海康威视高清智能卡口系统项目设计方案.doc

海康威视高清智能卡口系统项目设计方案1第1部分 海康威视高清智能卡口系统简介近年来，随着经济的快速发展，机动车持有量迅速增加，交通管理现状和需求的矛盾进一步加剧，与车辆相关的刑事和治安案件也逐年上升，特别是盗抢机动车辆案件。在此情况下，如何利用先进的科技手段提高交通管理水平，抑制交通事故，打击、预防涉车案件，镇慑犯罪分子，提高社会治安管理水平是当前公安交通管理部门亟待解决的问题。针对公安部门的需求以及我国的道路特点，杭州海康威视数技术股份有限公司开发出新一代的高清智能检测系统。系统利用先进的光电、计算机、图像处理、模式识别、远程数据访问等技术，对监控路段的机动车道、非机动车道进行全天候实时监控并记录相关图像数据。前端处理系统对所拍摄的图像进行分析，从中自动获取车辆的通过时间、地点、行驶方向、号牌号码、号牌颜色、车身颜色等数据。并将获取到的信息通过计算机网络传输到卡口系统控制中心的数据库中进行数据存储、查询、比对等处理，当发现肇事逃逸、违规或可疑车辆时，系统会自动向拦截系统及相关人员发出告警信号。为交通违章查纠、交通事故逃逸、盗抢机动车辆等案件的及时侦破提供重要的信息和证据。系统采用高性能工业摄像机作为前端的信息采集设备，图像分辨率高达16001200像素，能够在一张照片上清晰的显示车辆的所有细节信息以及司机的面部特征，并具有很高的车牌自动识别率。高清智能监测系统能及时准确地记录经过卡口的目标信息，不但可以随时掌握出入辖区的车辆流量状态，对超速等违章行为进行处罚，还可以准确记录相关数据信息，为公安刑侦提供重要的参考依据。该系统已在全国多个省份的卡口项目中成功应用，并获得了良好的效果！第2部分 设计原则本设计以行业标准作为设计依据，结合现场的具体情况，用最佳设计方案体现最高的性能价格比，是本方案设计的指导思想，也是本方案设计的基本出发点和追求的目标。本设计主要贯彻“高质量”及“低价格”两条主线来进行设计的。先进性：在投资费用许可的情况下，系统采用当今先进的技术和设备，一方面能反映系统所具有的先进水平，另一方面又使系统具有强大的发展潜力，以便该系统在尽可能的时间内与社会发展相适应。可靠性：系统的可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。鉴于本系统的应用性质，其运行可靠性应得到充分保证。系统最重要的就是可靠性，系统一旦瘫痪的后果将是难以想象的，因此系统必须可靠地、能连续地运行，系统设计时在成本接受的条件下，从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等各方面均应严格要求，使得故障发生的可能性尽可能少。即便是出现故障时，影响面也要尽可能小。系统具有防盗、耐高温、抗寒、散热排风等基本功能，使用的各类电气接线端子、过载、漏电及断路保护装置、避雷装置等装置，均符合国家有关电气安全标准要求。系统具有因意外事件宕机后自动重启功能。安全性：对于一个系统来说，其内外部的安全性也非常重要，应具有密码、多级控制级别、撤设防级别；操作人权限可划分为系统设置、超级用户、值班员等，各种系统控制、报警时间应具有记录及共享功能。网络环境下系统软硬件平台、信息传输加工和数据存储共享等应把安全性放在首位，加强整个系统的安全防护体系建设，保障系统网络的安全可靠性，避免遭到恶意攻击和数据被非法提取、使用的现象出现。可扩展性：系统设计时应充分考虑今后的发展需要，系统应具有预备容量的扩充与升级换代的可能。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的增多。因此，在系统设计上，系统接口应具备良好的扩展性，当硬件设备升级时，增加的新设备应和原有的设备具有一致性接口，实现硬件设备升级系列化、模块化。系统应方便兼容更高分辨率的高清晰摄像机，且无需改动软件，仅通过软件设置即可实现。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应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。一切应从实际出发，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：系统应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。系统应具备设备日志记录、远程维护与管理、故障及时告警等功能，以方便日常维护。第3部分 设计依据第4部分 系统整体描述根据怀化市交警支队的实际要求，本次系统对进出城5个方向建设卡口管理系统。对双向6车道进行安装6带抓拍摄像机同时安装2台全景摄像机进行24小时不间断录像。