电子警察系统
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2.方案设计
2.1 目前主流电子警察违法抓拍系统的对比分析 闯红灯电子警察自动监控系统在国内的应用 已经有近10年的历史。产品的技术实现方式较 多。2004年6月公安部发布了《闯红灯自动记录 系统通用技术条件》（GA/T496-2004）将该类 产品的生产和安装纳入了规范化管理。2009年2 月根据近五年来技术的发展，又发布新的版本 GA/T496-2009，将该类产品的技术指标和安装 测试纳入了规范化管理。
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三、采用工业级高清摄像机方式进行违章抓拍的闯红灯 电子警察自动监控系统，不仅可提供高清晰抓拍图像 ，而且由于摄像机采用电子快门，没有寿命短的弊端 ，可以长期稳定运行。此外，高清摄像机可以连续抓 拍，实现卡口功能。由于一般高清摄像头采用数字传 输方式，所以系统搭建简单、便捷，运行稳定、可靠 ，维护成本低。因此，无论在综合成本和使用效果上 高清摄像机方式都具有相当的优势，随着工业及高清 摄像机的价格逐步降低，高清摄像机抓拍捕获模式将 是未来闯红灯电子警察系统发展的主流模式。
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天津亚安闯红灯电子警察系统硬件配置方便，可以配置监 视多个断面，每个断面又可以同时监视该断面下的1-4条 车道，可以根据实际情况灵活配置 天津亚安闯红灯电子警察系统采用300万像素（两到三 车道）和500万（四车道）像素的工业级高清摄像机与标 清CCD摄像机相结合的工作模式。标清摄像机对车辆违 章行为进行检测触发，高清摄像机对违法闯红灯车辆抓 拍3张图片（一张违法车辆在停止线前，一张违法车辆在 停止线上，一张违法车辆在停止线后，可以根据客户需 要进行调整），该组图片信息可清晰地反映车辆违法地 点、违法车道、行驶方向、闯红灯违法时间、红灯开始 结束时间、违法类型、车牌号码、车辆类型、图片序号 。
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违章事件统计分析 为了从更高的角度挖掘数字化处理的优势，系统提 供了多种手段，对违章事件的发生地点、时间、车辆 等角度进行各方面的统计和比较分wk.baidu.com；图示化的结果 显示，更有助于管理人员对违章现象的进一步分类和 调查，从而制定出更好的交通管理方案。 特殊车辆处理 对于政府、执法部门、消防、部队或其它特殊场合 的车辆“违章”事件，考虑到各地在使用中遇到的客 观实情，本系统可以对这些特殊的车辆“违章”事件 进行“屏蔽”处理，但通过特别的权限，仍然可以查 看到这些事件。
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块，系统可与上级部门通过网络及人工等各种方式进行 数据的交换，并可根据上级指令对黑名单进行修改维 护等工作。 设备管理监控模块 主要完成对相关各硬件设备运行情况的监控，保证 系统正常安全的运行 监控报警模块 主要功能是根据黑名单以及数据库中的车号识别信 息，判断通过控制点的车辆中是否有非法车辆，如果 发现非法车辆，则立即发出警报，以提醒相关人员及 时进行处理。
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用户管理监控模块 功能主要是对使用本系统的人员进行管理， 其重点是对各类人员的操作权限进行严格控制 ，并生成各类相关日志，以保证系统的正常、 高效运行。
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3. 主要功能模块
3.1闯红灯违章中心系统处理功能 闯红灯违章中心系统处理功能 实时检测数据 中心系统实时接收前端上传的闯红灯违章检测数据， 为数据处理和统计计算做好准备，并实时检测当天是 否有检测数据传到中心，以监控检测设备和通信是否 工作正常。对于错误信息，可以及时进行修改调整。 违章事件录入 完成对违章图片进行号牌、车型识别，违章类型分 类，辅助信息提取，图像质量调整，存入数据
