一、概述
1.1前言
近年來，隨著城市機動車數量的不斷增長，在帶來諸多便利的同時，也存在著一些問題。車輛違法行為層出不窮，交通事故頻頻發生，都給城市交通管理造成了一定的難度。在“向科技要警力、向科技要效率”的今天，充分利用高科技手段，開發和研制出可以糾正遏制交通違法行為，有效實現交通管理，提高交通運輸效率的產品顯的十分必要。目前國內外雖有類似產品先后被研發出并面世，但都或多或少存在著不足之處。產品大多采取標清攝像機加視頻采集卡的方式實現對違法車輛的記錄，雖然價格低廉，但穩定性欠缺，故障率較高，增加了維護成本和工作量。國外產品較為穩定，但功能相對比較單一，價格十分昂貴，不適宜全面推廣，大多只應用在一些要求非常嚴格的高端智能測速抓拍領域。
針對上述情況，公司推出了新一代窄波高清雷達測速抓拍取證系統HT3000-F。它相對HT3000-E測速儀有了很大的改進，在儀器上面增加了攝像機畫面顯示器，增加網線插口，操作簡便明了。同時 HT3000-F測速系統設計更加簡單輕便，更加靈活，系統應用高精度平板矩陣窄波測速雷達檢測、高清CCD工業攝像機抓拍圖片、控制抓拍主機、同步智能防眩補光燈（選配）、后備電源蓄電池供電和無線傳輸下載（選配）等技術，通過雷達測速取證，拍攝圖片，可自動抓拍違法超速的車輛，能夠適應多種惡劣天氣及夜間工作的全天候工作模式，可對路面上的超速違法行為給予打擊。
1.2設計依據
1.《中華人民共和國道路交通安全法》
2.《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》
3.《公路交通安全實施設計技術規范》 (JTJ074-2003)
4.《公路車輛智能監測記錄系統通用技術條件》（ GA/T497-2009）
5.《公安交通指揮系統工程建設通用程序和要求》（GA/T651-2006）
6.《公安交通管理外場設備基礎施工通用要求》（GA/T652-2006）
7.《公安交通指揮系統工程設計制圖規范》（GA/T515-2004）
8.《安全防范工程技術規范》(GB50348—2004)
9.《安全防范系統雷電浪涌防護技術要求》（GA/T670-2006）
10.《交通電視監視系統工程驗收規范》（GA/T514-2004）
11.《機動車超速自動監測系統》（JJG527-2007）
12.《機動車雷達測速儀》（JJG528-2004）
13．《道路交通安全違法行為圖像取證技術規范》（GA/T832-2009）
14. 國家和地方相關標準的規定
1.3設計原則
1、標準化：
測速抓拍系統按照公安部相關標準規范規定的技術要求進行設計，同時，在采用高清攝像技術方面又進行了功能和性能上的擴展。
2、可擴展性和兼容性：
由于用戶以后的需求會不斷增加，系統建設的規模將隨之擴大，在設計上，既要在功能上推陳出新，又要兼容舊的系統，以保護用戶的投資，因此我們采用模塊化設計，模塊間數據傳輸均采用標準的傳輸協議，任何一個模塊的升級短期內都不會影響到其它模塊的正常應用。
3、可用性：
我們的方案在充分考慮用戶實際情況，針對大多數用戶的需要，設計出可滿足各種需要的方案，并充分考慮了人為不可抗拒的其他因素造成故障的可能性；同時，也必須摒棄已經安裝應用的老的測速系統出現的各種影響系統穩定性的技術。
4、易用性：
測速儀采用一體化設計，模塊化的設計使安裝使用非常方便。用戶只需簡單的接線，并按相應的調試程序進行安裝調試就可達到***佳的應用效果。所有超速抓拍、實時上傳等工作均可輕松實現。
5、合理性：
嚴格以系統工程學及其它先進理論指導設計，使系統的各部分合理配置，有機融合并盡可能的發揮設備潛力和軟件功能，***大限度地提高性能價格比。
6、先進性：
充分利用科技進步成果，采用先進設備和軟件，使系統具有完備的功能，并且易于升級換代，在保證其先進性的前提下具有較長的生命周期。
