CN1641708A

CN1641708A - 对高速公路上行驶车辆实现全程超速监控系统及其运行方法

Info

Publication number: CN1641708A
Application number: CN 200510045604
Authority: CN
Inventors: 姜廷顺; 朱朝晖; 刘刚
Original assignee: 刘刚
Priority date: 2005-01-02
Filing date: 2005-01-02
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2025-01-02
Also published as: CN1292391C

Abstract

本发明系对高速公路上行驶车辆实现全程超速监控系统及其运行方法，系统由设置在高速公路各出入口的车辆通过检测点、设置在高速公路各出口处的超速判断终端、后台服务器组成。运行方法是各检测点发现有车辆经过时即识别车牌号，将相关信息生成车辆通过记录传至后台服务器存入车辆通过记录动态数据库，车辆通过高速公路出口处的检测点时，检测点生成车辆通过记录同时，超速判断终端即到车辆通过记录动态数据库中查找车辆通过高速公路入口处检测点的记录，计算出车辆在该路段的平均车速，然后判断是否超速，若超速则生成超速记录信息。本发明的优点是可对高速公路全程超速监控，杜绝车辆在某一路段超速行驶问题。

Description

对高速公路上行驶车辆实现全程超速监控系统及其运行方法

技术领域本发明涉及一种用于交通管理的对高速公路上行驶车辆实现全程超速监控系统及其运行方法。

背景技术在高速公路交通事故中，车辆超速行驶是引起事故的最主要原因。为了约束驾驶员的超速行为，目前很多国家和地区都在高速公路上安装设置了车辆超速自动拍照设备，其基本工作原理是：在道路上某一点设置车辆速度检测器，当发现车辆超速时自动启动超速拍照照相机，记录下超速车辆的照片。

这种方法的缺点是，驾驶员在熟悉监拍装置设置位置后，往往会在设有超速自动拍照设备的地点减速行驶，通过之后又继续加快车速超速行驶。要想对高速全路段进行超速监控，就只能尽量密集地安装超速自动拍照设备，这从设备成本和设备维护的角度来讲几乎是无法实现的。

发明内容本发明目的就是为了解决目前超速拍照方法所存在的上述问题，通过一种对高速公路上行驶车辆实现全程超速监控系统及其运行方法，使超速拍照不仅局限于某一个或几个点的超速监控，而是实现了整条公路的全程超速监控。

本发明提供的系统是这样实现的。对高速公路上行驶车辆实现全程超速监控系统，包括设置在被监控高速公路相应处的若干个车辆通过检测点和与之相联的后台服务器，

(1)每个车辆通过检测点由控制计算机、摄像头和通讯单元组成，在高速公路的各入、出口处皆设有一个该检测点，

(2)后台服务器由通讯单元、处理单元、车辆通过检测点数据库、车辆通过记录动态数据库组成，其中：检测点数据库主要字段包括检测点编号D、检测点文字说明S，记录动态数据库主要字段包括通过检测点的时刻、检测点编号、通过车辆牌号，

(3)在高速公路各出口处皆设有超速判断终端，该终端通过网络与后台服务器相联。

在以上述方案实现本发明时，还可以在其基础上，采取如下技术手段：

在高速公路中间的各服务区的出、入口处设置车辆通过检测点。

后台服务器包含一个车辆超速记录数据库，其主要字段包括车牌号、超速起点检测点编号及通过时刻、超速终点检测点编号及通过时刻、平均车速、路段文字说明。

检测点数据库中主要字段检测点编号D取值为该检测点在高速公路的位置的里程数。

后台服务器的车辆通过记录动态数据库主要字段中包括被检测车辆照片。

后台服务器的车辆超速记录数据库主要字段中包括车辆通过起点检测点及终点检测点时的照片。

本发明提供的系统运行方法是这样实现的。高速公路上行驶车辆实现全程超速监控系统的运行方法，

(1)后台服务器中首先建立主要字段包括检测点编号D、检测点文字说明S的车辆通过检测点数据库，其中检测点编号D取值为该检测点在高速公路上位置的里程数，

(2)再建立主要字段包括车辆通过检测点时刻、检测点编号、车牌号的车辆通过记录动态数据库，

(3)各检测点的控制计算机通过图像分析软件模块实时对摄像头的图像进行分析，发现有车辆通过即从动态图像中取出当前时刻的一帧图像，调用图像识别软件模块对该帧图像进行车辆号牌识别，输出参数为该车辆的车牌号，生成格式为“通过检测点时刻、检测点编号、车牌号”的车辆通过记录，输至后台服务器存入车辆通过记录动态数据库中，然后继续进行实时图像检测，

