14.4道路交通违法监测技术驾驶员违法行为检测解析

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1、14.4 14.4 驾驶员违法行为监测驾驶员违法行为监测 由机动车驾驶员违法行为导致的交通事故死亡由机动车驾驶员违法行为导致的交通事故死亡人数占全部死亡人数的比例最高。人数占全部死亡人数的比例最高。一、电子警察系统一、电子警察系统 1 1、电子警察系统概述、电子警察系统概述 单一违法检测单一违法检测多种违法检测与记录多种违法检测与记录 凡是采用电子装置检测并记录车辆违法行为的凡是采用电子装置检测并记录车辆违法行为的系统都可以称为电子警察系统。系统都可以称为电子警察系统。国内：闯红灯自动检测记录系统、公路车辆监国内：闯红灯自动检测记录系统、公路车辆监测记录系统、车辆超速和超载违法记录系统、测记录

2、系统、车辆超速和超载违法记录系统、汽车行驶记录仪、全球卫星定位系统。汽车行驶记录仪、全球卫星定位系统。电子警察系统电子警察系统 机动车闯红灯违章视频监测系统（交通信号控机动车闯红灯违章视频监测系统（交通信号控制的交叉口和路段）制的交叉口和路段）机动车超速检测系统（公路、城市干道）机动车超速检测系统（公路、城市干道）流动电子警察系统（移动式车辆稽查系统）流动电子警察系统（移动式车辆稽查系统）“超速、逆行、闯红灯、禁停、压黄线、抢占超速、逆行、闯红灯、禁停、压黄线、抢占公交车道公交车道”准确、稳定、自动、全天候、执法和处罚准确、稳定、自动、全天候、执法和处罚1 1）电子警察的定义）电子警察的定义

3、凡是采用技术手段取代警察对机动车、驾驶员凡是采用技术手段取代警察对机动车、驾驶员、行人实时监测并记录其交通违法行为的设备、行人实时监测并记录其交通违法行为的设备统称为电子警察系统。统称为电子警察系统。核心：自动监测和记录交通违法行为过程。核心：自动监测和记录交通违法行为过程。2 2）电子警察系统分类）电子警察系统分类（1 1）按照采集的信息类型：）按照采集的信息类型：图像型电子警察系统：以采集图像为基础图像型电子警察系统：以采集图像为基础 闯红灯自动记录系统、车载式交通违法取证系闯红灯自动记录系统、车载式交通违法取证系统、闯禁区监测记录系统、车辆超速监测记录统、闯禁区监测记录系统、车辆超速监测

4、记录系统、车辆稽查管理系统。系统、车辆稽查管理系统。数据型电子警察系统：以采集数据为基础数据型电子警察系统：以采集数据为基础 酒精检测仪、车辆卫星定位系统、汽车行驶记酒精检测仪、车辆卫星定位系统、汽车行驶记录仪、车辆超速显示系统、车辆超重记录系统录仪、车辆超速显示系统、车辆超重记录系统等。等。2 2）电子警察系统分类）电子警察系统分类（2 2）按照安装方式来分）按照安装方式来分 固定：安装在固定位置、对机动车实施监固定：安装在固定位置、对机动车实施监测并记录违法行为测并记录违法行为 流动：能在运动过程中检测并记录违法行流动：能在运动过程中检测并记录违法行为。为。（3 3）按照联网方式）按照联网

5、方式 联网型：配有计算机并具有联网接口功能联网型：配有计算机并具有联网接口功能的系统的系统 单机型：没有联网接口单机型：没有联网接口3 3）电子警察的主要用途）电子警察的主要用途（1 1）路口、路段或特定场所全天候交通监控）路口、路段或特定场所全天候交通监控和管理和管理（2 2）路面动、静态交通违法行为的监测和管）路面动、静态交通违法行为的监测和管理理（3 3）嫌疑车辆的布控、侦破和追逃）嫌疑车辆的布控、侦破和追逃（4 4）路面交通信息的实时采集和处理）路面交通信息的实时采集和处理（5 5）路面交通监控信息服务）路面交通监控信息服务4 4）电子警察系统结构与组成）电子警察系统结构与组成 该系统

