早在上世紀60年代，發(fā)達國家就提出了智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transport System 簡稱ITS)的概念，并在那時就開始投入了研究。智能交通系統(tǒng)(ITS)將先進的信息技術、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術、電子傳感技術、電子控制技術，以及計算機處理技術等有效地集成運用于整個交通運輸管理體系中，從而建立起一種在大范圍內、全方位發(fā)揮作用的、實時、準確、高效的綜合運輸和管理系統(tǒng)。到90年代，很多發(fā)達國家都巨資投入對ITS進行了進一步的研究與開發(fā)，ITS得到了驚人的發(fā)展，而城市道路監(jiān)控既作為智能交通領域重要的部分，為各類交通違法事件提供有利的依據(jù)，為解決城市道路擁堵提供了更強有力的技術手段;又在安防監(jiān)控領域發(fā)揮著重要的作用，為治安等各類案件的偵破提供強有力的技術支持，大大提高了公安機關執(zhí)法辦案的水平和效率。隨著計算機技術、通訊技術、信息技術的飛速發(fā)展，城市道路監(jiān)控所涵蓋的范圍也越來越廣闊，并且與很多新技術密集型領域如IT、ITS等相互滲透擴展，市面上的城市路口監(jiān)控軟件系統(tǒng)也層出不窮。

　　我國道路交通管理系統(tǒng)中的“電子警察”是隨著科技的發(fā)展而產生的，是一個時代的產物。它作為現(xiàn)代道路交通安全管理的有效手段，可以迅速地監(jiān)控、抓拍、處理交通違章事件，迅速地獲取違章證據(jù)，提供行之有效的監(jiān)測手段，為改善城市交通擁堵現(xiàn)象起到了重要的作用，已成為道路交通管理隊伍中必不可少的一員，以充分發(fā)揮它準確、公正的執(zhí)法作用。同時，電子警察系統(tǒng)也由傳統(tǒng)的“數(shù)碼相機+地感線圈”時代大步邁入到了高清化時代。現(xiàn)在的高清電子警察可以對超速、逆行、闖紅燈、禁停、壓黃線、搶占公交車道等一系列違法現(xiàn)象進行準確、穩(wěn)定、自動、全天候的監(jiān)控、執(zhí)法和處罰。高清電子警察的出現(xiàn)實現(xiàn)了城市道路的點面結合式監(jiān)控，提高了城市整體安全防范的水平，緩解了日益嚴重的交通壓力，加強了駕駛員遵守交通法規(guī)的意識，降低了惡性事件的發(fā)生率。

　　電子警察的發(fā)展歷程

　　時至今日，電子警察系統(tǒng)正在不斷的更新發(fā)展中，無論是從技術上，還是硬件上都得到了顯著的提高：電子警察系統(tǒng)至今歷經了5個不同實現(xiàn)方式的階段(如圖1所示)。

　　第一個階段(2001年之前)

　　起步階段的電子警察系統(tǒng)以“數(shù)碼相機+地感線圈”為實現(xiàn)方式，雖然能抓拍違法車輛，但是此種方式采用民用數(shù)碼相機進行抓拍，穩(wěn)定性較差，并且在設備損壞后，廠家一般不負責維修;其次，由于數(shù)碼相機更新?lián)Q代快，同型號的數(shù)碼相機在一兩年后難以找到;且數(shù)碼相機無法實現(xiàn)連續(xù)抓拍，系統(tǒng)無法實現(xiàn)卡口功能。另外，此種方式采用地感線圈(感應棒)進行觸發(fā)，需要在前端鋪設地感線圈(感應棒)，而地感線圈是需要在車道上切割環(huán)行線槽，然后埋設感應線圈(或感應棒)。車輛通過時感應線圈會發(fā)射信號給相應設備，檢測算是比較準確。但是由于需要在地下埋設感應線圈，這樣在加大了施工難度的同時，也提高了工程的成本。而且麻煩的是當路面變更渠化時還需要重埋線圈。另外，高緯度開凍期和低緯度夏季路面，以及路面質量不好的地方對線圈的維護工作都是巨大的，并且一段時間以后還需要重新更換線圈，施工維護成本相當高。

　　第二個階段(2001年~2005年)

　　這個階段的電子警察系統(tǒng)以“標清攝像機+數(shù)碼相機”為實現(xiàn)方式。隨著技術的進步，市面上有了標清攝像機，使得直接通過分析視頻的方式來檢測闖紅燈的違法行為成為了可能。此種實現(xiàn)方式避免了地感線圈存在的缺點，但依然采用民用數(shù)碼相機進行抓拍，存在穩(wěn)定性差、更新?lián)Q代快、廠家一般不負責維修等問題。另外，數(shù)碼相機無法實現(xiàn)連續(xù)抓拍，電子警察也就只能實現(xiàn)單一的對闖紅燈違法行為的抓拍。

