高清电子警察系统项目开发计划任务书模板.doc

项目编号： 密 级： 保密 机密 绝密研发项目任务计划书项目名称项目负责人研制起止时间填 报 时 间 高清闯红灯抓拍电子警察系统 2011-1-12012-7-30 XXXX公司一、立项依据1、项目研发的必要性随着社会和经济的快速发展，机动车辆数量迅猛增长，交通事故居高不下。根据有关资料统计，大部分的交通事故都由机动车违法行驶引起，而发生在十字路口因闯红灯造成的事故则占了很大的比例。如何利用高科技手段，增强公安管理部门对进入道口的机动车和驾驶人的查控力度，从而抑制事故的发生，已成为交通管理部门最为关注的课题。我公司为了顺应这个备受关注的市场需求，并结合自身多年的行业经验和资源优势，以技术领先、设备领先、方案最优与成本最低为原则，着力研发高科技，高性能的高清电子警察闯红灯抓拍自动记录监测系统。该系统集计算机技术、科学控制理论及技术、通信技术及视频处理技术等高新技术手段于一体，为我国城市建设的全面快速发展提供了一个“智能化”和“人性化”的服务平台。同时也大大促进了城市交通管理技术的科学化及应变能力快速、信息化的发展。2、研究现状和水平分析电子警察抓拍系统是为了制止交通违章而出台的-整套方案，可以为整治车辆违章提供全天候、严格且可行的解决方案。几年来，各大中城市均在此方面做过有益的尝试，但使用情况总的来说并不理想。主要原因是现有的电子警察抓拍设备存在许多缺陷，限制了它发挥更大的作用。1电子警察产品类型与现状“电子警察”在现在交通管理工作中的广泛使用，符合科技强警的战略要求，它是“三基”工程建设的重要组成部分。该系统对于改善交通监管环境、弥补警力不足、延伸交通管理的时间和空间、规范执勤、执法程序、提升公安机关交通管理的效率，查处违反交通信号行驶，超速行驶、交通肇事后逃逸等违法犯罪行为、遏制重特大交通事故、维护平安畅通的交通秩序、保障人民生命财产安全等起到不可磨灭的作用。自1996年北京市公安交通管理局组织研发“视频机动车闯红灯自动监测系统”成功以来，至今已16年，2004年5月1日，中华人民共和国道路交通安全法实施。该法律明确电子警察发展的合法性，刺激了行业迎来快速发展期。电子警察市场上出现了胶片式相机抓拍、数码相机抓拍、“数码+视频”、纯视频等多种跟新换代产品。它们的出现缓解了日益繁忙的道路交通管理任务与警力严重不足之间矛盾，一定程度上消除了道路交通管理在时间和空间上的“盲点”，扩大了交通管理的监控时段和范围，提高了交通参与者遵章守法的意识，得到了各级道路交通管理部门的认同，目前在国内外各个多城市都有广泛应用。1）电子警察类型及功能按安装方式分，电子警察设备可分为两类：一类是固定监测设备，俗称固定电子警察；另一类是移动监测设备，又称移动电子警察。固定电子警察系统最初只是针对机动车闯红灯行为而研发，后来发展到对超速、压黄线等违法行为也可进行监测、记录和处罚；移动电子警察系统则是通过安装在车辆上的摄像机和雷达测速仪，对超速车辆进行抓拍，自动识别通过车辆号牌实现黑名单车辆检控。按采集的信息类型来分，电子警察系统可分为图像型电子警察系统和数据型电子警察系统两大类，其中图像型电子警察系统是以采集图像为基础的系统，数据型电子警察系统是以采集数据为基础的系统。按联网方式分，电子警察系统又可分为联网型电子警察系统和单机型电子警察系统，其中联网型电子警察系统是指具有联网下载功能的系统，单机型电子警察系统是指不具有联网下载功能的系统。2）现状分析随着电子警察系统应用范围越来越广，人们对智能交通设备认识逐步加深，用户、厂商及经销商都希望国家能制定产品技术检测标准对智能交通市场的发展进行规范和指导。