6、分为该系统分为四大部分四大部分：前端视频检测与抓拍系：前端视频检测与抓拍系统、路口局部数据处理系统、远程数据传输系统、路口局部数据处理系统、远程数据传输系统、中心数据管理与处罚系统。统、中心数据管理与处罚系统。该系统主要安装于交通路口，全天候地对闯红该系统主要安装于交通路口，全天候地对闯红灯的违章机动车辆进行监测，不仅能对灯的违章机动车辆进行监测，不仅能对违章车违章车辆拍照辆拍照，还能够实时对违章车辆的牌照和违章，还能够实时对违章车辆的牌照和违章轨迹进行轨迹进行自动判断识别自动判断识别。系统组成系统组成前端组成：路口设备功能：数据采集后端组成：服务器，客户端功能：数据处理及应用网络连接网络结构

7、图网络结构图数据分布图数据分布图实时数据临时数据实时数据历史数据违法图片违法数据历史数据显示查询处理人机接口前端设备通讯机客户端FTP服务器数据库服务器前端前端设备功能模型前端设备功能模型控制计算机补光单元检测单元抓拍单元传输单元补光设备：聚光灯，泛光灯，闪光灯抓拍设备：摄像机，数码相机检测设备：线圈检测器，视频检测器，红绿灯检测器，算法检测传输单元：光端机，CDMA路由器冲红灯电子警察典型配置冲红灯电子警察典型配置控制计算机数码相机闪光灯摄像机线圈检测器红绿灯检测器光端机线圈来车方向停车线卡口前端典型配置卡口前端典型配置控制计算机光端机全景摄像机局部摄像机局部摄像机局部摄像机线圈检测器线圈泛

8、光灯聚光灯来车方向前端设备软硬件平台前端设备软硬件平台 IPC工业控制计算机 RedHatRedHat Linux 9.0 Linux 9.0 标准配置：标准配置：Celeron 3.0Celeron 3.0G,256MG,256M内存，内存，4040G G硬硬盘盘 FS9200 Linux 2.6Linux 2.6 标准配置：标准配置：ARM9200ARM9200，64M64M内存，内存，256256M SDM SD卡卡前端设备软件组成前端设备软件组成 检测机程序检测机程序(C/C+)C/C+)通讯机程序通讯机程序(phpphp)摄像机控制程序摄像机控制程序 视频录像程序视频录像程序 看门狗

9、程序看门狗程序 板卡驱动板卡驱动 设备管理程序设备管理程序后端后端组成后端组成机房服务器交换机防火墙控制台管理终端 实时显示终端 报警终端查询录入处罚业务室违法处罚流程违法处罚流程前端设备FTP服务器录入终端处罚终端打印机数据库违法图片下载入库查询打印罚单布控报警流程布控报警流程前端设备通讯机1管理终端报警终端1应用服务器报警终端2通讯机2实时数据下发黑名单报警报警转发比对比对5 5）电子警察系统的核心技术）电子警察系统的核心技术（1 1）视频车辆监测技术）视频车辆监测技术 基于视频图像分析和计算机视觉技术对路面车基于视频图像分析和计算机视觉技术对路面车辆运行情况进行检测分析的集成系统。辆运行

10、情况进行检测分析的集成系统。（2 2）车牌自动识别技术）车牌自动识别技术 图像捕捉与获取、车牌定位、字符分割和字符图像捕捉与获取、车牌定位、字符分割和字符识别识别（3 3）视频摄像技术）视频摄像技术 全景摄像机和特写摄像机全景摄像机和特写摄像机 摄像机性能、摄像机的可靠性摄像机性能、摄像机的可靠性核心技术“电子警察”系统具有高技术含量，可以对超速、逆行、闯红灯、禁停、抢占公交车道等一系列违章现象进行自动、全天候的监控、执法和处罚。能实现这一系列功能的核心技术主要是车辆视频检测技术与车牌识别技术。车辆视频检测技术 所谓车辆视频检测器，是一种基于视频图像分析和计算机视觉技术对路面车辆运行情况进行检