采用了先进的光电摄像机、计算机、图像处理、视频检测、号牌识别、远程数据访问等先进技术，对监控路面过往的每一辆机动车的车号牌图像和车辆全景图像进行连续全天候实时记录，系统可以根据所拍摄的图像自动进行车牌自动识别，提供车辆过往信息,并自动提取出识别的车牌号码、车牌颜色、车辆类型、行驶速度等，报警系统并通过此信息实时与地区的卡口黑名单库自动进行比对，分析出当前车辆是否为系统黑名单车辆，若发现有与之相符、相似的车辆信息；提供出对应路口的交通流量、占有密度、平均时速、占有率等交通信息，路口全天不间断的监控录像信息，软件具有录像回放功能。 4.1 系统性能指标项目指标车辆捕获率（5km/h180km/h）99，能准确捕获中线行驶车辆。牌照识别率白天车辆号牌识别率98%，号牌识别准确率95%；夜间车辆号牌识别率97%，号牌识别准确率95%；车牌颜色：黑、白、蓝、黄、绿。识别牌照种类民用车牌（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。车身颜色识别准确率深浅分类准确率80%；9种常见颜色车辆的识别率70%。可识别的车身颜色类别深色、浅色区分；识别9种常见车身颜色。系统单次处理时间800ms。测速误差车速在0km/h100km/h时，误差不超过-6km/h0km/h；车速在100km/h以上时，误差不超过-6%0%。车型判别2种(大、小型)。图像分辨率16001200pixel。图片格式及占用空间JPEG2000，24bit 彩色，每张约200KB。智能工业摄像机终端服务器车辆信息存储容量大于120万辆车信息。系统接口RJ45，100MB以太网。供电电压AC 154V264V，48Hz52Hz。系统总功耗（双向四车道、雷达测速）400W环境温度-10+60环境湿度在+40时，95，无凝结平均无故障连续运行时间MTBF10000h4.2 系统概述功能系统功能描述表：功能名称功能描述基本业务功能目标图像捕捉对经过卡口的所有目标的图像进行捕捉。汽车号牌识别从捕获的目标图像中识别出车辆的车牌号码。车身颜色识别从捕获的目标图像中识别出车辆的车身颜色和颜色深浅。断面车流量对断面车流量进行统计。断面车速对断面车速进行检测。时间占有率通过对捕获的信息进行分析统计出时间占有率。数据查询管理对数据库中的数据进行实时和远程查询。设备状态监测对设备的运行状态进行监测管理,保证设备的正常运行。设备防盗监测对前端设备运行安全进行监测，以防被盗窃或人为损坏。通讯状态监测对系统运行中的通讯状态进行监测，保证数据的正常传输。远程维护管理通过WEB程序,用户可以远程对应用软件进行在线维护。事件日志记录对应用软件运行中发生的各类事件和异常信息记录到日志中。系统自动校时前后端设备按照设定的周期自动校时，保证数据的一致性扩展业务功能车辆统一布控对各种被盗抢车辆、交通肇事车辆等黑名单车辆进行联网布控。车辆轨迹显示可以为GIS系统提供接口，通过图形化的方式显示车辆运行的路径。跟车关联性分析对相邻数据进行挖掘，获得破案线索套牌车辆检测对选定区域选定时间段内车牌信息进行重复比对第5部分 系统详细设计5.1 系统构成5.1.1 系统结构图【图】系统结构图5.1.2 现场布局示意图以双向6车道带非机动车道为例，监测点的布局示意图如下：【图】现场布局俯视图【图】抓拍摄像机视野覆盖图【图】现场布局侧视图在本系统中每个车道只需要采用1台200万像素的高清智能高清摄像机即可覆盖整个车道，保证视场范围的全覆盖。5.1.3 硬件设备配置每个车道配置一个智能高清摄像机作为抓拍摄像机、一台闪光灯（如果没有看清人脸的需求可配置一台LED补光灯代替闪光灯）、一组线圈。每个方向车道配置一台全景摄像机供抓拍路段面情况。（可选）图像捕获、自动识别等功能都在摄像机内完成，摄像机通过交换机与终端服务器相连，将捕获的图片和识别结果发到终端服务器。每个卡点配置一台终端服务器， 负责从摄像机处接收数据，并将数据通过网络传送到指挥中心，同时可保存数据在本地。需测速的卡点配置一台车辆检测处理器，接收线圈信号，并将触发信号发给抓拍摄像机。无测速要求的卡点，用虚拟线圈的方式进行触发，高清摄像机里面集成视频触发软件，对经过卡点每个车辆进行抓拍。每个卡点配置一台UPS不间断电源。每个卡点配置一个落地机柜，放置上述的终端服务器、车辆检测处理器、UPS不间断电源，以及交换机、光纤收发器、光端机等网络通讯设备。5.1.4 前端卡口系统前端卡口系统由检测线圈、车辆检测器、高清智能工业摄像机、智能工业摄像机终端服务器等主要设备组成，设备内部各主要功能模块工作流程如下图所示：【图】系统工作原理图1) 车辆检测模块检测到车辆通过时，输出触发信号给主流程模块，车速测量模块则通过RS485串口发送车速信息给主流程；2) 主流程模块接收到触发信号后输出控制信号给成像与控制模块，由成像与控制模块对补光模块进行控制，在根据主流程模块的指令进行控制的同时也将当前状态反馈，以便主流程模块修正其控制指令。