大华黄牌车占道自动检测卡口系统V3.0

浙江大华技术股份有限公司 1 大华黄牌车占道自动检测卡口系统大华黄牌车占道自动检测卡口系统 （线圈（线圈+视频辅助检测）视频辅助检测） 解解 决决 方方 案案 浙江大华技术股份有限公司浙江大华技术股份有限公司 2013 年年 4 月月 浙江大华技术股份有限公司 2 目 录 目目 录录2 1.概述概述.5 1.1.系统简介.5 1.2.设计原则.5 1.3.设计依据.6 2.方案介绍方案介绍.8 2.1.系统组成.8 2.1.1.前端采集子系统 9 2.1.2.网络传输子系统 10 2.1.3.中心管理子系统 11 2.2.系统原理.12 2.2.1.黄牌车占道检测原理.12 2.2.2.线圈检测原理 14 2.2.3.视频车辆检测原理 17 2.3.技术指标.19 3.特点优势特点优势.20 3.1.行业内首家推出高帧率摄像机 .20 3.2.自主开发的智能交通专用 ISP 算法，图像质量更优21 3.3.接口丰富，摄像机集成度高 .21 3.4.全过程数据安全加密处理 .22 3.5.多重冗余的数据安全保障技术 .22 3.6.全系列产品自主研发.22 3.7.全嵌入式结构、无风扇设计，全机身散热22 3.8.摄像机内置车牌识别等智能算法 .23 3.9.低功耗，适合太阳能供电 .25 3.10.安装、维护简单，工作量小 .25 浙江大华技术股份有限公司 3 3.11.工业级设计适应室外恶劣环境 .25 3.12.前端设备的智能化.25 3.13.单车道独立运行能力.26 3.14.先进的视频检测算法.26 3.15.对光照气候环境良好的适应性 .27 3.16.准确抓拍无牌或者号牌遮挡车辆 .28 3.17.多车道、多车辆同时号牌识别 .28 3.18.车牌识别速度快.28 3.19.车牌识别像素、角度容忍度高 .29 3.20.车牌识别准确率高.29 3.21.双码流摄像机，同步支持抓拍和录像29 3.22.强光抑制功能.29 3.23.LINUX系统防病毒30 3.24.模块化设计，稳定性和扩展性强 .30 3.25.全系统设备运行状态自动监测 .31 3.26.采用工业级或军工级器件，超长寿命31 3.27.系统扩展性好.31 4.系统功能系统功能.32 4.1.系统功能列表.32 4.2.特色功能介绍.33 4.2.1.黄牌车占道自动检测记录功能.33 4.2.2.相机内实现号牌自动识别功能.33 4.2.3.相机内实现图片及录像记录防篡改功能.36 4.3.基本功能介绍.36 4.3.1.车辆捕获功能 36 4.3.2.高清录像功能 36 4.3.3.高清图片抓拍功能 36 4.3.4.车辆信息记录功能 37 浙江大华技术股份有限公司 4 4.3.5.速度测定功能 37 4.3.6.压、骑线抓拍功能 38 4.3.7.逆行抓拍功能 39 4.3.8.数据存储功能 39 4.3.9.数据传输与断点续传功能.40 4.3.10.远程系统管理维护功能40 4.3.11.Web 数据浏览功能.40 5.主要设备介绍主要设备介绍42 5.1.高清一体化摄像机.42 5.2.镜头.43 5.3.偏振镜切换控制器.44 5.4.智能交通终端管理设备 .45 5.5.智能闪光灯.46 5.6.LED 频闪灯 47 5.7.车辆检测器.48 6.配置清单配置清单.50 7.效果图效果图.54 8.售后服务承诺售后服务承诺57 9.1 三级售后服务体系58 9.2 售后服务机构和人员情况59 浙江大华技术股份有限公司 5 1. 概述概述 1.1. 系统简介系统简介 近年来，随着机动车数量的持续增加，交通堵塞现象越发频繁，尤其在绕 城高速、入京高速等区域，交通堵塞情况更是时有发生，同时大量低速行驶的 载货车，更大大加重了交通堵塞的状况。因此，上海、北京等地先后出台制度 禁止大型车辆长时间占用快车道。 针对此状况，我们提出黄牌车占道检测卡口方案，实时检测黄牌车占道违 法行为，并将数据上传相关管理部门，实现违法行为的集中处理，希望通过此 途径减少黄牌车占道行为，提高道路通行效率，改善交通堵塞的状况，降低交 通堵塞的概率。 大华黄牌车占道检测卡口系统采用纯视频检测方式，自动对视频流中运动 物体进行实时逐帧定位、跟踪、识别；无需破坏路面，安装使用方便；同时可 以进行逆行、压线等违法行为的检测，实用性很强。 1.2. 设计原则设计原则 结合当前技术发展状况及趋势，考虑项目建设和日后运行的成本以及交通 管理部门工作的特殊性，在系统的研发设计、生产制造、测试运行的过程中我 们严格遵循以下原则： 先进性：先进性：在投资费用许可和考虑系统实用性的前提下，系统采用国际上先 进的视频图像与数字通讯技术，确保系统在业界的领先地位。 可靠性：可靠性：系统设计、设备选型、安装调试等环节都严格贯彻质量条例，完 全满足国家有关标准要求，符合国家及行业的有关标准，确保系统能够长期稳 定、安全可靠的运行。 安全性：安全性：系统具有防计算机病毒的能力，有较强的抗干扰能力，具有密码、 多级控制级别、撤设防级别，避免出现遭到恶意攻击和数据被非法提取使用的 浙江大华技术股份有限公司 6 现象，保障了系统网络的安全。 