11、测分析的集成系统。能实时分析输入的交通图像，跟踪图像中的车辆，以获得各种交通数据。全景摄像机作为视频传感器，最大程度的缩短了封闭道路的时间，可使用十多年 视频虚拟线圈的位置可以根据需要任意放置，其线圈功能属性也可以根据需要进行设置，寿命在25年 采用了数字信号处理技术(DSP)和先进算法，可以克服诸多客观因素、实现全方面控制车牌识别技术 车牌识别的流程可分为车牌识别的流程可分为车牌定位、车牌预处理车牌定位、车牌预处理、字符分割和字符识别、字符分割和字符识别四个步骤。四个步骤。一般的车牌识别技术只能达到一般的车牌识别技术只能达到90%90%左右。因左右。因为在进行车牌识别中，还存在一些难点，比如

12、为在进行车牌识别中，还存在一些难点，比如一些过于脏污、破损、扭曲的车牌，会造成车一些过于脏污、破损、扭曲的车牌，会造成车牌定位和字符分割的难度。牌定位和字符分割的难度。6 6）电子警察系统功能子系统）电子警察系统功能子系统（1 1）机动车闯红灯自动监测记录系统）机动车闯红灯自动监测记录系统 文字信息部分：违法事件发生的地点、时文字信息部分：违法事件发生的地点、时间、红灯时间和相关红灯结束时间间、红灯时间和相关红灯结束时间 图片信息部分：违法事件发生的过程、违图片信息部分：违法事件发生的过程、违法车辆的特征、违法事件发生地当时的交法车辆的特征、违法事件发生地当时的交通状况与特殊情况。通状况与特殊

13、情况。两张远景、一张近景照片组成两张远景、一张近景照片组成6 6）电子警察系统功能子系统）电子警察系统功能子系统（2 2）机动车超速违法监测系统）机动车超速违法监测系统 利用视频图像处理技术，对公路车道上的汽车利用视频图像处理技术，对公路车道上的汽车进行非接触式监控，以获得超速车辆车速、车进行非接触式监控，以获得超速车辆车速、车牌号码、违法照片等运行状态信息牌号码、违法照片等运行状态信息6 6）电子警察系统功能子系统）电子警察系统功能子系统（3 3）卡口车辆综合处理系统）卡口车辆综合处理系统 全天候对经过卡口的车辆进行实时记录和监测全天候对经过卡口的车辆进行实时记录和监测（车型、车辆颜色、车牌

14、号码、车辆时速等）（车型、车辆颜色、车牌号码、车辆时速等）6 6）电子警察系统功能子系统）电子警察系统功能子系统（4 4）移动式车辆稽查系统）移动式车辆稽查系统 对行驶车辆进行测速、牌照抓拍、识别和比对对行驶车辆进行测速、牌照抓拍、识别和比对，在不影响正常交通的情况下，能自动实时稽，在不影响正常交通的情况下，能自动实时稽查违规车辆，有效地进行交通执法。该系统既查违规车辆，有效地进行交通执法。该系统既可以借助专用的夹持件安装在车上移动使用，可以借助专用的夹持件安装在车上移动使用，也可以方便地架设在指定地点也可以方便地架设在指定地点6 6）电子警察系统功能子系统）电子警察系统功能子系统（5 5）压

15、黄线违法抓拍系统）压黄线违法抓拍系统 视频监控探头连上电脑，通过智能软件对监控视频监控探头连上电脑，通过智能软件对监控探头发送指令，实现对交通违法的自动搜索、探头发送指令，实现对交通违法的自动搜索、跟踪、识别车牌，并自动记录车辆的违法时间跟踪、识别车牌，并自动记录车辆的违法时间、图片及视频。、图片及视频。这种高清摄像头可以这种高清摄像头可以360360度旋转，具有度旋转，具有3636倍变倍变焦能力，能够自动搜索并抓拍方圆焦能力，能够自动搜索并抓拍方圆200200米以内米以内的目标，并且实现昼夜的目标，并且实现昼夜2424小时自动抓拍。对小时自动抓拍。对同一起违停，同一起违停，2424小时内不会

