崔仲遠(yuǎn),徐尚中,齊 馳

城市機動車識別綜合應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

崔仲遠(yuǎn)1,徐尚中1,齊 馳2

(1.周口師范學(xué)院計算機科學(xué)系,河南周口466001;2.北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院,北京100044)

介紹了一種城市機動車識別綜合應(yīng)用系統(tǒng).該系統(tǒng)綜合利用圖像處理、模式識別和網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)實時采集車輛牌照,然后通過軟件進(jìn)行各種運算完成交通控制、管理和公安交警的綜合業(yè)務(wù).系統(tǒng)已投入運行,投資小、運行可靠、擴展性好,因此極具推廣應(yīng)用價值.

車牌識別;圖像壓縮;數(shù)據(jù)采集

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,城市機動車保有量及交通出行量連年持續(xù)增長,機動車已成為市民出行的主要交通工具之一.機動車違章事故、肇事逃逸、假牌假證及機動車盜搶等事件層出不窮.如何利用科技手段,為機動車的有效管理保駕護(hù)航,成為公安部門信息化建設(shè)的重要內(nèi)容.另一方面,隨著機動車數(shù)量的增加,市民出行呈現(xiàn)出多樣化的形式,如何利用科技手段為市民出行服務(wù),也成為現(xiàn)階段智能交通系統(tǒng)建設(shè)的主要目標(biāo)之一.

目前城市中基于機動車識別建立的系統(tǒng)多為各種“電子警察”系統(tǒng)[1]、交通監(jiān)控系統(tǒng)[2-6]等分散的獨立系統(tǒng).由于多平臺和多系統(tǒng),致使存在重復(fù)建設(shè)、各系統(tǒng)功能比較單一等缺點.因此,對各系統(tǒng)進(jìn)行整合,建設(shè)統(tǒng)一的基于機動車識別的綜合應(yīng)用系統(tǒng)是道路交通管理的必然趨勢.

本文設(shè)計與開發(fā)的城市機動車識別綜合應(yīng)用系統(tǒng)集成了公安交警、交通控制和管理的綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用.通過在城市一定范圍內(nèi)布設(shè)一定數(shù)量的監(jiān)控點實時監(jiān)控各路段或路口的機動車通行情況,并將各監(jiān)控點采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實時傳送至控制中心,進(jìn)行被盜搶機動車、涉案嫌疑機動車等黑名單車輛的實時查控與預(yù)警,為公安交警快速有效地打擊涉車違法行為提供強有力的技術(shù)手段.同時也為城市交通控制、交通管理等提供詳實、可靠的第一手交通監(jiān)控數(shù)據(jù),為進(jìn)一步實施交通組織和交通規(guī)劃工作提供有力的支持.

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

城市機動車識別綜合應(yīng)用系統(tǒng)由前端車牌識別系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、中心控制軟件系統(tǒng)構(gòu)成,它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示.

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.2 工作原理

系統(tǒng)處理流程圖如圖2所示.

圖2 系統(tǒng)處理流程圖

車牌識別系統(tǒng):利用模式識別對攝像設(shè)備捕獲的機動車圖片進(jìn)行分析,實現(xiàn)對車牌的有效識別.

通訊網(wǎng)絡(luò):通過光纖、光端設(shè)備以及交換機、防火墻等設(shè)備完成數(shù)據(jù)從車牌識別系統(tǒng)到中心控制軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸.

中心控制軟件系統(tǒng):接收由車牌識別系統(tǒng)傳回的車輛監(jiān)控數(shù)據(jù)和圖片,將數(shù)據(jù)和圖片存儲,并針對每一條車輛數(shù)據(jù)完成一系列實時運算,包括各類黑名單車輛的比對、布控車輛的監(jiān)控等,然后將計算結(jié)果實時發(fā)布到各類用戶終端,同時軟件系統(tǒng)還將實現(xiàn)所有的綜合業(yè)務(wù)管理和應(yīng)用.

2 系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)采用CS/BS相結(jié)合基于Oracle10i的軟件框架.C/S開發(fā)采用Borland公司開發(fā)的BCB集成開發(fā)工具,采用三層結(jié)構(gòu)保證了客戶端部署的方便性.B/S開發(fā)采用Struct1.1框架開發(fā),所有數(shù)據(jù)接口采用FTP協(xié)議、XML協(xié)議和TCP/IP協(xié)議相結(jié)合的開發(fā)模式.數(shù)據(jù)庫間采用DBLIKE技術(shù),數(shù)據(jù)備份采用oracle實體化視圖技術(shù)、數(shù)據(jù)圖片存儲采用磁盤陣列技術(shù).

2.1 通信網(wǎng)絡(luò)

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸分內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)傳輸.外網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)過網(wǎng)閘隔離采用基于 TCP協(xié)議的通用Socket接入方式.內(nèi)網(wǎng)通過公安內(nèi)部光纖網(wǎng),以Socket方式采用TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)安全、可靠的數(shù)據(jù)傳輸.

2.2 中心控件系統(tǒng)

中心控制系統(tǒng)是本系統(tǒng)的核心,它對接收的車牌和圖片等信息進(jìn)行存儲、實時計算比對,并把計算比對結(jié)果和各種控制信息及時發(fā)送到各用戶,實現(xiàn)所有的綜合業(yè)務(wù)管理和應(yīng)用.部分功能如下:

1)交通流計算.通過對車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計運算,獲得旅行時間等交通信息,為交通誘導(dǎo)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持.