可扩展性：可扩展性：由于技术和需求在不断的发展，对系统功能和建设规模、建设 质量的要求也将不断增多。在设计上，我们采用具备良好扩展性的系统接口和 模块化设计，当设备需要升级时，系统能实现平滑过渡，方便兼容旧系统。 规范性：规范性：由于本系统是一个严格的综合性系统，在系统的设计与施工过程 中我们参考各方面的标准与规范，严格遵从各项技术规定，做好系统的标准化 设计与施工。一切从实际出发，使智能系统具有较高的实用效能。这也是高清 监控系统在当今之所以能迅速兴起并发展的关键所在。 易维护性：易维护性：系统在设计时充分考虑其易维护性，以确保系统在使用过程中 出现故障时能在最短时间内恢复运行。系统具备设备日志记录、远程维护与管 理、故障及时告警等功能，以方便日常维护。 1.3. 设计依据设计依据 道路交通安全违法行为图像取证技术规范 GA/T832-2009 机动车号牌图像自动识别技术规范 GA/T833-2009 公路车辆智能监测记录系统通用技术条件 GA/T497-2009 公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求 GA/T651-2006 公安交通管理外场设备基础施工通用要求 GA/T652-2006 安全防范工程技术规范 GB50348-2004 报警图像信号有线传输装置 GBJ115-87 机动车测速仪 GB/T21255-2007 民用闭路电视监控系统工程技术规范 GB50198-94 计算机信息系统安全保护等级划分准则 GB17859-1999 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50343-2004 安全防范工程程序与要求 GA/T75-1994 视频安防监控系统技术要求 GA/T367-2001 安全防范系统验收规则 GA308-2001 安全防范系统通用图形符号 GA/T74-2000 浙江大华技术股份有限公司 7 邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收暂行技术规范 公安部城市报警与监控系统建设“3111”试点工程实施方案 公安部交通管理信息系统建设框架 遵循国家现行的其他相关规范和标准要求 浙江大华技术股份有限公司 8 2. 方案介绍方案介绍 2.1. 系统组成系统组成 黄牌车占道检测卡口系统主要由前端数据采集子系统、网络传输子系统、 中心管理子系统等部分组成。前端数据采集子系统通过线圈检测或视频跟踪和 分析技术获取车辆的经过时间、图片、车牌号码等数据。数据通过网络传输子 系统传输到中心管理子系统。中心管理子系统对数据进行集中管理、存储、共 享等处理。 系统设计基于分布式集中管理策略，通过多层次立体式结构，把系统前端 物理层、传输网络层、数据处理层和用户应用层有机结合起来，根据具体的单 点应用、区县级应用、地市级应用、乃至省级规模的大范围联网应用来灵活部 署，强化上级部门的管理职能、突出业务部门的应用职能，做到全网资源的统 一管理。 WEB 网络 存储 防火墙 核心路由器 DLP控制器 管理 存储 省监控中心 转发 车辆检 测器 闪光灯 LED灯 卡口主机 交换机 交换机 光纤发射器 光纤接 收器 光纤接 收器 汇聚交 换机 网络 存储 客户端 客户端 市监控中心 车辆检 测器 车辆检 测器 光纤发射器 车辆检 测器 智能交通终端 管理设备 智能交通终端 管理设备 智能交通终端 管理设备 智能交通终端 管理设备 闪光灯 LED灯 卡口主机 闪光灯 LED灯 卡口主机 闪光灯 LED灯 卡口主机 数据库 应用 管理 系统架构图 浙江大华技术股份有限公司 9 2.1.1. 前端采集子系统前端采集子系统 前端数据采集子系统对经过的所有车辆进行抓拍，获得车辆图像，并自动 实时地识别车牌字符和车牌颜色，记录下车辆经过的时间、地点、车牌号、行 驶方向等数据，并全部汇入网络传输子系统，传输至中心管理平台。 该部分系统由 200 万高清一体化摄像机、补光灯、车辆检测器（线圈+视频 辅助模式使用） 、智能终端管理设备、以太网交换机、光传输设备等组成。 200 万高清一体化摄像机：万高清一体化摄像机：系统采用的高清抓拍摄像主机为高清 200 万摄 像主机（16001200 分辨率监控一个车道，19201080 分辨率监控两个车道） ， 支持标准网络传输协议。 智能终端管理设备：智能终端管理设备：采用嵌入式高性能处理平台，内置大容量硬盘，可接 收来至高清摄像机的 JPEG 流、H.264 视频流，并进行图片、录像的前端存储。 支持 140 万、200 万、500 万高清监控摄像机的接入，具有图片断点续传、图片 录像检索等功能。内置工业级交换机。 补光灯：补光灯：当前大华卡口系统的辅助补光设备主要有闪光灯和 LED 频闪灯两 种方式，可根据前端现场的实际情况选择最佳的补光方案。 LED 频闪灯采用进口封装高亮度 LED，内置灯泡全部采用原装进口的美国 CREE 灯泡，发光效率为普通补光灯的两倍以上，防护等级为 IP66，等够适应 在室外的恶劣环境下长时间无故障作业。 闪光灯使用高亮、高性能灯管，通过散热型、便捷安装结构设计，具有过 压、欠压、过流保护功能，主要用于满足要求看清车牌和车内司机人脸效果等 应用。 