然后主流程模块控制进行图像采集、识别车辆牌照、识别车身颜色，并将识别结果传输到结果装配与通信模块；3) 结果装配与通信模块负责将数据进行装配打包，上传给车辆信息与设备管理模块，同时负责获取前端设备的状态，并将状态上传给车辆信息与设备管理模块；4) 车辆信息与设备管理模块将接收到的车辆信息进行分析、判断、存储，然后将需要上传的数据发给通信与远程维护模块；5) 通信与远程维护模块将待上传的数据传输给通讯服务器，同时负责获取前端设备的状态，并将状态上传给通讯服务器，通讯服务器亦可通过该模块对前端设备的软件进行远程自动更新；6) 监测与恢复模块定时同主流程模块进行通信，监测设备的运行状况，在设备故障时尝试进行自动恢复；7) 启动引导与监测恢复模块定时与车辆信息与设备管理模块进行通信，监测设备的运行状态，在设备故障时尝试进行自动恢复；同时负责启动引导其它程序，使设备恢复正常工作。5.1.5 通信传输系统通信传输系统的主要功能是：实现把采集到的车辆信息，包括车辆图片、经过的时间、车型、车辆牌照、车型、速度、行驶方向、是否超速违章等信息发送中心服务器同时也能够将中心的控制信号传输至前端。本次设计推荐采用以太网光纤收发器配合单模光纤在前端系统与中心系统之间构建传输网络，可以通过路边的接线井进行布线，在没有接线井时，采用地下铺设管道或架空的方式。传输至卡口分中心的图片及数据信息全部上传至监控专网，为各个子系统提供数据源。5.1.6 中心管理系统后端的硬件构架主要是由应用服务器、WEB服务器、数据服务器、磁盘阵列、客户端及本地网络设备等部分组成。应用服务器：接收来自前端数据采集部分的数据并对其数据进行处理，处理后的信息和图片保存到数据库服务器内保存。Web服务器：响应用户远程请求，提供用户在线数据查询、在线数据统计、远程维护管理等远程服务功能。数据服务器：提供数据库管理软件的安装平台，控制对数据库管理系统数据访问权限、为数据查询、统计及运算等数据操作提供内存空间，并和其他数据库服务器共同承担因数据操作带来的工作压力，实现负荷均衡和性能上的优化。磁盘阵列：将多个高性能大容量组织成阵列的方式，以某种优良的数据存储技术来存储海量数据，并对海量数据实现优化管理，以达到数据扩容的功能和提供最优的数据服务性能。客户端：监控人员通过客户端对数据进行查询、整理、处罚等等操作。5.2 系统软件简介5.2.1 实时监控需求：当用户进行了布控设置后，每一条新加入数据库的车辆信息都要与布控信息进行比较。当车牌识别信息与系统布控车牌比对一致时，系统以声音（外接音箱）和信息高亮显示的方式来提醒值班人员，并在报警界面上显示车牌号码、通行时间、车道位置、车辆大图和布控车辆图片对比、布控民警信息等报警信息，提示处理，同时报警信息保存到数据库中。功能：实现接收服务端消息并实时显示过车信息到界面以及比对报警功能。【图】数据显示过滤条件【图】报警详细信息查看5.2.2 数据查询需求：数据查询的条件介绍如下，1、 车辆信息1) “号牌号码”需要选择省名汉字和手工输入字符串，支持全部匹配和部分匹配。2) “车身颜色”分为白色、灰银、黑色、红色、蓝色、黄色、绿色、棕色、粉色和无色等10种。3) “车身颜色深浅”分深色和浅色。4) “号牌颜色”分为蓝色、黄色、白色和黑色等4种。2、 时间条件一年内任一时间段内（按照年月日时分来分段选择）。可选择某一时间段，也可单选某一分钟查询。可不选择日期（年月日），只选择某一时间段（时分）查询每一天的特定时间段的车辆信息，如：导出3月20日至3月30日的0时至5时的车辆信息。监测信息1) “监测点名称”对应前端的终端服务器。2) “车道名称”对应前端的摄像机。本系统最大支持50个车道。3) “监测方向”包括上行、下行。3、 布控信息1) “报警类型”包括数据库中定义的各种布控事件类型。2) “布控单位”显示布控单位列表。3) “处理单位”显示报警信息处理单位列表。功能：实现按用户输入条件查询数据功能。【图】数据查询界面【图】车辆图像浏览（放大、缩小、另存、打印、前后浏览）5.2.3 跟车关联性分析需求：针对刑侦时犯罪团伙车辆经常结队出来活动的特点，对犯罪嫌疑车辆进行信息查询时，分析其相邻车辆号牌，挖掘出有关联的车辆，为破案提供线索。功能：实现对跟车关联性分析、比对处理、打印和导出功能。【图】关联性分析界面【图】嫌疑车辆图片【图】关联性车辆和布控信息比对界面【图】关联性车辆图片5.2.4 套牌分析需求：选择几个监测点，对选定时间段内的过车信息进行比对，若检索出相同的车辆信息，则通过表格显示，提请人工确认后写入布控车辆数据表内。功能：实现对套牌车辆检测、布控处理、打印和导出功能。【图】套牌分析界面【图】对套牌车辆直接布控5.2.5 字典管理需求：维护系统所需要的数据字典。