中搜索指定車輛，提取包含特定目標(biāo)的視頻片斷，從而掌握或查清特定車輛的出沒時(shí)間、運(yùn)行軌跡，為查處交通肇事逃逸和治安刑事案件提供技術(shù)支持。歸納起來城市道路監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用有如下兩點(diǎn)：1、路況實(shí)時(shí)監(jiān)視：各路口的攝像機(jī)會及時(shí)將所監(jiān)控區(qū)域的實(shí)時(shí)圖像傳回交通指揮中心，使交通指揮人員實(shí)時(shí)掌握各路口和路段的交通狀況，例如：路段人車流量、信號燈是否正常工作、是否有違章行為和交通事故發(fā)生。這些信息能幫助交通管理部門及時(shí)采取合適的處理方式。2、實(shí)時(shí)錄像：視頻監(jiān)控的圖像會保存到交通指揮中心的錄像服務(wù)器上，作為處理交通事故、違規(guī)行為，甚至是治安犯罪等各種突發(fā)情況的取證依據(jù)。在大量的視頻資源中，以人工的方式去查找某一特定的視頻對象猶如技術(shù)參數(shù)交通監(jiān)控?cái)z像機(jī)中使用最多的是固定鏡頭攝像機(jī)，這類攝像機(jī)在選擇和應(yīng)用上應(yīng)關(guān)注以下幾個(gè)最主要的技術(shù)參數(shù)和功能：1、攝像機(jī)清晰度，圖像水平分辨率要大于500線，再配置高清晰度監(jiān)視器，就會有較好的監(jiān)視效果。水平分辨率大于500線的攝像機(jī)它比480線的攝像機(jī)成像效果要更加清晰，銳利。所以，分辨率越高，攝像機(jī)的表現(xiàn)能力就越好。2、攝像機(jī)的信噪比。在光線很好的情況下，攝像機(jī)的信噪比都很好，圖像上看不出噪波點(diǎn)，但在光線較暗時(shí)，信噪比指標(biāo)好的攝像機(jī)圖像依然清晰，噪波點(diǎn)少。信噪比指標(biāo)差的攝像機(jī)，噪波點(diǎn)會淹沒整個(gè)圖像。3、攝像機(jī)強(qiáng)光抑制功能，道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)要求在夜間清楚拍攝車輛牌照，這就要求強(qiáng)光抑制指標(biāo)要好。采用此項(xiàng)技術(shù)的攝像機(jī)，可以有效地抑制迎面車輛的強(qiáng)光(車輛大光燈)，使車牌照較清晰地被捕捉到，畫面真實(shí)完整。很多道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用“日蝕”技術(shù)，在夜間拍攝車牌很好，但在白天也經(jīng)常出現(xiàn)“日蝕”，這就影響了整體圖像的美觀和完整性。技術(shù)參數(shù)交通監(jiān)控?cái)z像機(jī)中使用最多的是固定鏡頭攝像機(jī)，這類攝像4、攝像機(jī)背光補(bǔ)償功能，攝像機(jī)在夜間拍攝車牌，背光補(bǔ)償技術(shù)的好壞，直接關(guān)系到是否能清晰看清車牌，能否使后端視頻檢測和分析系統(tǒng)給出正確的判斷結(jié)果。好的攝像機(jī)對于背光補(bǔ)償?shù)膮^(qū)域都可以靈活設(shè)置和區(qū)域選擇。5、攝像機(jī)的色彩還原性能，攝像機(jī)沒有具體的色彩指標(biāo)，只能用色度調(diào)整和白平衡調(diào)整使色彩真實(shí)還原。不同種類的攝像機(jī)色彩還原性能是不同的，這項(xiàng)指標(biāo)只有通過調(diào)試及和現(xiàn)場真實(shí)色彩進(jìn)行比較?？梢赃x擇白平衡調(diào)整方式較多的攝像機(jī)，例如：白平衡手動調(diào)節(jié)模式、白平衡自動跟蹤調(diào)節(jié)模式、室內(nèi)模式、室外模式等。6、攝像機(jī)數(shù)字降噪技術(shù)，在黑暗的環(huán)境下，由于照度的問題，攝像機(jī)噪點(diǎn)將會不可避免地增多，可以采用目前獨(dú)特的數(shù)字降噪技術(shù)。令低照條件下的圖像更清晰、悅目。數(shù)字降噪技術(shù)就是采用專業(yè)的視頻信號處理技術(shù)，DSP芯片通過檢測和分析幀存儲器中的圖像信息，自動降低相對靜止畫面的增益幅度，極大地消除了信號中的干擾噪聲波，從而有效地提高了畫面清晰度和潔凈度。4、攝像機(jī)背光補(bǔ)償功能，攝像機(jī)在夜間拍攝車牌，背光補(bǔ)償技術(shù)的攝像機(jī)調(diào)試的方便性，攝像機(jī)除了質(zhì)量可靠，還要安裝調(diào)試方便。