电子警察系统

交通设备综合设计实验报告

题 目 电子警察系统实验

学 院 交通与物流工程学院

专 业 交通设备信息工程

班 级 交信121

学生姓名 赵 斌

学 号 *********

指导教师(签字)

2015 年 12 月 1日

目录

1电子警察系统概述 .................................................. 3

2实现的功能 ........................................................ 3

3系统设计 .......................................................... 5

3.1结构示意图 .................................................... 5

3.2 系统工作原理 .................................................. 6

4系统软件操作 ...................................................... 7

4.1操作环境 ...................................................... 7

4.2用户登录 ...................................................... 8

4.3 主界面 ........................................................ 8

4.4系统配置 ...................................................... 9

4.4.1增加用户 ................................................. 10

4.4.2修改用户 ................................................. 10

4.4.3删除用户 ................................................. 11

4.5电警视频 ..................................................... 11

4.5.1视频开启 ................................................. 12

4.5.2串口通信设备 ............................................. 13

4.5.3手动抓拍 ................................................. 13

4.5.4 路口设置 ................................................. 13

4.5.5 抓拍照片命名规则 ......................................... 14

5 违章管理......................................................... 14

5.1 违法录入 ..................................................... 15

5.2 卡口图片 ..................................................... 15

5.3 无效审核 ..................................................... 16

5.4 违法变更 ..................................................... 16

5.5 数据查询 ..................................................... 16

5.6 数据清除 ..................................................... 17

5.7 数据统计 ..................................................... 17

6 车辆检测器操作................................................... 18

7 电子警察系统实验总结............................................. 20

