浅谈车载动态取证系统之技术组成和功能实现

车载动态取证系统的发展历程

    什么是车载动态取证系统？

    目前，交通执法部门如交通警察、运输管理部门等，在公路现场处理违章事件时，经常会遇到一个最大的问题——取证难，例如无法记录车辆违章过程中的信息，或没有纪录到违章车辆的标志特征，导致违章行为难以处理；还有在进行车辆稽查时，无法查询车辆历史违章和未处理的违章信息；以及远程指挥中心无法获取执法现场具体情况（如照片、视频信息）等等。

    从现在来看，功能易于主机应无法获取到解决类似上述公路现场执法取证难的有效方案就是采用车载动态取证系统。该系统是指采用先进的数字视频处理技术，在警车或其他执法车辆上安装车载终端，对执法过程中的视音频信息、图片信息、雷达测速信息、GPS卫星定位信息等，进行采集保存处理；判定车辆是否违章驾驶；通过分析车辆特征信息辨认车辆是否存在未经处理的违章记录；系统还可通过无线网络将现场信息上传至指挥中心，后台软件可对违章数据进行检索、编辑、入库、生产罚单等后续处理工作。

    车载动态取证系统是随着数字视频处理技术的快速发展，针对现场执法的需求而兴起一项新兴技术。系统已经由简单的视频录像采集向智能化、网络化的方向发展。

    一、传统DV（数码摄像机）拍摄

    执法人员携带DV机对车辆违章行为进行拍摄是动态取证系统的雏形。而DV机取证的优势在于：设备成本低，易于操作。但DV机拍摄在车载环境下使用有以下问题：

    1．视频数据完整性不好，录像易被人篡改；

    2．证据信息量小，难以在拍摄违章车辆违章过程时，同时采集车辆标志特征信息（如车牌号码），缺少地理坐标（GPS卫星定位）等信息；

    3．不够专业，采用民用DV难以应付长时间恶劣环境下使用的需求；

    4．操作人员较为辛苦，由于DV只能拍摄车前方的信息，其它方向信息则需下车拍摄；

    5．DV拍摄的录像数据检索复杂，后处理需占用大量时间。

    二、车载硬盘录像机＋车载云台

    车载硬盘录像机+车载云台模式是将动态取证系统安装在执法车辆上，使用车载云台获取违章视频信息，数据存储在车载硬盘录像机中。该方案解决了大容量视频数据长期存储的问题；使用工业级的设备，确保设备在恶劣环境下长期使用的要求。

    不过，车载硬盘录像机方案虽然解决了民品设备车载环境使用不专业的问题，但在实际执法使用过程中还存在以下不足：

    1．传统的车载硬盘录像机不具备雷达测速仪接口，无法接入并记录雷达测速信息；

    2．不具备车辆特征信息智能识别功能，同时无法与历史违章数据进行比对；

    3．没有完整的后台处理软件，后台编辑处理所需时间较长。

    三、智能化、网络化的车载动态取证系统

    智能化、网络化的车载动态取证系统是专门为道路现场执法取证而设计研发，可记录完整的违章信息，并可对违章车辆的违章过程以及车辆特征信息进行智能识别；数据可通过无线网络与中心交互，向指挥中心实时上传违章信息。

    智能功能可以实现以下几点：

    1．违章行为的识别，通过视频数据分析目标车辆是否违章、违章类型，并可实现对违章车辆进行跟踪拍摄。

    2．车辆特征的识别（车牌识别），通过机器视觉自动分析识别车牌信息（包括车牌号码、车牌颜色等），并可将识别后的车牌与历史数据库进行比对。

    无线数据网传可采取以下模式：

    1.可通过移动网络运营商如中国移动、中国联通、中国电信的数据传输2.5G网络GPRS/CDMA/EDGE或3G网络WCDMA/CDMA 2000/TD-CDMA等模式传输取证数据。这一模式的特点是，运营商无线数据传输速率较低，一般只能上传低帧率的视频和照片等信息；主要优势在于网络覆盖率高，投资成本低。

    2.自建无线数传网络进行数据上传，主要包括：WIFI（IEEE 802.11）、WIMAX（IEEE  802.16）、OFDM（正交频分复用技术）等网传模式。并且，此类网络模式带宽较高，可满足清晰的视频传输，并上传完整的证据链，但自建无线网络投资成本较高。

