基于高清车牌识别的广州亚运会新型电子警察系统

1引言

第16届广州亚运会是历史上规模最大的一届亚运会，来自45个国家和地区的1万余名运动员将参加各项赛事，为历届亚运会之最。面对这一大型体育盛会的举办，广州交警通过建设先进的智能交通系统（ITS），利用高科技手段科技强警，为亚运交通的和谐畅通保驾护航。其中，为了更加有效地实施亚运期间机动车辆单双号限行交通管制措施，建设了一套基于高清车牌识别的新型电子警察系统，利用高科技手段实现单双号限行违法自动取证。

该新型电子警察系统，是一套基于高清视频的车牌识别和交通事件检测系统。本系统一方面通过对各种交通事件的检测，包括对交通拥堵、停车、车道行人、逆行和抛洒物等事件检测，提高管理部门对突发交通事件的响应能力和辅助决策能力；另一方面对于亚运期间采取的单双号车辆分日行驶及日常控制公交车专用车道等，则采取车牌识别的手段，对违法车辆号牌进行记录取证，为实施亚运期间单双号限行等交通管理政策提供一种有力的技术保障措施。

2系统结构

基于高清车牌识别的广州亚运会新型电子警察系统在物理结构上由前端子系统、传输网络和后端计算机管理子系统构成。系统总体结构如图1所示。

前端高清摄像机分为200万像素和500万像素两种，其中200万像素高清摄像机覆盖2个车道，500万像素高清摄像机覆盖3个车道。高清摄像机的数字化视频流通过光纤网络上传到管理中心的视频交换机，通过交换机的数据交换传输到高清视频检测器。由视频检测器实时执行交通事件检测和车牌识别功能。检测器将检测结果等信息实时上传给后台的管理计算机系统，实现相关的业务管理功能。另外，本系统还将相关信息通过防火墙上传给位于公安内网的管理中心现有的其它业务管理系统，实现数据的交互。

图1系统结构图

3系统特点分析

本系统的一个重要特点是采用基于高清视频检测的综合监测系统，一套系统同时涵盖了车牌识别、交通流数据检测、交通事件检测、违法检测记录和实时高清视频监控五大主要功能，具有完备的综合交通功检测能。如图2所示。

图2高清视频综合监测系统功能

另外，本系统的另一个突出特点是数据处理量极大，包括200万像素或500万像素实时高清视频数据、事件录像数据、抓拍的高清车牌流水数据、每分钟的车道交通流数据等，即使是实现单双号限行后，每天进入系统数据库的高清车牌流水数据仍达到120万条以上。经过我们统计，每天仅Oracle数据库信息记录容量的增长就达到1.2GB以上，这还不包括视频数据和车牌图片的存储。另外，面对这120万条以上的车牌流水，还需要进行白名单、黑名单车牌比对过滤，目前，仅仅是系统要处理的单双号白名单就已达到了10万以上，这还不包括亚运专用车道白名单和黑名单。也就是说，进入到系统的每一个车牌（目前实现单双号限行后为每天120万条以上），都需要与这目前11万以上白名单比对一遍，以判断它是不是属于白名单，可想而知，这对后端计算机管理系统的性能和车牌比对程序设计提出了严峻挑战。经过研究，我们采用基于HASH表思想的比对算法设计成功解决了这一技术难题。

本系统后端计算机管理系统采用了当前高端的计算机技术，系统集成技术要求高。通信服务器采用HP公司的刀片式服务器（BL460c刀片+C7000刀片机箱），操作系统采用RedhatEnterpriseLinux系统，通信服务程序采用Linuxgcc/g++开发。数据库服务器采用一台IBMP520小型机，操作系统为AIX，部署Oracle10g数据库。应用服务器也采用一台IBMP520小型机，操作系统为AIX，它主要执行车牌比对服务程序，采用IBMVisualAgeforC/C++开发。转发服务器采用一台HPDL580服务器，操作系统采用RedhatEnterpriseLinux系统，转发服务程序采用Linuxgcc/g++开发。报警/状态服务器也采用一台HPDL580服务器，操作系统采用WindowServer2008。前台实现与用户交互的管理系统客户端程序采用VisualStudio2010/C#开发。本项目系统集成涉及到当前多个主流的操作系统和应用程序开发工具，从而也大大增加了项目实施的技术难度。另外，面对海量视频、图片数据的存储，本系统采用了EMC新一代SAN网络存储系统。

4系统功能的实现

本系统接收来自前端视频检测设备的数据，包括交通事件检测和车牌识别数据，并根据亚运期间及日常交通管理需求，进行检测数据的采集、处理、分析、存储，实现相关数据的报警、查询、统计等业务管理功能。本系统向广州市交警支队现有的集成指挥调度系统、电子警察后台管理系统上传相关数据信息。系统实现的主要业务功能如图3所示。

图3系统主要业务功能

系统管理应用软件主要功能模块有：交通事件管理、违法事件管理、车牌信息管理、设备状态监视、权限管理、日志管理、系统管理、视频管理等。系统软件主要功能模块如图4所示。本系统通过对车牌的识别，自动比对数据库，对假牌、套牌车、多次违法未处理车辆、交通事故逃逸车辆、嫌疑车辆等能自动报警，拍摄的高清图片可以准确记录车辆违法过程，这些有效措施将能够起到打击违法，规范驾驶人交通行为的作用，进而为全市人民创造良好的交通秩序。亚运会之后，它还将辅助交警部门完成对于对货车等高排放车辆限行、社会车辆进入公交专用道的监管工作。

图4系统软件主要功能模块

5结束语

本系统的实施，为广州亚运期间单双号限行等交通管理政策提供一种有力的技术保障措施。系统自投入运行以来，稳定可靠，对保障广州亚运会期间的交通畅通，取得了良好的社会效果。

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作者简介：

吴裕锋：广州市交通管理科学研究所

李日涵：广东新粤交通投资有限公司