(4)高速公路出口处的检测点在检测到有车辆通过而生成车辆通过记录同时，超速判断终端即开始运行，入口参数为车辆的车牌号N，

(5)到后台服务器的车辆通过记录动态数据库中查找车牌号为N的所有车辆通过记录，按通过检测点时刻T升序排序，设k＝找到的记录的个数，设i＝k，然后

(6)判断i是否小或等于1，是则从记录动态数据库中将车牌号为N的全部记录删除，否则读取第i条与第i-1条记录信息，计算出车辆在两个检测点间的平均车速v＝|(D_i-D_i-1)/(T_i-T_i-1)|，

(7)判断平均车速v是否大于最高限速V_L，否则返回(6)，是则到后台服务器的检测点数据库中查寻与检测点编号D_i、D_i-1对应的文字说明S_i、S_i-1，根据车牌号＝N、超速起点检测点编号＝D_i-1及通过时刻＝T_i-1、超速终点检测点编号＝D_i及通过时刻＝T_i、平均车速＝V、文字说明＝“从S_i-1到S_i路段”等信息生成一条超速记录，然后从车辆通过记录动态数据库中将车牌号为N的全部记录删除。

在上述方法基础上，还可以采用如下的进一步技术手段实现本发明：

后台服务器还建立一个主要字段包括车牌号、超速起点检测点编号及通过时刻、超速终点检测点编号及通过时刻、平均车速、路段文字说明的超速记录数据库，当超速判断终端判断车辆超速后生成的超速记录保存到该数据库中。

后台服务器建立的车辆通过记录动态数据库及超速记录数据库的主要字段中都包括通过检测点时车辆照片。

为了方便理解，下面对本发明做进一步说明：本发明提供的系统由设置在高速公路各出入口的车辆通过检测点、设置在高速公路各出口处的超速判断终端、后台服务器三个部分组成。每个车辆通过检测点由检测点控制计算机、数码摄像机(或使用普通摄像机而在检测点控制计算机上配备视频采集卡的方式)和通讯单元组成；后台服务器由通讯单元、后台处理程序及车辆通过记录动态数据库等部分组成；其中各出口处的超速判断终端均通过网络与后台服务器连接，并运行超速判断及处罚程序。

其基本工作原理是：各车辆通过检测点的控制计算机实时对数码摄像机的图像进行分析，发现有车辆通过时，立即拍照(即从动态视频图像中取出一帧)并识别出车牌号，然后将车辆通过检测点的时刻、检测点编号、车牌号、车辆照片等信息传送至后台服务器；后台服务器将接收的信息保存到车辆通过记录动态数据库中。这样，车辆进出高速公路的时间等信息均被记录下来。车辆行至某一高速公路出口处时，在车辆通过检测点生成车辆通过记录的同时，超速判断终端还立即通过网络到后台服务器的车辆通过记录动态数据库中查找该车辆在通过高速公路入口时的车辆通过记录，并根据通过出入口的车辆通过检测点时间和出入口车辆通过检测点间的距离计算出该车在该路程的平均车速。对于超速的车辆，自动生成一条超速记录信息并保存到超速记录数据库中，同时打印处罚通知书。

如果车辆全程超速行驶、但在服务区或加油站停留过一段时间，会使计算出的平均车速明显降低，从而可能产生超速漏检的现象。为了解决该问题，只需对本发明稍加改进，即在高速公路路段中间加设车辆通过检测点，即可对车辆行驶的全程进行分段测速，中间加设的车辆通过检测点越多，全程分段也就越多，检测精度就越高。即使车辆在服务区停留，若在该服务区入、出口处各设一个检测点，也可保证不会出现超速漏检的情况。