车辆检测器：车辆检测器：检测是否有车辆通行，通过 485 接口与主机相连，触发主机 进行抓拍。 以太网交换机、光传输设备、以太网交换机、光传输设备、3G 路由器：路由器：网络传输设备。根据实际项目情 况，可选用光纤或 3G 网络传输方式。 安装示意图如下图所示： 浙江大华技术股份有限公司 10 传输网络 3 3G G路路由由器器 以太网交换机 配电箱 LED补补光光灯灯 车车道道1 车车道道2 智智能能交交通通 终终端端管管理理设设备备 智能高清摄像机 网络线 信号线 LED补补光光灯灯 智能高清摄像机 闪光灯 闪光灯 闪光灯同步信号线 黄牌车占道检测卡口系统安装示意图 2.1.2. 网络传输子系统网络传输子系统 网络传输子系统主要包括交换机、光传输设备等，实现前端采集子系统与 中心管理子系统之间的数据和图像信息传输。 （1）光纤传输：如果线路可到达，且施工成本可以承受，推荐建设光纤链 路作为前端与中心的数据传输通道，保证数据传输的实时性和可靠性。 浙江大华技术股份有限公司 11 组网拓扑图 （2）无线接入：使用 GPRS、CDMA、3G 等无线数据传输方式，不需要架 设线路。推荐通信线路无法到达或者架设线路成本较高，而卡点数据量不大、 实时性要求不高时使用。 （3）运营商线路：使用运营商的专用线路，以 ADSL/ISDN 等方式接入。 推荐卡点数据量不大，附近有运营商专线时使用。 推荐采用光纤传输方式，可以大量数据的稳定可靠传输。 2.1.3. 中心管理子系统中心管理子系统 中心管理子系统主要由设备接入、数据存储、集中管理和用户应用四大块 组成。主要实现前端数据的接收与存储、前端设备的管理、数据的应用等功能。 从系统的可用性和可扩展性上考虑，整个系统采用 C/S 和 B/S 相结合的模 式。C/S 模式可以提供友善的用户界面和方便的设备管理功能，B/S 增强了系统 浙江大华技术股份有限公司 12 的可部署性和可用性。结合两种模式的优点可以将整个系统的可用性提升到一 个新的高度。数据库服务器为功能强大的 ORACLE 11G 数据库，提高数据的可 操作性。 在中心系统中可以查看各设备实时上传的图片信息，实现对路面的实时图 片监控。通过客户端可以完成设备参数的设置，实现远程升级和系统维护。 根据用户需要，系统提供黑名单功能，实时将前端上传的图片与黑名单库 比对，发现布控车辆后通过软件界面、声音、短信等方式报警；系统按车牌、 地点、车道、时间等信息，进行单条件查询、组合查询和模糊查询等；系统可 按日、周、月、年等时间段，统计不同点位、不同设备的车辆信息，并以报表、 曲线图、柱状图等各种直观的方式显示出来。 中心管理平台各模块如下： 中心管理子系统示意图 2.2. 系统原理系统原理 2.2.1. 黄牌车占道检测原理黄牌车占道检测原理 大华黄牌车占道检测卡口系统的主要设备是嵌入式一体化抓拍主机。 内置视频车辆检测算法内置视频车辆检测算法：嵌入式一体化抓拍主机内置视频车辆检测算法， 浙江大华技术股份有限公司 13 算法通过逐帧分析视频流来跟踪、识别车辆、抓拍车辆。 内置车牌识别算法：内置车牌识别算法：嵌入式一体化抓拍主机内置车牌识别算法，可以在相 机内实现车牌识别，车牌颜色识别。 黄牌车占道检测卡口系统可通过三种方式实现。 3 3G G路路由由器器 以太网交 换机 配电箱 行行驶驶车车道道 智智能能交交通通 终终端端管管理理设设备备 网络线 信号线 LED补补光光灯灯 智能高清摄像机 闪光灯 闪光灯同步信号线 核核心心交交换换机机 存存储储服服务务器器 客客户户端端 管管理理监监控控中中心心 管管理理服服务务器器 应应用用服服务务器器 3 3G G路路由由器器 隔离带 行行驶驶车车道道 LED补补光光灯灯 智能高清摄像机 闪光灯 3G/CDMA 网络 方式一：相机内实现车牌识别和车牌颜色识别，过滤掉其他车辆信息，只只 保留黄牌车信息保留黄牌车信息，并将信息传输并暂存至智能交通终端管理设备，终端管理设 备通过网络将信息传输至监控中心做数据集中存储和处理。 方式二：相机内实现车牌识别和车牌颜色识别，通过车牌颜色将信息做初 步分类，黄牌车和其他车型分类传输并暂存在智能交通终端管理设备中，终端终端 管理设备只将违法占道的黄牌车传输至管理中心。管理设备只将违法占道的黄牌车传输至管理中心。 方式三：相机内实现车牌识别和车牌颜色识别，通过车牌颜色将信息做初 步分类，黄牌车和其他车型分类传输并暂存在智能交通终端管理设备中，终端终端 管理设备将所有信息分类全部传输至监控中心，由管理中心做数据分类处理。管理设备将所有信息分类全部传输至监控中心，由管理中心做数据分类处理。 鉴于本方案主要功能是实现黄牌车违法占道抓拍，因此建议采用方式一建议采用方式一， 可以大量减轻传输、存储以及管理环节的压力。 浙江大华技术股份有限公司 14 2.2.2.线圈检测原理线圈检测原理 当车辆（金属物体）经过埋设在路面的地感线圈时，将导致地感线圈电感 值减小。电感值的变化，使得车辆检测器的 LC 振荡电路的振荡频率变化。