高清智能卡口系统方案.doc

高清智能卡口系统高清智能卡口系统 目录目录 第第 1 1 部分部分海康威视高清智能卡口系统简介海康威视高清智能卡口系统简介 5 5 第第 2 2 部分部分设计原则设计原则 6 6 第第 3 3 部分部分设计依据设计依据 8 8 第第 4 4 部分部分系统整体描述系统整体描述 9 9 4 1 系统性能指标 9 4 2 系统概述功能 10 第第 5 5 部分部分系统详细设计系统详细设计 1212 5 1 系统构成 12 5 1 1 系统结构图 12 5 1 2 现场布局示意图 12 5 1 3 硬件设备配置 15 5 1 4 前端卡口系统 15 5 1 5 通信传输系统 17 5 1 6 中心管理系统 17 5 2 系统软件简介 18 5 2 1 实时监控 18 5 2 2 数据查询 19 5 2 3 跟车关联性分析 21 5 2 4 套牌分析 24 5 2 5 字典管理 25 5 2 6 报警管理 27 5 2 7 设备管理 28 5 2 8 手动布控管理 29 5 2 9 批量布控管理 30 5 2 10 用户管理 31 5 2 11 角色管理 32 5 2 12 信息导出 34 5 3 系统功能 35 5 3 1 车辆捕获功能 35 5 3 2 车辆测速功能 36 5 3 3 车辆特征和车辆驾驶人面部特征高清晰拍照功能 36 5 3 4 车辆牌照自动识别功能 37 5 3 5 车身颜色自动识别功能 37 5 3 6 车辆型号判别功能 38 5 3 7 全景数字录像功能 38 5 3 8 记录及图像存储功能 38 5 3 9 数据自动上传和历史数据下载功能 38 5 3 10 Web 方式数据查询浏览功能 39 5 3 11 前端设备管理维护功能 39 5 3 12 远程自动更新功能 39 5 4 系统特点 39 5 4 1 完全嵌入式处理系统 39 5 4 2 车辆数据全天候存储 40 5 4 3 基于 TCP IP 的前后端独立网络架构 40 5 4 4 智能工业摄像机实现高捕获率 40 5 4 5 全天候高清成像 42 5 4 6 独特的车身颜色识别 46 5 5 高牌照识别率 47 5 6 海量信息存储与管理 48 5 6 1 海量信息存储需求 48 5 6 2 IPSAN 网络存储 48 5 6 3 存储管理策略 50 5 6 4 网络存储容量计算 51 第第 6 6 部分部分主要设备介绍主要设备介绍 5353 6 1 卡口全景摄像机 DS 2CD863PF 53 6 1 1 主要特性 53 6 1 2 技术参数 53 6 2 卡口抓拍单元 VCU 3005 55 6 3 智能闪光灯 SL 1211 56 6 4 智能工业摄像机终端服务器 TS 1001 57 6 5 雷达 RDR 1101 RAPIER 57 6 6 存储产品 DS A2024R 58 5 第第 1 部分部分 海康威视高清智能卡口系统简介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 1600 1200 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 6 第第 2 部分部分 设计原则设计原则 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 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 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 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 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 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 7 并发展的关键所在 易维护性易维护性 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 8 第第 3 部分部分 设计依据设计依据 中华人民共和国道路交通安全法 中华人民共和国道路交通安全法实施条例 公路车辆智能监测记录系统通用技术条件 GA T 497 2009 公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求 GA T651 2006 道路交通安全违法行为图像取证技术规范 GA T832 2009 公安部 关于公安交通指挥中心建设与发展的若干意见 公安部 公安计算机信息系统 九五 规划 公安部 交通管理信息系统建设框架 公安部 建设部决定 2000 年在全国实施以提高城市交通管理水平为中心的 畅通工程 的要求 国家技术监督局 测量 控制和试验室用电气设备的安全要求 国家技术监督局 信息技术设备的安全 中国电气装置安装工程施工及验收规范 GBJ232 90 92 9 第第 4 部分部分 系统整体描述系统整体描述 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 4 1 系统性能指标系统性能指标 项目项目指标指标 车辆捕获率 5km h 180km 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 h 100km h 时 误差不超过 6km h 0km 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 10 图像分辨率1600 1200pixel 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 154V 264V 48Hz 52Hz 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 MTBF 10000h 4 2 4 2 系统概述功能系统概述功能 系统功能描述表 系统功能描述表 功能名称功能名称功能描述功能描述 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 基 本 业 务 功 能 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 11 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 扩 展 业 务 功 能 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 12 第第 5 部分部分 系统详细设计系统详细设计 5 1 5 1 系统构成系统构成 5 1 1 5 1 1 系统结构图系统结构图 图图 系统结构图系统结构图 5 1 2 5 1 2 现场布局示意图现场布局示意图 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 13 杆高6m 3 75m 卡口抓拍单元5 闪光灯5 闪光灯4 卡口抓拍单元4 卡口抓拍单元2 闪光灯2 闪光灯3 卡口抓拍单元3 5m 5m 14m11m 杆高6m 14 雷达3 雷达2 雷达4 雷达5 车道3 车道2 车道4 车道5 卡口抓拍单元6 闪光灯6 雷达6 车道6 雷达1 车道1 卡口抓拍单元1 闪光灯1 图图 现场布局俯视图现场布局俯视图 