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海康威视解决方案高清晰公路车辆智能监测记录系统 杭州海康威视系统技术有限公司 地址：杭州市马塍路 36 号 高清晰公路车辆智能检测记录系统 1述 . 3 2 设计原则与依据 . 4 2.1 设计原则 . 4 2.2 设计依据 . 5 3 高清公路车辆智能监测（智能卡口）系统 . 6 3.1 系统架构 . 6 3.1.1卡口车辆记录子系统.6 3.1.2中心管理子系统.7 3.1.3网络通讯子系统.7 3.2 系统工作原理 . 8 3.3 系统前端构成 . 10 3.3.1车辆检测部分.10 3.3.2车速测量部分.10 3.3.3图像采集抓拍部分.11 3.3.4动力电源部分.11 3.3.5辅助光自动控制部分.12 3.3.6主控计算机部分.12 3.4 系统主要功能 . 12 3.5 系统主要特点 . 15 3.6 系统主要设备技术参数 . 19 3.7 系统技术指标 . 22 3.8 高清公路车辆智能监测（卡口）系统配置清单 . 23 第 2 页/共24 页 高清晰公路车辆智能检测记录系统 1、概述 近年来，随着社会经济的快速发展，机动车保有量迅速增长，交通违法行为导致的道路交通事故大幅增长，严重危害着人民群众的人身和财产安全。压事故、保畅通是作为道路交通管理职能部门的职责所在，为进一步强化路面交通管理，加大市区交通智能监控设施的科技投入，启动智能化交通监控系统的建设，应用道路监控设备结合现代信息网络技术，形成道路监控智 能化网络系统，更好地提升道路动态管控和服务公安现实斗争能力。 智能化交通监控网络系统工程要在总体规划目标的前提下，依据市道路交通安全管理和公 安工作实际需求，以掌握动态道路交通情况，提高惩处超速等严重交通违法行为、追缉交通肇 事逃逸、打击盗抢机动车犯罪的能力为目标，将监控设施获取的信息集成到综合性智能交通管 理平台，实现系统的计算机网络化处理、信息共享和综合利用，使整个交通管理系统性能力有 一个质的提升。对改善城市交通现状，提供更加先进科学执法手段，为城市文明建设起到积极 的作用。 2、设计原则与依据 2.1设计原则 安全性 本系统具有防病毒、防误操作等特性，有较强的抗干扰、抗静电能力，系统能自动提供数据备份、恢复措施。 完整性 提交完备的设计、施工方案，设备安装、铺设线缆等符合国家有关标准规范。 材料要求 本系统中所用各配件均采用防锈、防腐蚀、阻燃材料或做过防锈、防腐蚀、阻燃处理的材料。材料及结构设计强度使系统具有足够的机械强度，能承受正常条件下的运输、安装、使用中的搬运。系统各配件内部的电路板材料及部件已进行防潮、防腐、防盐雾处理。 电气装置要求 系统安装有效的过载、漏电、短路保护装置及避雷装置，以保护内部电路。系统中使用的电气接线端子、过载、漏电及短路保护装置、避雷装置、熔断器等装置均符合国家有关电气安全标准要求，系统220V带电部分和壳体之间的绝缘电阻不低于10M，漏电电流5mA（交流、峰值）。 夜间补光要求 为了准确拍摄夜间车辆的特征，我们进行了适当补光，采用专门设计长寿命的脉冲灯补光，由于拍摄的图像均为车尾部分，所以对司机的安全驾驶不会造成任何影响。 工作环境适应性 由于该系统需要在室外恶劣环境下不间断地工作，因此我们提供的系统设备在-2060的环境温度下必须都能正常工作，具备防水，防火，耐盐雾、抗风沙、防尘等性能 电源适应性 系统正常工作要求电压变化范围为154264V、频率变化范围50Hz2Hz。 