通 过公式，可以看出，在车辆检测器中，值是一定的，来自线圈的 1 2 f LC C 值是随着有车辆（金属物体）经过而变化的，则值变化，因此有 L f ，式中为无车辆（金属物体）经过时线圈的电感量， 21 11 22 f L CL C 1L 为有车辆（金属物体）经过时线圈的电感量，车检器通过精确检测振荡 2LLC 电路的频率变化可以准确判断是否有车辆经过。 地感线圈检测具有检测稳定可靠、检测速度准确等特点，配合高性能车辆 检测器，可以在 1ms 内检测到线圈中任一线圈发生的 0.01%的电感量变化，能 够准确地捕获车速在 5180 公里/小时的车辆，捕获率达 99%以上，并且可以 准确地检测到经过线圈的摩托车、轿车、卡车、工程车等各种车辆。 大华地感线圈检测技术具有如下优势： 1)抗干扰能力强，有效地解决了相邻车道之间的干扰，极大减少了误抓现象； 2)车辆检测器响应时间更短，运算速度更快，检测精度更高； 3)车辆检测器采用宽温器件，受环境影响小，具有更高的工作稳定性。 系统工作流程图如下： 浙江大华技术股份有限公司 15 车辆通过地感线圈时，车辆检测器检测到车辆通过的信号，并根据两线圈 间距和通过的时间差计算出车辆速度，并将抓拍信号发送给摄像机，从而触发 摄像机进行抓拍，摄像机将抓拍到的图片通过网络传输至中心服务器。 浙江大华技术股份有限公司 16 系统原理示意图 车辆触发 B 线圈时，系统记录下当前的时刻 TB； 当车辆触发线圈 A 时，系统记录下当前的时刻 TA，同时计算车辆的速 度，其中 DB为 B 线圈与 A 线圈之间的距离； BA B B TT D S 车辆检测器给出触发信号，触发高清摄像机进行图像捕捉； 同时，高清摄像机给出触发信号同步闪光灯补光； 高清像机捕捉到车辆图像，并生成图像储存在主机或智能交通终端管理 设备中。 系统对车辆图像进行处理，识别出车辆的信息，通过网络上传至控制中 心服务器中。 浙江大华技术股份有限公司 17 2.2.3. 视频车辆检测原理视频车辆检测原理 视频车辆检测原理如下图所示： 系统工作原理图 系统采用大华自主研发的视频分析算法，该算法利用模式识别技术和运动 检测跟踪技术对视频图像处理，分析每一帧图像数据，检测运动对象，准确、 快速的定位车牌位置，并识别车牌信息，最终实现卡口车辆触发，车牌识别的 功能。黄牌车占道检测卡口系统采用的视频分析算法主要包括： 牌照定位识别算法：牌照定位识别算法：系统从车辆进入检测区域的第一帧开始，逐帧对牌照 定位、跟踪、识别，通过对牌照的跟踪，来获取车辆信息，此算法可以保证在 有牌照且牌照无污损、无遮挡情况下，准确捕获车辆。 白天晚上 选择算法 系统启动 牌照定位 车灯轨迹跟踪 车辆轨迹跟踪 选择可信度高的识别结果 给出最终识别结果 系统结束 等待车辆 浙江大华技术股份有限公司 18 车辆运动轨迹跟踪算法：车辆运动轨迹跟踪算法：系统从车辆进入监测区域的第一帧开始，跟踪分 析车辆的运动轨迹，通过轨迹跟踪来获取车辆信息。此算法在无首尾相接的情 况下，可以对有牌和无牌车辆保持较高的检测率。 车灯运动轨迹跟踪算法：车灯运动轨迹跟踪算法：系统采用车前灯检测跟踪技术，通过对车辆车前 灯检测跟踪，来确定车辆的运动轨迹，获取车辆的信息。可以保证在不加频闪 灯的方式下，具有较高的捕捉率。 白天，系统通过牌照定位分析算法和车辆运行轨迹跟踪算法，双重分析， 选择可信度高的识别结果作为最终结果；晚上，系统通过车灯运动轨迹跟踪算 法来获取车辆信息。 为了保证系统在任何时段都有较高的捕获率，白天和晚上的算法切换采用 双重标准，一是时间、日期，二是环境参数，如亮度等。通过两种参数的综合 分析来准确掌握算法的切换时机，完成算法的自动切换，保证系统较高的车辆 捕获率。 算法优势：算法优势： a）可以对多种牌照进行准确识别； b）可以捕捉有牌车辆和无牌车辆； c）可选择是否对摩托车、行人触发； d）自动切换白天夜晚模式，24 小时全天候稳定工作。 浙江大华技术股份有限公司 19 2.3. 技术指标技术指标 摄像主机2/3“ 200 万逐行扫描 CCD，分辨率 1600*1200/1920*1080 图像压缩方式JPEG 高清视频格式标准 H.264 high profile 5.0 高清视频分辨率 1600*1200，150fps 可调（200 万） 1920*1080，150fps 可调（200 万） 监控车道12 车道 捕获率99% 号牌识别率 识别率95% 识别准确率90% 能识别蓝、黄、白、黑四种颜色车牌 号牌识别种类 民用车牌（除 5 小车辆），警用车牌，04 式新军用车牌， 07 式武警车牌及 2002 式新车牌 抓拍图片数量1 张/车 (或定制) 记录内容 车辆图片、车牌号码、车牌颜色、时间、地点、车道、行 驶方向等 智能终端管理设备 存储容量 标配 1T 容量 平均无故障时间 (MTBF) 30000 小时 工作温度 -30+70 工作相对湿度90% 工作电源AC220V/50Hz 绝缘10M(常温下) 浙江大华技术股份有限公司 20 3. 特点优势特点优势 3.1.行业内首家推出高帧率摄像机行业内首家推出高帧率摄像机 大华股份行业内首家推出高帧率摄像机，其中 200 万相机帧率高达 50 帧/ 秒，500 万相机帧率高达 25 帧/秒。