14 图图 抓拍摄像机视野覆盖图抓拍摄像机视野覆盖图 15 抓抓拍拍位位置置 智智能能闪闪光光灯灯 抓抓拍拍摄摄像像机机 14m 6m 11m 测测速速雷雷达达 图图 现场布局侧视图现场布局侧视图 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 5 1 3 硬件设备配置硬件设备配置 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 16 5 1 4 5 1 4 前端卡口系统前端卡口系统 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 图图 系统工作原理图系统工作原理图 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 17 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 5 1 5 通信传输系统通信传输系统 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 5 1 6 中心管理系统中心管理系统 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 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 WebWeb 服务器 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 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 18 5 2 5 2 系统软件简介系统软件简介 5 2 1 5 2 1 实时监控实时监控 需求 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 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 19 图 报警详细信息查看 5 2 2 5 2 2 数据查询数据查询 需求 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 20 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 功能 实现按用户输入条件查询数据功能 图 数据查询界面 21 图 车辆图像浏览 放大 缩小 另存 打印 前后浏览 5 2 3 5 2 3 跟车关联性分析跟车关联性分析 需求 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 功能 实现对跟车关联性分析 比对处理 打印和导出功能 22 图 关联性分析界面 图 嫌疑车辆图片 23 图 关联性车辆和布控信息比对界面 24 图 关联性车辆图片 5 2 4 5 2 4 套牌分析套牌分析 需求 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 功能 实现对套牌车辆检测 布控处理 打印和导出功能 25 图 套牌分析界面 图 对套牌车辆直接布控 5 2 5 5 2 5 字典管理字典管理 需求 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 功能 实现对字典信息的增删改查功能 26 图 字典管理 27 图 字典管理查询 5 2 6 5 2 6 报警管理报警管理 需求 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 功能 实现对报警声音设置功能 28 图 报警设置界面 5 2 7 5 2 7 设备管理设备管理 需求 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 功能 实现对设备信息的增删改查功能 29 图 设备管理界面 5 2 8 5 2 8 手动布控管理手动布控管理 需求 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 功能 实现对布控信息的增删改查撤控功能 30 图 手动布控界面 5 2 9 5 2 9 批量布控管理批量布控管理 需求 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 功能 实现对布控信息的批量添加功能 图 批量布控界面 31 5 2 10 5 2 10 用户管理用户管理 需求 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 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 32 图 用户角色设置 5 2 11 5 2 11 角色管理角色管理 需求 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 功能 实现对角色的增删改查操作和角色功能的关联操作 33 图 角色管理界面 图 角色功能设置界面 34 5 2 12 5 2 12 信息导出信息导出 需求 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 功能功能 实现将车辆信息导出功能 图 数据导出 35 图 图片导出 5 3 5 3 系统功能系统功能 5 3 1 5 3 1 车辆捕获功能车辆捕获功能 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 h 180km 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 36 卡口抓拍单元2 闪光灯2 闪光灯1 卡口抓拍单元1 雷达1 雷达2 卡口抓拍单元3 闪光灯3 雷达3 抓抓拍拍位位置置 占占到到行行驶驶车车辆辆 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 5 3 2 车辆测速功能车辆测速功能 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 5 3 3 车辆特征和车辆驾驶人面部特征高清晰拍照功能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 1600 1200 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 37 5 3 4 5 3 4 车辆牌照自动识别功能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 0 9 十个 英文字母 A Z 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 5 3 5 车身颜色自动识别功能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 38 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 5 3 6 车辆型号判别功能车辆型号判别功能 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 