但由于缺乏共同标准，各厂商按照自己的理解和偏好来进行产品的研发和实施，给交管部门的选型、实施和运行带来了很多问题，制约了电子警察系统的有序发展。为了规范和引导智能交通产品的健康有序发展，公安部于2004年颁布了两个行业标准：闯红灯自动记录系统通用技术条件(GA/T496-2004)和公路车辆智能监测记录系统通用技术条件（GA/T497-2004），对闯红灯电子警察和治安卡口的技术规范做了比较详细的规定，统一了技术标准，为交通管理部门的产品选型提供了标杆。2005年出台的道路交通安全法，则解决了长期困扰交管部门的执法有效性问题。同时，公安部和相关主管部门一直在推出各种标准和规范，例如GA 329.x 2003全国道路交通管理信息数据库规范，GA 409.x 2003全国道路交通管理系统数据交换格式,GA 408.x 2003道路交通违章管理信息代码，这些标准的出台有力促进了电子警察系统行业朝着规范、有序的方向发展。3 技术发展前景 目前我国的市场上出现的电子警察产品主要应用两种技术作为检测方式，一是使用环形线圈检测方式，另一种是基于图像分析的视频检测方式。环形线圈检测方式检测精度高，设计良好的检测方案检测精度可以到达99，但需要路面施工。目前线圈检测仍然是主流方案。视频检测精度差，但安装简单。图像检测是基于摄像机摄取的运动图像，利用计算机进行运动检测，获取车辆运动方向和位置，判断违章行为，再控制抓拍单元拍摄图像。视频检测的主要缺点是环境适应能力较弱，不同气候、光照条件下，工作效果差别很大。应该说，视频检测作为全天候运行还 不够实用。后台控制系统，不同厂商有不同的方案。但目前主要还是使用工控机平台，运行商用的操作系统，如WINDOWS982000操作系统。其主要好处是硬件便于采购，软件编写简单。缺点同样明显，即长期运行可靠性差，经常死机或蓝屏，需要人员现场维护。成本也较高。目前，工业自动化控制的发展方向是嵌入式体系，即使用工业用CPU，运行多任务实时操作系统，以专为工业设计的体系取代桌面体系。目前比较成功的有ARM、COLDFIRE。POWERPC等硬件平台。而操作系统，LINUX则是不二选择。不但内核稳定性极好，且该体系为开放式源代码架构，所有的公司都可以继承现有研究成果进行持续开发。而且LINUX兼容于UNIX，编程人员入门很快。另外，LINUX操作系统具有良好的网络支持能力，可以配置1O100M以太网实现远程图片文件传送，为系统的发展和升级带来很大的便利。从目前市场情况来看，还没有哪一家公司提供的系统和设备能够真正满足用户期望，用户对系统现状也看法各异。电子警察设备具有非常广阔的前景，但现阶段在设备选型方面却难度很大。根据大量的调研考察结果，提出以下看法，只有在这几方面得到突破，才可能真正实现完善的电子警察系统。    1）抓拍单元是具备200万以上像素的工业标准摄像机。具备良好的软件控制能力，并开放协议。    2）采用工业级器件，具有良好的全天候工作能力，长期运行稳定可靠。    3）系统采用嵌入式软硬件平台，以保证良好的稳定性。    4）配置以太网通讯接口，支持远程文件传送协议。    5）采用硬盘或存储卡在本地保存图片。3、经济效益2011年中国电子警察市场研究报告表明,我国城市智能交通领域项目规模100.2亿元。其中千万级项目市场规模约占2010年全年市场规模的21%。在智能公交、GPS与警用设备、交通信息采集与发布、交通信号控制、交通视屏控制、卡口、电子警察交通指挥调度八个领域，总项目个数为3180个。