作为交通管理事后取证系统的核心设备， 摄像机帧率提高具有非常重要的意义： （1） ，车辆定位更准确。 智能交通系统中车辆抓拍通常是提取车辆检测后的下一帧图像，因此帧间 隔时间决定了抓拍位置的准确性。 以车速 180km/h 为例，行业内通常用到的 200 万摄像机帧率为 12.5 帧，帧 间隔时间 80ms，理论上最大抓拍延迟距离为 4 米，而大华股份 200 万相机帧率 高达 50 帧/秒，帧间隔时间只有 20ms，理论上最大抓拍延迟距离为 1 米，而对 于 500 万相机，行业内通常使用的相机为 9 帧/秒，而大华股份 500 万相机帧率 高达 25 帧/秒，以车速 180km/h 为例，理论上最大抓怕延迟距离由 5.55 米缩短 为 2 米，车辆定位准确性提升了 75%，车辆定位性能大大提升。 （2） ，目标跟踪更精细，智能分析更准确 卡口或者电警系统对识别率的要求非常高，监控场景中适合抓拍的位置区 间往往只有 10 米左右，以车速 180km/h 为例，车辆经过时只需要 200ms，对于 行业内通常用到的 200 万摄像机帧率为 12.5 帧，可分析的帧数约为 2.5 帧，而 对于大华 200 万相机 50 帧摄像机，可分析的帧数约为 10 帧；对于 500 万相机， 行业内通常使用的相机为 9 帧/秒，可识别帧数约为 1.8 帧，而大华股份 500 万 相机帧率高达 25 帧/秒，可识别帧数约为 5 帧，可识别帧数大幅增加，识别率 也就相应提高。 （3） ，视频更流畅。安防行业中通常所说的实时图像，一般指 25 帧图像， 大华智能交通 500 万相机帧率已经达到实时水平，而 200 万相机更达到了前所 未有的 50 帧/秒，视频更流畅。 浙江大华技术股份有限公司 21 . 自主开发的智能交通专用自主开发的智能交通专用 ISPISP 算法，图像质量更优算法，图像质量更优 针对智能交通行业车辆速度快，图片和视频对控制策略有不同要求的特点， 大华自主开发了智能交通专用的 ISP 算法，抓拍和视频采用两套独立的策略， 可同时满足抓拍和视频对图像的质量要求。保证图片效果的同时提高了图像质 量。 一代相机白天图像效果 二代相机白天图像效果 一代相机晚上图像效果 二代相机晚上图像效果 . 接口丰富，摄像机集成度高接口丰富，摄像机集成度高 本方案选用的大华智能交通高清摄像机，具有丰富的接口，如多个闪光灯 同步接口、多个串口、I/O 输入端口、外部频率源同步输入接口等，基本上前 浙江大华技术股份有限公司 22 端所有的业务包括抓拍控制、补光同步、图像处理、算法识别都集中在高性能 的摄像机中，因此，前端系统架构非常简单，系统安装、调试、维护非常方便。 . 全过程数据安全加密处理全过程数据安全加密处理 大华新一代智能交通摄像机，采用前端所有数据加密策略，即，前端输出 的图片和视频都具有水印加密防篡改功能，从而保证了所有重要数据在源头实 现加密，提高了数据源头的安全性，同时，传输环节采用安全性非常高的加密 传输方式，平台接受数据后，首先对数据进行验证，确认数据安全后，做进一 步的处理。这样数据从源头、传输、平台三环节实现了全过程安全控制，保证 了数据安全。 . 多重冗余的数据安全保障技术多重冗余的数据安全保障技术 在前端通过布置数据缓存设备（SD 卡或智能交通终端管理设备） ，后端中 心平台布置应用服务器集群+存储阵列，辅于系统软件平台的综合调度功能以及 前后端通信链路来构成整体的综合存储系统。 当前端系统与中心平台链路畅通时，前端数据实时上传到后端中心平台， 当链路中断或其他故障时，前端数据则暂时保存在缓存设备中，等待链路修复 后再通过断点续传技术把缺失数据再补传至中心平台，同时，后端中心平台还 可以通过双机热备等手段来进一步提高整体系统数据的安全性。 . 全系列产品自主研发全系列产品自主研发 本系统涉及到的产品如智能摄像机、补光灯、智能交通终端管理设备、防 护罩等全套设备全部由大华自主研发，具备完整的知识产权，对产品的维修质 保提供完善的技术支持和售后保证，避免了由于产品来源于各家不同供应商而 导致的售后支持工作拖沓，各供应商之间互相推诿责任的情况；同时，可根据 用户实际需要对各项功能进行修改、增加，进行个性化定制，以满足各种执法 需求，不存在使用过程中造成的侵权、盗用等法律纠纷问题。 浙江大华技术股份有限公司 23 . 全嵌入式结构、无风扇设计，全嵌入式结构、无风扇设计，全机身散热全机身散热 大华卡口摄像机采用全嵌入式结构、无风扇设计，充分利用我公司在视频 图像监控领域的技术优势，主机硬件电路采用大华公司已在安防领域产品上应 用成熟的硬件平台，并根据道路卡口抓拍实际应用需要，对硬件电路进行了改 进和优化，在元器件选择上全部采用工业级或军工级芯片，降低了功耗，保证 了系统在恶劣条件下长时间可靠运行。系统采用 LINUX 操作系统，并专门针对 抓拍功能需要对代码进行了裁减和优化，软件功能较为专一，提升了 CPU 的工 作效率和整机的工作稳定性。 . 摄像机内置车牌识别摄像机内置车牌识别等智能算法等智能算法 高清嵌入式一体化摄像机，内置车牌识别功能。就是将传统模式中后端服 务器的车牌识别算法移植到前端相机中。采用动态视频识别技术，实现对视频 流每一帧图像进行识别，从而达到增加识别比对次数，提高识别准确率的目的。 