要求用户可以方便的对诸如车身颜色、号牌类型、号牌颜色、监测方向等交通参数进行定义。根据数据字典类型和字典的值进行新增、修改、删除，查询等操作。功能：实现对字典信息的增删改查功能。【图】字典管理【图】字典管理查询5.2.6 报警管理需求：对不同的报警类型设置个性化的报警声音，可以更快的响应报警事件。功能：实现对报警声音设置功能。【图】报警设置界面5.2.7 设备管理需求：设备管理功能分为设备状态查询和设备维护。设备状态查询使得用户可以方便查看所有设备（终端服务器和摄像机）的状态，系统提供清晰明了的界面显示方式显示设备的连接状态。设备维护包括前端摄像机和终端服务器的增删改等维护操作，通过封装的通讯动态库和前端设备通讯。功能：实现对设备信息的增删改查功能。【图】设备管理界面5.2.8 手动布控管理需求：布控设置是指用户通过client端界面对数据库中相关表项进行设置。软件提供布控输入的操作界面，布控数据可以通过客户端直接添加到服务器数据库，用户可以对布控库进行修改、删除、增加和模糊查询，其中可以单一手动布控和批量导入（Excel）。并且可以和其他相关系统的数据库中的布控信息表定期更新同增减，保持信息的一致性。功能：实现对布控信息的增删改查撤控功能。【图】手动布控界面5.2.9 批量布控管理需求：由于逐条布控比较繁琐，如果需要布控的数据平时有记录的excel文档，可以将规定格式的Excel布控信息文件导入到数据库中的布控信息表中，可以大大节约时间提高效率。功能：实现对布控信息的批量添加功能。【图】批量布控界面5.2.10 用户管理需求：根据角色，增加用户。选择一个角色，增加一个相对于这个角色的用户，可以进行新增，修改，删除操作。功能：实现对用户的增删改操作以及用户角色的关联操作。【图】用户管理界面【图】用户角色设置5.2.11 角色管理需求：维护角色信息，赋予角色不同的功能。对角色进行新增，修改，删除操作。功能：实现对角色的增删改查操作和角色功能的关联操作。【图】 角色管理界面【图】角色功能设置界面5.2.12 信息导出需求：系统数据存储时间有限，有时候业务需要的数据可以先导出，然后慢慢分析。分为车辆数据导出和车辆图片导出两部分。车辆数据导出根据选择的导出条件，将数据库中相关信息导出，保存为Excel文件。车辆图片导出根据选择的导出条件，将车辆图片导出到存储设备中。功能：实现将车辆信息导出功能。【图】 数据导出【图】图片导出5.3 系统功能5.3.1 车辆捕获功能系统能对所有经过车辆进行捕获，除了能够捕获在车道上正常行驶的车辆外，还具备捕获跨线行驶车辆的功能，并且具有自动选择有效图片（有汽车牌照）、删除垃圾图片的功能。在正常车速(5km/h180km/h)范围内的监控区域内规范行驶的车辆图像捕获准确率达99%以上。占到行驶示意图入上图所示，当车辆占道行驶是，将同时出发出发雷达2、雷达3，此时抓拍机2于抓拍机3将同时对占到行驶车辆进行抓拍。5.3.2 车辆测速功能系统在进行抓拍的同时测定车辆的行驶速度。当机动车速度小于100km/h时，道路实测误差应不超过-6km/h-0km/h；当机动车速度大于或等于100km/h时，道路实测误差应不超过-6%-0%。系统具备分车型分别设置标志限速和执法限速值的功能。5.3.3 车辆特征和车辆驾驶人面部特征高清晰拍照功能在车辆通过时，智能工业摄像机能准确拍摄包含车辆全貌、驾驶室内司乘人员面部特征的图像，并将图像和车辆通行信息传输给智能工业摄像机终端服务器，并可选择在图像中叠加车辆通行信息（如时间、地点、车速、方向等）。在环境无雾包括雨雪天情况下，对监控区域内的规范行驶的车辆图像包含车辆牌照等特征，能够看清楚车辆牌照和车辆全貌，图像能分辨车辆类型、车身颜色和所载货物。系统拍摄的图像可全天候清晰辨别驾驶室内司乘人员面部特征。每辆车生成一张图片，系统可实时将数据上传至用户应用服务器，按每部车辆至少存贮特征图像和全景图像各一张计算，其磁盘应具备不少于120万辆车的图像存贮能力。当超出该车辆数时，自动对最前面的数据依次进行循环覆盖，图像格式为16001200像素的JPEG/24bit格式。系统采用海康威视专用的智能工业摄像机，分辨率高达200万像素，同时具备智能成像和控制补光功能，能够在各种复杂环境（如雨雾、强逆光、弱光照、强光照等）下和夜间拍摄出清晰的图片。5.3.4 车辆牌照自动识别功能系统可自动对车辆牌照进行识别，包括车牌号码、车牌颜色的识别。1. 车牌号码自动识别在实时记录通行车辆图像的同时，还具备对民用车牌、警用车牌、军用车牌、武警车牌的车牌计算机自动识别能力，包括2002式号牌。