5 3 7 全景数字录像功能全景数字录像功能 系统可采用高分辨率网络数字摄像机提供不低于 768 576 30fps 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 5 3 8 记录及图像存储功能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 5 3 9 数据自动上传和历史数据下载功能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 39 5 3 10 5 3 10 WebWeb 方式数据查询浏览功能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 5 3 11 前端设备管理维护功能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 5 3 12 远程自动更新功能远程自动更新功能 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 5 4 系统特点系统特点 5 4 1 5 4 1 完全嵌入式处理系统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 40 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 5 4 2 车辆数据全天候存储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 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 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 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 5 4 3 基于基于 TCP IPTCP IP 的前后端独立网络架构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 5 4 4 智能工业摄像机实现高捕获率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 41 高清采集处理单元1 行车道1行车道2 3 8m3 8m 0 6m 高清采集处理单元2 0 6m 图 采用高清智能工业摄像机的系统视场范围示意图 42 5 4 5 5 4 5 全天候高清成像 全天候高清成像 5 4 5 1 5 4 5 1 反馈控制的全天候高清晰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 43 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 5 4 5 2 5 4 5 2 综合技术应用综合技术应用 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 44 图 智能工业摄像机拍摄的图像效果一 45 图 智能工业摄像机拍摄的图像效果二 46 5 4 6 5 4 6 独特的车身颜色识别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 目标类别 红灰色 60 H 120 300 H 360 0 H 60240 H 300120 H 240 白灰黑 银灰 其他黄绿褐蓝深蓝 图 颜色识别树状结构 图 颜色归类直方图示例 47 图 红色车身颜色识别 图 蓝色车身颜色识别 5 5 5 5 高牌照识别率高牌照识别率 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 48 5 6 5 6 信息存储与管理信息存储与管理 5 6 1 5 6 1 信息存储需求信息存储需求 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 5 6 2 IPSANIPSAN 网络存储网络存储 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 49 海康威视海康威视 IPSANIPSAN 网络存储的特点 网络存储的特点 一一 监控专用存储系统监控专用存储系统 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 二二 IPSANIPSAN 和和NASNAS 两种工作模式两种工作模式 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 三三 高可靠性保障高可靠性保障 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 50 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 四四 独有的安全技术独有的安全技术 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 五五 无缝扩展能力无缝扩展能力 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 六六 友好的用户界面友好的用户界面 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 5 6 3 存储管理策略存储管理策略 5 6 3 1 5 6 3 1 存储管理服务器存储管理服务器 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 5 6 3 2 5 6 3 2 三层容错技术三层容错技术 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 51 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 5 6 3 3 5 6 3 3 录像计划和补录录像计划和补录 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 5 6 3 4 5 6 3 4 录像清盘策略录像清盘策略 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 52 5 6 4 5 6 4 网络存储容量计算网络存储容量计算 单个通道 24 小时存储 1 天的计算公式 GB 码流大小 Mbps 8 3600 秒 24 小时 1 天 1024 5 6 4 1 5 6 4 1 高清高清 720P 1280 720 720P 1280 720 格式格式 按 6Mbps 码流计算 存放 1 天的数据总量 6Mbps 8 X 3600 秒 X 24 小时 X 1 天 1024 63 28GB 30 天需要的容量 GB 63 28GB 30 天 1898 44GB 按 11 个高清通道 11 个高清通道的容量 TB 1898 44GB 11 1024 20 3TB 5 6 4 2 5 6 4 2 存储设备配置存储设备配置 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