CN106205134A - 高速公路全方位车辆检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高速公路全方位车辆检测系统，该系统包括数个信息采集模块用以采集高速公路各个车道上的车辆信息，并在判断车辆是否违章后生成违章证据；通信模块，用以将信息采集模块生成的违章证据传输至中心平台；中心平台用以存储信息采集模块生成的违章证据，并进行数据分析处理，以及提供用户查询调阅功能。采用本发明的高速公路全方位车辆检测系统，实现了大车占用小车车道抓拍功能、占用应急车道违法车辆抓拍功能、超速车辆抓拍功能、低速车辆抓拍功能、区间测速功能、高清图像防篡改功能、车辆特征识别功能、高清录像功能、设备状态自动检测功能、异常自动诊断与恢复功能、设备电源安全及防雷功能、防盗报警功能。

Description

高速公路全方位车辆检测系统

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及智能交通设备领域，具体是指一种高速公路全方位车辆检测系统。

背景技术

在交通工程上，速度是计量与评估道路绩效和交通状况的基本重要数据之一。尤其在高速公路的设计使用上根据速度、车型划分了客货车专用道(最高限速100k米/h、最低限速80k米/h)、小型车专用道(最高限速120k米/h、最低限速90k米/h)，目的是提升平均车速及通行能力。警方也一再提醒：大、小型货车，大型客车(黄牌客车)驾驶员要注意，只能在客货车道(不包括应急车道)上行驶，最高时速不得超过100k米/h；要注意按车型找车道，按车道控车速。低于或高于本车道的限制车速的车辆，将会依法受到处罚；严禁大型车辆占用小客车道行驶。可是在实际情况下大型客货车随意占用超车道，使超车道也演变成了慢车道，大大降低了高速公路通行能力，同时也带来严重的安全隐患。低速车占用超车道行驶使得超车道前后车相对车距缩短，驾驶员安全避险时间缩短，易发生追尾事故。还造成部分驾驶人穿插强超，易发擦挂事故。发生事故后，社会车辆挤插占用应急车道，造成交警、120和消防等救援人员和车辆无法迅速到达现场，现场得不到快速勘察，交通不能快速恢复，加剧交通堵塞。因此必须通过一种有效针对高速公路大车占用小车车道，非法占用应急车道以及不按照规定车速行驶的车辆进行全面监控并自动记录的方法，达到提醒驾驶员遵守交通法规，提升高速公路车辆通行能力的目的。传统的电子警察方案主要针对路口的闯红灯行为，或路段的违法超速行为，而非针对高速公路的实际情况而设计。另一方面，检测违法超速一般使用的是一车道装一雷达的设计模式，成本较高。而本方案的设计主要适用于高速公路各类违法占道兼测速的电子警察系统，采用的是500W摄像机覆盖三车道的视频+线圈模式，提供一种便捷、节约而有效的维护交通安全之手段。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够有效治理高速公路上车辆占道、检测车道特定速度行驶、区间测速以及高低速检测的高速公路全方位车辆检测系统。

为了实现上述目的，本发明的高速公路全方位车辆检测系统具有如下构成：

该高速公路全方位车辆检测系统，其主要特点是，所述的系统包括：

数个信息采集模块，用以采集高速公路各个车道上的车辆信息，并在判断车辆是否违章后生成违章证据；所述的信息采集模块包括数台摄像机，所述的摄像机用以采集高速公路上至少三个车道上的车辆信息；

通信模块，用以将信息采集模块生成的违章证据传输至中心平台；

中心平台，用以存储信息采集模块生成的违章证据，并进行数据分析处理，以及提供用户查询调阅功能。

进一步地，所述的信息采集模块还包括：

设置于各个车道上的线圈，用以检测各个车道是否存在车辆行驶；

线圈检测器，用以实时地对所述的线圈进行扫描，并将扫描获取到的各个线圈的信息发送至主控制器；

主控制器，用以根据各个车道上的车辆信息判断车辆是否违章占道。

更进一步地，所述的摄像机上设置有补光设备，所述的补光设备与所述的摄像机相连接，进行环境补光。

更进一步地，在小车专用道上的第一位置处设置有三组环形感应线圈，在小车专用道上的第二位置处设置有一组环形感应线圈，在小车专用道上的第三位置处设置有一组环形感应；在客货车专用道的第一位置处设置有三组环形感应线圈，在客货车专用道的第三位置处设置有一组环形感应线圈；在应急车道的第一位置处设置有三组环形感应线圈；所述的小车专用道的第一位置与摄像机的距离、客货车专用道的第一位置与摄像机的距离以及应急车道的第一位置与摄像机的距离相等；所述的小车专用道的第三位置与摄像机的距离以及客货车专用道的第三位置与摄像机的距离相等。