16、重复记录。小时内不会重复记录。7 7）电子警察系统的发展与完善）电子警察系统的发展与完善 闯红灯自动记录系统通用技术条件闯红灯自动记录系统通用技术条件 公路车辆智能监测记录系统通用技术条件公路车辆智能监测记录系统通用技术条件 二、驾驶员酒后驾车行为监测（酒精检测仪）二、驾驶员酒后驾车行为监测（酒精检测仪）每年约有每年约有25%30%25%30%的交通死亡事故与酒后的交通死亡事故与酒后驾车有关。驾车有关。世界各国都采取相应措施减少酒后驾车事故的世界各国都采取相应措施减少酒后驾车事故的发生，其中规定酒后驾车的人体血液酒精浓度发生，其中规定酒后驾车的人体血液酒精浓度界值就是其中一项措施。界值就是其中

17、一项措施。车辆驾驶员血液、呼气酒精含量阈值与检验车辆驾驶员血液、呼气酒精含量阈值与检验（GB19522-2004GB19522-2004）饮酒驾车：饮酒驾车：20mg/100ml20mg/100ml 醉酒驾车：醉酒驾车：80mg/100ml80mg/100ml2 2、酒后驾车行为的监测方法、酒后驾车行为的监测方法 驾驶员饮酒后身体内酒精浓度的检测，检测驾驾驶员饮酒后身体内酒精浓度的检测，检测驾驶员血液中的酒精含量和呼气中的酒精含量。驶员血液中的酒精含量和呼气中的酒精含量。呼气酒精检测：呼气酒精检测：湿化学法、气相色谱法、湿化学法、气相色谱法、电化学法及红外光谱法。电化学法及红外光谱法。检测仪器

18、有比色型、气体色谱型、燃料电池型检测仪器有比色型、气体色谱型、燃料电池型（电化学）、红外线型及半导体型。（电化学）、红外线型及半导体型。筛选性仪器和证据性仪器筛选性仪器和证据性仪器 燃料电池型和半导体型燃料电池型和半导体型 燃料电池型采用燃料电池酒精传感器作为气敏燃料电池型采用燃料电池酒精传感器作为气敏元件，电化学类型元件，电化学类型 血液酒精检测血液酒精检测1 1）酒精检测器结构）酒精检测器结构 检测探头、检测电路、显示装置检测探头、检测电路、显示装置3 3部分组成。部分组成。按照传感器分按照传感器分:气敏元件和电化燃料电池气敏元件和电化燃料电池 使用方式：纠违酒精检测器和车载酒精检测器使用

19、方式：纠违酒精检测器和车载酒精检测器 半导体型：氧化锡传感器，接触的气体中其敏半导体型：氧化锡传感器，接触的气体中其敏感的气体浓度增加时，电阻值降低。感的气体浓度增加时，电阻值降低。温度不同，对不同气体敏感程度不同。温度不同，对不同气体敏感程度不同。有加热元件，增加其敏感度有加热元件，增加其敏感度 气敏传感器是一种检测特定气体的传感器气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式。它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。最多的是半导体气敏传感器。它的应用主要有：

20、一氧化碳气体的检测、瓦斯它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂（气体的检测、煤气的检测、氟利昂（R11R11、R12R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等的检测等等 气敏电阻传感器的工作原理气敏电阻传感器的工作原理 :气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。气敏元件仪器简单、价格低。气敏元件仪器简单、价格低。但对其他气体（如汽油、但对其他气体（如汽油、COCO等气体）也有反等气体）也有反应，从而造成误检。应，从而造成误检。定性测量定性测量2 2）