本发明提供的运行方法是：首先需要在后台服务器中建立车辆通过检测点数据库，主要字段包括车辆通过检测点的编号D、该检测点的文字说明S。其中检测点编号D等于该车辆通过检测点在本条高速公路的位置的里程数，如D＝0、S＝沈大高速0公里处，D＝152、S＝沈大高速152公里处等。

然后再建立一个车辆通过记录动态数据库，用于记录每个车辆通过每个车辆通过检测点时的记录，主要字段包括通过检测点时刻、检测点编号、车牌号、车辆照片等。每一辆车从高速公路出口处离开高速公路后，该车辆在车辆通过记录动态数据库中的所有记录都将被自动清除。

还需建立一个超速记录数据库，用于记录所有超速的车辆和超速事实，主要字段包括车牌号、超速起点检测点编号、通过时刻、通过时的照片、超速终点检测点编号、通过时刻、通过时的照片、平均车速、路段文字说明等。

各车辆通过检测点的控制计算机一经上电启动，就自动开始运行车辆通过检测记录软件，其工作流程如图1所示：首先通过图像分析软件模块，实时对数码摄像机的图像进行分析，没有检测到车，则继续进行实时图像检测；发现有车辆通过时，则通过检测点时刻等于当前时刻，并立即从动态视频图像中取出一帧，然后调用图像识别软件模块，对该帧图像进行车辆号牌识别，输出参数为该车辆的车牌号，然后生成一条格式为“通过检测点时刻检测点编号车牌号车辆照片”的车辆通过记录，并通过通讯单元传送至后台服务器，然后接着继续进行实时图像检测。通讯单元可使用有线通讯或无线通讯。

后台服务器处理单元每接收到一条车辆通过记录时运行一次，其入口参数为车辆通过记录，其工作流程如图2所示：后台服务器将接收到的车辆通过记录信息“通过检测点时刻t 检测点编号d 车牌号n 车辆照片p”保存到车辆通过记录动态数据库中。

高速公路出口处，在车辆通过检测点生成车辆通过记录的同时，超速判断终端上运行的超速判断单元立即开始运行，入口参数为该车辆的车牌号N，其工作流程如图3所示：

①立即通过网络到后台服务器的车辆通过记录动态数据库中查找车牌号为N的所有车辆通过记录，并按通过检测点的时刻T升序排序，设k＝找到的记录的个数。设i＝k，然后

②判断i是否小于或等于1：是，则说明已经没有两个点的记录来供计算，则转到④；否，则读取第i条记录和第i-1条记录的相关信息，如检测点编号D_i、D_i-1，通过检测点时刻T_i、T_i-1等，然后根据车辆通过这两个检测点所用的时间T_i-T_i-1和这两点间的距离D_i-D_i-1计算出车辆在这两个检测点间的平均车速v＝|(D_i-D_i-1)/(T_i-T_i-1)|，这里之所以取绝对值是为了避免车辆从高里程向低里程(如从沈大高速360公里向沈大高速0公里)方向行驶时计算出现负值，然后判断平均车速v是否超过最高限速V_L(预先设定值)：否，则说明该车辆在这一段行驶的平均车速未超速，则返回到②继续计算其它路段的平均车速是否超速：是，则说明该车辆在该路段超速，则

③到车辆通过检测点数据库中查询编号为D_i和D_i-1检测点对应的文字说明S_i和S_i-1，根据车牌号＝N、超速起点检测点编号＝D_i-1、通过时刻＝T_i-1、照片＝P_i-1、超速终点检测点编号＝D_i、通过时刻＝T_i、照片＝P_i、平均车速＝v、文字说明＝“从S_i-1至S_i路段”等信息，生成一条超速记录并保存到超速记录数据库中，以供查询、处罚使用，同时打印处罚通知书并发出报警，然后