再进一步地，所述的主控制器包括：

车辆信息分析判断单元，用以分析各个车道上的车辆信息，所述的车辆信息至少包括车辆类型、车身颜色及车牌；

第一违章占道单元，用以当线圈检测到小车专用道上存在车辆行驶，且所述的车辆信息分析判断单元判断该车辆为大型客货车时，所述的第一违章占道单元输出该车辆违章占道；

第二违章占道单元，用以当线圈检测到客货车专用道上存在车辆行驶时，所述的第二违章占道单元删除所述的第一违章占道单元输出的位于线圈检测到客货车专用道上存在车辆行驶前后第一时间间隔之内的车辆违章占道信息，并输出其余的车辆违章占道信息；

存储单元，用以将第二违章占道单元输出的其余的车辆违章占道信息以及车辆信息分析判断单元输出的该车辆的车辆信息存储。

再进一步地，所述的系统还包括光纤收发器，用以将所述的第二违章占道单元输出的其余的车辆违章占道信息以及车辆信息分析判断单元输出的该车辆的车辆信息发送至通信模块。

再进一步地，所述的主控器还集成适用于高速公路的违法算法，所述的适用于高速公路的违法算法不但可以检测超速行驶车辆还可以检测低速行驶车辆，并针对不同车型的车道设置不同的限速范围，且自动识别并记录低于或高于本车道的限速范围的车辆。

再进一步地，所述的主控制器还包括分析单元，用以在车辆信息分析判断单元识别出应急车道上的车辆不是应急车辆时，抓拍应急车道上该车辆并存储至存储单元。

更进一步地，所述的主控制器还包括车辆速度检测单元，用以根据摄像机以及设置于各个车道上的线圈获取车辆的行驶速度。

再进一步地，所述的车辆速度检测单元包括：

车辆单点速度检测子单元，用以根据摄像机以及与该摄像机相对应的各个车道上的线圈获取车辆的单点行驶速度；

车辆区间速度检测子单元，用以根据至少两个点位的摄像机以及与各个摄像机识别出相对应的各个车道上的特定车辆，达到车辆信息匹配后从而获取此车辆的区间行驶速度。

更进一步地，所述的信息采集模块还包括报警器，用以在系统故障时报警并将故障信息发送至中心平台。

进一步地，所述的通信模块为以太网无线通信模块、WIFI无线通信模块或者有线通信模块。

进一步地，所述的中心平台包括：

中心交换机，用以通过通信模块获取信息采集模块生成的违章证据；

数据库服务器，用以存储信息采集模块生成的违章证据；

通讯服务器，用以实时接收采集到的违章证据，并进行数据分析处理，并下传中心平台发布的指令及程序远程更新功能；

操作终端，用以获取存储在数据库服务器中的信息采集模块生成的违章证据，提供用户检索查阅的功能。

采用了该发明中的高速公路全方位车辆检测系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)有效治理高速公路上大型车辆占用小客车道行驶，自动监测，提高通行效率，实现按车型找车道，按车道控车速的目的；低于或高于本车道的限制车速的车辆将会依法受到处罚。

(2)综合各种条件因素、严密审慎地判定大型车辆占用小客车道行驶的违法行为，避免大车因为前方有阻碍而超车的行为。

(3)本发明中的高速公路全方位车辆检测系统可以对应急车道上的车辆进行监控，通过车牌比对，一旦发现应急车道上行驶的车辆不是安监、公安、消防、卫生、高速公路等相关部门应急车辆时，立即进行抓拍并记录，从而保证应急车道的畅通，一旦高速公路发生交通事故或其它拥堵事件时，高速公路的应急车道将成为“生命通道”，确保应急车辆的快速通行。

(4)对每条违法记录能够自动关联一段反映车辆违法全过程的连续视频，视频画面中清晰记录车辆违法占道的全过程，避免交通管理部门执法过程中出现争议现象。

(5)采用500w像素内嵌DSP高清摄像机具有拍摄清晰度高，且覆盖面广的优点，同时可以准确监控3个车道的视野范围，节省车道重复布设雷达的成本。

(6)主控制器集成适用于高速公路的违法算法，不但测超速行驶还有低速行驶，针对不同车型的车道可设置不同的限速范围，将会自动识别并记录低于或高于本车道的限速范围的车辆。

(7)本发明中的高速公路全方位车辆检测系统可以全面覆盖高速公路上的各违法情况，如果两个及以上点位同时布设了信息采集模块，即可拓展单点以及多区间测速，区间测速反映的是车辆行驶在一个路段的两个或多个区间截面之间的平均速度，有效解决了单点测速的易躲避性，能更客观准确地检测超速车辆，为执法部门提供更加有效、可靠的执法依据。