所能识别的字符包括:阿拉伯数字“09”十个英文字母“AZ”二十六个省市区汉字简称京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台；04式军用车牌汉字军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成号牌分类用汉字警、学、使、领、试、境07式武警车牌字符WJ样式的字母数字在环境无雾、车牌挂放规范、无污损且不含五小车辆情况下，系统白天车牌识别率应不小于98%，号牌识别准确率不小于95%；晚上车牌识别率不小于97%，号牌识别准确率不小于95%。2. 车牌颜色自动识别系统能识别黑、白、蓝、黄四种车牌颜色。3. 系统识别的车牌类型部分示例：5.3.5 车身颜色自动识别功能系统可自动对车身深浅和颜色进行识别，可供用户根据车身颜色来查询通行车辆,为公安稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段。系统可自动区分出车辆为深色车辆还是浅色车辆；并识别出9种常见车身颜色，9种颜色包括：白，灰(银)，黄、粉、红、绿、蓝、棕、黑。深浅分类准确率不小于80；9种常见车身颜色识别准确率不小于70。5.3.6 车辆型号判别功能系统采用车牌颜色和视频检测技术结合的方法对车辆进行分型。对于民用车来说，蓝颜色车牌表示的是小型车辆，而黄颜色车牌表示的是大型车辆。因此，我们首先利用车牌颜色判断车辆类型，对于无法根据车牌颜色判别车型或者无法判断车牌颜色的情况，我们就利用图像分析技术来辅助区分车辆的类型。5.3.7 全景数字录像功能系统可采用高分辨率网络数字摄像机提供不低于76857630fps的高清晰全景录像，用于监控全方向车辆状况。系统也可根据用户需要提供针对模拟摄像机（如高速球机）的监控视频数字硬盘录像，可以方便用户全方位根据需要查看该监控点附件的情况。5.3.8 记录及图像存储功能系统自动抓拍车辆图像，并记录车辆通过的信息，包括时间、地点、号牌、车型、前排司乘人员面部特征等，图像以JPEG格式实时存储在智能工业摄像机终端服务器中。系统可存储不小于120万辆车的记录及图像信息。5.3.9 数据自动上传和历史数据下载功能智能工业摄像机终端服务器除自动实时存储车辆通行记录和图像外，同时可根据用户对数据上传的设置将用户需要的车辆通行数据（包括记录和图像）通过TCP/IP网络协议自动上传至用户应用服务器。智能工业摄像机终端服务器能提供可根据用户设置将车辆通行信息自动上传，例如可上传违章超速车辆的信息和图片，而非违章车辆仅上传基本信息，非违章车辆的图片保存于智能工业摄像机终端服务器中。智能工业摄像机终端服务器提供对历史车辆通行数据进行下载的接口，用户应用服务器可以通过该接口实现对智能工业摄像机终端服务器中数据的下载。5.3.10 Web方式数据查询浏览功能智能工业摄像机终端服务器具有通过Web方式对存储的历史数据进行查询浏览的功能，用户可通过Web方式查询浏览车辆历史数据，同时可查询每个车道的车流量情况。5.3.11 前端设备管理维护功能智能工业摄像机终端服务器预留时间校正接口、参数的设置接口和运行情况的诊断和检测、恢复接口，同时负责管理所有与之联系的智能工业摄像机。所有设置均可通过Web方式进行，也可通过后端用户应用服务器上安装的专用工具软件进行。用户应用服务器可通过智能工业摄像机终端服务器实时查看前端设备的运行状态。前端设备在检测到系统故障时，进行自动恢复，同时实时报告给用户应用服务器，便于快速恢复。5.3.12 远程自动更新功能系统可通过智能工业摄像机终端服务器对所有与之联系的智能工业摄像机的软件进行远程自动更新；系统也可对智能工业摄像机终端服务器自身的软件进行远程更新，便于系统软件的升级和维护。5.4 系统特点5.4.1 完全嵌入式处理系统传统的模拟系统中，工控机和图像采集卡方式由于受系统底板的带宽，处理器性能，内存容量等种种硬件方面的限制，最多只能实时处理4路视频信号。传统的高清系统，采用的是数字摄像机的方式，即系统在车辆经过时将摄像机拍的图片发送给工控机等处理系统进行识别处理和存储等操作，这样在车道数多于1个车道时，对传输和处理系统的要求非常高，以至于很难达到系统的设计处理能力要求。本系统使用了海康威视最新研发的完全嵌入式处理系统，包括智能工业摄像机和智能工业摄像机终端服务器。每个车道配置一台200万像素智能工业摄像机，负责车辆图片捕获、牌照和车身颜色的自动识别等工作，并将处理结果通过以太网发送给智能工业摄像机终端服务器。智能工业摄像机终端服务器采用嵌入式linux专用系统，负责车辆通行信息的接收存储和上传，同时用户可通过智能工业摄像机终端服务器查看管理所有前端设备，每台智能工业摄像机终端服务器可以同时连接多达10台智能工业摄像机，极大的提高了系统处理性能。同时，完全嵌入式系统设计的使用也使得系统的结构大大简化。5.4.2 车辆数据全天候存储本系统采用一台智能工业摄像机终端服务器连接多台智能工业摄像机的配置方案，终端服务器可对智能工业摄像机的数据进行接收存储和上传，同时可对所有前端设备进行管理维护。