21、电化燃料电池酒精检测原理）电化燃料电池酒精检测原理 直接把可燃气体转变成电能。直接把可燃气体转变成电能。采用贵金属白金作为电极，在燃烧室内充满特采用贵金属白金作为电极，在燃烧室内充满特种催化剂，使进入燃料室内的酒精充分燃烧转种催化剂，使进入燃料室内的酒精充分燃烧转变为电能，也就是在两个电极上产生电压，电变为电能，也就是在两个电极上产生电压，电能消耗在外接负载上。此电压与进入燃烧室内能消耗在外接负载上。此电压与进入燃烧室内气体的酒精浓度成正比。气体的酒精浓度成正比。3 3）车载式酒精检测器）车载式酒精检测器 4 4）其他酒精检测仪）其他酒精检测仪 新型红外酒精检测仪新型红外酒精检测仪 若干红外传

22、感器将会对反射回来的红外辐射信若干红外传感器将会对反射回来的红外辐射信号进行接收，人体内酒精含量的多少与红外辐号进行接收，人体内酒精含量的多少与红外辐射的吸收情况有着密切联系，通过观察反射回射的吸收情况有着密切联系，通过观察反射回来的红外辐射的光谱图形，就可以获知被检测来的红外辐射的光谱图形，就可以获知被检测者血液内的酒精含量是否超标。者血液内的酒精含量是否超标。激光酒精检测仪激光酒精检测仪 可对驾驶员是否饮酒进行远距离探测。利用光可对驾驶员是否饮酒进行远距离探测。利用光谱技术探测物质成分。空气酒精浓度谱技术探测物质成分。空气酒精浓度设计精浓度检测仪的框图 三、疲劳驾驶监测三、疲劳驾驶监测 2

23、001200820012008年全国因驾驶员疲劳驾驶造成年全国因驾驶员疲劳驾驶造成1 165466546人死亡，平均每年死亡人死亡，平均每年死亡227227人；因疲人；因疲劳驾驶共导致交通事故劳驾驶共导致交通事故4376443764起，平均每年起，平均每年发生发生54715471起。疲劳驾驶是引发重大交通事起。疲劳驾驶是引发重大交通事故的重要原因之一。故的重要原因之一。人是交通安全中最重要的因素，是交通安全的核心。在交人是交通安全中最重要的因素，是交通安全的核心。在交通事故人的因素当中，驾驶人疲劳驾驶在占据主要地位。通事故人的因素当中，驾驶人疲劳驾驶在占据主要地位。据统计，特大交通伤亡事故中，

24、因疲劳驾驶造成的约占据统计，特大交通伤亡事故中，因疲劳驾驶造成的约占4040左右左右，疲劳驾驶对安全行车已构成了，疲劳驾驶对安全行车已构成了严重威胁严重威胁。1 1）什么是疲劳驾驶）什么是疲劳驾驶道路交通安全法第二十二条第二款、第三款明确规定：“过度疲劳影响安全驾驶的不得驾驶机动车”。驾驶疲劳，是指驾驶人在长时间连续行车后，产生生理机能和心理机能的失调，而在客观上出现驾驶技能下降的现象。驾驶人睡眠质量差或不足，长时间驾驶车辆，容易出现疲劳。处于轻微疲劳时，会出现换挡不及时、不准确；处于中度疲劳时，操作动作呆滞，有时甚至会忘记操作；处于重度疲劳时，往往会下意识操作或出现短时间睡眠现象，严重时会失

25、去对车辆的控制能力。驾驶疲劳会影响到驾驶人的注意、感觉、知觉、思维、判断、意志、决定和运动等诸方面。驾驶人疲劳时，会出现视线模糊、腰酸背疼、动作呆板、四肢无力、反应迟钝、注意力不集中、判断能力下降，操作失误增加，甚至出现精神恍惚或瞬间记忆消失等不安全因素，如果仍勉强驾驶车辆，极易导致交通事故的发生。1 1）典型案例）典型案例 2007年5月7日凌晨5点40分许，云南省某交通汽车运输集团公司驾驶人廖某某驾驶一双层卧铺大客车，从浙江金华驶往云南省镇雄县路，行至贵州贵毕高速公路83公里+142米处，因疲劳驾驶，造成大客车驶出道路左侧，撞倒护栏翻下斜高137米的路坎下，共造成车上17名乘客当场死亡（其