(8)本发明中的高速公路全方位车辆检测系统硬件具有异常自动诊断与恢复功能，一旦检测到故障能够立即给出报警信号，并使系统尽快自动恢复正常，系统可以将抓拍的机动车图片数据保存在前端，同时经过通信模块向中心平台数据库服务器实时传输，当网络发生故障时，数据和图片暂存在前端，当网络恢复时再进行续传。

附图说明

图1为本发明的高速公路全方位车辆检测系统的结构示意图。

图2为本发明的第一具体实施例的结构示意图。

图3为本发明的第一具体实施例中的线圈布置图。

图4为本发明的第一具体实施例中的区间测速的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明的高速公路全方位车辆检测系统通过一种针对高速公路大车占用小车车道，非法占用应急车道以及不按照规定车速行驶的车辆进行有效监控并自动记录的方法，达到提醒驾驶员遵守交通法规，提升高速公路车辆通行能力。传统的电子警察方案主要针对路口的闯红灯行为，或路段的违法超速行为，检测违法超速一般使用的是一车道装一雷达的设计模式，而本发明的设计主要针对高速公路各类违法占道以及测速的电子警察系统，在一些实施方式中，采用的是500W摄像机覆盖三车道的视频与线圈相结合的模式，提供一种便捷、节约且有效的维护交通安全的手段，采用500W像素内嵌DSP高清摄像机具有拍摄清晰度高，覆盖面广的优点，同时可以准确监控三个车道的视野范围；而且在主控制器中集成了适用于高速公路各类违法占道以及测速的算法，针对性地有效解决高速公路上大型车辆占用小客车道行驶，非法占用应急车道及不按照规定车速行驶的交通问题。

本发明的高速公路全方位车辆检测系统总体架构分为信息采集模块、通信模块、中心平台三部分组成。信息采集模块包括违法占道、超速等违法自动记录的前端设备，由通信模块将前端设备与中心平台连接起来。

其中，信息采集模块：主要功能为信息采集和通信，即采集并记录所有经过本信息采集模块所在的高速公路的该位置处的车辆信息，对经过的车辆进行车牌识别、车速检测，并根据高速公路各类违法占道兼测速的算法，自动检测出违法车辆、判断处理并存储相关信息，再上传至中心平台。

通信模块：完成信息采集模块与中心平台之间的高速通信，传输信息采集模块所处理的各种数据、图片和录像；并满足中心平台对分布式存储在信息采集模块的数据、图像的调用。

中心平台：是本系统核心业务处理中心，是用户访问整个系统的窗口。中心平台主要完成车辆信息数据的深层挖掘、违法行为综合判断、违法信息合成、违法证据存储等功能，中心平台还能够根据业务要求，提供检索调阅功能，并为业务分析提供参考依据。

请参阅图1所示，为本发明的高速公路全方位车辆检测系统的结构示意图。本发明的高速公路全方位车辆检测系统包括：

数个信息采集模块，用以采集高速公路各个车道上的车辆信息，并在判断车辆是否违章后生成违章证据；所述的信息采集模块包括数台摄像机，所述的摄像机用以采集高速公路上至少三个车道上的车辆信息；

通信模块，用以将信息采集模块生成的违章证据传输至中心平台；

中心平台，用以存储信息采集模块生成的违章证据，并进行数据分析处理，以及提供用户查询调阅功能。

在一种优选的实施方式中，所述的信息采集模块还包括：

设置于各个车道上的线圈，用以检测各个车道是否存在车辆行驶；

线圈检测器，用以实时地对所述的线圈进行扫描，并将扫描获取到的各个线圈的信息发送至主控制器；

主控制器，用以根据各个车道上的车辆信息判断车辆是否违章占道。

所述的摄像机上设置有补光设备，所述的补光设备与所述的摄像机相连接，进行环境补光。

请参阅图2所示，本发明的第一具体实施例的设计以双向六车道为例，实际使用情况须根据现场决定。图2中仅给出单向三车道作详细说明，首先每方向设置一台500W摄像机及配套补光设备，可覆盖三条车道的车辆卡口监控及违法抓拍，每条车道根据需要铺设环形感应线圈，最后将线圈馈线引至线圈检测器(该线圈检测器一般设置在主控制器所在的机箱内)。摄像机采用视频与线圈相结合的检测抓拍方式，摄像机利用动目标检测及逐帧识别技术自动对视频流图像中的动目标进行实时检测、锁定、跟踪，同时综合各类判断条件等处罚依据驱动高清摄像机进行抓拍，从而获得交通违法图片证据。线圈主要辅助摄像机进行违法占道的逻辑判断及精确测速的作用。数据统一传输至主控制器，并进一步的对数据进行处理分析，实现抓拍图片与关键信息合成，在图片底部设置有违法地点、车道编号、方向、时间、违法车辆的车牌号码、车牌颜色、车身颜色、车型等信息，最后将图片存入指定路径，将违法信息添加到违法记录数据库。