终端服务器可以放置在室外抱杆机柜内，也可放置在室内。因此，与其他高清系统相比，本系统有多种优势：l 系统在与用户应用服务器网络联接不畅的情况下，智能工业摄像机终端服务器可以暂存车辆通行数据，这样保证了所有车辆通行信息不会因为网络状况不好而丢失。l 系统采用4个独立网口的终端服务器，前端设备和后端设备可以分别处于不同的网络中，提高了系统可用的网络带宽，增强了数据的安全可靠性。l 本系统设计方案使得采用集中封闭管理和配置成为可能，使前端设备的数量和复杂性大大降低，易于安装，结构简洁，减少了用户的施工和维护成本。5.4.3 基于TCP/IP的前后端独立网络架构本系统终端服务器与智能工业摄像机之间、终端服务器与用户应用服务器之间的数据通讯均采用TCP/IP协议，且采用两个独立的网络结构，即终端服务器与智能工业摄像机之间的网络和终端服务器与用户应用服务器之间的网络相互独立。系统的通讯数据在发送前进行了数据的加密打包，这样系统在保证易于扩展性的同时，也确保了数据的安全性。5.4.4 智能工业摄像机实现高捕获率采用高清智能工业摄像机的系统摄像机视场布置方式在本系统中每个车道只需要采用1台200万像素的高清智能工业摄像机即可覆盖整个车道，保证视场范围的全覆盖。【图】采用高清智能工业摄像机的系统视场范围示意图5.4.5 全天候高清成像， 反馈控制的全天候高清晰成像整个成像系统是一个由智能工业摄像机、智能闪光灯和成像控制软件组成的精密系统，它们之间的有序配合和反馈控制使得白天和晚上抓拍的车辆图像清晰度高，确保车身、车牌和车辆前排司乘人员面部特征都清晰可辨。【图】普通模拟摄像机拍摄的图像效果（无法看到车身和前排司乘人员面部特征）【图】智能工业摄像机拍摄的图像效果（车身、车牌和前排司乘人员面部特征清晰可辨） 综合技术应用系统综合了车辆前挡风玻璃对光线的反射特性、贴膜情况、环境光线照射情况，采用了特殊的镜头、专门的成像控制策略和补光方式，同时安排了合理的设备布设方式，使得系统全天候对各类车型都能有效解决前挡风玻璃反光和强光直射等问题，确保车身、车牌和车辆前排司乘人员面部特征都清晰可辨。【图】智能工业摄像机拍摄的图像效果一【图】智能工业摄像机拍摄的图像效果二5.4.6 独特的车身颜色识别本系统可自动对车身颜色的深浅和9种常见车身颜色进行识别，为公安稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段。【图】颜色识别树状结构【图】颜色归类直方图示例 【图】红色车身颜色识别 【图】蓝色车身颜色识别5.5 高牌照识别率系统采用的牌照识别技术在大量的实际工程应用中识别率一直处于国内领先水平，系统保证了全天候成像清晰度，为车辆牌照的高识别率提供了前提条件。系统采用的牌照识别技术广泛应用于治安卡口、高速公路收费站、海关卡口、智能停车场出入口等领域，具有大量的工程实践经验，牌照识别可靠性、稳定性和一致性高，为系统的自动稽查布控提供了强有力的保障。系统采用的牌照识别技术具有完全自主知识产权，同时采用模块化开发技术，可以针对用户需求快速进行针对不同牌照类型的识别软件定制开发。5.6 信息存储与管理5.6.1 信息存储需求卡口全景视频监控系统一般具有监控点多，摄像头数量多，保存时间长，监控数据的保存时间为30天。因此视频监控系统存储必须支持大容量，且容量具有高扩展性，满足长时间大容量视频图像存储的需求。怀化市卡口全景视频信息存储需求：1) 每路视频图像信息的录像回放分辨率应不低于720P格式，30天以上不间断存储。2) 对录像检索快速，具有完整的检索条件。支持多用户同时回放同一录像，对基于对象的智能检索有一定的扩展能力。3) 具有用户交友好的互界面，并可以剪取播放，具有按文件、按时间段下载录像的功能。4) 存储时间同步，数字图像存储设备应支持NTP，模拟图像存储设备的标定时间与北京标准时间的随机误差应10秒。5) 具有根据时间、容量等条件实现自动清盘盘策略。6) 提供可供二次开发的计算机软件SDK包和接口函数。依托IP网络的成熟灵活性，根据市交警支队的业务要求实现对视频进行有效管理应用，建设一个具有稳定可靠、架构清晰、设置简单、易维护升级的数字视频存储系统。5.6.2 IPSAN网络存储IP-SAN，即基于IP以太网络的SAN存储架构，它使用iSCSI协议代替光纤通道（FC）协议来传输数据，IP-SAN架构不必使用昂贵的光纤网络、FC-HBA卡和光纤通道存储设备，而是使用IP以太网络、以太网卡和iSCSI存储设备。因此，相比FC-SAN，IP-SAN存储架构要廉价的多。与FC-SAN类似，IP-SAN也可以将存储设备分成一个或多个卷，并导出给前端应用客户端，客户端计算机可以对这些导过来的卷进行新建文件系统（格式化）操作。客户端计算机对这些卷的访问方式为设备级的块访问，块级访问的特性决定了iSCSI数据访问的高I/O性能和传输低延迟。