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• 红灯信号（含箭头灯）以及车辆压在或越过停 车线等情况。并且可以根据客户需要进行相应 修改，以满足各种不同的需求，如图2-1至2-3 所示。
图2-1
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图2-2
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图2-3
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天津亚安闯红灯电子警察系统采用前端现场处理方式。 系统主机采用具有高速运算能力的低功耗工控机，系 统运行稳定可靠。该系统具有硬件看门狗和软件看门 狗功能，在断电和系统死机后具备自动恢复功能，软 件恢复时间一般少于1分钟。 天津亚安闯红灯电子警察系统采用局域网方式实时 或定时向交警数据中心传送数据，同时也支持现场数 据下载的方式获取数据。 2.3 系统结构 天津亚安闯红灯电子警察系统由路口前端设备、网 络传输系统和中心管理系统构成。
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2.2 天津亚安电子警察违法抓拍系统 天津市亚安科技电子有限公司自主研制生产的闯红 灯电子警察系统，采用先进的视频触发技术和国际领 先的计算机视觉算法，具有功能综合，抓拍违章种类 多，抓拍准确率高，无需破路施工等优点，且最大限 度降低由光照变化、行人、自行车、树木阴影等各种 因素引起的误报。由于采用视频检测技术，对视频中 车辆进行跟踪，能够准确判定其行为方向，有效地克 服了感应线圈检测无法判定复杂违章行为的弊端。此 外，该系统还可以与天津亚安中心抓拍机有机结合， 形成综合性很强的闯红灯电子警察自动监控系统，充 分利用现有设备发挥强大的自动检测功能、具有良好 的性价比。
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• 天津亚安闯红灯电子警察系统可针对单方向、两方向 、三方向或四方向等各种路况进行灵活配置。本系统 采用基于IP的网络接口，易于与其它设备接口。系统 控制中心管理计算机与各监控点计算机的连接采用星 形拓扑结构，每个监控点均可以通过网络与控制中心 直接连接以传输违章车辆通行数据信息和监控图像数 据。闯红灯自动监控系统根据公安部2004年6月4日发 布的《闯红灯自动记录系统通用技术条件》（ GA/T497-2004）进行研制生产，符合2009年2月25日最 新发布的GA/T497-2009版本，已在国内多个城市成功 安装使用，大幅度提高违章捕获率和记录有效率，得 到用户的普遍好评。
电子警察系统 高清版
1. 概述
• 通过各相关部门近几年的共同建设，闯红灯电子 警察系统已经成为非现场执法技术手段中的一个重 要组成部分，为公安交警部门有效地杜绝和减少机 动车闯红灯等违章行为起到了积极的作用,并在现 代交通执法中得到了大量的应用，取得了很大成效 。在加快城市交通管理系统的信息化、智能化进程 中，对于在现有的城建规模上提高城市路网的通行 能力，保证车辆的安全行驶，提高管理交通系统的 效率和执行力等方面，闯红灯电子警察系统显得极 为重要。
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2.3.1 路口前端设备 该部分主要由视频捕获设备（高清摄像机、标清摄 像机、补光灯）、红绿灯检测器和前端主机组成，完 成红绿灯状态检测、机动车违章行为检测、违章图片 抓拍、补光灯控制/结果、违章记录本地储存，相关信 息网络上传等任务。根据实际需求，在被监控路口的 每一个方向均安装1套设备，如果需要的检测功能相对 单一，也可以考虑多个方向共用前端主机，从而大大 节约硬件成本。前端设备示意图如图2-4 。
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表2-1比较了几种视频触发式的闯红灯电子警察系统。 通过对比，我们可以得出以下结论： 一、采用工业摄像机的视频电子警察，产品成熟 、使用寿命长，在现有市场中仍占据主流地位，但 是由于像素数低（最高只有44万 像素），安装复杂 ，车道特写摄像头视角较小，局限较多，全景摄像 机拍摄的画面有时较难满足记录违章车辆违章证据 的要求（即在一幅图像中，清楚包含违章车辆及清 晰可辩的牌照、停车线、红灯），需要多部摄像机 组合拍摄形成违章车辆违章的画面；使得证据说服 力较差。