其中与智能路口项目相关的项目投入约为在总投入的75%，合计75亿元左右。此外，进三年来智能交通领域项目投资增长幅度在15%左右，公司在此领域会有较大的发展空间，即使电子警察相关项目中能有%1的市场份额，也会有7500万元的销售额。该项目市场前景广阔。二、 设计方案1、研究目标及研究内容（拟实现的功能和技术指标）主要研究内容l 嵌入式高清摄像机闯红灯抓拍自动记录系统；l 前端设备信号采集系统；l 数据管理系统l 系统设备通信成像及控制模块抓拍识别模块车辆检测模块高清相机DSP核通信模块灯光信号采集模块系统结构图工控机（控制与数据管理）补光控制模块系统主要功能一、闯红灯自动抓拍系统主要功能 1)闯红灯抓拍，记录功能使用了高清工业摄像机拍摄交通违法车辆照片。采用线圈触发检测技术抓拍违法车辆。高清嵌入式相机系统可进行两张、三张连拍设定，分别把车在停车线外、车压停车线、车离开停车线、三张车辆闯红灯过程在极短的时间内连续拍摄保存。所拍图片可清晰辨别红灯信号、停车线、违法时间、违法地点、违法类型、红灯时间、车辆类型、车牌号码、车牌颜色等内容。其中，一张车辆号牌特写照片和2至3张带有红灯背景的不同位置的车辆全景照片，能反映车辆闯红灯违法过程，能清晰辨别闯红灯时间、车辆类型、红灯信号和整个车身通过路口的情况。在违法处理出现纠纷时给予违法者一个有力的证明。2)车辆违法逆行检测功能在每条车道上，我们前后设计了两个环形检测线圈。因此，我们可以通过判断车辆经过线圈的次序来判断车辆行驶的方向。正常情况下，车辆应该先通过前线圈，再通过后线圈，如果出现后线圈先触发而前线圈后触发，则可以判断有车辆逆行，则系统会抓拍车辆图像，并记录。3)防修改鉴别功能所拍摄的违法车辆图片具有防修改鉴别功能，可自动生成闯红灯违法车辆的地点与方向、日期与时间等字符信息并叠加在拍摄的图片，并会自动加上数字水印。在未被更改时，数字水印会在图片文件的某些标准位置存在，如果该图片被更改过，其数字水印会发生变化。通过使用专用数字水印判别软件判别违法图片的原始性，在有争议出现时给予违法者一个准确的答复，真正做到去伪存真，认定事实，适用法律。4)信号机状态监视与防误拍措施前端灯光信号采集模块采集相关方向的红、黄、绿三个信号灯工作电压，一并送入采集处理和灯色逻辑判断处理器，由灯色逻辑判断程序进行判断分析，实时检测信号机工作状态，发现异常停止抓拍。这样就可有效的解决诸如红灯与绿灯同时亮时；红灯与黄灯同时亮时；绿灯与黄灯同时亮时；红灯长亮不灭等交通信号机出现故障时误拍的问题；确保照片正确率为100% 。5)大容量图像存储功能本系统采用200万像素的高清相机分辨率最高可达到1616x1216，可以方便用户全方位查看该监控点的情况。根据压缩比的不同，310万像素图片大小一般在500k至1M之间，故320G硬盘至少能存储32万张图片，即10万组闯红灯违法车辆的违法数据。当系统容量饱和时，系统自动对前面的图像数据依次进行覆盖，照片数据可以通过网络自动传输或人工提取。6) 夜间自动同步补光功能系统补光灯由高清摄像机控制，高清相机内嵌成像控制程序，在环境照度不够的情况下，相机自动执行补光控制命令启动同步补光设备，图像采集设备同时配合采集图片，这样保证了在任何环境下系统都能拍摄到理想的照片，补光灯亮度可调，确保看清30米外车牌、车身颜色、车辆外形及停车线等，回电时间：<0.2S，补光灯功率200W，使用寿命：500万次。二、控制主机后台管理系统1. 系统数据库管理（1） 系统基本信息数据库（2） 系统设备配置数据库（3） 系统通信配置数据库（4） 违章抓拍记录数据库（5） 系统运行配置数据库2. 