城市管理智能卡口系统设计方案.doc

城市管理智能卡口系统设计方案技术设计方案介绍设计单位：广州莱安智能化系统开发有限公司网站：地址：广州市天河区中山大道建中路5号天河软件园海天楼3A06用户服务中心：Tel85574628 85574638 85698805 85698850联系人：周先生陈先生迎来电索取详细方案或来电洽谈业务，免费提供设计方案，价格实惠公司简介广州莱安智能化系统开发有限公司成立于是2002年，专业从事数字网络视频监控系统、智能视频分析、机房动力环境监控、机房建设、雷达测速、闯红灯电子警察抓拍、电子治安卡口、智能控制等智能化系统开发的大型综合型企业，欢迎来电洽谈业务！ 质量方针：以人为本、质量第一 公司成立至今，坚持以领先的技术、优良的商品、完善的售后服务、微利提取的原则服务于社会。 我公司为您提供的产品，关键设备采用高质量进口合格产品，一般设备及材料采用国内大型企业或合资企业的产品，各种产品企业都通过 ISO9001国际质量体系认证。有一支精良的安防建设队伍，由专业技术人员为您设计，现场有专业技术人员带领施工，有良好职业道德施工人员。我公司用户拥有优质的设计施工质量和优质的售后服务保障。 客户哲学：全新理念、一流的技术、丰富的经验，开创数字新生活 专注 维护世界第一中小企业管理品牌、跟踪业界一流信息技术、传播经营管理理念是莱安永恒不变的追求，莱安坚持“全新的理念、一流的技术、丰富的经验、优质的服务”，专注于核心竞争力的建设是莱安取得今天成功的根本，也必将是莱安再创辉煌的基础！ 分享 “道不同，不相谋”，莱安在公司团队之间以及与股东、渠道伙伴、客户之间均倡导平等、共赢、和谐、协同的合作文化，在迎接外部挑战的过程中，我们共同期待发展和超越，共同分享激情与快乐！“合作的智慧”是决定莱安青春永葆的最终动力！ 客户服务：以高科技手段、专业化的服务为客户创造价值 分布于神州大地各行业中的800万中小企业是中国最具活力的经济力量，虽然没有强势的市场影响力和雄厚的资金储备，但无疑，个性张扬的他们最具上升的潜力，后WTO时代市场开放融合，残烈的竞争使他们的发展更加充满变数。基于以上认识，在智能化设备管理市场概念喧嚣的热潮中，独辟“实用主义”产品哲学，莱安将客户视为合作关系，我们提供最为实用的产品和服务，赢得良好的口碑。我们认为，用户企业运做效率的提升是莱安实现社会价值的唯一途径。 承蒙广大用户的厚爱，我公司得以健康发展。在跨入新的世纪后，公司将加快发展速度，充分发挥已有资源，更多地开展行业用户的服务工作，开创新的发展局面。我公司全体员工愿与社会各界携手共创未来!我们秉承真诚合作精神向广大客户提供相关的系统解决方案，设备销售及技术支持，价格合理，欢迎来人来电咨询、洽谈业务！城市管理智能卡口系统设计方案一、总体概述 以往的公路车辆智能监测系统大都是同时记录经过车辆的车头部分特写图像和车辆的全景图像两张照片，实际分辨率最大是768*288，尽管对于车辆的管理来讲是已经足够用了，但对于套牌车辆、黑名单车辆、以及肇事车辆来讲就稍显不足，且由于公路出入口安装全景摄像机位置并不理想，往往很难看清楚车辆的全貌,因为需要更清楚地看清驾驶人员的面部特征和尽可能多的车辆细节等等，并且尽量在一张图片上表现所有的信息。为此，我们研发出高达300万像素的摄像机来记录车辆图像的公路车辆智能监测系统，车辆图像的分辨率高达2048*156像素，在一张照片上就可以看清所有的车辆细节信息，并具有很高的车牌自动识别率，经过省内外多个卡口成功应用，获得了良好的效果。 