海康威视IPSAN网络存储的特点：(一) 监控专用存储系统高清监控系统的存储系统需适应大码流并发写操作，而且是以写为主、以读为辅的应用，采用独特算法和优化资源分配，保障高清监控存储系统能长时间运行在大并发量、大码流的工作环境下，在写性能、高并发度和高可靠度方面均达到工业级水平。最大可支持80 路HD720p（3M）高清码流写入。(二) IPSAN 和NAS 两种工作模式一台存储阵列支持IPSAN 和NAS 两种工作模式，两种工作方式能并存在一台存储设备内。IPSAN 多工作于集中存储或者用于中心备份存储，集中存储是利用iSCSI 协议透过IP 网络将视频数据全部集中保存在数据中心，中心备份存储是在NVR 定时录像的基础上，触发式录像（报警、移动侦测、智能分析）作为定时录像的备份保存在中心的IPSAN 内。NAS 多工作于网络扩展存储，为高清摄像机提供网络存储服务和存储介质。形成一种分布式集中存储系统，利用IP 网络把相对集中的高清摄像机的图像保存在分中心的NAS 内。(三) 高可靠性保障设备平均无故障时间超过20,000 小时。双电源设计保障存储设备的供电可靠性，借助UPS 电源可保证存储系统在稳定的供电系统下长期运行。多个千兆以太口通过端口聚合技术实现链路冗余和负载均衡，保证传输链路的可靠性。多种RAID 方式可实现在单块硬盘损坏时，系统降级工作，不影响录像任务的执行。多采用RAID5 方式构建阵列，在磁盘安全性与利用率之间选择平衡点。热备盘技术实现备用盘自动替换故障盘重构阵列，利用存活盘与热备盘恢复丢失的数据，重新构成一个新的阵列，该过程无需人工干预。(四) 独有的安全技术存储系统的管理数据都在加密状态下传输，难以破解。存储系统基于IP 授权的基础上附加CHAP 授权技术，仅指定IP 和正确的CHAP 验证用户才可使用该存储系统，确保系统的安全性。存储的视频数据采用水印加密技术，若数据在传输路径中被篡改，也可被软件识别。(五) 无缝扩展能力添置新的存储阵列到IP 监控网络，平台能无缝接入、管理新的阵列。新的存储空间与已有存储空间可作为一个整体对外提供存储服务，将新的存储空间划分给已有或新加的监控点使用。检索与回放录像时，对用户透明。(六) 友好的用户界面磁盘阵列内置WEB 服务器，利用动态http 登陆磁盘阵列对其进行配置。全中文提示信息，图形化操作界面，易于用户操作使用。5.6.3 存储管理策略 存储管理服务器在市交警支队部署存储管理服务器，内嵌平台软件的网络存储管理服务软件，是针对大型网络监控系统环境的专用存储管理软件模块，实现各个交警大队远程所有图像的实时录像、报警录像、中心集中备份和事后检索查询服务，计划录像下支持补录。支持DAS、NAS、SAN等多种存储方式。 三层容错技术系统提供三个层次上的容错：首先系统体系结构上的容错技术。我们的系统支持分布式的集群技术，简单地讲，每台服务器正常执行当前的存储任务，但是同时又作为其他服务器的后备集群节点。当集群系统某一节点出现故障，那么我们的底层通讯协议能够准确地监测到这台机器的问题，这就是所谓的成员离开事件，成员离开事件将被可信协议递交到集群中的每一个节点，它的备份服务器将立刻承担起失败节点的责任，进行录像。这就是容错功能。而当失败的节点修复后重新启动并开始录像，底层通讯协议能够把这个重新加入的时间递交给每一个节点，这是所谓的成员加入事件。备份服务器接收到这个时间以后就停止录像。这就是错误恢复功能。第二个层次上的容错是在整个集群都和图像源断开，不能进行实时录像。这个时候，我们通过计划和实际的录像执行情况进行补录，请参见后面的计划和补录。第三个层次的容错是在录像分包时，每一个录像文件结束和一个新的录像文件开始，系统都被冗余一部分数据，以保证没有任何图像帧丢失。 录像计划和补录每一个录像组可以具有自己的录像计划，录像的执行底层是我们的计划和任务调度引擎。（请参见计划引擎）。每次录像过程中，系统都会纪录录像的执行时间，系统的维护服务器，根据预定计划和实际的执行情况的差异性，我们可以计算出需要补录的时间段。补录系统将自动从合适的DVR下载缺少的录像信息。当录像计划改变时，早先的计划将被纪录下来，系统能够自动辨别补录参照改变之前还是改变之后的计划。 录像清盘策略当系统发现存储的容量超过系统规定的最高警戒线，将开始启动清盘任务，这个工作是由维护服务器来管理的，维护服务器将定时检查磁盘的情况，进行磁盘的清理、自动导出等功能。系统提供集中清盘策略，包括先进先出，最近访问，最多访问，以及保留优先权。在先进先出的情况下，所有最先录制的图像数据将被删除。而在最近访问策略中，越最近访问的录像资料将被保留越久，越多访问策略则考虑整个系统用户对资料的访问频度，访问的人越多，录像资料保留得越久。在所有这些策略中，都可以定义保留优先级，如果某一通道的优先保留权越高，那么它的数据将被越后删除，并且系统可以定义保留的时间长度。