7、實用性：
系統功能充分滿足用戶的實際需求，人機界面友好，易于使用、管理、維護、擴展。
8、可行性：
系統設計、選材、選型符合國家和地方政府的法規政策，與用戶及上級管理部門的管理制度相適應，與用戶在經濟承受能力方面的實際情況相吻合。
9、可靠性：
采取選用高集成設備，采用自動檢測、自動監控和容錯等技術來保證可靠性。
二、工作原理及系統結構
測速儀的工作原理為多普勒雷達原理：當雷達發射一固定頻率的脈沖波對空掃描時，如遇到活動目標，回波的頻率與發射波的頻率出現頻率差，稱為多普勒頻率。根據多普勒頻率的大小，可測出目標對雷達的徑向相對運動速度。
HT3000-F測速抓拍系統主要由CCD圖像采集單元、顯示屏模塊、平板測速雷達、電源模塊、鋰電池等組成，并有RS485、以太網數據接口，鋰電池一次充電可連續工作8小時以上，完全可以滿足正常的測速抓拍需求。
HT3000-F實物圖1
HT3000-F實物圖2
2.1雷達單元
測速儀工作原理為雷達所發射的高頻信號從處于在其作用范圍內的移動目標反射時改變頻率值（多普勒效應）。這種多普勒頻移正比于移動目標的速度。系統對車輛的圖像抓拍是指系統運用各種觸發方式對機動車輛進圖像拍攝，選擇可靠的抓拍觸發方式是系統具有高抓拍率的保證。
HT3000型平板雷達，具有測速精度高，能提供狹窄的輻射場型，保證狹窄的探測區域。被監控的目標車進入狹窄的探測區域之后，雷達測速儀發送觸發信號。在90%的情況下雷達在發送觸發信號的時刻，對應的車輛所在的位置會在±1.5m的狹窄的探測區域之內。當被監控的目標車離開探測區域的時候，該雷達測速儀會確認目標車已離開探測區域，并發送目標車的速度和車長。這種工作模式保證觸發信號和速度值屬于同一輛車，保證了測速儀的捕獲率。
HT3000型平板雷達技術參數如下：
振蕩頻率：24.15GHz
發射功率：小于10mW
無線波瓣寬度：5度（-3db）
雷達反應時間：小于0.1秒
電源電壓：直流10.5-14.5V
功耗：DC12V時，電流小于700mA
工作溫度范圍：-40~80攝氏度
相對濕度范圍：0~90%（非凝結狀態）
2.2攝像單元
采用逐行掃描2/3"CCD機芯，具有2048×1536的圖像分辨率。當檢測到有超速車輛經過時，攝像單元拍攝1－6張高清照片可選，并在前端本地進行存儲。攝像單元集成了***新的鏡頭設計技術，可使得在同一個照片中清晰的顯示司機面容和車輛牌照。
2.3顯示單元
高清晰高亮度的顯示單元保證了在陽光照射下仍可以看清測速儀抓拍的畫面，平均無故障工作時間3萬小時充分保證質量的穩定性。在非現場處罰使用條件下，調試完成后可按輕觸式電源開關關閉顯示器電源，以便節省電量。
2.4照明單元
在環境光線較弱或者夜晚時，要使數碼相機拍攝到清晰的照片，需使用輔助光源進行補光，通常輔助光源可以選擇恒定照明燈或者閃光燈。在夜間，閃光燈還可以有效抑止汽車大燈對成像質量的影響，在強光照射下（例如晴天正午），系統會自動調整攝像機的成像模式，抑止強光影響，保證圖片曝光正常，成像清晰。
三、系統功能
3.1車輛捕獲功能
系統設備采用工業化設計，一體化結構，使用方便，性能穩定可靠， 設備具有隱蔽性，可在不同路段進行固定、移動兩種方式進行*拍攝。300萬高清圖片，滿足單臺設備同時抓拍1-3車道的需求。
3.2車輛圖像抓拍功能
根據用戶設定的限速值等參數（測速范圍為5km/h～250km/h），系統能自動測量通過車輛的瞬時速度，可自動區分車輛行駛方向。根據不同路段規定設置限速值，準確拍攝超速車輛1-6張超速圖片，所抓拍的圖片能清晰顯示車輛的車牌號碼、車輛顏色、通行時間、地點、車速、限速、超速百分比以及行駛方向等。
3.3系統自動調節相機曝光功能