二、项目需求分析: 随着网络技术的快速发展，从技术条件上来说实现各个系统之间的数据互访已成为可能，取得的数据是如何使用？在各个系统之间又是如何操作这些数据已成为当今治安卡口系统的首要任务。我们了解，拍清楚人脸的面部特征对治安管理是有重要意义的，并且伴随着图像质量的提高，车牌的自动识别率也达到了一个更高的层次，可以使自动化程度更高，在报警时以免发生误报。根据山西省*市公安局提出的要求建设一套技术领先、智能化程度高、综合管理能力强的综合治安交通卡口指挥信息系统的指导精神。在全县范围内11个主要出入口建立综合治安卡口监控系统。实现看得到、查的快、执法准、通讯指挥畅通和处理突发事件能力强的建设目标。经过我公司实地考察、了解用户需求，结合公司对通讯视频技术发展趋向的把握，及时推出全数字高清治安卡口系统。根据用户的需求，凭借我公司多年的系统集成经验，为阳城县公安局提供“全数字化高清治安卡口信息指挥系统”全面解决方案。三、设计原则 全面遵循公安部关于“全国公路机动车辆监控信息综合应用系统（查缉布控平台）”的建设指南要求，按照统一标准的道路监控信息数据、非现场违法处罚信息数据的标准和规范，接入到统一的智能交通监控系统管理平台进行统一管理，统一发布，保障信息的共享和综合利用。同时考虑到公安部门工作的特殊性，以及公路出入口自身的特点，我们在本系统设计过程中还将严格遵循以下原则：1.标准性 公路车辆智能监测记录系统是本系统方案的重点，设计中严格按照公安部颁发标准公路车辆智能监测记录系统通用技术条件（GA/T 497-2004）规定的技术要求进行设计.2.经济性 在整个系统的方案设计过程中，我们始终坚持性能价格比最优的原则。在实用性、先进性和充分满足系统功能要求的基础上，采用成熟先进的系统和技术，尽可能降低用户的投资。我们在设计此方案时从根本上考虑了设备的可靠与稳定，减少用户的维护费用，延长设备的使用寿命。开放的系统也给用户带来许多扩展功能，减少重复的投资.3.可扩展性 由于用户的需求会不断的发展，对系统功能的要求和系统建设的要求也会不断的增多，因此，在系统设计上，我们前瞻性的采用先进的高清摄像技术，不仅能完全满足用户现阶段的要求，同时，其强大的应用潜力也为用户未来对卡口的功能要求提供了接口，使用户将来几乎不需做任何改动就能扩展出更多的功能，如对司乘人员人脸的自动识别、对车辆车标的自动识别、对路面治安、交通事件的及时响应、全程平均车速的测量等。4.可兼容性 由于我们系统设计严格遵循国家标准的要求，所有数据格式和接口都是按标准设计上，即要在功能上推陈出新，又要兼容旧的系统，以保护用户的投资。另外，系统的软硬件均采用模块化设计，模块间的数据传输均采用标准的传输协议，任何一个模块的升级短期内都不会影响到其它模块的正常应用。5.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，其运行可靠性必须得到绝对的保证，否则将造成巨大的物质损失和极坏的社会影响。另外，由于该系统部分设备在公路野外，环境条件恶劣，如果没有可靠性的保证，将直接影响到系统的使用价值。6.开放性 我们在系统设计上，必须符合有关国际通用标准、协议或规范，国家与部颁标准及规定的要求；要从技术和管理体制上保障信息共享和综合利用，要求系统的操作平台、通讯接口与协议等开放的（标准或公开的），可实现互联互通并支持二次开发或功能调整，与指挥中心的系统互联。并且公开本系统的通讯协议和数据结构，确保与指挥中心的无缝连接。7.先进性 我们在进行本系统方案的设计时，是本着先进性与适用性相结合的原则的。即在系统总体方案设计时思路超前，在总体规划时采用先进技术。