1电子警察系统概述

交通违法抓拍系统也称为“电子警察系统”。“电子警察”的含义包括了两个

方面：“电子”涵盖了这类设备和系统具有现代化的先进技术，包括：视频检测技

术、计算机技术、现代控制技术、通讯技术、计算机网络和数据库技术等；“警

察”表述了设备和系统具有辅助执法功能或者是作为执法工具。作为辅助执法的

工具，要求“电子警察”设备和系统必须为执法者提供尽可能严谨的法律依据。电

子警察系统从应用上来分，主要分成以下几种系统：

(1) 闯红灯抓拍系统

是目前最常见的交通违法抓拍系统，安装在具备交通信号控制的路口，对违

法闯红灯的机动车进行抓拍取证。

(2) 治安卡口管理系统

主要安装在城市出入境或关键路段。通过对车辆进行抓拍和号牌识别，通过

比对数据库对过往的车辆进行监控。

(3) 移动违法车辆抓拍及稽查系统

工作原理与治安卡口智能管理系统基本相同，关键技术也是图像抓拍和号牌

识别，特点是系统安装在执法车辆上，可以随时进行移动取证和执法。

(4) 超速抓拍系统

主要安装在高速公路或一些重要路段上。通过检测车辆的车速，对超速车辆

进行抓拍，来实现执法的目的。系统一般分为超高速（即超过道路的最高限速）

抓拍和超低速（即低于道路的最低限速）抓拍。

(5) 变线抓拍系统

主要安装在路段上。通过对压实线行驶的车辆进行检测和图像抓拍，来实现

监控的目的。

(6) 不按车道行驶抓拍系统

主要安装在路段上，通过对不按车道行驶的车辆进行检测和图像抓拍，如大

车行驶在小车车道上、其他车辆行驶在公交专用道上，来实现监控执法的目的。

(7) 逆行抓拍系统

主要安装在单向行驶或限制通行的车道上。通过对违法逆行车辆进行检测和

抓拍，实现系统执法。

这几个系统从使用上来说，存在着交叉的地方，并没有这几个系统从使用上

来说，存在着交叉的地方，并没有明显的技术使用的区别。如闯红灯抓拍系统往

往可以实现超速抓拍和逆行抓拍等，治安卡口管理系统往往可以实现超速抓拍的

功能。

2实现的功能

电子警察实验系统平台是专门为学校交通专业设计的教学实验平台。该平台

模拟实际的电子警察抓拍系统，在教学环境中模拟电子警察抓拍系统的全过程，

使学生了解到电子警察系统的工作原理、工作内容、工作流程、故障维护等内容。

电子警察实验系统平台实现的功能包括了：

（1） 系统包括了车辆车型检测、车辆拍摄、车牌号码自动识别、数据和照片远

程传输、图像处理、信息查询等一系列功能。

（2） 系统平台能够实现多功能电子警察系统模拟：包括闯红灯抓拍、超速抓拍、

治安卡口、交通流采集、交通监控等功能；

（3） 系统前端以具有双码流的200万像素工业级专业CCD摄像机为主（一台

200万高清闯红灯电子警察系统同时监测两条标准车道），主码流实现过车记录、

自动号牌识别，记录所有经过车辆的类型、行驶方向、号牌种类、号牌号码、通

过时间等信息；次码流用于视频监控录像，实现全天候24小时对现场的视频监

控功能；

（4） 系统在红灯状态下实现闯红灯抓拍系统功能，在绿灯状态下实现治安卡口

功能；

（5） 闯红灯违法抓拍提供3张完整的违法过程图片，包括车辆分别压到和离开

停车线的图片；系统抓拍到的违法图片中可清楚的辨识停车线位置、违法车道、

红绿灯状态、车型、车身颜、车牌号码、车牌颜等信息；

（6） 治安卡口抓拍提供一张完整的图片，图片可以清楚的辨识车型、车身颜、

车牌号码、车牌颜、主驾驶位和副驾驶位人员的面貌等信息；

（7） 系统提供与违法闯红灯车辆图片对应的5秒违法过程录像作为辅助依据，

可作为各类公安业务倒查的依据；

（8） 可根据不同的时段（光照条件差异较大）采用不同的抓拍参数，从而获得

最佳图像质量；

（9） 实现测速功能；

（10） 实现黑名单自动报警功能；

（11） 可根据不同的时段（光照条件差异较大）采用不同的抓拍参数，从而获

得最佳图像质量；

（12） 适应多相位信号灯，可以为每个车道设置不同的信号灯，可以辨别不同

的违法类型；

（13） 车辆逆行抓拍功能：在每条车道上，前后设计了两个环形检测线圈，系

统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。

（14） 车辆记录功能：系统能对所有经过的车辆进行捕获并自动记录车辆图像

信息，系统采用线圈的方式检测，在“绿灯”状态下对所有经过路口的车辆记录一

张车辆全景高清图像，并将图像存储到磁盘相应目录下，并在全景图像中标明车

辆通行数据，如时间、地点、车速、车道、方向等；绿灯期间使用LED补光灯补

光，不会对周边环境造成干扰影响。