车辆牌照的识别主要是基于图像分割和图像识别理论，对含有车辆号牌的 图像进行分析处理，从而确定牌照在图像中的位置，并进一步提取和识别出文 本字符。 识别的具体步骤分为车牌定位、车牌提取、字符识别。在自然环境中，相 机首先对采集到的视频图像进行大范围相关搜索，找到符合汽车牌照特征的若 干区域作为候选区，然后对这些侯选区域做进一步分析、评判，最后选定一个 最佳的区域作为牌照区域，并将其从图象中分割出来。 浙江大华技术股份有限公司 24 车牌定位示意图 完成牌照区域的定位后，再将牌照区域分割成单个字符，然后进行识别， 车牌识别算法采用基于模板匹配算法，首先将分割后的字符二值化,并将其尺寸 大小缩放为字符数据库中模板的大小，然后与所有的模板进行匹配，最后选最 佳匹配作为结果，通过这种多次比对的方式极大了提高了车牌识别的准确率。 浙江大华技术股份有限公司 25 车牌识别示意图 大型项目中，车牌识别算法分散到每个相机中，可大幅提高整个系统的反 应速度，降低后端服务器的压力、节省项目成本、同时降低了传输占用带宽、 避免了因服务器故障而造成的系统瘫痪问题，提高了系统的可靠性；在小规模 项目中，摄像机内置车牌识别算法，后端不用配置服务器，系统更灵活，实用 性更强。 . 低功耗，适合太阳能供电低功耗，适合太阳能供电 浙江大华智能交通系统设备综合采用了小尺寸、低功耗、嵌入式、集成化 的设计思想，前端系统设备总体功耗极低，不仅充分响应了国家“节能环保” 的号召，同时也使得系统适合于太阳能供电，减少了对于市电供电的依赖，增 强了系统部署的灵活性和适应性。 0.安装、维护简单，工作量小安装、维护简单，工作量小 由于采用一体化嵌入式设计的高清摄像机，无其他控制设备和繁琐的软件 设置，只需安装摄像机及进行简单连线。摄像机设置也非常简单，减少了安装、 维护的工作量，使用方的维护人员也更易上手。后期扩容也非常方便，只需增 加相应摄像机即可，不影响原有系统的正常运行。 1.工业级设计适应室外恶劣环境工业级设计适应室外恶劣环境 考虑到室外工作环境的需要，整个系统采用了独特的结构设计，采用特制 铝制外壳，外壳相当于芯片的一块大型散热片，因此可以充分利用主机的外壳 进行散热，进而保证了整个设备在夏季高温条件下运行的稳定可靠性。工作温 度为-30+70，可完全适用于内陆高温干燥地区。 除了良好的散热结构设计，系统所有设备和室外防护罩都进行了防锈、防 腐蚀处理，系统内部的电路板也进行了防潮、防腐和防雾等处理，确保系统在 各种天气状况下都能够正常、稳定运行。 浙江大华技术股份有限公司 26 2.前端设备的智能化前端设备的智能化 智能交通系统基于前端摄像机和智能交通终端管理设备的智能化应用主要 包括视频检测、视频分析、车牌识别、车身颜色识别等等。传统的实现方式是 通过运行在后端服务器的视频管理软件对前端摄像机传输回来的视频流进行智 能化的视频分析，从而实现对前端视频信息的智能化处理。在采用这种智能视 频实现方式的系统中，前端视频设备的职责是完成摄像的基本功能，只负责将 镜头拍摄的视频信息传输至后端，而不进行任何分析工作，前端视频设备的压 力很小；相反，对于后端服务器或后端管理软件，则不但需要负责日常视频的 实时浏览、视频录像即回放和日志事件的管理，同时还需负责对各路视频进行 智能分析，从而实现各种智能化的应用。 大量的视频信息传输至后端处理，不但给后端平台服务器软硬件资源带来 极大压力，同时也产生了系统响应速度慢、传输带宽资源被严重占用、大量的 存储空间被浪费等问题和弊端。 同样基于对智能交通应用的深入研究和分析，浙江大华将前端设备的智能 化变为了现实。通过前端摄像机和智能交通终端管理主机一对一的对接，将摄 像机的视频数据流输入控制主机，直接在前端就完成了视频检测、视频分析、 车牌识别等智能化应用，仅仅把用户关心、对用户有意义的分析数据传输至后 端平台，不但避免了传统智能化应用实现方式下的一系列弊端，也极大提升了 系统部署的灵活性与合理性。 3.单车道独立运行能力单车道独立运行能力 大华卡口设备每台摄像机配置相应的网络传输设备即成一套系统，完全不 受相邻车道摄像机和其它主控制设备的影响，具有单台设备独立运行能力。在 网络传输正常的情况下，即使有某个相邻的摄像机不能正常工作，也不会导致 整个卡口点位全部无法运行，大幅度地降低了系统故障时的漏拍率。 4.先进的视频检测算法先进的视频检测算法 系统采用国际最先进的计算机智能视频检测技术，通过对视频图像的逐帧 浙江大华技术股份有限公司 27 处理来实现车辆检测、追踪，无需外界信号触发，不用埋设地感线圈来建立外 界触发源，避免破坏路面，也无需外接红绿灯检信号，安装维护方便，节约项 目投资及减少维护成本。 浙江大华视频检测算法的先进性更体现在克服视频检测技术相关难题的优 越性上面： 夜间检测难题的解决：在夜间检测时，系统会运行强制车灯检测算法，当 系统确定天色已黑时，它会自动运行强制车灯检测算法，此算法将自动跟踪识 别车灯，从而减小夜间光线对检测精度的影响。 路面积水反光影响的解决：系统算法具有背景自适应、连续自动更新的功 能，它能够识别路上的任何背景干扰因素，如积水反射光、抛洒物、树木和护 栏的阴影等，如果有此类干扰背景存在于检测区域内，系统经过背景学习，会 自动将它们定义为背景物质，从而实现可靠的检测。 