④从车辆通过记录动态数据库中将车牌号为N的所有车辆通过记录全部删除，即可退出本单元。

超速判断终端的超速判断单元的启动可以有多种方式。一种简单的方法比如可以将其与车辆通过检测点的控制计算机合用一台计算机，该计算机在生成车辆通过记录并发送给后台服务器后，随即调用超速判断单元(该条记录的车牌号做为入口参数)。亦可分别使用各自的计算机，然后通过简单的软件程序将车牌号传送给超速判断终端，超速判断终端在收到车牌号后随即启动超速判断单元，此处不再赘述。

本发明的优点在于：可实现对车辆从进入高速公路到离开高速公路的全程进行超速监控，而不仅局限于某一点或某一段，可以完全遏制原来的车辆低速驶过检测拍照点后再加速的现象，成本低、使用和实现简便。而且，使用该方法，可以根据需要在高速公路路段中间另外加设任意多个车辆通过检测点，即可实现车辆行驶的全程分段测速。车辆只要在某一测速段超速，即认为有超速行为。本方法中超速判断单元也是发现有某段超速后即退出，不再计算以后各段是否再有超速行驶行为，因为，即使在多个测速段超速，在同一条高速公路上，我们认定其为同一种违法行为，不累加处罚。

附图说明

图1为本发明检测点控制计算机工作流程图。

图2为本发明后台服务器处理单元流程图。

图3为本发明超速判断终端工作流程图。

具体实施方式下面给出一个实施实例来叙述本发明具体实施方式：首先需要在后台服务器中建立车辆通过检测点数据库，主要字段包括车辆通过检测点编号D、该检测点的文字说明S。车辆通过检测点编号D等于该检测点在本条高速公路的位置的里程数，如D＝0、S＝沈大高速0公里处，D＝152、S＝沈大高速152公里处等。

车号为“辽B12345”的车辆，从沈大高速大连站(沈大高速360公里处)入口出发，去往鞍山(沈大高速80公里处)。大连站入口和鞍山站的出口的车辆通过检测点分别为D＝360、S＝“大连站”和D＝80、S＝“鞍山站”。沈大高速公路限速V_L＝120公里/小时。

该车辆13:00通过大连站入口进入高速公路，车辆通过检测点D＝360的控制计算通过图像分析软件对数码摄像机图像实时分析，发现有车辆经过，则车辆通过检测点时间等于13:00:00，并立即从动态视频图像中取出一帧车辆图像P，文件名为“00011007.jpg”，然后调用图像识别软件模块，识别出该车辆的车牌号为“辽B12345”，从而能自动生成一条车辆通过记录并自动发送给后台服务器：“13:00:00 360辽B12345 00011007.jpg”；同样，该车辆15:00到达鞍山站出口处的车辆通过检测点，车辆通过检测点D＝80能自动生成一条车辆通过记录并自动发送给后台服务器：“15:00:00 80辽B12345 00031026.jpg”。后台服务器接收到这些车辆通过记录后，都保存到车辆通过记录动态数据库中。

在高速公路鞍山站出口处，在车辆通过检测点生成车辆通过记录的同时，超速判断及处罚终端上运行的超速判断及处理单元立即开始运行，入口参数为该车辆的车牌号N＝“辽B12345”，其工作流程如下：

①立即通过网络到后台服务器的车辆通过记录动态数据库中查找车牌号为N＝“辽B12345”的所有车辆通过记录，并按通过检测点的时刻T升序排序，设k＝找到的记录的个数＝2。设i＝k，然后

②判断i＝2是否小于或等于1，否，则读取第i(＝2)条记录和第i-1(＝1)条记录的相关信息，如检测点编号D_i＝80、D_i-1＝360，通过检测点时刻T_i＝“15:00:00”、T_i-1＝“13:00:00”等，然后根据车辆通过这两个检测点所用的时间T_i-T_i-1和这两点间的距离D_i-D_i-1计算出车辆在这两个检测点间的平均车速v＝|(D_i-D_i-1)/(T_i-T_i-1)|＝|-280公里/2小时|＝140公里/小时，然后判断平均车速v是否超过最高限速V_L(120公里/小时)，是，则说明该车辆在该路段超速，则