道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)大都安裝在9-15米高的立柱上，安裝和拆卸都需要專用工具車，是危險(xiǎn)的高空作業(yè)，如果質(zhì)量不可靠或調(diào)試不方便，勢必給施工和工程帶來很大成本，并影響正常使用?？梢岳脭z像機(jī)的RS-485端口對攝像機(jī)進(jìn)行設(shè)置和調(diào)試。通過這個(gè)端口可以遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)，修改攝像機(jī)里面的參數(shù)，無需到現(xiàn)場對攝像機(jī)進(jìn)行調(diào)整;通過這種快捷方便的端口，大大節(jié)省了人力和調(diào)試時(shí)間。目前有不少的攝像機(jī)都具有這個(gè)接口功能。攝像機(jī)調(diào)試的方便性，攝像機(jī)除了質(zhì)量可靠，還要安裝調(diào)試方便。道選擇道路視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)的要求及選擇道路監(jiān)控是屬于全天候的監(jiān)控，所以對前端攝像機(jī)的要求比較高，要求攝像機(jī)能清晰地監(jiān)看到道路上行駛車輛牌照、車輛的類型、顏色等。道路監(jiān)控中的視頻系統(tǒng)若比作人類的視覺系統(tǒng)，那么視頻系統(tǒng)中的攝像機(jī)就像人類的眼睛，其重要性是不言而喻的，所以交通監(jiān)控中攝像機(jī)的選擇要求很為苛刻。交通道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)選擇首先要考慮如下兩點(diǎn)要求：1、性能：攝像機(jī)性能的好壞直接關(guān)系到在各種條件下能否拍攝出清晰畫面，夜間能否看清車牌，所拍圖像色彩是否真實(shí);2、可靠性：攝像機(jī)要能在各種惡劣環(huán)境下長期地穩(wěn)定工作，保證圖像質(zhì)量不惡化，故障率低。如果一個(gè)交通監(jiān)控系統(tǒng)的“眼睛”不好或經(jīng)常出毛病，即使系統(tǒng)其它部分再完美，整個(gè)系統(tǒng)的缺陷也是一目了然的。選擇道路視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)的要求及選擇道路監(jiān)控主要作用(1)交通監(jiān)視和疏導(dǎo)：通過系統(tǒng)將監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)場圖像傳回指揮中心，使管理人員直接掌握車輛排隊(duì)、堵塞、信號燈等交通狀況，及時(shí)調(diào)整信號配時(shí)或通過其他手段來疏導(dǎo)交通，改變交通流的分布，以達(dá)到緩解交通堵塞的目的。(2)交通警衛(wèi)：管理人員隨時(shí)掌握交通警衛(wèi)錄像，大型集會活動的交通狀況，及時(shí)調(diào)動警力，以保證交通警衛(wèi)錄像暢通。(3)通過突發(fā)事件的錄像，提高處置突發(fā)事件的能力。(4)通過對違章行為的錄像，發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)效益和社會效益方面的積極作用。(5)通過對以前的模擬監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化改造，使之能夠方便地進(jìn)行全網(wǎng)管理。道路監(jiān)控主要作用(1)交通監(jiān)視和疏導(dǎo)：通過系統(tǒng)將監(jiān)視區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)架構(gòu)攝像部分傳輸部分控制部分顯示及記錄部分 電子警察部分系統(tǒng)架構(gòu)攝像部分?jǐn)z像部分?jǐn)z像部分是電視監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，是整個(gè)系統(tǒng)的“眼睛”。它布置在被監(jiān)視場所的某一位置上，使其視場角能覆蓋整個(gè)被監(jiān)視的各個(gè)部位。有時(shí)，被監(jiān)視場所面積較大，為了節(jié)省攝像機(jī)所用的數(shù)量、簡化傳輸系統(tǒng)及控制與顯示系統(tǒng)，在攝像機(jī)上加裝電動的（可遙控的）可變焦距（變倍）鏡頭，使攝像機(jī)所能觀察的距離更遠(yuǎn)、更清楚。