关键设备采用国外及国内的先进设备，以确保满足以后不断发展的需要。考虑到系统的发展和推广价值，它在任何一个细节上的先进性，都将在我们的设计过程中体现，因为它将直接影响到系统的生存寿命。8.易维护性 本系统在设计时充分考虑了系统的易维护性，确保系统在使用中出现故障时在最短的时间内恢复运行。各关键设备具备有自动记录运行日志功能，设备的主要运行活动都记录在日志中。系统可以自动分析运行日志，以了解系统的运行状况，为系统维护提供依据。所有硬件均为嵌入式模块化结构，模块设计集成度高，功能强，接口简单，不仅施工容易，维护也方便。 室内控制主机采用硬件看门狗、设备状态监测预报告、远程维护三种措施相结合的方法保证系统的正常运行。做到故障及时告警、系统能够自动恢复、远程维护与管理。系统的运行参数和应用软件可以在管理中心修改和更新。这样，尽量减少了人工干预，实现了快速故障和网络化的维护与管理，保证了系统的易维护性。9.易用性 系统设计中充分体现智能化、自动化的要求，所有系统功能均不需要人为干预，包括车辆图像抓拍、牌照自动识别、车辆测速、交通信息采集、实时上传、车辆报警、故障报警等完全自动完成。系统首先是一整套完整的解决方案，首先遵循以人为准的原则，除了管理程序需要设置的部门极少，没有复杂的操作流程，并且C/S结构和B/S结构相结合的办法，根据用户的计算机操作，应用，维护水平和不同的角色和权限，系统也做了优化设计，如普通治安人员只需要打开浏览器，无需任何干涉，就可以使用报警系统，查询和浏览也极为简单。10.合理性 严格以系统工程学及其它先进理论指导设计，使系统的各部分合理配置，有机融合并尽可能的发挥设备潜力和软件功能，最大限度地提高性能价格比。11.可行性 系统设计、选材、选型符合国家和地方政府的法规政策，与用户及上级管理部门的管理制度相适应，与用户在经济能力方面的实际情况相吻合。12安全性 系统具有防病毒，防误操作特性，具有口令保护调试功能，有较强的抗干扰、抗静电能力，同时提供数据备份、恢复措施。系统还将提供用户等级权限保护，有效排除人为因素的干扰。三、系统总体设计思路 全数字化高清治安卡口信息指挥系统可以针对通过11卡口各种车辆进行全天候监控。该系统运用当前先进的高清数字图像处理技术，根据离散数学的相关算法对捕获的数字图像信号进行不断的运算分析，通过300万像素的摄像机处理输出检测结果和完成抓拍记录等功能。同时通过雷达可以自动监控超速驾驶的违法行为，并进行自动识别和抓拍记录。及时通过网络传到中心服务器，后台管理软件采用C+BUILDER和Oracle9i的开发模式，具有C/S和B/S的双重数据架构，提供强大的多用户网络处理、统计分析和联机查询等功能。可同时支持Oracle、Firebird、SQL等数据库。由于本项目主要以治安卡口为主要目的。我公司在方案设计中结合实际需要，运用先进的网络视频技术及本身具有的强大功能，在每个卡口中配置单路D1格式高清网络视频服务器，完成对每个卡口的视频、音频和报警功能。领导可以在指挥中心通过大屏幕及时了解各卡口的实际情况，研究最佳方案，准确完成对所有卡口的布防，同时指挥命令可以及时准确下达到每个卡口并能和现场直接对话。整个过程中所有音视频资料同时保存在中心服务器中。四、系统功能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，由于采用嵌入式高清摄像系统，拍摄下来的特写照片分辨率可达2048*1536像素，可以在拍摄点处水平方向覆盖7000mm-12000mm的视场，把跨车道线行驶的车辆也包含在捕获范围内，完全改变了过去卡口系统中为了车牌识别而多增加一台辅助像机来抓拍跨车道行驶车辆的架构。