26、中包括3名儿童）其余25名乘客受伤的特大交通事故。2）驾驶疲劳与高速行车关系 驾驶车辆高速或持续高速行驶时，驾驶人的注意力十分集中，始终处于高度精神紧张的状态，而随着速度的不断提高和驾驶时间的延长，驾驶人视线变窄，会逐渐出现疲劳感觉。尤其在道路情况单一，交通干扰少，速度稳定，行车中的噪声和振动频率小的道路上高速行驶，易使驾驶人产生单调感而困倦瞌睡。由此可见，驾驶车辆高速行驶，容易导致驾驶疲劳。宽宽窄窄高速公路行车容易疲劳 （1）高速公路特点：l 路面宽阔、固定参照物少、车流速度高l 既无交通信号灯控制和道路平面交叉，又无行人、非机动车和其他低速机动车干扰l 所有车辆都保持较高的速度各行其道有序

27、的行进（2）高速公路上行车的驾驶人的特点：l 精力始终处于高度紧张的状态，体力消耗增大l 会不知不觉地提高车速，甚至丧失制动减速意识l 长时间驾驶，会感到单调、枯燥，极易产生松懈或疲劳（3）高速公路行车的建议：在高速公路上行车2小时左右，选择就近的服务区休息一下；若感觉疲倦或有睡意时，不要在继续驾驶，应立即休息。3）驾驶疲劳的预防 预防驾驶疲劳是保证行车安全的最有效途径，当已经感到疲劳再去改善，就不如做好预防效果更好。（1）保证足够的睡眠时间和良好的睡眠效果 养成按时就寝和良好的睡眠姿势，每天保持7-8小时的睡眠；睡前1.5-2 小时内不饮食，睡前1小时内不多饮水、不进行过度脑力工作；卧室内保

28、持通 风、清洁，床不宜太软，被子不要过重、过暖，枕头不宜过高。（2)科学的安排行车时间，注意劳逸结合 科学、合理的安排行车时间和计划，注意行车途中的休息；连续驾驶时 间不得超过4小时，连续行车4小时，必须停车休息20分钟以上；夜间长时间 行车，应由2人轮流驾驶，交替休息，每人驾驶时间应在24小时之间,尽量 不在深夜驾驶。（3）注意合理的安排自己的休息方式 驾驶车辆避免长时间保持一个固定姿势，可时常调整局部疲劳部位的坐姿和深呼吸，以促进血液循环；最好在行驶一段时间后停车休息，下车活动以下腰、腿，放松全身肌肉，预防驾驶疲劳。（4）保持良好的工作环境 行车中，保持驾驶室空气畅通、温度和湿度适宜，减少

29、噪声干扰。（5）养成良好的饮食习惯，提高身体素质 膳食宜选择易消化、营养价值高的食品；多吃含维生素A、C、Bl、B2的食物，可以 防止眼睛干燥和疲劳；多吃纤维性食物，可以增强胃、肠的蠕动；多吃含钙量较高的食 物，可以减轻驾驶中的焦虑和烦燥感；饭量以七、八成为好，勿暴饮暴食；每餐间隔以 5-6h为宜，尽量做到定时就餐，切忌饱一顿，饥一顿；饮食应细软，不要狼吞虎咽，也 不要只吃干食，适量喝汤有助消化。4）改善驾驶疲劳的方法 当感到困倦时，切忌继续驾驶车辆，应迅速停车，采取有效施，可采取以下方法，适时的减轻和改善疲劳程度，恢复清醒。（1）用清凉空气或冷水刺激面部（2）喝一杯热茶或热咖啡或吃、喝一些酸或辣的刺激事物（3）停车到驾驶室外活动肢体，呼吸新鲜空气，进行刺激，促使精神兴奋（4）收听轻音乐或将音响适当调大，促使精神兴奋（5）作弯腰动作，进行深呼吸，使大脑尽快得到氧气和血液补充，促使大脑兴奋（6）用双手以适当的力度拍打头部，疏通头部经络和血管，加快人体气血循环，促进新陈代谢和大脑兴奋