违章抓拍信息管理（1） 违章抓拍数据自动保存数据库；（2） 手工远程下载违章抓拍数据，并保存到数据库；（3） 通过移动存储设备保存抓拍数据到数据库；3. 系统配置管理（1） 系统运行参数管理（2） 系统通信参数管理（3） 数据库备份与恢复（4） 系统运行日志主要技术指标一、闯红灯自动抓拍系统系统适用条件，检测和记录的最多车道数为1，2，3车道以上，检测方向停止线与信号灯最大水平距离12-18m闯红灯车辆捕获率： 在适用条件下不小于90%；闯红灯车辆记录有效率：在适用条件下不小于80%；色彩及图像分辨率：>720p真彩；车牌可辨认率95%，前端硬盘可存储32万辆违法汽车照片；拍摄车速范围：5160公里/小时；每个抓拍不超过0.07秒；系统平均无故障时间不少于3000h; 设计依据及参考标准闯红灯自动记录系统通用技术条件GA/T496-2009；公路车辆智能监测记录系统通用技术条件GA/T497-2009； 公安部交管局道路交通科技发展“九五”计划和2010年规划；城市公安指挥中心技术系统设备配置建议GA099-1996；全国城市实施道路畅通工程总体方案； 公安部规定与相关标准及南昌市的实际交通状况与实际需求公安信息化标准汇编-国家标准部分计算机软件开发规范 （GB8566-88）安全防范工程技术规范 （GB50348-2004）；安全防范工程程序与要求 （GA/T75-94）；民用闭路电视监控系统工程技术规范 （GB50198-94）；建筑防雷设计规范GB50057-94；电子计算机机房施工及验收规范SJ/T30003-93；邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收暂行技术规范。2、研究方法及技术路线本项目在公司电子警察、卡口、交通信号机、三台合一等研究的基础上，进一步深入研究高清嵌入式闯红灯抓拍、信息采集与监控技术，旨在解决城市路口闯红灯抓拍自动记录与监测问题及提高分系统可靠性与稳定性问题。主要研究：1）高清嵌入式监测与记录系统。2）数据处理与控制系统。3：数据安全与管理系统。技术路线如下图所示。项目研发周期为7个月，分前期市场调研-需求分析-项目启动与技术实施-系统集成测试-样机评估五个阶段实施。一、交通信号采集系统 交通信号采集系统，利用信号机采集单片机与嵌入式系统相结合的设计模式，为路口长期稳定运行提供良好的保证。系统提供灵活的参数设置，满足复杂多变的路口监测方案设计，便于交警现场灵活控制。二、闯红灯自动抓拍系统闯红灯自动抓拍系统检测部分将兼容线圈和视频两种触发方式，后台处理单元采用嵌入式系统架构，夜间采用脉冲灯进行系统补光。系统结构如图所示 高清电子警察系统现场布局图 系统工作流程示意图三、数据处理与管理系统系统开发及运行环境1. 系统采用基于X86架构的主机，Windows操作系统；2. 系统运行于.NET FRAMEWORK 2.0或以上本版之上；3. 采用Visual Studio 2005（或以上版本）作为集成开发环境，采用C#编程语言，根据需要部分模块可采用C+/CLI；4. 采用基于GIS系统的图形化用户界面；5. 采用面向对象的数据库访问组件实现数据库访问功能；系统分层架构：图形用户界面系统功能模块GIS支持平台面向对象数据库访问组件（ORM）.NET FRAMEWORKORACLEWindows 操作系统网络通信接口多媒体呈现系统管理高清电子警察后台信息管理系统分层架构3、主要技术难点（1）高清嵌入式系统抓拍与识别技术目前路口监测技术已向智能视频检测方向发展，抓拍视频图像由于具有场景复杂，目标多样化的特点，并受检测设备技术水平，图像背景、天气、光线、视频分辨率、物体遮挡等诸多因素的影响，很难做出准确的智能识别与准确抓拍。