（15） 交通流量采集功能：系统能采集相应路口包括车流量、平均车速、平均

车长、占有率等交通信息数据；

（16） 数据传输、加密及保存功能：系统能够通过网络与远端监控中心实现实

时数据传输，传输方式采用TCP/IP 协议，前端嵌入式一体化抓拍主机能提供抓

拍车辆信息的自动上传，上传数据包括车辆的信息和图片等。除提供基本的以太

网传输功能外，系统还提供CDMA/GPRS/3G等无线传输模块，用户可根据实际

需要进行选配。无线传输模块提高了设备安装的灵活性，用户可在无数据传输线

路的情况下使用该模块进行数据通信。为了传输过程中数据的安全性和提高执法

可信度，对违法图片进行水印加密技术处理，并将加密之后的数据保存到本地硬

盘上；

（17） 设备管理功能：系统支持设备编号、设备时钟、设备运行状态监测等设

备参数配置功能。系统参数应可通过网络进行配置。系统提供设备故障、设备运

行状态监控、系统现场登录等信息的日志管理。系统采用精密时钟源对时钟进行

校正，可接受后台的校时命令，完成校时功能。

（18） 路口控制机软件对系统运行产生的故障情况进行检测，可以将设备故障

信息主动上传给中心后台管理系统，同时保存设备故障信息。可详细记录摄像机

故障、检测器故障、辅助光源故障等设备故障信息。设备自检周期的设置用户可

以通过参数设置功能进行设置，可以设定是实时或其他周期时间；

（19） 录像监控功能：系统支持扩展录像功能，在车辆布控点也可根据用户需

要安装摄像机，对实时通行车辆进行24 小时不间断视频监控与录像。

3系统设计

3.1结构示意图

系统由路口控制子系统、通讯网络子系统、中心子系统三个模块组成，组成图如

下图所示：

系统组成示意图

路口控制子系统主要实现对违法车辆的识别和抓拍；中心子系统主要实现对

路口设备、网络的监控和抓拍图像、数据的处理；网络通讯子系统实现路口控制

子系统和中心子系统的数据和抓拍图像的传输。

3.2 系统工作原理

系统工作期间，持续检测信号灯状态，并判断是否有车辆通过检测区域，有

车辆通过则采集相关交通数据。

（1） 红灯亮且有车辆通过时

A、车辆进入线圈2，此时，车身并没有越过停车线。系统开始监控，记录

车辆进入时刻，并发出控制指令拍摄第1张过程高清图片；

B、如果在同一个红灯周期内，此车辆停在线圈1上，即没有完全越过停车

线，则系统会判定车辆没有违法；

C、当车辆离开线圈1时，高清摄像机拍摄第2张违法过程高清图片。

D、车辆离开线圈2时，高清摄像机抓拍第3张违法过程高清图片，从而形

成完整的组合证据，包括车辆未越过停车线、离开停车线、继续前进等三个不同

位置的状态。

（2） 绿灯亮且有车辆通过时

该情况系统执行治安卡口抓拍功能。车辆离开线圈1，系统开始监控，记录

车辆进入时刻，并发出控制指令拍摄1张高清全景图片。

4系统软件操作

4.1操作环境

（1）硬件

CPU： intel pentium IV3.0 GZH以上。内存：2G或更高。硬盘：200G。

（2）软件

操作系统：window XP/2008以上。开发语言：c++。

4.2用户登录

运行主程序

，如图4-1，显示用户登录界面：

图4-1 用户登录界面

1、输入账号（用户名）；

2、输入密码；

3、点击“取消”，取消用户登录操作；

4、点击“OK”，系统进行账号、密码的验证。用户成功登录进入系统时，会显示

当前登录系统的用户。

图4-2 当前登录状态

4.3 主界面

图4-3 系统主界面

如图4-3，在主界面中，包含8个子菜单，分别为“电子地图”、“相位编辑”、

“手动控制”、“预案执行”、“系统配置”、“电警视频”及“违章管理”。在本系统

“VM-VES3.0电子警察实验系统”中，主要功能是实现视频违章抓拍，由“系统配置”、

“电警视频”和“违章管理”3个子菜单实现功能。

4.4系统配置

图4-4 系统配置界面

如图4-4所示，系统配置界面包含“增加用户”、“修改用户”及“删除用

户”3个主要功能。可设置的用户有：

系统管理员：拥有全部电警功能；

管理员：拥有全部电警功能；

录入员：录入和查询；

核查员：核查和查询；

查询员：查询。

4.4.1增加用户

图4-5 增加用户界面

如图4-5所示，“增加用户”界面包含用户名、密码、确认密码的输入以及通过下

拉菜单选择用户级别，设置好用户信息后，点击右边的“增加用户”按钮。设置成功，

在左边窗口提示添加成功，并将该用户显示的列表中，如图4-6所示。

图4-6 添加用户成功

4.4.2修改用户

图4-7 修改用户界面

如图4-7所示，修改用户可以更改当前已有用户的用户密码，输入已经存在的