请参阅图3所示，为本发明的第一具体实施例中的线圈布置图。在小车专用道上的第一位置处设置有三组环形感应线圈，在小车专用道上的第二位置处设置有一组环形感应线圈，在小车专用道上的第三位置处设置有一组环形感应；在客货车专用道的第一位置处设置有三组环形感应线圈，在客货车专用道的第三位置处设置有一组环形感应线圈；在应急车道的第一位置处设置有三组环形感应线圈；所述的小车专用道的第一位置与摄像机的距离、客货车专用道的第一位置与摄像机的距离以及应急车道的第一位置与摄像机的距离相等；所述的小车专用道的第三位置与摄像机的距离以及客货车专用道的第三位置与摄像机的距离相等。

在安装摄像机的位置上立杆，并以此为起点。在监控的小客车专用道上，距离立杆150米(第三位置)、85米(第二位置)、25米(第一位置)三个位置，共安装五组环形感应线圈。在客货车专用道上，在距离立杆150米位置(第三位置)，安装一组环形感应线圈；在距离立杆25米位置(第一位置)，安装一组环形感应线圈。在需要测超速违法的车道(如客货专用车道、应急车道)，在距离立杆25米位置(第一位置)上安装三组环形感应线圈。

由于每条车道上都设置了三组环形感应线圈，可以对经过此断面的车辆进行精确检测(如车牌、车型识别、车速检测)，因此系统还具有卡口以及测速功能。高速公路上一般根据速度、车型划分了客货车专用道(最高限速100km/h、最低限速80km/h)、小型车专用道(最高限速120km/h、最低限速90km/h)；交通法规也明确了须按车型找车道，按车道控车速，低于或高于本车道的限制车速的车辆，将会依法受到处罚，本系统可以根据具体情况进行速度范围设置，对于超出范围的车辆进行自动识别并记录。

信息采集模块将控制线圈检测器不间断地对感应线圈进行扫描，当检测到车辆在小客车专用车道上行驶时，系统自动在距离立杆150米、85米、25米三个位置抓拍车辆信息，同时在22米位置进行号牌识别，当识别号牌颜色为黄色、车型识别为大货车时，系统先默认此过程为大车占用小车道行为，并同时在25米处进行速度检测；然后再根据客货专用车道上此过程中是否有阻碍此大货车通行的车辆，进行二次处理过滤掉因为前方有阻碍而超车的行为，最后综合速度检测等信息判断此大货车的违法占道、不按照规定的车速范围内行驶的违法行为。

本发明综合各种条件因素、严密审慎地判定大型车辆占用小客车道行驶的违法行为，避免大车因为前方有阻碍而超车的行为，在大车专用道150米位置上设置过滤线圈，当大车专用车道的检测线圈被触发时，系统可判定大车专用道上是否有车辆正在行驶，同时系统自动过滤此时间点前后一段时间大车占用小车车道内的数据，在进行数据二次处理时综合大车的速度检测数据分析，解决了大车由于超车占道而引起的执法争议。

另外，摄像机还可以对应急车道上的车辆进行监控，通过车牌比对，一旦发现应急车道上行驶的车辆不是安监、公安、消防、卫生、高速公路等相关部门应急车辆时，立即进行抓拍并记录，从而保证应急车道的畅通，一旦高速公路发生交通事故或其它拥堵事件时，高速公路的应急车道将成为“生命通道”，确保应急车辆的快速通行。而且对每条违法记录能够自动关联一段反映车辆违法全过程的连续视频，视频画面中清晰记录了车辆违法占道的全过程。之后系统将图像压缩成JPEG文件格式，并在其下方以相同格式设置有违法地点、车道编号、方向、时间(年、月、日、时、分、秒)、所存图像上违法车辆的车牌号码、车牌颜色、车身颜色、车型等信息清晰可见，最后将图片存入指定路径，将违法信息添加到违法记录数据库。

所述的主控制器包括：

车辆信息分析判断单元，用以分析各个车道上的车辆信息，所述的车辆信息至少包括车辆类型、车身颜色及车牌；

第一违章占道单元，用以当线圈检测到小车专用道上存在车辆行驶，且所述的车辆信息分析判断单元判断该车辆为大型客货车时，所述的第一违章占道单元输出该车辆违章占道；

第二违章占道单元，用以当线圈检测到客货车专用道上存在车辆行驶时，所述的第二违章占道单元删除所述的第一违章占道单元输出的位于线圈检测到客货车专用道上存在车辆行驶前后第一时间间隔之内的车辆违章占道信息，并输出其余的车辆违章占道信息；

