1.引言
闯红灯自动记录系统（俗称"电子警察"）作为交通管理部门用来自动监测机动车及其驾驶员违法行为的电子设备，其违法照片要求清晰辨别号牌号码、车辆类型、红灯信号、停止线等基本信息。由于电子警察系统采用的高清摄像机一般都是直流供电，而路口的交通信号灯是交流供电，经常会出现两者不同步造成抓拍的违法照片没有红灯信号，导致抓拍的违法照片无法作为违法处罚证据。本文提出了一种解决电子警察抓拍信号灯"眨眼"现象的方法，通过各地电子警察项目的实际推广使用，证明是一种行之有效的解决方案。
2.原因分析
目前，电子警察系统采用的高清摄像机一般都是直流供电，在交通路口中为了保证能够抓拍以80km/h或以上速度行驶的机动车，快门一般设置为1/200s（约5ms）-1/500s（约2ms）。交通路口的信号灯基本都是采用LED发光二极管做成的信号灯，采用AC220V交流供电，总电源经过一级变压成AC36V，然后分组给各个发光二极管供电。由于发光二极管为单向导通，交流电频率为50Hz，所以发光二极管只在交流电流的上半周导通发光，下半周是熄灭状态的，也就是说，信号灯工作时是以50Hz的频率在"眨眼"。由于正常人有视觉暂留现象，所以，肉眼是感觉不到"红灯"在眨眼的。交通路口常用的LED发光二极管信号灯电路原理图如图1所示：
图1LED发光二极管信号灯电路原理图
根据以上分析，摄像机的快门打开时间基本上≤5ms，信号灯工作时是以50Hz的频率在"眨眼"，且每次熄灭的时间≥20ms，如果摄像机启动抓拍时正好遇到"红灯"眨眼，则拍到的"红灯"为熄灭状态。如图2所示：
图2信号灯"眨眼"图
3.解决办法
充分考虑简单、易用、经济大方的原则，目前主要提出全波整流方式和半波整流方式这两种解决方案。
3.1全波整流方式
3.1.1全波整流电路改造原理
信号灯AC220V电源经过变压器变为AC36V后，接一个100W7A的桥式整流电路，转换为周期100Hz的直流脉冲电流，这样"红灯"工作时会以100Hz的频率"眨眼"，拍到红灯熄灭的概率会降低一半。如果想让"红灯"不眨眼，再桥接上一个1000uF的滤波电容，则"红灯"就不会眨眼了。改造后的信号灯电路如图2所示：
图3信号灯全波整流改造电路图
3.1.2全波整流电路改造元器件
1、全波：需选择100W7A的全波，或者几个小功率的全波并联，根据需要选择合适的全波。
2、滤波电容选择：400V47UF。耐压值应是输入电压的2-3倍，容量尽可能选择大些。
3、输出电压约为54V，因为电压升高较大，需要适当调整LED发光二极管的限流电阻，保证其在合理电源范围内工作。
3.1.3全波整流电路方案特点
全波整流经电容滤波后，输出电压纹波很小，极大提高了LED发光二极管的工作时间，不会存在LED发光二极管"眨眼"问题，性能稳定。不足之处是元件相对较多，选择较为困难，需要专门订制一块转接板，总体成本约需3-5元。3.2半波整流方式
3.2.1半波整流电路改造原理
半波整流电路的原理大同小异，改造后的信号灯电路如图3所示：
图4信号灯半波整流改造电路图
3.2.2半波整流电路改造元器件
1、整流二极管：1N5401。特性参数：最高反向峰值电压100V，平均整流电流3A，正向压降1.0V(3A)。
2、滤波电容选择：400V47UF。耐压值应是输入电压的2-3倍，容量尽可能选择大些。
3、若要满足负载的大电流需求，可以将2-3个1N5401并联。
3.2.3半波整流电路方案特点
半波整流给交流输出并联一个适当的电容，经电容滤波后，输出电压纹波较小，LED发光二极管的工作时间会显著增加，LED发光二极管"眨眼"时间将变得很小。该方案改造电路所需元件很少，焊接方便，简单可行，成本低廉，一个改造电路成本约1元。不足之处就是整体性能比全波略逊一筹。
4.解决效果
通过全波整流或者半波整流电路改造之后，可以保证信号灯的工作状态不"眨眼"，如图5所示：
图5信号灯"不眨眼"图
5.结论
综上分析，结合南昌市高清电子警察系统安装在70多个路口的现场验证，半波整流电路改造方案完全可以满足电子警察系统现场的使用需求，一般情况下建议采用半波整流方式作为解决电子警察抓拍信号灯"眨眼"现象的方法。
作者简介
敖卓森：深圳市傲天智能系统有限公司总经理
董少波：深圳市傲天智能系统有限公司工程师
林毅明：南昌市公安局交管局科研所