因此红灯状态全景，车辆牌照，压线等闯红灯过程四要素的抓拍控制与识别技术是本项目要解决的技术难点之一。（2）车辆检测信息采集技术路口交通状态是道路交通中最复杂的区域，道路拥堵的主要是从路口开始的，路口交通信息也是最多的，准确可靠的采集路口交通信息，是实现闯红灯抓拍自动记录控制的必要前提。实现复杂条件下路口交通信息采集技术是本项目解决的技术难点之二。（3）信号机信息采集技术由于缺乏共同标准，各厂商按照自己的理解和偏好来进行产品的研发和设计，所以对信号机信号的采集和判断是本项目解决的技术难点之三。（3）系统控制与管理技术高清电子警察系统要实现多点控制、多设备状态检测需要统一的配置管理平台，由于测设备接口没有统一的标准，所以实现对多设备与信息的兼容性问题是本项目要解决的技术难点之四。三、 计划进度和阶段目标起止年月2012-1-12012-1-312012-2-12012-3-302012-4-12012-5-212012-5-222012-7-222012-7-232012-7-30市场调研与需求分析1)国内市场电子警察的技术路线及应用状况调研；2)三联电子警察系统使用状况和技术状态调研；3)高清闯红灯自动抓拍系统用户需求调研和产品需求设计；4)数据管理系统用户需求调研和产品需求设计；5）采集系统的器件选型；6）软硬件开发平台的搭建。主要输出:1) 高清电子警察系统用户需求说明书2) 高清电子警察系统产品需求说明书3) 采集系统设计报告前端采集系统详细设计1)车辆检测采集系统架构设计和系统原理图设计;2)信号机信号采集系统架构设计和系统原理图设计；3)采集，检测软件设计；4)采集系统模块接口设计。主要输出:1) 前端车检系统电路原理图；2) 红灯检测系统电路原理图；3) 前端车检系统设计说明书；4) 红灯检测系统说明书；5) 软件对外接口函数和硬件对外接口设计说明书;嵌入式抓拍，识别系统开发1)熟悉高清相机的嵌入式系统开发环境，并学会调用系统资源和开发流程；2）系统软件结构和流程设计；3)嵌入式平台下用户应用软件开发；4）补光控制模块设计5)系统接口模块设计；6)通信模块设计；主要输出：1) 高清电子警察嵌入式系统设计说明书；2) 补光控制模块设计说明书；系统集成调试1） 前端车检设备+高清相机系统集成调试；2） 前端灯光检测设备+高清相机系统集成调试；3） 前端车检设备+前端灯光检测设备+高清相机系统 集成调试；4） 数据管理系统与高清电子警察系统联合调试；主要输出：1） 车检设备集成测试报告；2） 前端灯光检测设备集成测试报告；3） 高清电子警察系统集成测试报告。系统测试与验收1) 高清电子警察系统测试验收；2) 高清电子警察系统测试报告；备注：提交成果的形成及创新之处四、协作单位1、协作单位名称：2、协作单位承担的工作内容：3、协作单位承担工作的进度要求：五、经费预算支出项目金额（万元）用 途项目经费预算总金额（万元）预算支出科目包括：仪器设备费、实验（试验）材料费、样机试制费（如调研、咨询、资料、检索、鉴定费用）、加工费、协作费及其它费用（如出差费、劳务费、市内交通费）。六、项目组成员姓名职务/职称从事专业在项目中的分工签 字七、立项评审 1评审组成员姓名职务/职称签 字备 注 2评审组意见 评审组负责人（签名）： 年 月 日 3研发中心意见 研发中心主任（签名）： 年 月 日 4公司意见 公司总经理（签名）： 年 月 日