存储单元，用以将第二违章占道单元输出的其余的车辆违章占道信息以及车辆信息分析判断单元输出的该车辆的车辆信息存储。

在一种优选的实施方式中，所述的系统还包括光纤收发器，用以将所述的第二违章占道单元输出的其余的车辆违章占道信息以及车辆信息分析判断单元输出的该车辆的车辆信息发送至通信模块。

在一种优选的实施方式中，所述的主控器还集成适用于高速公路的违法算法，所述的适用于高速公路的违法算法不但可以检测超速行驶车辆还可以检测低速行驶车辆，并针对不同车型的车道设置不同的限速范围，且自动识别并记录低于或高于本车道的限速范围的车辆。

所述的主控制器还包括分析单元，用以在车辆信息分析判断单元识别出应急车道上的车辆不是应急车辆时，抓拍应急车道上该车辆并存储至存储单元。

请参阅图4所示，为本发明的第一具体实施例中的区间测速的结构示意图。所述的主控制器还包括车辆速度检测单元，用以根据摄像机以及设置于各个车道上的线圈获取车辆的行驶速度。

所述的车辆速度检测单元包括：

车辆单点速度检测子单元，用以根据摄像机以及与该摄像机相对应的各个车道上的线圈获取车辆的单点行驶速度；

车辆区间速度检测子单元，用以根据至少两个点位的摄像机以及与各个摄像机识别出相对应的各个车道上的特定车辆，达到车辆信息匹配后从而获取此车辆的区间行驶速度。

如果高速公路的至少两个点位同时设置了信息采集模块，还可以实现区间测速功能。自动记录车辆在不同地点的信息(车牌、车速、时间等)，并把该车辆在区间内行驶的平均速度和设定的限速值作比较，判定该车是否超速，该系统可以拓展单点以及多区间测速，区间测速反映的是汽车行驶在一个路段的两个或多个区间截面之间的平均速度，有效解决了单点测速的易躲避性，能更客观准确地检测超速车辆，为执法部门提供更加有效、可靠的违章执法依据。

请参阅图4所示，在监控的路段上设置监测点1和监测点2，预先测量好监测1与监测2之间的距离S，在利用检测点1和监测点2安装的抓拍系统，每辆车经过这两个监控点进行相应的自动抓拍、识别，并实时上传至中心平台。中心平台收到相应车辆记录后进行处理，把经过结束监测点2的车辆记录与经过起始监测点1的车辆记录进行查找比对，得到匹配记录后(号牌号码和号牌颜色一样)，计算相应的时间差T，再根据“V＝S/T”计算得出此车辆在监测点1和监测点2之间的平均行驶速度，然后跟预设的超速限制速度相比，可以判断车辆超速与否。

所述的通信模块为以太网无线通信模块、WIFI无线通信模块或者有线通信模块。

所述的中心平台包括：

中心交换机，用以通过通信模块获取信息采集模块生成的违章证据；

数据库服务器，用以存储信息采集模块生成的违章证据；

通讯服务器，用以实时接收采集到的违章证据，并进行数据分析处理，并下传中心平台发布的指令及程序远程更新功能；

操作终端，用以获取存储在数据库服务器中的信息采集模块生成的违章证据，提供用户检索查阅的功能。

通过本发明的高速公路全方位车辆检测系统可以实现大车占用小车车道抓拍功能、占用应急车道违法车辆抓拍功能、超速车辆抓拍功能、低速车辆抓拍功能、区间测速功能、高清图像防篡改功能、车辆特征识别功能、高清录像功能、设备状态自动检测功能、异常自动诊断与恢复功能、设备电源安全及防雷功能、防盗报警功能，具体如下：

第一，大车占用小车车道抓拍功能：

系统通过检测机动车辆号牌特征，对违法占道车辆进行判断抓拍，对每个违法占道记录设备抓拍三幅反映违法过程的高清晰图像，抓拍的图片分为三个不同位置，而且图片景象覆盖三条车道，能够清晰反映出车辆从远端到近端的整个违法占道过程。

至少有一张高清图片能够清晰辨别车辆号牌号码，所有图片采用JPEG图像压缩方式，JPEG图片编码符合ISO/IEC 15444:2000的要求，在任何情况下，高清摄像机能同时清楚地抓拍违法车辆及周围环境信息。

在行业标准标注的适用条件下，白天违法占道捕获率不小于90％，白天机动车违法占道抓拍有效率不小于80％，不会出现漏拍、误拍、错拍的现象，避免交通管理部门执法过程中出现争议现象。

第二，占用应急车道违法车辆抓拍功能：

对每个车辆违法行为，摄像机抓拍3幅高清晰全景图像和1张特写图片，抓拍的图片信息应能清晰辨别违法时间、车辆类型等情况。其中，至少有一张高清图片能够清晰辨别车辆号牌号码。所有图片采用JPEG图像压缩方式，JPEG图片编码符合ISO/IEC 15444:2000的要求。对每条违法记录能够自动关联一段反映车辆违法全过程的连续视频，视频画面中清晰记录了车辆占用应急车道行驶的过程。