　　第三個階段(2006年~2007年)

　　此時，電子警察系統(tǒng)的實現(xiàn)方式由“標清攝像機+數(shù)碼相機”過渡為“標清攝像機+標清攝像機”。由于工業(yè)級標清攝像機直接取代了民用數(shù)碼相機，從而避免了采用民數(shù)碼相機時的缺點，性能相對穩(wěn)定。但由于標清攝像機的像素低，圖片分辨率最大為768×576，盡管可以滿足車輛檢測的基本管理需求，但也還是無法同時看到車牌和紅燈信號，對于公安部門稽查肇事逃逸車輛、套牌車輛、黑名單車輛等的司機面部特征來講就更顯得捉襟見肘了。并且施工量也較大，一個車道需要一臺攝像機來做特寫。

　　第四個階段(2008年~2009年)

　　這一階段的電子警察系統(tǒng)實現(xiàn)方式主要有兩種：高清CMOS攝像機+地感線圈、標清攝像機+高清CMOS攝像機。由于采用工業(yè)級高清CMOS攝像機，因此攝像機的性能穩(wěn)定。同時攝像機可連續(xù)抓拍，以實現(xiàn)卡口監(jiān)測等功能。但由于高清CMOS攝像機存在成像效果粗糙(對光線變化不敏感，抓拍圖片有時看不清紅綠燈，影響事后處罰)、幀率低(普遍為2~3幀/秒，無法實現(xiàn)視頻分析車輛行為和錄像的功能)等缺點，也還是達不到最理想的效果。

　　第五個階段(2010年~)

　　隨著大幀率高清CCD攝像機的普及、視頻分析算法的不斷優(yōu)化，此階段的電子警察系統(tǒng)主要以“高清工業(yè)級CCD攝像機”為實現(xiàn)方式。繼2004年公安部發(fā)布的GA/T496-2004《闖紅燈自動記錄系統(tǒng)通用技術條件》、GA/T497-2004《公路車輛智能檢測記錄系統(tǒng)通用技術條件》之后，為了進一步規(guī)范公安交通管理部門利用交通監(jiān)控設備處理交通違法的行為，2009年公安部重新發(fā)布了GA/T496-2009《闖紅燈自動記錄系統(tǒng)通用技術條件》、GA/T497-2009《公路車輛智能檢測記錄系統(tǒng)通用技術條件》，并于2009年5月1日實施，以替代原有標準。新標準對系統(tǒng)的圖像清晰度、響應速度、智能程度、圖片存儲格式等均提出了更高的要求。從圖像的質量來看，只能抓拍單一車道車牌部分圖像，而無法兼顧壓線車輛和駕駛員面部特征的標清設備將逐漸淡出歷史舞臺，取而代之的將是高清設備。

　　高清電子警察的構成

　　該系統(tǒng)采用視頻觸發(fā)方式，當車輛在紅色信號燈亮起時越過停止線，紅燈信號觸發(fā)紅燈檢測器，紅燈檢測器通過串口給識別儀抓拍信號，系統(tǒng)開始對違法車輛進行抓拍與識別，記錄車輛違法的全過程，清楚反映紅燈時違法車輛與停止線的相對位置。車輛闖紅燈行為是一個過程，需要對整個違法過程進行描述，因此它由3張照片組成，分別記錄車輛在停止線前、停止線后、遠離停止線時車輛的相對位置。照片上對應有車輛闖紅燈的時間、地點、車牌信息等信息。

　　電子警察系統(tǒng)包含前端外場系統(tǒng)、圖像傳輸網絡、后端監(jiān)控中心三大部分。

　　前端外場系統(tǒng)

　　前端外場系統(tǒng)按路口作為界定單元，即1個路口對應1套前端外場系統(tǒng)。1套前端外場系統(tǒng)所包含的設備數(shù)量需要根據(jù)現(xiàn)場車道數(shù)量而定，一般來說每一個路口需要一臺道路管理的工控機;每個車道需要一套高清抓拍單元和一臺車輛檢測器;每個方向需要一套高清攝像單元和一套信號燈轉換器。