2)監(jiān)控全程超速車輛.針對每一條識別的車輛數(shù)據(jù),檢索其出現(xiàn)在其他監(jiān)控點的最近時間記錄,如果該最近記錄到當(dāng)前時間小于該兩點之間的超速時間,則認(rèn)為該車輛有超速嫌疑并記錄結(jié)果.

3)識別監(jiān)控禁行路段黃標(biāo)車.針對每一條識別的車輛數(shù)據(jù)判斷其是否是黃標(biāo)車,且當(dāng)前監(jiān)控點為禁行監(jiān)控點,且當(dāng)前時間處在禁行時段范圍.如果是,則記錄結(jié)果.

4)假車牌計算.針對每一條識別的車輛數(shù)據(jù)與車輛管理部門儲存的全部車牌信息進(jìn)行比對,如果車輛管理部門儲存的有相同車牌且車牌信息完全相同,則不是假車牌.否則,就是假車牌.

5)異地車管理.對不符合規(guī)定的異地車輛實時監(jiān)控,并進(jìn)行實時預(yù)警和處理.

6)實時監(jiān)控套牌車輛.針對每一條識別的車輛數(shù)據(jù),檢索其出現(xiàn)在所有其他監(jiān)控點的最近時間記錄,如果該最近記錄到當(dāng)前時間小于該兩點之間的套牌時間閾值,則認(rèn)為該車輛有套牌嫌疑并記錄結(jié)果.

7)布控查處交通違法車輛.針對每一條識別的車輛數(shù)據(jù)判斷其是否是交警布控的違章車輛,如果是,則記錄結(jié)果.

3 系統(tǒng)特點

1)功能豐富.系統(tǒng)的功能不只局限于常用的電子警察功能,還可以提供交通誘導(dǎo)等功能.

2)投資較小.系統(tǒng)充分利用道路上現(xiàn)有的視頻設(shè)備進(jìn)行整合,構(gòu)成一個大的綜合應(yīng)用系統(tǒng).

3)海量存儲.由于監(jiān)控點較多,每天產(chǎn)生數(shù)據(jù)量在百萬條,數(shù)據(jù)的存儲采用數(shù)據(jù)庫分區(qū)技術(shù)和高倍率圖像壓縮技術(shù).

4)反應(yīng)迅速.系統(tǒng)從計算比對出存在問題車輛到信息發(fā)送至終端用戶不超過5秒.

4 系統(tǒng)應(yīng)用實例

該系統(tǒng)已在某城市投入運行,運行期間每天的車牌數(shù)約為150萬條,圖片存儲量約為120 G,報警假套牌車30余輛.本文從交通控制、交通管理等領(lǐng)域介紹系統(tǒng)實際應(yīng)用情況.

4.1 交通控制領(lǐng)域

本系統(tǒng)在交通控制領(lǐng)域主要提供交通參數(shù)、OD數(shù)據(jù)、旅行時間、交通狀態(tài)分析等基本信息.交通流參數(shù)查詢?nèi)鐖D3所示.利用車牌識別系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù),通過中心軟件實時運算可獲得交通流的各種參數(shù).圖3所示反映了車流密度與時間的關(guān)系.

4.2 交通管理領(lǐng)域

本系統(tǒng)在交通管理領(lǐng)域主要提供交通管理監(jiān)控,包括交通違規(guī)違章監(jiān)控,如超速、套牌、假牌等;交通管制監(jiān)控,如黃標(biāo)車、外地車管理等.并在此基礎(chǔ)上,建立布控和預(yù)警機制,實現(xiàn)實時管理.系統(tǒng)抓獲套牌車輛成果如圖4所示.圖4中兩輛車的車型不一致,而車牌號卻都是粵BH8451,因此屬于套牌車.

5 結(jié)束語

本文設(shè)計開發(fā)的城市機動車識別綜合應(yīng)用系統(tǒng)不僅為公安交警破獲各類案件和查處各類違章肇事車輛提供了有力的幫助,同時存儲的大量交通數(shù)據(jù)也為交通誘導(dǎo)、交通規(guī)劃等提供詳實、可靠的第一手交通監(jiān)控數(shù)據(jù).系統(tǒng)具有投資小、自動化程度高、擴展性好等優(yōu)點,已在我國部分城市投入運行,得到了用戶的高度評價,取得了較好的社會效益,極具推廣應(yīng)用價值.

[1]吳洪森,李志能.“電子警察”視頻檢測系統(tǒng)的分析與設(shè)計[J].浙江大學(xué)學(xué)報:工學(xué)版,2005(10):59-61.

[2]李波,曾志遠(yuǎn),周建中,等.一種車牌識別系統(tǒng)設(shè)計研究[J].計算機應(yīng)用研究,2006(10):156-158.

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[6]盧強,陳全林,豐玲,等.視頻交通監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)[J].計算機應(yīng)用,2001,21(12):69-71.

Design and implementation of urban vehicle recognition synthetic application system

CUI Zhongyuan1,XU Shangzhong1,QI Chi2
(1.Department of Computer Science,Zhoukou Normal University,Zhoukou 466001,China; 2.School of Electronics and Information Engineering,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China)

This paper introduced the design of urban vehicle recognition synthetic application system.By means of several technologies such as image processing,pattern recognition and network communication,the system acquires real-time collecting of traffic data of vehicle,and then completes traffic control and management and police synthetic operation by computing of software.The system has been in motion,it has low cost and credible running and goodexpansibility and many other virtues,so it has the promoted value extremely.

vehicle license plate recognition;image compression;data acquisition

TP273

A

1671-9476(2010)05-0095-03

2010-03-30

崔仲遠(yuǎn)(1982-),男,河南濮陽人,講師,碩士,主要研究方向:智能交通系統(tǒng).