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• 目前，在国内闯红灯电子警察这一市场上的产品根 据违章车辆抓拍的触发方式进行分类主要有两种，即 地感线圈触发方式和视频触发方式。地感线圈是在需 要在车道上切割环行线槽，然后埋设感应线圈（或感 应棒）。车辆通过时感应线圈会发出信号给相应设备 ，对车辆的检测比较准确。很多公司为达到高清效果 会采用线圈检测+数码摄像机或工业高清摄像机这种 方式，表面上看达到了所谓高清效果，实则增加了系 统的不稳定性，给业主从实用性及易维护性方面增加 更多的后期成本，违背了系统设计要遵循的可靠，方 便原则。
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数据查询、处理、 数据查询、处理、发布模块 主要用于各类数据的综合查询和统计工作，包括车号数据查询 统计、黑名单数据查询统计、车号与黑名单的数据对比查询、统 计、分析等。 抓拍数据维护模块 主要完成对抓拍形成的图像数据以及识别出的车号数据的管理 ，包括增加、修改、删除及各类查询等。对于不能识别以及识别 错误的车号，则可由人工进行增加和修改。 机动车监控（闯红灯违法车辆、黑名单管理） 机动车监控（闯红灯违法车辆、黑名单管理）模块 主要完成闯红灯违法车辆以及黑名单中车辆信息的传输、增加 、修改、删除、更新等工作。通过该模
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库等工作。系统备有数据交换接口，可以与当地其它交 通管理系统（如：车辆管理所系统、银行交通罚款系 统等）进行数据交换。 违章事件处罚 系统设计了一套比较合理的违章事件处罚工作流程， 可以对不同违章类型按照交通法规进行相对应处罚， 并可将处罚结果通报其它交通管理系统。 违章事件查询 提供多种查询方式，可以单项条件及多项条件模糊 查询，如违章时间、地点、号牌、车主信息等。
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视频触发方式采用图像处理和分析技术，对路口 全景视频中车辆进行定位和跟踪，实现对车辆 的运动轨迹的精确分析，从而判别出闯红灯等 各类违章行为。视频触发方式具有功能强大、 综合，施工维护方便（无需埋设和维护地感线 圈）、成本合理等特点。随着该类产品检测性 能的快速提高，视频触发方式正逐步取代地感 线圈触发方式，成为现代电子警察系统的发展 方向。
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• 由于需要在地下埋设感应线圈，既加大了施工难度
也提高了工程成本。路面变更时更需要重埋线圈，另 外北方寒冷冰冻天气下和路面质量不好情况下对线圈 的维护工作量较大，需要定期更换线圈。此外，线圈 触发方式由于安装在路面上少数固定区域，一般无法 准确辨识出车辆运行轨迹，无法监测更多的违章行为 ，使系统很难升级及复用。
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• 二、采用数码相机抓拍的方案（数码摄像照相一体机 和数码相机+工业全景摄像机），虽然抓拍图像分辨 率很高（800万 像素以上）, 但由于多采用民用数码相 机改装，稳定性较差，并且在损坏后，厂家一般不负 责维修；同时由于数码相机更新换代快，同型号数码 相机在一两年后会难以找到。另外数码照相机每次拍 照前必须对焦，在信号触发后，车移动距离大，不能 很好的适应新的电子警察标准要求的拍摄“车在停车 线位置”的图片。再如晚上拍摄时，民用数码相机会 将快门调整到大于1/125 秒，在拍车时牌照模糊，难 以识别。另外，由于数码相机的局限，数码相机式电 子警察无法扩充卡口功能（不可能过车就拍，因为那 样会大大缩短相机寿命）。
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2.3.2 网络传输系统 该部分主要将前端控制部分的车辆违法信息的传输 到交警数据中心的任务，同时操作人员在交警数据中 心应用远程管理软件通过该网络可对前端控制设备进 行远程管理及设备参数设置。该传输网络可以采用光 纤通讯、电话拨号、数据专线、宽带网络、光纤网络 、无线GPRS/CDMA等方式。如果与视频监视系统共 用光端机，可采用数模复用光端机，即在一根单模光 纤上传输视频监视系统前端快球的视频信号、及镜头 的控制信号，同时提供100M的以太网口用以传输闯红 灯电子警察自动监控系统前端控制部分的违法车辆信 息。