5.6.4 网络存储容量计算单个通道24小时存储1天的计算公式(GB)码流大小（Mbps）83600秒24小时1天1024。 高清720P(1280*720)格式按6Mbps码流计算，存放1天的数据总量6Mbps8 X 3600秒 X 24小时 X（1天）102463.28GB30天需要的容量(GB)63.28GB30天1898.44GB按11个高清通道：11个高清通道的容量(TB)1898.44GB11102420.3TB 存储设备配置11个高清通道保存30天，存储总量为20.3TB，格式化后的总容量20.30.9（格式化损失容量比例）22.6TB。根据海康威视网络存储设备DS-A1024R，单价裸容量支持24TB计算(除去热备和RAID5，单机裸容量为22TB)，总共需要22.6221台。根据容量计算，需要1台海康威视DS-A2024R网络存储设备，24块1TB企业级存储专用硬盘。第6部分 主要设备介绍6.1 卡口全景摄像机 DS-2CD863PF6.1.1 主要特性 l 最高分辨率可达1.3M(1280960), 可输出HD 720P 实时图像l 采用先进的视频压缩技术,压缩比高,且处理非常灵活l 逐行扫描CCD,捕捉运动图像无锯齿l 支持SD/SDHC卡本地存储l ICR红外滤片式自动切换,实现真正的日夜监控l 本地模拟输出,方便安装调节l 支持双向音频l 支持PoE网络功能l 支持双码流,支持手机监控l 支持自动光圈,自动电子快门功能,适应不同监控环境l 功能齐全:心跳,PTZ控制,报警,一键复位等6.1.2 技术参数 型号参数DS-2CD863PF(NF)-E(W)130万1/3 CCD ICR日夜型枪型网络摄像机摄像机传感器类型1/3 SONY Progressive Scan CCD信号系统PAL/NTSC最小照度彩色:0.1Lux (F1.2,AGC ON)黑白:0.01Lux (F1.2,AGC ON)快门1/25(1/30)秒至1/100,000秒镜头接口类型C/CS 接口自动光圈DC 驱动日夜转换模式ICR红外滤片式压缩标准视频压缩标准H.264 /MJPEG压缩传输码流32 Kbps16Mbps音频压缩标准G.711(G.722.1可选)图像最大图像尺寸1280 960帧率50Hz:12.5fps(1280960),25fps (1280720)60Hz:15fps(1280960),30fps (1280720)图像设置饱和度,亮度,对比度通过客户端或者IE浏览器可调网络功能存储功能支持 SD/SDHC,NAS(iSCSI可选)智能报警移动侦测,网线断,IP地址冲突,存储器满,存储器错支持协议TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,DDNS,RTP/RTSP,PPPoE , SMTP,NTP(SNMP,HTTPS,FTP,SIP,SRTP,802.1x,IPv6可选)通用功能一键复位,防闪烁,双码流,心跳,密码保护,水印技术接口音频输入1路麦克风输入,3.5mm音频接口音频输出1路,3.5mm音频接口(线性电平,阻抗:600)通讯接口1个RJ45 10M/100M自适应以太网口,1个RS-485接口(Wi-Fi 可选)报警输入1路报警输出1路视频输出1Vp-p Composite Output(75/BNC)一般规范工作温度和湿度-1060,湿度小于90%(无凝结)电源供应DC12V10% / PoE 功耗7.5W MAX(当ICR切换时,12.5W MAX)尺寸(mm)68 64.9 144.8 重量500g 6.2 卡口抓拍单元VCU-3005采用1/1.8英寸200万像素彩色逐行扫描CCD智能高清摄像机。分辨率1600（H）1200（V）。支持H.264码流输出。输出图片格式：JPEG。接口：1个10M/100M自适应RJ45接口；1个RS485半双工接口。触发输入：4路外部触发输入。触发输出：3路（光耦隔离3500VAC），作为补光灯同步输出控制。支持闪光灯和LED频闪灯同步补光。支持车牌识别、视频触发、车身颜色识别和通行车辆信息捕获。捕获率：采用线圈触发时，车辆捕获率99%；采用视频触发时，车辆捕获率95%。车牌识别准确率：95%。识别车牌种类：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。车身颜色识别准确率：深浅分类准确率80%；9种常见颜色车辆的识别率70%。支持车辆检测处理器LVD-1XXX的接入。支持雷达的接入。支持接入终端服务器。具有网络和485信号防雷、防浪涌。电压：100VAC240VAC；频率：48Hz52Hz。功耗：20W。工作环境温度：-30+60。工作环境湿度：5%95%40，无凝结。防护等级：IP66。外