　　圖像傳輸網絡

　　所有路口的前端外場全部采用獨立光纖進行數(shù)據(jù)傳輸，同時，也可選配CDMA、3G等無線傳輸方式為光纖傳輸提供冗余通信線路。

　　后端監(jiān)控中心

　　后端監(jiān)控中心部署電子警察中心平臺軟件、操作終端、打印機等等。中心平臺軟件集中管理全網電子警察系統(tǒng)的前端外場設備，操作終端用于對違法行為的人工處理操作，打印機用于打印違法罰單。

　　高清電子警察的特點

　　系統(tǒng)兼?zhèn)涓咔寤c智能化，高清系統(tǒng)在提供更加清晰圖像的同時，也為智能視頻分析提供了清晰的前端數(shù)據(jù)源，再輔以優(yōu)良的算法，能夠大大降低傳統(tǒng)的、基于標清的視頻分析技術的誤判率。無需地感檢測，讓系統(tǒng)安裝更簡單，維護更方便。系統(tǒng)采用工業(yè)級高清晰CCD攝像機，抓拍圖像清晰，保證了違法證據(jù)的充分可靠。

　　高清電子警察的主要功能

　　隨著技術的不斷更新，市場需求的日益增多，高清電子警察系統(tǒng)的功能不僅僅局限于對車輛闖紅燈的抓拍，它還包括了對車輛不按道行駛的抓拍、車輛逆行的抓拍、車輛壓線的抓拍、治安卡口、交通流量與交通事件檢測、高清視頻錄像等功能，進一步實現(xiàn)了對城市路口的管理。

　　·闖紅燈違法抓拍：系統(tǒng)可對直行闖紅燈、左右拐闖紅燈的違法行為車輛進行檢測抓拍，如圖2;

　　·車輛不按車道行駛抓拍：包括直行車道左右拐、右拐車道直行與左拐、左拐車道直行與右拐等行為的抓拍，如圖3;

　　·車輛逆行抓拍：直接檢測抓拍車道中逆向行駛的車輛，同時直接識別出車輛的車牌信息，如圖4;

　　·車輛壓線的抓拍：直接檢測抓拍壓線的車輛，同時直接識別出車輛的車牌信息，如圖5;

　　·違法圖片保存功能：保存圖片格式采用JPEG格式，圖片編碼符合ISO/IEC 15444:2000的要求。圖片信息可根據(jù)用戶的需求進行疊加，合成的圖片清晰度可滿足人工對車輛號牌號碼進行認定，圖片中紅燈信號不會出現(xiàn)泛白、光暈等顏色失真，從而影響人工對紅燈信號的判斷;

　　·治安卡口功能：對非紅燈信號狀態(tài)下通過的車輛進行車牌號碼的自動設別，并進行記錄存儲。記錄格式可根據(jù)用戶要求自己選擇保存1~2張，記錄信息包括：檢測地點名、車道方向、車牌號、車牌顏色等;

　　·交通流量與交通事件檢測：包括對車流量統(tǒng)計、平均車速、車道占有率、車頭時距的檢測;而且還可以分析道路中車輛的行駛狀態(tài)，并產生交通事件的報警信息(如：異常停車)，方便交管人員及時、準確地得到路口的交通路況信息;

　　·高清視頻錄像：對檢測區(qū)域進行24小時全景錄像，錄像幀率為12fps，可清晰體現(xiàn)車輛違法或事故細節(jié)。此外錄像為avi格式，可用Windows自帶播放器進行播放，方便用戶對發(fā)生在路口的違法事件進行事后回訪，為違法處罰和刑偵檢測提供有力的依據(jù);

　　·違法記錄圖片防篡改：系統(tǒng)對各類路口違法和交通事件進行抓拍后，為了保證記錄的準確性和真實性，按照國家標準GA/T496-2009的最新要求，實現(xiàn)了防篡改功能。當中心管理系統(tǒng)接收到違法記錄圖片后，首先通過防篡改模塊進行檢查，如果圖片進行過變更，系統(tǒng)會生成提示信息，只有通過認證的圖片才能進入下一步的處理;

　　·運行狀態(tài)監(jiān)控功能：系統(tǒng)可以自動記錄前端設備的運行日志，可以將高清攝像機的工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)的傳輸過程，以及故障信息記錄下來，自動傳輸?shù)街付ǖ臄?shù)據(jù)中心，故障信息主要包括：圖像故障(無圖像、圖像模糊)、視頻記錄故障等。

　　小結

　　雖然，電子警察系統(tǒng)已經邁入了高清化時代，但從系統(tǒng)集成性能、智能化程度來看，目前的系統(tǒng)還是遠遠不能滿足實際使用的需求。伴隨著嵌入式技術的飛速發(fā)展，相信在不久的將來，一體化設備注定會登上高清電子警察系統(tǒng)的歷史舞臺并成為主宰。