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98.9%，其中车辆通行数据库符合公安部部标GA/T497-2004公路车辆智能监测系统通用技术标准中的数据库标准。由于我们采用高清摄像系统，拍摄下来的车辆的图片分辨率可达2048*1536像素（300万），图像质量相当清晰，不仅可以清晰的分辨车辆的牌照，车牌像素比以往的高三倍，而且可以清晰地看清司乘人员的面部特征；夜间由于采用了多种曝光技术和补光技术，车辆的大灯强光被有效地抑制住，完全不影响车牌的自动识别2、车辆拍照功能 由于采用嵌入式高清摄像系统，图像的分辨率可达2048*1536像素，在保证车牌在图像中水平方向大小为145个像素的情况下，高清摄像机在抓拍点的视场范围大约为7000mm*12000mm(横杆方式)，不仅很好包含整个车道（车道标准宽度是3750mm），而且可清楚地看清司乘人员的面部特征，这对以前传统采用普通监控摄像机作为采集图像设备的卡口系统来讲是一个本质上的技术飞跃。 系统能存储不低于200万辆车。当超出200万辆车时，自动对最前面的图片数据依次进行覆盖，整个系统始终保留至少200万辆车的图像，并采用通用的JPEG标准压缩图像，图像分辨率为2048*1536*24真彩，达300万像素，并有时间,地点,车道号和方向信息。系统采用专业为卡口应用研发的高清工业标准摄像机，具有自动触发采集图像、车辆速度编码、可控曝光和控制补光功能，图像的采集完全不需要后端处理器的参于，能够在各种复杂环境（如：雨雾、强逆光、弱光照、强光照等）下拍摄出清晰的图片。图像质量清晰可辨，夜间图像具有强光抑制功能。 由于图像的分辨率很高，是普通像机采集图像分辨率的六倍，视场宽，清晰度高，在特写图像看得更清楚。为了突出前排司乘人员的面部图像，需要将光线射入驾驶室，必要时需要增加辅助闪光灯。同时，由于采用嵌入式高清工业摄像机，使得通过车标自动识别车辆的品牌成为可能，为将来车辆的智能识别技术提供了很好的原始图像，未来只需升级车辆识别软件就可以进行车标的自动识别，无需进行硬件的改动和升级。车辆识别功能 对于每辆拍摄的车辆照片，系统可以进行全自动的识别功能，车辆识别包括车牌识别、车辆类型识别、车身颜色识别，并留有未来升级识别功能的空间，如车标识别、人脸识别等。（1）牌照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:1)“09”十个阿拉伯数字;2)“AZ”二十六个英文字母;3)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);4)军用车牌汉字(军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成);5)号牌分类用汉字(警、学、领、试、农、挂、拖、境) ;6)武警车牌字符(WJ消、边、水、电、林、通、金)；7）07式新武警车牌字符；在环境无雾、车牌挂放规范和无缺损且不含五小车辆的条件下,系统白天车牌识别率不小于99.5%，号牌识别准确率不小于97%；晚上车牌识别率应不小于99.7%，号牌识别准确率不小于98%， （2）车型和颜色识别 系统能根据牌照颜色区分大、小两种车型，并能识别黑、白、蓝、黄四种车牌颜色；能根据车长区分车辆的类型；能根据视频检测技术在图像中区分车类型。系统能够分辨出大型和小型车辆。