目前市场对车载动态取证系统的需求

    一、证据链要完整可靠

    取证系统需提供执法人员完整的证据链，以便在当事人对执法机关的执法决定不服时提供准确、清晰的违章证据。

    证据链需具备以下特点：

    1．执法事件发生的时间、地点，能反映执法过程的视、音频录像资料，并可接入雷达测速仪等设备；

    2．采用水印或加密技术，录像或照片等信息应不可私自改动；

    3．证据必须准确、可靠，例如雷达测速误差值必须符合国标要求。

    二、具备智能化、网络化功能

    智能化、网络化是视频数字处理技术未来发展的大方向，车载动态取证系统也应符合技术发展的趋势。

    智能化技术可通过机器视觉大大节约人力资源，减少操作人员工作量，提高工作效率；网络化则通过无线网络传输功能，方便中心和车辆终端直接的数据交互，便于沟通。

    三、车载环境使用的需求

    系统应满足车载环境下高可靠性的要求；能在振动、颠簸、高温等恶劣环境下长时间无故障运行；环境适应性和电磁兼容等项目应符合国家相关技术标准。

    车载电源电压变化范围很大，取证系统电源应满足宽幅电压输入、抗冲击等性能；并尽可能的减小系统使用功耗。

一套优秀的车载动态取证系统应具备什么？

    一套有效的能满足以上需求的车载动态取证系统，就是可规范驾驶行为，降低因违章行驶导致的交通事故率；此外系统还具有预防袭警，保护警员等作用。它需要具备以下几点：

    一、强大的后台处理能力

    1．便捷的违章数据检索编辑

    车载动态取证系统获取的信息量很大，对全天的录像进行检索处理工作量也很大，如果全部视频回放检索，会造成了“半天拍违章，半天做罚单”的问题，且操作人员无法集中精力不间断地观看枯燥的道路视频图像。目前解决该问题的办法有：车载前端主机在抓取违章纪录的同时，对不同的违章信息分类标记处理，以降低后台检索的难度。

    2．数据长期存储

    车载动态取证系统前端获得到的数据经过处理后，需在后台数据库长期保存以备日后查找，如何解决违章信息长期存储是一个难题。从目前看，解决此问题的方法是可将数据存储在大容量的磁盘阵列中，并及时删除或转移过期数据。

    二、可操作性强

    目前市场上车载动态取证系统多为拼凑组装，例如手动改变摄像机角度或使用鼠标键盘操控，产品操作性能不好。因此，取证系统终端操作应简易实用，车载云台控制、雷达测速控制、视频数据显示回放控制等功能，应集中在一个专用的车载键盘或手控器上实现。

    三、智能化功能的实现

    由于车载动态取证系统在使用中，外界场景变化明显，因此实现智能功能技术难度很高，例如车牌识别功能，在天气或时段发生变化时，车牌识别的准确率会受到很大影响，这就要求车牌识别算法能适应不同环境变化的需要。

    四、无线网络传输功能

    证据无线网传的实时性、准确性、安全性要求高；应选择合适的无线网传的模式和加密方案。

    五、夜晚环境使用

    系统应具备全天候使用的性能，不受外界光线条件变化的影响，在夜晚低照度或黑光情况下可提供辅助光源补光功能，系统支持红外或白光等补光模式。

车载动态取证系统实现方案

    一、系统组成结构

    车载动态取证系统终端：车载终端安装在执法车辆上，用于对车辆的违法行为的取证；对车牌进行黑白名单比对，查询嫌疑车辆。

    网络传输设备：将车载终端取证信息上传中心。

    车载动态取证系统后台软件：分析处理违章信息。

    二、实现方案

    1．前端数据采集

    前端数据采集应该包括车辆违章过程的视频信息、违章车辆特征信息（车牌照片或视频）、违章车辆实时车速信息、GPS卫星定位信息等违章证据。

    2.违章证据纪录处理

    将前端采集到的数据信息使用大容量存储介质存储前端采集的信息；对特征信息进行智能分析处理（如车牌识别）；并与黑名单进行比对，查找该车辆是否有历史违章行为。

    3.后台处理软件

    后台软件对违章证据进行检索、编辑、剪切、并上传中心服务器；指挥中心可通过客户端软件与前端设备进行无线交互，了解前端实时信息。

    海康威视推出全新车载动态取证系统

    不同于目前常见的单一取证技术（如车牌识别或车速检测等），是一套为客户提供的从前端到后台处理的完整解决方案：采用高可靠的嵌入式结构，结合了希德威自主知识产权的车牌识别算法、数字视频编解码技术，以及雷达测速、GPS卫星定位技术、无线网络视频传输技术、夜晚补光技术等先进技术。该系统可广泛应用于公安威慑犯罪、执法取证、警员保护等领域。

    希德威科技车载动态取证系统之典型应用

    高速交警取证

    超速行驶、低速行驶、逆行、违章占道、违章停车、车辆稽查等。

    交管局取证

    违章占道、弯道超车、违章压线、逆行、车辆稽查等等。

    运管取证

    运管部门养路费稽查等。