用户名及密码，然后输入新密码，确认密码，设置完成后，点击“修改用户”即可。

4.4.3删除用户

图4-8 删除用户界面

单击左边列表中已经存在的用户，然后点击“删除用户”按钮，系统会提示是否删

除，如图4-9所示。



图4-9 用户删除提示

4.5电警视频

图4-10 电警视频主界面

在主界面上点击“电警视频”，进入电警视频主界面，如图4-10所示。“电警

视频”界面包含“视频播放窗口”、“视频开启”、“串口通信”、“手动抓拍”、“路口

设置”及“抓拍照片命名规则”6个功能模块。

4.5.1视频开启

图4-11 视频开启

视频开启功能是在进入软件后，打开当前路口摄像机实时图像的设置。如图

4-11所示，界面中包含“摄像机IP”、“摄像机Port”、“账号”、“密码”、“通道号”、

“通讯模式”、“码流主/从”及“序列号” 8个录入框。其中账号和密码都为“Admin”。

设置好以上信息后，单击“登录”按钮，然后再单击“连续播放”或“播放”即可打开

视频，视频窗口如图4-12所示。

图4-12 视频窗口

4.5.2串口通信设备

图4-12 串口通信

如图4-12所示，串口号为当前对应的串口通道，因为我们的串口是外接设

备，而非计算机内部已配置串口，所以一般选择com2以上的通道号，波特率为

“9600”，然后点击“打开串口”，此时系统就开启了通讯模块，当车辆经过线

圈时就会把对应的数据上传。另外，该界面还包含了发送测试和清除统计功能。

4.5.3手动抓拍

图4-13 手动抓拍

如图4-13所示，当用户需要时，可进行手动抓拍操作，输入抓拍的路径，

单击抓拍按钮，系统就会自动存储当前照片。

4.5.4 路口设置

图4-14 路口设置

路口设置如图4-14所示，可进行延迟时间、车牌号录入、设备路口机路口

代码的设置。“延迟时间”是指第三张违章图片抓拍离车辆离开2#地感线圈后的时

间差，设置范围在“100~5000”ms；车牌号是在没有车牌识别功能的情况下，抓拍

存储时初始自动录入的车牌号，可在违章管理中进行数据录入时修改；设备路口

和路口代码都是用户自定义的路口信息。

4.5.5 抓拍照片命名规则

图4-15 抓拍照片命名规则

如图4-15所示，抓拍照片命名规则包含“流水号”、“违法地点”、“抓拍时间”、

“车牌号码”、“违章管理”、“违章行为”、“车牌类型”及“路口代码”，是用于在违

章管理中，违章数据的显示规则，勾选的即显示，否则不显示。在该系统中，为

更好的进行数据的管理，建议把所有选项都勾选。

5 违章管理

图4-16 违章管理主界面

如图4-16所示，违章管理是对已经抓拍的图片进行管理，能够实现违法录

入、卡口图片、无效审核、违法变更、数据查询、数据清除及打印等功能。

5.1 违法录入

系统的数据来源于原服务器的“违章照片”文件夹（文件夹内全部是车辆的

违法照片），不能直接纳入新服务器，需要人工进行筛选、辨别车牌与违法行为

后由录入员逐张存入新服务器。从原有服务器黑名单文件夹中提取的照片，需要

处理以后才能存入新服务器，即由人工对照图片把号牌种类、车牌号码、违法类

型和金额等编辑入新服务器，然后再与相对应的照片存入数据库，在编辑时

要求照片同时显示在操作界面，这样操作人员就可方便直观的输入所需内容。在

“未审核数据”中，选择需要录入的数据，在右边的录入窗口进行录入，如图

4-17所示。此功能操作需“录入员”或“管理员”权限。

图4-17 违法录入

所需内容编辑完毕以后，点取“录入”，软件自动生成记录存入数据库。存

档成功的图片将从源图片路径指向的文件夹移到目标图片路径所指的文件夹中。

对于无效图片则点击“无效”存入无效图片路径所指的文件夹内。

5.2 卡口图片

卡口是电子警察应用的一个重要地点。借助卡口图片浏览功能，可以从数据

源中筛选出卡口图片。操作员逐一的审核比对，排除黑名单车辆。当发现黑名单

车辆时即可将有效的图片证据保存，从而为警方办案提供有效的重要线索，有助

于维护社会的治安。

卡口的所有图片都存在“卡口图片”文件夹内，在软件界面，单击“卡口数

据”，即可进行浏览，浏览界面如图4-20所示。该界面展示了卡口图片的列表，

选择相应的卡口图片，卡口图片将显示在右界面上。

图4-18 卡口图片浏览

5.3 无效审核

为防止录入员有意或无意将有效证据图片录入为无效。“核查员”需要对被

“录入员”判为无效的证据图片进行重新录入，此过程称为“无效审核”。如图

4-21所示，操作员可以对无效数据进行“审核确认”录入成无效，或者选择“变

更违章”将其从新确定为违章数据。其操作需要“核查员”或“管理员”权限。

图4-19 无效审核界面