系统采用车牌颜色和测量的车辆长度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，如果是白、黑牌等特种车辆，或者无法判断车牌颜色的情况，我们就利用线圈检测器测量车辆长度来辅助区分车辆的类型。3、Web查询功能4、电子地图功能 当有违法车辆通过卡口补控点时，指挥中心和前端卡口查报站会发出报警声音，同时指挥中心的工作人员可以通过电子地图，查出该车辆的具体位置，指挥前端工作人员拦截。上图为我司实际治安卡口工程中所使用的电子地图。5、联网布控功能 卡口机除了记录每一辆过往车辆外，最重要的功能是治安联网实时布控。卡口主机内有专门的数据库，用于存储盗抢，肇事车辆数据，俗称嫌疑库。嫌疑车辆数据库同时保存于卡口机及指挥中心数据管理系统，各子系统的嫌疑车辆数据库均保持相同内容，由指挥中心数据管理系统统一管理，包括添加、删除、修改、接收布控请求等管理业务。各分点数据管理系统接收到指挥中心数据管理系统布控指令后更新嫌疑车辆数据库并下发到辖区内所有卡口监视系统6、故障显示报警功能 上位软件可以自动显示卡口前端设备及部件的运行状态，如果出现故障,比如停电、网络中断会及时的通知大队.故障可以醒目显示以提醒维护人员处理。并且记录故障日志，方便以后分析。7、日志管理 可记录工作人员的操作记录，并且可以统计操作次数等，这样了解该系统在基层警员中的使用率8、信息上传和下载功能 路口监控机能提供超速车辆等信息的自动上传，上传内容包括违章超速车辆的信息和图片，非违章车辆的基本信息，非违章车辆的图片保存于路口主机中，如报警信息储存于路口机则应包括盗抢车辆、可疑车辆、特定车辆等信息的自动下载功能。本系统能通过网络实现远程数据访问和远程系统维护功能。传输模块支持组件数据交换。路口控制机能提供对数据进行查询和访问的接口，控制中心可以通过接口实现对前端存储数据的访问。在数据量很大的情况下，在有限的网络带宽下，尽量利用现有网络的通行能力，提高网络传输的效率，对软件系统本身是一个很高的要求，对所有通行数据都需要上传的情况下,尽量做到传输到一个9、路口控制机的管理功能 路口控制系统能提供路口机时间校正接口，路口部分参数的设置接口，路口机运行情况的诊断和检测、远程恢复，如布控和可疑车辆信息不为自动下载，则由该模块在监控控制中心中实现自动发布。10、用户权限管理 系统权限的分配是系统管理员工作的重点。权限的分配在用户管理中实现。管理员可增加、删除、修改用户的操作权限,管理员可以屏蔽用户登记系统11、车辆逆行管理 系统采用卡口专用车辆检测器，通过双线圈的检测方式，当车辆先经过前线圈，在通过后线圈，检测器判断为正常，如果车辆先经过后线圈，在经过前线圈，检测器通过对车辆经过的前后方向进行逻辑判断，则将该车辆判断为逆行。12、领导全方位指挥功能 在传统的视频监控基础上，我们在11个卡口监控前端，增加音频输入设备（拾音器或话筒等），音频输出设备（喇叭或音柱），以及报警设备（紧急按钮或其他声光报警器），经网络编码器通过城市宽带网将上述信号传输至公安局指挥中心，在指挥中心放置音频输入设备（麦克风）和音频输出设备（音箱）接入监控主机。这样，就可以实现“天眼”添“嗓门”，报警联视频的功能，即指挥中心在视频监控的同时，可以对某个前端卡口喊话、指挥，或指挥中心同时对多个前端喊话（广播）。同时电子地图上根据实际情况布置前端摄像探头和报警探头，前端一旦有警情时，指挥中心即发出声光报警，提醒公安干警注意，同时报警探头关联的监控视频自动切换到大画面，指挥中心可以实施布控追踪或与前端实时双向对讲。 七、系统特点 FITS-6200高清晰智能卡口系统是基于城际卡口的特定开发出来的,摄像机内嵌入了linux系统,对视频数据进行12bit采样,而不是像传统摄像机进行8bit采样,亮度和色彩信息更加丰富细腻.