在行业标准标注的适用条件下，占用应急车道违法捕获率不小于99％，抓拍有效率不小于90％。

第三，超速车辆抓拍功能：

系统采用线圈检测方式，实现24小时不间断捕获经过机动车道超速违法车辆，超速违法车辆图像捕获率大于90％。超速违法图像能够清晰辨认车辆类型、车身颜色、所处位置，包括完整的号牌，可清晰辨别号牌颜色。

在超速违法取证过程中，速度证据是最重要的交通违法证据之一，如何保证测速的精度和可信度是超速违法抓拍设备的关键技术，经过大量的工程实践，本发明在结合各种提高测速精度辅助手段的基础上采用了三线圈车检方式，从根本上最大程度的解决了超速违法抓拍设备测速不准和出现异常速度的问题。

系统在检测车道前后间隔固定距离埋设三个线圈，车辆通过线圈时，系统记录车辆经过第一位置、第二位置的时间T1和第一位置、第三位置的时间T2，然后通过车辆经过线圈的逻辑状态，根据各个位置之间的距离S1，S2计算得到车辆的行驶速度、车辆长度等信息。速度信号由设备专用线圈板单片机进行过滤，对车辆经过第一位置、第二位置之间和第一位置、第三位置之间的速度进行分析，使用专用算法取其最可信的速度值，三线圈测速最大限度的避免冒高速的等异常情况的出现，保证执法证据的有效性。车检线圈灵敏度1～8级可调，响应速度≤5米s。

测速精度：车辆速度＜100K米/h，误差不超过-6k米/h～0k米/h，100K米/h≤车辆速度≤200K米/h，误差不超过车速的-6％～0％。

第四，低速度车辆抓拍功能：

系统采用线圈检测方式，实现24小时不间断捕获经过机动车道低速违法车辆。系统可选具有独创性的三线圈测速功能，通过相邻两个线圈之间速度对比，取得最接近于真实的车辆即时速度。对低速行驶的异常现象也能够完全记录。车检线圈灵敏度1～8级可调，响应速度≤5米s。

第五，区间测速功能：

本系统自动记录车辆在不同地点的信息(车牌、车速、时间等)，并把该车辆在区间内行驶的平均速度和设定的限速值作比较，判定该车是否超速。该系统可以拓展单点以及多区间测速。区间测速反映的是汽车行驶在一个路段的两个或多个区间截面之间的平均速度，有效解决了单点测速的易躲避性，能更客观准确地检测超速车辆，为执法部门提供更加有效、可靠的违章执法依据。

第六，高清图像防篡改功能：

所有采集图片具有数字水印校验功能，可有效防止图片被篡改，保证图片的真实性和有效性。前端主控制器对本地图片和数据信息可保存不少于30天。

第七，车辆特征识别功能：

系统采用自主研发的识别软件，实现对抓拍车辆的各种特征信息进行自动识别，并具备以下功能。

号牌识别功能：

系统能够通过对机动车号牌定位、字符切分、字符匹配和图像预处理实现号牌自动识别功能。可识别“92式”“02式”民用车牌和军车、警车等特殊号牌，可以识别车牌颜色。

所能识别的字符包括：

1)“0～9”十个阿拉伯数字；

2)“A～Z”二十六个英文字母；

3)省市区汉字简称：

京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台；

4)军用车牌汉字：军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成；

5)07式武警车牌字符：WJ样式的字母和数字；

6)号牌分类用汉字：警、学、使、领、试、农、挂、拖、境；

号牌颜色识别功能：

系统可以识别蓝、黄、黑、白四种号牌颜色，并根据不同的号牌颜色区分车辆类型。

号牌结构识别功能：

系统可识别的号牌结构包括：

单排字符结构的号牌，如军队用小型汽车号牌、GA36-2007中的小型汽车号牌、港澳入出境车号牌、教练汽车号牌等；

武警用小型汽车号牌；

警用汽车号牌；

双排字符结构的号牌，如军队用大型汽车号牌、武警用大型汽车号牌、GA36-2007中的大型汽车号牌、挂车号牌、低速汽车号牌等。

第八，车身颜色识别功能：

系统可以识别9种车身颜色，包括：白、灰(银)、黄、粉、红、绿、蓝、棕、黑，并作为车辆特征字段存储在数据库中。

第九，高清录像功能：

对于交通违法行为，为图片证据增加动态违法过程视频录像，增加违法处罚依据的严肃性，减少违法认定的争议，高清录像摄像机对每个监控断面的治安交通状况进行实时监视，进行录像，动态视频为H.264格式。