系統能夠根據光線變化自動調節相機曝光, 在環境無霧包括雨雪天、晚間無路燈照明等情況下，采用頻閃輔助光源進行補光，保證系統可在多種條件下清晰的抓拍違章車輛圖像，包括車牌顏色、車輛類型及駕駛人員的面貌特征等。
3.4違法車輛數據的保存
系統對違法車輛進行抓拍時，每次拍攝1－6幅圖片可選，拍攝形成的圖像文件以JPEG格式本地保存，可存儲上萬條數據信息。
3.5系統抓拍范圍
系統抓拍車道范圍達到3車道，測速范圍為5km/h～250km/h，抓拍捕獲率99%，并支持雙向車道超低速車輛測速。
3.6多種人機交互模塊
為便于操作使用，系統提供電源電壓顯示模塊，車速顯示模塊，畫面顯示模塊。模塊設計簡介易懂。
3.7違法數據統計檢索功能
系統提供超速車輛統計功能，可統計出某一時間段內的超速違法車輛數量，為交通的有效管理提供依據，提高交通通行效率。
3.8自動維護功能
系統具備自動維護功能，自動維護周期可根據需要進行配置，自動維護時對設備的參數重新初始化后可恢復到之前工作狀態。
3.9軟件功能及優勢
系統基于高效的車牌識別軟件具有超速自動抓拍，車牌識別率高達百分之九十五以上。軟件實現了實時視頻觀測和圖片預覽功能并可實時進行錄像、手動抓拍壓線違停等所有其它違章行為。
3.10窄波束雷達測速更準，杜絕電子狗偵測
系統采用高精度窄波平板雷達，測速精度完全符合國標要求，窄波束保證雷達不易被“電子狗”偵測到，并可同時監測來向和去向車輛。窄波束雷達之所以被稱之為窄波雷達，是因為其自身雷達發射波瓣角非常窄，也被稱之為單車道雷達測速儀，是從其運用的角度而言，因其波瓣角比較窄，雷達有效測量范圍，只限定在一個車道，有效的避免了相鄰車道的車輛速度干擾，所以被稱之為單車道雷達，而其又被稱之為平板雷達，是用戶從外觀上給出的直觀的名稱，普通雷達的發射天線是喇叭型，而窄波束雷達測速儀的發射天線是平板型的，比起普通的寬波雷達，其優越性在于其能有效的避免相鄰車道車輛的速度干擾，確保*取證的正確性、嚴肅性、唯一性。
3.11鋰電供電，超低功耗
整機正常情況下平均功耗20W左右，標配1塊鋰電可正常使用10小時以上。
3.12圖片防篡改
系統采用300萬像素高清CCD攝像抓拍單元對違法車輛進行抓拍取證，圖片上記錄車輛速度、抓拍時間、抓拍地點、行駛方向、防偽碼、設備編號等信息；并且圖片內嵌水印功能，任何對圖片的篡改都可以被檢測到，***大程度的保證了圖片的有效性。
四、系統性能指標
♦抓拍捕獲率：≥99%；
♦ 測速范圍：5—250km/h；
♦測速誤差：＜100km/h時，誤差不超過-6km/h～0km/h，
≥100km/h時，誤差不超過-6%～0%；
♦ 雷達精度：±1km/h；
♦ 雷達震蕩頻率：24.15GHz；
♦雷達發射功率：≤10mW；
♦ 無線波瓣寬度：5度（-3dB）；
♦ 雷達反應時間：＜0.1秒；
♦ 攝像機：300萬CCD逐行掃描；
♦快門速度：1/50秒～ 1/10000秒；
♦鏡頭接口：C類型；
♦ 監控車道：1～3車道；
♦ 抓拍延時：0.2秒；
♦ 記錄模式：1－6（可選）張/車；
♦ 存儲圖像容量：8G；
♦ 抓拍圖片分辨率：2048*1536；
♦ 圖片壓縮方式：JPEG；
♦ 報警輸出：1路；
♦ 數據接口：閃光燈接口1個，10/1000M以太網口1個。
♦ 傳輸方式：wifi、網線；
♦ 主機功耗：＜25W；
♦ 工作電壓：DC12V；
♦平均無故障時間：MTBF≥30000h；
♦ 平均修復時間：MTTR≤30min；
♦ 接地電阻：≤4Ω；
♦工作溫度：-30℃～+80℃；
♦相對濕度：＜95%，無冷凝；
♦ 尺寸：280*280*160（長*高*寬，單位：毫米）；
♦重量：2.2kg；
五、測速抓拍系統現場實景案例圖片
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