5.4 违法变更

当录入员录入错误违法代码时，可通过违法变更功能修改违法代码。违法变

更操作如图4-22所示，操作员需要先将录入数据变更无效，在无效数据中进行

更改，再将其变更违章，其操作只需管理中心域权限。

图4-20 违法变更操作流程

5.5 数据查询

数据查询提供系统各项重要记录的检索，方便管理员、查询员对重要记录的

查询，可以选择时间范围，地点，车牌号，违章行为，4种查询过滤。以上记录

的查询的查询可由某项条件单独查询，也可多条件结合查询。如图5-21所示，

点击“查询”按钮，系统根据查询条件检索记录并显示。数据查询操作全部权限

都可以查询预览。

图4-21 数据查询

5.6 数据清除

每次车辆经过1#地感线圈时，都会产生一张卡口图片，同时这张卡口图片

也会在未审核数据中显示。若用户只需要在未审核数据中显示违章车辆的数据或

者已经对其中的重要数据进行保存，这时为了更方便的进行违章录入和统计，就

可以用到“数据清除”功能。只有在“未审核数据”中才有“数据清除”功能，

如图5-22所示。

图4-22 数据清除

5.7 数据统计

用户需要进行数据统计，点击“打印”，如图5-23所示可进行打印。同样

用户也可以通过“查询”功能，刷选出需要的数据进行打印。

图4-23 打印界面

打印结果如图4-24所示。

图4-24 打印结果

6 车辆检测器操作

1）工作原理

地感线圈感应式环形线圈检测系统由两个部分组成：检测器模块和感应线圈

及引线。SC260B双通道车辆检测器属于检测器模块。检测器振荡电路驱动能量

(10-200kHz)通过线圈而产生一个电磁场，当有金属物体通过磁场时，引起磁通

量的变化，产生旋流，旋流将会在导体中被感应到。由于线圈的电感与磁流成比

例的，这就导致了地感线圈的电感系数的减少，检测器检测到这种变化并驱动其

继电器，输出信号以完成控制过程。

2）安装和电气连接

感应线圈尺寸见下图所示。

线圈槽的剖视图如下图所示：

3）电气连接

SC260B双通道车辆检测器的控制面板界面如下图所示

PI 脚定义

PI 定义 说明

1 220V 接220V交流电

2 220V

3 O-C1 通道1输出O（常开）端

4 COM-E1 通道1输出COM（共开）端

5 O-C2 通道2输出O（常开）端

6 COM-E2 通道2输出COM（公开）端

7 Loop Ch1 通道1地感线圈

8 Loop Ch2

9 Loop Ch1 通道2地感线圈

10 Loop Ch2

4）灵敏度调节

灵敏度可由面板上的灵敏度调节开关设置，有0~9共10个档位可调，0为

最低，9为最高。一般设置为7。

拨定义 说明

码开关

1 O=BOOS若设置为O，车辆通过时灵敏度自动上升一个档

T 位，避免底盘较高的车辆通过时前、后轮之间多输出一

个脉冲信号。

2 O=HIGH 若设置为O，检测快速通过的车辆，一般用于测

SPEED 速和车流量检测；

若设置为OFF，具有零位漂移功能，一般用于停车

场、收费站电的控制。

3 O=DELA脉冲信号输出延迟1秒钟。

Y 1S

4 O=PULS若设置为O，车辆离开(或进入)线圈时，产生

E 250ms的脉冲； 若设OFF，为电平方式输出。

5 O=FREQ 检测器内部频率调节，一般相邻的线圈频率设置应

LOW 不同。

6 O=FREQ

M LOW

5）性能指标

输出：存在电平、进入脉冲、离开脉冲

频率：10K~100KHz

电感范围： 20~2500uh（随频率变化），自动调谐

磁场变化： 0.01%~1.25%可调

灵敏度：10级可调

检测率：大于99.9%

馈线最长距离： 400米

工作温度： -20℃~+60℃

工作相对湿度：小于95%

电源与功耗：220~240VAC，50Hz，4W

尺寸：50(W) X 100(H) X 150(D) mm

7 电子警察系统实验总结

在本次的试验中，对电子警察系统整体有了了解，各个子系统的功能并不如

我们想象中那么神秘莫测，要实现各个子系统的功能，需要硬软件的相互协调，

才能发挥更好的作用。在试验中，需要注意端口的调节，电脑的端口须与系统的

端口相同，并将波特率设定为9600B/s.

“电子警察”的含义包括了两个方面：“电子”涵盖了这类设备和系统具

有现代化的先进技术，包括：视频检测技术、计算机技术、现代控制技术、通讯

技术、计算机网络和数据库技术等；“警察”表述了设备和系统具有辅助执法功

能或者是作为执法工具。作为辅助执法的工具，“电子警察”设备和系统必须为

执法者提供尽可能严谨的法律依据。在交通的组织，运行当中的地位至关重要。