同時(shí)還把攝像機(jī)安裝在電動云臺上，通過控制器的控制，可以使云臺帶動攝像機(jī)進(jìn)行水平和垂直方向的旋轉(zhuǎn)，從而使攝像機(jī)能覆蓋到的角度、面積更大。總之，攝像機(jī)就象整個(gè)系統(tǒng)的眼睛一樣，把它監(jiān)視的內(nèi)容變?yōu)閳D象信號，傳送給控制中心的監(jiān)視器上。攝像部分?jǐn)z像部分是電視監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，是整個(gè)系統(tǒng)的“眼睛傳輸部分傳輸部分就是系統(tǒng)圖象信號、聲音信號、控制信號等的通道。電視監(jiān)控系統(tǒng)多半采用視頻基帶傳輸方式。如果在攝像機(jī)距離控制中心較遠(yuǎn)的情況下，也有采用射頻傳輸方式或光纖傳輸方式。一般酒店要求傳輸?shù)木嚯x都比較近，可采用基帶傳輸方式，也就是75歐姆的視頻同軸電纜。對圖象信號的傳輸重點(diǎn)要求在圖象信號經(jīng)過傳輸系統(tǒng)后，不產(chǎn)生明顯的噪聲、失真（色度信號與亮度信號均不產(chǎn)生明顯的失真），保證原始圖象信號（從攝像機(jī)輸出的圖象信號）的清晰度和灰度等級沒有明顯下降等。傳輸部分傳輸部分就是系統(tǒng)圖象信號、聲音信號、控制信號等的通道控制部分控制部分是整個(gè)系統(tǒng)的“心臟”和“大腦”，是實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能的指揮中心。控制部分主要由總控制臺（有些系統(tǒng)還有副控制臺）組成?？偪刂婆_中主要的功能有：視頻信號放大與分配、圖象信號的校正與補(bǔ)償、圖象信號的切換、圖象信號的記錄等；對攝像機(jī)、電動變焦鏡頭、云臺等進(jìn)行遙控，以完成對被監(jiān)視場所全面、詳細(xì)的監(jiān)視或跟蹤監(jiān)視；對系統(tǒng)防區(qū)進(jìn)行布防、撤防等功能。當(dāng)前端防區(qū)有非法入侵時(shí)，報(bào)警信號傳送到總控制臺，可以顯示報(bào)警防區(qū)、聯(lián)動警號、閃燈、前端燈光、錄像機(jī)等設(shè)備。組裝控制臺時(shí)，遵循的主要原則是這樣的：根據(jù)系統(tǒng)中攝像機(jī)的臺數(shù)，選擇視頻切換器的最大輸入路數(shù)。視頻切換器最大輸入路數(shù)一般應(yīng)大于攝像機(jī)的臺數(shù)，以便為今后擴(kuò)展時(shí)留有余地。根據(jù)系統(tǒng)所防范的風(fēng)險(xiǎn)等級及區(qū)域中要害地點(diǎn)的數(shù)目選擇錄像機(jī)的臺數(shù)。需要連續(xù)錄象的情況下，應(yīng)選擇“數(shù)字硬盤錄像機(jī)”。另外，可根據(jù)系統(tǒng)控制的要求，考慮在總控制臺之外是否要設(shè)分控制臺。根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)供電的要求，考慮電源的設(shè)定。當(dāng)系統(tǒng)有多路遠(yuǎn)距離信號傳輸時(shí)，還應(yīng)根據(jù)遠(yuǎn)距離信號傳送的方式（視頻傳輸、光纖傳輸、射頻平衡式傳輸?shù)鹊龋?，考慮在控制臺中是否應(yīng)增設(shè)解調(diào)裝置（對應(yīng)光纖傳輸或射頻傳輸）、補(bǔ)償裝置（對應(yīng)視頻傳輸）、還原裝置（對應(yīng)平衡式視頻傳輸）以及遠(yuǎn)端切換控制器裝置（對應(yīng)視頻傳輸?shù)倪h(yuǎn)端切換方式）等等?？刂撇糠挚刂撇糠质钦麄€(gè)系統(tǒng)的“心臟”和“大腦”，是實(shí)現(xiàn)整個(gè)系顯示及記錄部分顯示及記錄部分有幾臺或多臺監(jiān)視器、數(shù)字硬盤錄像機(jī)等設(shè)備組成。在電視監(jiān)控系統(tǒng)中，特別是在有多臺攝像機(jī)組成的電視監(jiān)控系統(tǒng)中，一般都不是一臺監(jiān)視器對應(yīng)一臺攝像機(jī)進(jìn)行顯示，而是通過硬盤錄像機(jī)把幾臺攝像機(jī)送來的圖象信號進(jìn)行合成同時(shí)顯示在一臺監(jiān)視器上，也就是在一臺較大屏幕的監(jiān)視器上，把屏幕分成幾個(gè)面積相等的小畫面（四畫面、六畫