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2.3.3 中心管理系统 中心系统完成对路口的设备、数据通讯管理 和数据处理工作。可以直观观察各前端节点情 况。
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• 中心系统模块主要包括：数据查询、处理、发 布模块；抓拍数据维护模块；机动车监控（闯 红灯违法车辆、黑名单管理）模块；设备管理 监控模块；监控报警模块；用户管理监控模块 。整个系统的模块结构如下图2-5如示
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• 天津市亚安科技电子有限公司研制生产的高清摄像机 闯红灯电子警察系统集成了最新图像抓拍与识别技术 ，可对路口机动车辆闯红灯行为进行准确检测，并输 出违章车辆违章过程的全景和车牌特写图片以及车辆 违章的有关信息。通过对视频的动态分析 通过对视频的动态分析，本系统另 通过对视频的动态分析 外一个值得关注的特点是通过采用国际领先的视频分 析算法，实现了准确的视频触发，对车辆和车牌的检 实现了准确的视频触发， 实现了准确的视频触发 测不需要添加任何外部触发装置，且将光照影响，行 测不需要添加任何外部触发装置 人、自行车、树木阴影等各种干扰因素的影响最大程 度地降低，违章抓拍率可达95%以上。
2.方案设计
2.1 目前主流电子警察违法抓拍系统的对比分析 闯红灯电子警察自动监控系统在国内的应用 已经有近10年的历史。产品的技术实现方式较 多。2004年6月公安部发布了《闯红灯自动记录 系统通用技术条件》（GA/T496-2004）将该类 产品的生产和安装纳入了规范化管理。2009年2 月根据近五年来技术的发展，又发布新的版本 GA/T496-2009，将该类产品的技术指标和安装 测试纳入了规范化管理。
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三、采用工业级高清摄像机方式进行违章抓拍的闯红灯 电子警察自动监控系统，不仅可提供高清晰抓拍图像 ，而且由于摄像机采用电子快门，没有寿命短的弊端 ，可以长期稳定运行。此外，高清摄像机可以连续抓 拍，实现卡口功能。由于一般高清摄像头采用数字传 输方式，所以系统搭建简单、便捷，运行稳定、可靠 ，维护成本低。因此，无论在综合成本和使用效果上 高清摄像机方式都具有相当的优势，随着工业及高清 摄像机的价格逐步降低，高清摄像机抓拍捕获模式将 是未来闯红灯电子警察系统发展的主流模式。
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天津亚安闯红灯电子警察系统硬件配置方便，可以配置监 视多个断面，每个断面又可以同时监视该断面下的1-4条 车道，可以根据实际情况灵活配置 天津亚安闯红灯电子警察系统采用300万像素（两到三 车道）和500万（四车道）像素的工业级高清摄像机与标 清CCD摄像机相结合的工作模式。标清摄像机对车辆违 章行为进行检测触发，高清摄像机对违法闯红灯车辆抓 拍3张图片（一张违法车辆在停止线前，一张违法车辆在 停止线上，一张违法车辆在停止线后，可以根据客户需 要进行调整），该组图片信息可清晰地反映车辆违法地 点、违法车道、行驶方向、闯红灯违法时间、红灯开始 结束时间、违法类型、车牌号码、车辆类型、图片序号 。
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块，系统可与上级部门通过网络及人工等各种方式进行 数据的交换，并可根据上级指令对黑名单进行修改维 护等工作。 设备管理监控模块 主要完成对相关各硬件设备运行情况的监控，保证 系统正常安全的运行 监控报警模块 主要功能是根据黑名单以及数据库中的车号识别信 息，判断通过控制点的车辆中是否有非法车辆，如果 发现非法车辆，则立即发出警报，以提醒相关人员及 时进行处理。