车辆阴影影响的解决：系统具有专门的阴影处理算法，它能够有效的识别 车辆及其阴影，将其定义为同一移动车辆，而不进行重复检测，从而消除阴影 对检测精度的影响。 摄像机晃动影响的解决：在大风天气条件下，摄像机会产生很大的晃动， 一般会影响图像处理，但我们的系统采用了特殊的图像晃动补偿处理算法，避 免了由于图像晃动造成的检测误差。 5.对光照气候环境良好的适应性对光照气候环境良好的适应性 很多车牌识别系统在阴天时识别率较高，晴天时反而下降甚至无法识别。 这是因为摄像机是针对监控需求设计的，如果让摄像机自行调节曝光强度，只 能依据图像中某一固定区域的平均亮度进行调节，调节方式一般是固定的、非 智能化的。阴天时，阳光透过云层散射后光照很均匀，上午和下午、东西向和 南北向没有多少差别，摄像机拍到的车辆、路面、景物都非常清晰。晴天时， 阳光直射到路面上、车身上，就产生了逆光、直射光的问题。逆光情况下，拍 摄方向与阳光照射方向相反，拍摄到的路面、背景较清晰，而车牌区域的对比 度很差不利于识别。直射光情况下，拍摄方向与阳光照射方向相同，拍摄到的 浙江大华技术股份有限公司 28 车牌区域很亮导致字符笔划较粗、相互粘连，而且我国的车牌都采用反光漆， 严重时会出现镜面反射，无法看清车牌号码。另外，车体表面的反光产生的亮 线、光晕也会对识别造成影响。牌照识别多数用于识别运动中的车辆，车牌区 域在整个图像中是不固定的，普通摄像机无法根据车牌区域进行调节。夜间环 境下车辆开启车灯，普通摄像机受大灯的影响减弱曝光强度造成图像车牌区域 很暗，无法看清号码，车大灯的光线还可能形成大面积光晕遮挡牌照区域。 我公司自主研发的环境光线动态分析技术、局部亮度反馈闭环控制技术， 能对图像整体亮度和车牌区域亮度实时分析、控制，并智能地调整摄像机的光 圈、快门、增益等曝光参数，动态跟踪光线的变化，对复杂的环境、气候及光 照变化具有良好的适应性，全天候都可拍摄到最清晰的图像，进而确保了极高 的车牌识别率。 6.准确抓拍无牌或者号牌遮挡车辆准确抓拍无牌或者号牌遮挡车辆 系统采用车牌与车辆模型相结合的视频车辆检测技术，对于无车牌或者为 了逃避抓拍故意将车牌遮挡的车辆同样能够准确抓拍，确保路口违章情况记录 准确、完整，为交管部门实施交通管理措施、违章处罚等提供可靠线索和依据。 7.多车道、多车辆同时号牌识别多车道、多车辆同时号牌识别 车牌识别不是一项孤立的技术，而是与实际应用结合紧密，市面上的一些 车牌识别技术将注意力仅仅放在识别率上面，对于多车牌识别能力鲜有提及， 而对于卡口监控多车道、画面中同时出现多个车辆的情况时，就需要系统具备 多车道、多辆车同时号牌识别的能力，否则就会漏车、漏识别现象。 浙江大华充分考虑到系统应用的各种实际情况，针对多车道、多辆车同时 号牌识别也进行了专门设计。不同于其他厂家的机器学习和模式识别等算法， 大华采用的是最先进的视觉分析算法，不仅能够在极短的时间内对画面中的所 有车牌实现快速定位、快速识别并输出识别结果，而且同样能够保证极高的车 牌识别率。 浙江大华技术股份有限公司 29 8.车牌识别速度快车牌识别速度快 车牌识别速度决定了车牌识别系统是否能够满足实时实际应用的要求。一 个识别率很高的系统，如果需要几秒钟，甚至几分钟才能识别出结果，那么这 个系统就会因为满足不了实际应用中的实时要求而毫无实用意义。 浙江大华智能交通车牌识别算法具有极高的识别效率，单车牌识别时间平 均在 40ms 左右，如此之快的识别速度能够很好地避免车牌漏识别，同时能够及 时地为其他智能分析应用释放出更多的系统资源。 9.车牌识别像素、角度容忍度高车牌识别像素、角度容忍度高 浙江大华车牌识别技术具有较高的识别像素、角度容忍度，识别车牌大小 范围可达到 75 像素到 220 像素；支持识别车牌存在一定程度的倾斜，倾斜 15以内都能够正常识别。这样对于车牌的大小、车辆出现在画面中的远近、 偏斜位置具有良好的适应能力，极大地提升了系统的实用性。 0.车牌识别准确率高车牌识别准确率高 车牌识别软件为我公司自主研发，具有软件著作权证书，采用的车牌识别 技术成熟，广泛运用于治安卡口、闯红灯系统、收费站、停车场、测速仪等， 具有大量的工程实践经验，在大量的实际工程应用中一直处于国内领先水平。 系统除了在中心平台配置车牌识别软件进行车牌识别外，还可支持在前端 摄像机内部嵌入识别软件进行识别，这种方式可大幅度降低中心服务器的运算 负荷，缓解数据处理压力，同时还解决了中心识别软件出现故障后整个系统都 无法识别的问题，具有单套设备独立运行能力。 1.双码流摄像机，同步支持抓拍和录像双码流摄像机，同步支持抓拍和录像 大华智能交通专用摄像机采用高性能 CPU，处理能力强，每台摄像主机在 正常抓拍图像的同时，可进行实时的视频浏览和高清录像，无需增加额外设备， 解决了以往仅靠图片造成取证困难、说服力不足等问题。录像分辨率可达到 16001200/19201080，可以在白天、夜间有辅助光源情况下实现清晰录像， 浙江大华技术股份有限公司 30 录像中能清晰地反映车辆的颜色，车辆类型，运动轨迹；并提供录像查询、录 像下载等功能。 