第十，设备状态自动检测功能：

当系统检测到设备硬盘异常，配置参数异常，摄像头异常，补光灯失效时，将设备故障信息和异常信息通过通讯网络上传到管理中心，在中心进行报警。

系统抓拍的机动车图片数据保存在前端，同时经过通讯程序向后台存储服务器实时传输。当网络发生故障时，数据和图片暂存在前端，当网络恢复时再进行续传。

第十一，异常自动诊断与恢复功能：

系统具有过载、漏电和短路保护装置，使用快速熔断器来保护内部电路，外壳等金属零部件均与保护接地端子连接并保证各部件的接地连续性，具有专门保护接地端子，室外设备使用避雷器与防雷接地作为防止雷击保护措施。摄像机和主控制器之间采用光电隔离方式进行防雷，抗静电放电、电快速瞬变脉冲、浪涌、电压短时中断等干扰。

系统设备采用模块式设计，能自动纠错报错，可以针对系统软件崩溃、硬件故障、系统过热等异常事件做出恰当的处理，保证系统在出现意外情况时实现最大限度的可用性。维修只需更换相应的模块，无需进行复杂的接线，路口停电后再来电，系统能重新启动恢复正常。

第十二，设备电源安全及防雷功能：

系统机箱、电路单元、电路单元固定支架、固定螺栓、承载AC220V电压部件的外壳等金属零部件均与保护接地端子连接并保证各部件的接地连续性，具有专门保护接地端子，接地端子与大地有效连接。

系统进线电源采用空气开关、电源防雷器和快速熔断器作为过载、漏电、短路保护装置。系统整体电气性能(如绝缘和介电性能、抗电磁干扰、电气间距与爬电距离等)按照相关行业标准进行设计。

第十三，防盗功能：

为了防止违法犯罪分子破坏，设备具备防盗检测功能，设备对机箱进行了声音报警保护，阻吓犯罪分子，同时把报警信息传输给管理中心。

采用了该发明中的高速公路全方位车辆检测系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)有效治理高速公路上大型车辆占用小客车道行驶，自动监测，提高通行效率，实现按车型找车道，按车道控车速的目的；低于或高于本车道的限制车速的车辆将会依法受到处罚。

(2)综合各种条件因素、严密审慎地判定大型车辆占用小客车道行驶的违法行为，避免大车因为前方有阻碍而超车的行为。

(3)本发明中的高速公路全方位车辆检测系统可以对应急车道上的车辆进行监控，通过车牌比对，一旦发现应急车道上行驶的车辆不是安监、公安、消防、卫生、高速公路等相关部门应急车辆时，立即进行抓拍并记录，从而保证应急车道的畅通，一旦高速公路发生交通事故或其它拥堵事件时，高速公路的应急车道将成为“生命通道”，确保应急车辆的快速通行。

(4)对每条违法记录能够自动关联一段反映车辆违法全过程的连续视频，视频画面中清晰记录车辆违法占道的全过程，避免交通管理部门执法过程中出现争议现象。

(5)采用500w像素内嵌DSP高清摄像机具有拍摄清晰度高，且覆盖面广的优点，同时可以准确监控3个车道的视野范围，节省车道重复布设雷达的成本。

(6)主控制器集成适用于高速公路的违法算法，不但测超速行驶还有低速行驶，针对不同车型的车道可设置不同的限速范围，将会自动识别并记录低于或高于本车道的限速范围的车辆。

(7)本发明中的高速公路全方位车辆检测系统可以全面覆盖高速公路上的各违法情况，如果两个及以上点位同时布设了信息采集模块，即可拓展单点以及多区间测速，区间测速反映的是车辆行驶在一个路段的两个或多个区间截面之间的平均速度，有效解决了单点测速的易躲避性，能更客观准确地检测超速车辆，为执法部门提供更加有效、可靠的执法依据。

(8)本发明中的高速公路全方位车辆检测系统硬件具有异常自动诊断与恢复功能，一旦检测到故障能够立即给出报警信号，并使系统尽快自动恢复正常，系统可以将抓拍的机动车图片数据保存在前端，同时经过通信模块向中心平台数据库服务器实时传输，当网络发生故障时，数据和图片暂存在前端，当网络恢复时再进行续传。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (13)

1.一种高速公路全方位车辆检测系统，其特征在于，所述的系统包括：

数个信息采集模块，用以采集高速公路各个车道上的车辆信息，并在判断车辆是否违章后生成违章证据；所述的信息采集模块包括数台摄像机，所述的摄像机用以采集高速公路上至少三个车道上的车辆信息；