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用户管理监控模块 功能主要是对使用本系统的人员进行管理， 其重点是对各类人员的操作权限进行严格控制 ，并生成各类相关日志，以保证系统的正常、 高效运行。
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3. 主要功能模块
3.1闯红灯违章中心系统处理功能 闯红灯违章中心系统处理功能 实时检测数据 中心系统实时接收前端上传的闯红灯违章检测数据， 为数据处理和统计计算做好准备，并实时检测当天是 否有检测数据传到中心，以监控检测设备和通信是否 工作正常。对于错误信息，可以及时进行修改调整。 违章事件录入 完成对违章图片进行号牌、车型识别，违章类型分 类，辅助信息提取，图像质量调整，存入数据
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• 红灯信号（含箭头灯）以及车辆压在或越过停 车线等情况。并且可以根据客户需要进行相应 修改，以满足各种不同的需求，如图2-1至2-3 所示。
图2-1
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天津亚安闯红灯电子警察系统采用前端现场处理方式。 系统主机采用具有高速运算能力的低功耗工控机，系 统运行稳定可靠。该系统具有硬件看门狗和软件看门 狗功能，在断电和系统死机后具备自动恢复功能，软 件恢复时间一般少于1分钟。 天津亚安闯红灯电子警察系统采用局域网方式实时 或定时向交警数据中心传送数据，同时也支持现场数 据下载的方式获取数据。 2.3 系统结构 天津亚安闯红灯电子警察系统由路口前端设备、网 络传输系统和中心管理系统构成。
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2.2 天津亚安电子警察违法抓拍系统 天津市亚安科技电子有限公司自主研制生产的闯红 灯电子警察系统，采用先进的视频触发技术和国际领 先的计算机视觉算法，具有功能综合，抓拍违章种类 多，抓拍准确率高，无需破路施工等优点，且最大限 度降低由光照变化、行人、自行车、树木阴影等各种 因素引起的误报。由于采用视频检测技术，对视频中 车辆进行跟踪，能够准确判定其行为方向，有效地克 服了感应线圈检测无法判定复杂违章行为的弊端。此 外，该系统还可以与天津亚安中心抓拍机有机结合， 形成综合性很强的闯红灯电子警察自动监控系统，充 分利用现有设备发挥强大的自动检测功能、具有良好 的性价比。
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• 天津亚安闯红灯电子警察系统可针对单方向、两方向 、三方向或四方向等各种路况进行灵活配置。本系统 采用基于IP的网络接口，易于与其它设备接口。系统 控制中心管理计算机与各监控点计算机的连接采用星 形拓扑结构，每个监控点均可以通过网络与控制中心 直接连接以传输违章车辆通行数据信息和监控图像数 据。闯红灯自动监控系统根据公安部2004年6月4日发 布的《闯红灯自动记录系统通用技术条件》（ GA/T497-2004）进行研制生产，符合2009年2月25日最 新发布的GA/T497-2009版本，已在国内多个城市成功 安装使用，大幅度提高违章捕获率和记录有效率，得 到用户的普遍好评。
电子警察系统 高清版
1. 概述
• 通过各相关部门近几年的共同建设，闯红灯电子 警察系统已经成为非现场执法技术手段中的一个重 要组成部分，为公安交警部门有效地杜绝和减少机 动车闯红灯等违章行为起到了积极的作用,并在现 代交通执法中得到了大量的应用，取得了很大成效 。在加快城市交通管理系统的信息化、智能化进程 中，对于在现有的城建规模上提高城市路网的通行 能力，保证车辆的安全行驶，提高管理交通系统的 效率和执行力等方面，闯红灯电子警察系统显得极 为重要。
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表2-1比较了几种视频触发式的闯红灯电子警察系统。 通过对比，我们可以得出以下结论： 一、采用工业摄像机的视频电子警察，产品成熟 、使用寿命长，在现有市场中仍占据主流地位，但 是由于像素数低（最高只有44万 像素），安装复杂 ，车道特写摄像头视角较小，局限较多，全景摄像 机拍摄的画面有时较难满足记录违章车辆违章证据 的要求（即在一幅图像中，清楚包含违章车辆及清 晰可辩的牌照、停车线、红灯），需要多部摄像机 组合拍摄形成违章车辆违章的画面；使得证据说服 力较差。