2.强光抑制功能强光抑制功能 晚间车辆行驶时，前置大灯的强光正面照射摄像机，在画面上会产生强烈 的眩光。一般情况下摄像机拍摄的图片，会在画面上产生很大的光晕，使面上 几乎只能看见一片白球。本系统采用了特殊的补光技术，并对摄像机作必要的 改进，使摄像机拍摄的图片具有独特的、效果极佳的强光抑制能力，完全克服 了大灯眩光造成的大片光晕，车辆大灯周围完全看不到光晕；并且画面异常清 晰，大大地改善了夜间车辆图像的质量，从而保证了夜间车辆的牌照识别率。 夜间拍摄的画面效果（见下图） 。 3.LinuxLinux 系统防病毒系统防病毒 大华智能交通摄像机及智能交通终端管理设备均采用单任务、稳定性非常 好的专用嵌入式操作系统 Linux，而不依赖于我们所常见的微机操作系统 (Windows 和 DOS 等)，系统稳定可靠，可有效防止病毒入侵。 4.模块化设计，稳定性和扩展性强模块化设计，稳定性和扩展性强 系统采用分布式集中管理结构，可进行多层架构配置，上层管理中心可对 下层平台数据进行集中控制、调用、配置管理、综合分析等等操作；硬件设备 浙江大华技术股份有限公司 31 在选型过程中在秉承实用、安全、可靠的原则下，兼顾操作便捷度和扩展兼容 性，以适应技术更新、功能拓展、系统扩容、资源共享及其他功能需求变化。 软件平台采用先进的 JE22 架构，在开发之始就预留了大量接口，可针对外界需 求灵活变化，也可通过接口程序方式与其他外部系统进行无缝对接。 5.全系统设备运行状态自动监测全系统设备运行状态自动监测 中心平台可以自动监测全网设备的运行状态，包括前端摄像设备、网络设 备、服务器等，以图形化状态显示每台设备的工作状态，并能够提示正常、异 常、故障类型等信息。 6.采用工业级或军工级器件，超长寿命采用工业级或军工级器件，超长寿命 浙江大华智能交通系统摄像机等主要设备广泛采用了工业级或军工级电子 器件，系统的稳定性、可靠性大大优于市面同类产品，同时具有超长寿命，极 大程度上保护了用户的投资。 7.系统扩展性好系统扩展性好 大华智能交通嵌入式产品处理的是数字信号，与外界的数据交换仅仅通过 数据传输协议进行，因此设备独立性、可更换性、通用性都非常好，可灵活装 配、更换、升级。同时在智能交通设备在协议上与应用广泛的大华 DVR、编码 器相统一，保证了系统的通用性及兼容性。 各地智能交通系统发展状况不一，有些地区发展较快，或者在新的道路上 建造新的交通管理系统，有些地区发展较慢，只能尽可能地利用已有设备或系 统，争取花费最小的代价对原有的系统进行功能升级或模块添加。对嵌入式一 体化产品来说，其设备的独立性使其可以很灵活地嵌入到各类管理系统中，作 为其中的一个功能模块，对新系统来说大大减少了整个系统的藕合性，降低了 其复杂性和故障发生概率，提高了系统的稳定性和易维护性，对旧系统改造和 升级中，可以尽可能地利用原有系统或设备，添加或升级其中某一个功能模块， 对整个系统也只需很小的改动(如接口部分等)，从整体上大大节约了技资，增 加了系统效益。 浙江大华技术股份有限公司 32 4. 系统功能系统功能 系统功能及性能规划严格按照公安部颁标准公路车辆智能监测记录系统 通用技术条件（GA/T 497-2009）中的有关规定执行，并进行部分功能扩展。 4.1. 系统功能列表系统功能列表 功能名称功能名称功能概述功能概述 线圈检线圈检 测模式测模式 视频检视频检 测模式测模式 车辆捕获功能车辆捕获功能对进入场景的车辆进行捕获抓拍； 黄牌占道检测黄牌占道检测 功能功能 系统自动检测黄牌车占道违法行为，并将数据做 分类存储 高清图像记录高清图像记录 功能功能 准确拍摄包含车辆正面全部细节信息的高清图像； 视频检测功能视频检测功能 采用视频检测方式检测车辆通行，触发相机对通 过车辆进行抓拍记录 线圈检测功能线圈检测功能 采用地感线圈方式检测车辆通行，触发相机对通 过车辆进行抓拍记录 速度测定功能速度测定功能 对进入场景的车辆进行测速，并区分超速判别处 理； 压、骑线抓拍压、骑线抓拍 功能功能 对行使在两车道之间，压、骑车道线的车辆进行 抓拍记录； 逆行抓拍功能逆行抓拍功能对违法逆行车辆进行判别抓拍； 全天候高清成全天候高清成 像像 有效解决雨、雪、雾天以及反光和强光直射等问 题，全天候高清成像； 智能补光功能智能补光功能 通过摄像机控制 LED 补光灯或同步闪光灯进行 补光，提高捕获率，看清前排人脸特征； 浙江大华技术股份有限公司 33 号牌自动识别号牌自动识别 功能功能 根据捕获的目标照片，自动完成车牌号码识别和 车牌颜色识别； 车身颜色识别车身颜色识别 功能功能 从捕获的目标图像中识别出车辆的车身颜色和颜 色深浅； 高清录像功能高清录像功能 实现 24 小时高清视频录像功能，视频编码格式 支持主流的 H.264； 数据存储功能数据存储功能 系统采集的车辆图片、违章数据、高清录像等数 据支持前端存储和中心集中存储； 图片、视频防图片、视频防 篡改功能篡改功能 所有图片和视频都经过水印加密处理，并可检测 是否被篡改过； 数据传输功能数据传输功能 通过 FTP 或 TCP/IP 等多种方式将车辆图片等数 据信息上传到后端中心管理系统