高速公路机动车超速监测系统设计与实现

论文摘要

近几年来，在我国政府加强公共基础设施的导向下，高速公路发展迅速。目前高速公路网络正逐步形成。但是高速公路上的交通事故也一直呈现上升趁势。高速公路交通安全管理是高速公路运营管理系统的重要组成部分。它在保障高速公路行车安全、确保道路畅通等方面起着重要作用。因此，在高速公路上使用机动车超速监测系统有着十分重要的意义。本文通过分析高速公路超速信息系统的组成及信息采集和发布过程，研究了高速公路监控系统的一系列监控系统的硬件设备、相关的软件及其算法，设计出了一套适应高速公路超速信息采集的系统软、硬件。在这套系统中，主要对高速公路上运动的车辆以非接触的方式进行监控，并使用地感线圈测速技术对所有经过该线圈的车辆进行测速，使用专用软件和修正函数对所测试的速度经过修正、计算，可以得到所有经过该线圈车辆速度的准确值。系统将此速度的值与该系统设定的超速阀值做比对，即可判定该车辆是否超速行驶。如果该车辆被判定为超速，那么则通过CCD高速摄像机对超速的车辆进行摄像拍照，把记录的照片作为超速车辆违章的证据。然后通过高速公路的网络把违章车辆的车牌、型号、车速、违章时间等信息传输到收费站或指挥中心，并对这些车辆进行存档和进行相关的处罚。该系统还提供了一些的具有特性的功能，例如：超速报警，车辆流量按日、月、年等时间段的统计、违章的数据统计、查询等等，使得该系统的应用更具有智能化、自动化。另外，本系统可以通过对超速车辆违章信息的分析来提取出超速违章的共性，使高速公路管理部分能提出相对应的改进措施来保证道路交通安全行车，本套系统及其这些特性功能对进一步实现高速公路的道路安全有着重要的意义。本文所开发系统已应用在武汉-鄂州路段的汉鄂高速公路上，该系统运行有效地解决超速行驶的道路安全隐患问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究背景及意义
• 1.2 高速公路监控系统国内外研究现状
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 1.4 本课题的内容组织结构
• 第二章 相关理论与技术
• 2.1 系统使用理论与技术概述
• 2.2 设计依据
• 2.3 超速监测工作原理
• 2.3.1 系统工作流程
• 2.3.2 检测单元工作原理
• 2.3.3 线圈检测原理
• 2.3.4 超速车辆检测及车流量统计原理
• 2.4 系统的实现原理介绍
• 2.5 本章小结
• 第三章 机动车超速监测系统需求分析
• 3.1 项目简要概述
• 3.2 用户需求分析
• 3.3 系统用例功能分析
• 3.3.1 系统功能用例需求
• 3.3.2 系统功能用例分析
• 3.4 系统非功能需求
• 3.5 硬件系统技术参数
• 3.6 本章小结
• 第四章 机动车超速监测系统设计
• 4.1 系统的设计原则
• 4.2 系统总体设计
• 4.2.1 系统的组成部分
• 4.2.2 机动车超速监测中心系统
• 4.2.3 机动车超速监测通讯系统
• 4.2.4 机动车超速监测前端设备
• 4.3 软件系统设计
• 4.3.1 系统软件架构设计
• 4.3.2 系统软件功能设计
• 4.4 系统主要模块设计
• 4.4.1 前台监测系统
• 4.4.2 后台配置管理系统
• 4.5 系统数据库设计
• 4.5.1 数据库概念分析
• 4.5.2 物理表定义
• 4.6 系统的算法设计
• 4.6.1 视频背景的建立算法设计
• 4.6.2 车辆牌照定位算法设计
• 4.6.3 车型识别算法设计
• 4.7 通信数据包格式的设计
• 4.8 本章小结
• 第五章 机动车超速监测系统实现
• 5.1 系统实现环境
• 5.2 系统的实现流程图
• 5.3 系统的实现界面
• 5.3.1 系统管理员操作界面
• 5.3.2 系统工作人员操作界面
• 5.3.3 系统远程用户访问查询界面
• 5.4 系统实现的关键算法
• 5.4.1 视频背景建立的实现
• 5.4.2 背景像素值概率估计
• 5.4.3 牌照的定位
• 5.4.4 牌照的识别
• 5.5 系统文件的命名规则
• 5.6 系统关键技术代码
• 5.6.1 视频与系统相连接的程序
• 5.6.2 前台界面与后台数据库连接的程序
• 5.7 本章小结
• 第六章 机动车超速监测系统的测试
• 6.1 系统的测试环境
• 6.2 系统的测试方案
• 6.3 测试过程
• 6.4 系统的查询功能测试
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献