通信模块，用以将信息采集模块生成的违章证据传输至中心平台；

中心平台，用以存储信息采集模块生成的违章证据，并进行数据分析处理，以及提供用户查询调阅功能。

2.根据权利要求1所述的高速公路全方位车辆检测系统，其特征在于，所述的信息采集模块还包括：

设置于各个车道上的线圈，用以检测各个车道是否存在车辆行驶；

线圈检测器，用以实时地对所述的线圈进行扫描，并将扫描获取到的各个线圈的信息发送至主控制器；

主控制器，用以根据各个车道上的车辆信息判断车辆是否违章占道。

3.根据权利要求2述的高速公路全方位车辆检测系统，其特征在于，所述的摄像机上设置有补光设备，所述的补光设备与所述的摄像机相连接，进行环境补光。

4.根据权利要求2所述的高速公路全方位车辆检测系统，其特征在于，在小车专用道上的第一位置处设置有三组环形感应线圈，在小车专用道上的第二位置处设置有一组环形感应线圈，在小车专用道上的第三位置处设置有一组环形感应；在客货车专用道的第一位置处设置有三组环形感应线圈，在客货车专用道的第三位置处设置有一组环形感应线圈；在应急车道的第一位置处设置有三组环形感应线圈；所述的小车专用道的第一位置与摄像机的距离、客货车专用道的第一位置与摄像机的距离以及应急车道的第一位置与摄像机的距离相等；所述的小车专用道的第三位置与摄像机的距离以及客货车专用道的第三位置与摄像机的距离相等。

5.根据权利要求4所述的高速公路全方位车辆检测系统，其特征在于，所述的主控制器包括：

车辆信息分析判断单元，用以分析各个车道上的车辆信息，所述的车辆信息至少包括车辆类型、车身颜色及车牌；

第一违章占道单元，用以当线圈检测到小车专用道上存在车辆行驶，且所述的车辆信息分析判断单元判断该车辆为大型客货车时，所述的第一违章占道单元输出该车辆违章占道；

第二违章占道单元，用以当线圈检测到客货车专用道上存在车辆行驶时，所述的第二违章占道单元删除所述的第一违章占道单元输出的位于线圈检测到客货车专用道上存在车辆行驶前后第一时间间隔之内的车辆违章占道信息，并输出其余的车辆违章占道信息；

存储单元，用以将第二违章占道单元输出的其余的车辆违章占道信息以及车辆信息分析判断单元输出的该车辆的车辆信息存储。

6.根据权利要求5所述的高速公路全方位车辆检测系统，其特征在于，所述的系统还包括光纤收发器，用以将所述的第二违章占道单元输出的其余的车辆违章占道信息以及车辆信息分析判断单元输出的该车辆的车辆信息发送至通信模块。

7.根据权利要求5所述的高速公路全方位车辆检测系统，其特征在于，所述的主控器还集成适用于高速公路的违法算法，所述的适用于高速公路的违法算法不但可以检测超速行驶车辆还可以检测低速行驶车辆，并针对不同车型的车道设置不同的限速范围，且自动识别并记录低于或高于本车道的限速范围的车辆。

8.根据权利要求5所述的高速公路全方位车辆检测系统，其特征在于，所述的主控制器还包括分析单元，用以在车辆信息分析判断单元识别出应急车道上的车辆不是应急车辆时，抓拍应急车道上该车辆并存储至存储单元。

9.根据权利要求2所述的高速公路全方位车辆检测系统，其特征在于，所述的主控制器还包括车辆速度检测单元，用以根据摄像机以及设置于各个车道上的线圈获取车辆的行驶速度。

10.根据权利要求9所述的高速公路全方位车辆检测系统，其特征在于，所述的车辆速度检测单元包括：

车辆单点速度检测子单元，用以根据摄像机以及与该摄像机相对应的各个车道上的线圈获取车辆的单点行驶速度；

车辆区间速度检测子单元，用以根据至少两个点位的摄像机以及与各个摄像机识别出相对应的各个车道上的特定车辆，达到车辆信息匹配后从而获取此车辆的区间行驶速度。

11.根据权利要求2所述的高速公路全方位车辆检测系统，其特征在于，所述的信息采集模块还包括报警器，用以在系统故障时报警并将故障信息发送至中心平台。

12.根据权利要求1所述的高速公路全方位车辆检测系统，其特征在于，所述的通信模块为以太网无线通信模块、WIFI无线通信模块或者有线通信模块。

13.根据权利要求1所述的高速公路全方位车辆检测系统，其特征在于，所述的中心平台包括：

中心交换机，用以通过通信模块获取信息采集模块生成的违章证据；

数据库服务器，用以存储信息采集模块生成的违章证据；

通讯服务器，用以实时接收采集到的违章证据，并进行数据分析处理，并下传中心平台发布的指令及程序远程更新功能；

操作终端，用以获取存储在数据库服务器中的信息采集模块生成的违章证据，提供用户检索查阅的功能。