③到车辆通过检测点数据库中查询检测点D_i＝80和D_i-1＝360对应的文字说明S_i＝“鞍山站”和S_i-1＝“大连站”，根据车牌号＝N＝“辽B12345”、超速起点检测点编号＝D_i-1＝360、通过时刻＝T_i-1＝“13:00:00”、照片＝P_i-1＝“00011007.jpg”、超速终点检测点编号＝D_i＝80、通过时刻＝T_i＝“15:00:00”、照片＝P_i＝“P_i00031026.jpg”、平均车速v＝140公里/小时、文字说明＝“从大连站至鞍山站路段”等信息，生成一条超速记录并保存到超速记录数据库中，以供查询、处罚使用，同时打印处罚通知书并发出报警，然后

④从车辆通过记录动态数据库中将车牌号为N＝“辽B12345”的所有车辆通过记录全部删除，即可退出本单元。出口处的执勤人员即可对超速车辆予以现场处罚。

在本高速公路220公里处还加设了一个车辆通过检测点(D＝220、S＝“沈大高速220公里处”)，本例中的车辆13:00进入高速公路后，曾进入服务区停留过，然后在14:10:30通过了该车辆通过检测点，同样能自动生成一条车辆通过记录并自动发送给后台服务器：“14:10:30 220辽B1234500023403.jpg”。那么当该车辆到达鞍山站出口时，超速判断及处罚终端上运行的超速判断及处理单元会从后台服务器中检索到3条该车辆的通过记录，即可分两段计算出平均车速，即从360车辆通过检测点到220车辆通过检测点的平均车速v＝|(220-360)/(14:10:30-13:00:00)|＝|-140公里/1.175小时|＝119公里/小时，未超速；从220车辆通过检测点到80车辆通过检测点的平均车速v＝|(80-220)/(15:00:00-14:10:30)|＝|-140公里/0.825小时|＝170公里/小时，超速，则生成的超速记录为车牌号＝“辽B12345”、超速起点检测点编号＝220、通过时刻＝T_i-1＝“14:10:30”、照片＝P_i-1＝“00023403.jpg”、超速终点检测点编号＝80、通过时刻＝“15:00:00”、照片＝“P_i00031026.jpg”、平均车速v＝170公里/小时、文字说明＝“从沈大高速220公里处至鞍山站路段”等信息，生成一条此路段超速记录并保存到超速记录数据库中。

Claims

1、对高速公路上行驶车辆实现全程超速监控系统，包括设置在被监控高速公路相应处的若干个车辆通过检测点和与之相联的后台服务器，其特征是：

2、根据权利要求1所述的全程超速监控系统，其特征是：在高速公路中间的各服务区的出、入口处设置车辆通过检测点。

3、根据权利要求1或2所述的全程超速监控系统，其特征是：后台服务器包含一个车辆超速记录数据库，其主要字段包括车牌号、超速起点检测点编号及通过时刻、超速终点检测点编号及通过时刻、平均车速、路段文字说明。

4、根据权利要求1所述的全程超速监控系统，其特征是：检测点数据库中主要字段检测点编号D取值为该检测点在高速公路的位置的里程数。

5、根据权利要求3所述的全程超速监控系统，其特征是：后台服务器的车辆通过记录动态数据库主要字段中包括被检测车辆照片。

6、根据权利要求3所述的全程超速监控系统，其特征是：后台服务器的车辆超速记录数据库主要字段中包括车辆通过起点检测点及终点检测点时的照片。

7、权利要求1所述对高速公路上行驶车辆实现全程超速监控系统的运行方法，

8、根据权利要求7所述的运行方法，其特征是：后台服务器还建立一个主要字段包括车牌号、超速起点检测点编号及通过时刻、超速终点检测点编号及通过时刻、平均车速、路段文字说明的超速记录数据库，当超速判断终端判断车辆超速后生成的超速记录保存到该数据库中。

9、根据权利要求8所述的运行方法，其特征是：后台服务器建立的车辆通过记录动态数据库及超速记录数据库的主要字段中都包括通过检测点时车辆照片。