该系统主要有以下特点:1、图片清晰度高 系统前端采用300万像素的高清晰工业级摄像机，拍摄图片分辨率达到2048*1536，图片中清晰呈现车牌、车身、司机的面貌特征。 普通的治安卡口系统一般是采用普通监控标准的摄像机，其所拍摄的一帧图像的分辨率最大只有768*576，而且像机的扫描系统是隔行扫描的，实际由图像采集卡采集下来的图像大小最大只有768*288像素，垂直方向上丢失了一半的像素信息。而我们采用高清晰工业摄像机，其拍摄的图像分辨率可达2048*1536像素，并且是扫描系统是逐行扫描，实际的采集的图像的大小是真实的2048*1536像素。不仅可以清楚的看清车辆的牌照，而且由于无任何方向的像素丢失，车牌的像素信息量大，识别率也比普通像机的高很多；同时，视场范围也增大了很多，可以直接在图像中看清车辆中驾驶人员的脸。2、捕获率高，不漏拍 不漏车，这个是治安卡口的基本要求，在车流量极大的卡口（如红绿灯路口旁瞬间通行量极大的情况下），我们在实际工程中采取以下技术尽量避免漏车情况。A摄像机采用嵌入式linux系统和高速嵌入式CPU，这样基本能保证每个摄像机抓拍数据的独立性，采集图像不依赖于前端上位机（工控机等），保证多车道同时来车时，图像都能采集到。B摄像机内置硬件高速缓存,当某个车道连续来车且间隔时间极短，或者两辆车同时压到该车道触发线圈时，摄像机会将图像存放在高速缓存cache中，只有当这种极限情况持续保持4-6次时，即一个车道在1s中之内同时需要抓拍6张以上图像时，才有可能会丢失数据，实际情况中极小出现此类情况，而且即使在cache已满的情况下，系统也能保持两车间隔时间0.3s不丢车，这个时间远远低于现有最快的普通嵌入式系统，更低于用工控机控制的带采集卡的卡口系统。C软件采用缓冲队列方式，即在系统较空闲的时候对收到的图像再做处理，优先保存数据到缓冲区。即数据先存放内存，后根据先进先出的原则处理数据。D优质高速的网络环境是得到以上数据的保证，该数据网络环境是：摄像机在卡口现场通过100M交换机接入到光纤。如果实现1000M网络传输，该数据可以得到提升。E 实现跨中线抓拍 高清晰摄像机将视距，即触发线圈位置取景宽度达到5m,即一个半车道，在此条件下车牌仍能达到150像素，此方法有效的解决了跨中线抓拍的问题，不会因为车辆行驶不规范而造成漏拍3、测量速度准 在已做工程中，经相关部门检测，我公司所选的产品系统所测速度和实际车速的误差在3公里，其误差在有关部门的允许范围之内。 前端的车速检测系统由产品公司自主开发的专用单片机组成。它独立于其他系统，专门用于测量车辆行驶速度、给出车辆的触发信号、输出车辆的速度值、分析地感线圈和车辆检测器的工作情况、自动切换触发方式等。单片机接收雷达输出的信号， 计算出车辆行驶速度和车辆长度。最后，通过数据接口速度测量结果传送到工业摄像机中，采用独立的硬件测量有利用提高测量精度，简化工控机的工作流程。4、覆盖范围广 经测试在7-12m区间内,都能取得较满意的结果,而普通摄像机覆盖范围只有3米,全部覆盖还需要加中道摄像机,否则会丢失数据。一般情况下，公路每个方向两个车道，由于车道过宽和车辆不按道行驶，早期卡口系统中每个车道安装一台牌照特写摄像机（普通摄像机）的做法造成车辆漏检的情况比较严重。之后的卡口系统是在两个车道中间再安装一台辅助摄像机来捕获跨车道行驶的车辆图像，这样一个方向有三台摄像机用于牌照识别，三台摄像机的视场必须重叠至少一个车牌的宽度。这样安排摄像机的原因就是普通摄