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数据查询、处理、 数据查询、处理、发布模块 主要用于各类数据的综合查询和统计工作，包括车号数据查询 统计、黑名单数据查询统计、车号与黑名单的数据对比查询、统 计、分析等。 抓拍数据维护模块 主要完成对抓拍形成的图像数据以及识别出的车号数据的管理 ，包括增加、修改、删除及各类查询等。对于不能识别以及识别 错误的车号，则可由人工进行增加和修改。 机动车监控（闯红灯违法车辆、黑名单管理） 机动车监控（闯红灯违法车辆、黑名单管理）模块 主要完成闯红灯违法车辆以及黑名单中车辆信息的传输、增加 、修改、删除、更新等工作。通过该模
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视频触发方式采用图像处理和分析技术，对路口 全景视频中车辆进行定位和跟踪，实现对车辆 的运动轨迹的精确分析，从而判别出闯红灯等 各类违章行为。视频触发方式具有功能强大、 综合，施工维护方便（无需埋设和维护地感线 圈）、成本合理等特点。随着该类产品检测性 能的快速提高，视频触发方式正逐步取代地感 线圈触发方式，成为现代电子警察系统的发展 方向。
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• 二、采用数码相机抓拍的方案（数码摄像照相一体机 和数码相机+工业全景摄像机），虽然抓拍图像分辨 率很高（800万 像素以上）, 但由于多采用民用数码相 机改装，稳定性较差，并且在损坏后，厂家一般不负 责维修；同时由于数码相机更新换代快，同型号数码 相机在一两年后会难以找到。另外数码照相机每次拍 照前必须对焦，在信号触发后，车移动距离大，不能 很好的适应新的电子警察标准要求的拍摄“车在停车 线位置”的图片。再如晚上拍摄时，民用数码相机会 将快门调整到大于1/125 秒，在拍车时牌照模糊，难 以识别。另外，由于数码相机的局限，数码相机式电 子警察无法扩充卡口功能（不可能过车就拍，因为那 样会大大缩短相机寿命）。
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2.3.2 网络传输系统 该部分主要将前端控制部分的车辆违法信息的传输 到交警数据中心的任务，同时操作人员在交警数据中 心应用远程管理软件通过该网络可对前端控制设备进 行远程管理及设备参数设置。该传输网络可以采用光 纤通讯、电话拨号、数据专线、宽带网络、光纤网络 、无线GPRS/CDMA等方式。如果与视频监视系统共 用光端机，可采用数模复用光端机，即在一根单模光 纤上传输视频监视系统前端快球的视频信号、及镜头 的控制信号，同时提供100M的以太网口用以传输闯红 灯电子警察自动监控系统前端控制部分的违法车辆信 息。
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2.3.3 中心管理系统 中心系统完成对路口的设备、数据通讯管理 和数据处理工作。可以直观观察各前端节点情 况。
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• 中心系统模块主要包括：数据查询、处理、发 布模块；抓拍数据维护模块；机动车监控（闯 红灯违法车辆、黑名单管理）模块；设备管理 监控模块；监控报警模块；用户管理监控模块 。整个系统的模块结构如下图2-5如示
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• 天津市亚安科技电子有限公司研制生产的高清摄像机 闯红灯电子警察系统集成了最新图像抓拍与识别技术 ，可对路口机动车辆闯红灯行为进行准确检测，并输 出违章车辆违章过程的全景和车牌特写图片以及车辆 违章的有关信息。通过对视频的动态分析 通过对视频的动态分析，本系统另 通过对视频的动态分析 外一个值得关注的特点是通过采用国际领先的视频分 析算法，实现了准确的视频触发，对车辆和车牌的检 实现了准确的视频触发， 实现了准确的视频触发 测不需要添加任何外部触发装置，且将光照影响，行 测不需要添加任何外部触发装置 人、自行车、树木阴影等各种干扰因素的影响最大程 度地降低，违章抓拍率可达95%以上。