2.2设计依据 中华人民共和国道路交通安全法 “公安交通指挥中心建设与发展的若干意见” “公安计算机信息系统九五规划” “道路交通科技发展九五计划和2010年规划” 公安部“2002年全国公安交通管理工作要点” 公安部交通管理信息系统建设框架 安防系统工程质量检验实施细则（试行稿） GB 8566-88计算机软件开发规范 IEEE 802.3以太网10BASE-T标准 IEEE 802.3U以太网100BASE-T标准 GA/T 4962004闯红灯自动记录系统通用技术条件 GA/T 497-2004 公路车辆智能监测记录系统通用技术条件 GA/T 7594安全防范工程程序与要求 GA/T 3082001安全防范系统验收规则 GB/J232-82中国电气装置安装工程施工及验收规范 GB5019894民用闭路电视监控系统工程技术规范 GB/50057-94建筑物防雷设计规范 GB/J115-87工业电视系统工程设计规范 GB/T 50619电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 GB/T2423电工电子产品环境试验 GB/T 66771996报警图像信号有线传输装置 GB/T 3672001视频安防系统技术要求 JCJ/T 16-92民用建筑电气设计规范 3高清公路车辆智能监测（智能卡口）系统 以往的公路车辆智能监测记录系统大都是同时记录经过车辆的车头部份特写图像和车辆的全景图像两张照片，分辨率最大是768*576，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，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的细节等等。为此，我们开发了高达130万像素记录车辆图像的嵌入式公路车辆智能监测系统，车辆图像的分辨率达1280960像素，在同一时刻采集两张不同曝光值的照片，其中一张照片可以很清楚的看清司乘人员的面部特征，另一张照片可以高质量的分辨车辆的牌照，并具有很高的车牌自动识别率，识别率实测可达98%以上。 系统集高分辨率数字图像采集、传输、存储和压缩，车辆号牌实时自动识别、网络传输、 自动报警和联网布控等诸多功能于一身，并具有强大的查询、统计与报表打印等后台数据处理功能及强大的通信、联网功能，可广泛应用于公路要道通行车辆监控与报警、超速车辆监控与报警、省际或市际出入口车辆监控与报警、重要治安卡口通行车辆监控与报警等车辆监控记录与报警系统，构筑功能强大的道路车辆智能监控系统。同时，建立道路车辆自动记录系统，能有效遏制车辆的超速行驶、逆向行驶等违章行为，并能为盗抢机动车、事故逃逸、利用机动车流窜作案等治安案件的侦破提供有力的线索证据，成为现代交通管理的高效助手。 3.1系统架构 高清公路车辆智能监测记录（卡口）系统由卡口车辆记录子系统、中心管理子系统和网络通讯子系统三部分构成。 3.1.1卡口车辆记录子系统 卡口车辆记录子系统是公路车辆智能检测记录系统的核心部分，系统由嵌入式一体化抓拍 主机、同步频闪补光单元、车辆检测单元、网络传输单元等四部分组成。对经过道路卡口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，记录下车辆经过的时间、车型、车牌号、方向等数据；并全部汇入网络通讯子系统，通过光纤传输至交警中心管理平台。 图 3.1 公路车辆智能监测记录(卡口)系统结构示意图 3.1.2中心管理子系统 中心管理子系统主要实现对卡口设备进行远程管理、网络的监控、抓拍图像和数据的处理、可疑黑名单车辆的布控，预收费车辆数据下载，以及违章车辆的处罚等工作，并充分考虑与其它交通管理软件系统的接口兼容问题。中心系统还可以设立一个WEB 数据库服务器，安装有 ORACEL 数据库，让它收集各个数据服务器上的数据，用户可以通过IE 浏览器上网查询，全面统计各数据收集服务器的数据，掌握全部的卡口车辆信息。 3.1.3网络通讯子系统 网络通讯子系统主要实现卡口车辆记录部分和指挥中心管理部分的数据和图像信息的传输。多卡口组网结构图如下： 图 3.2 公路车辆智能监测记录(卡口)系统多卡口组网结构图 我公司道路车辆自动记录系统由路口记录单元、光纤传输网络和中心用户系统三部分组成，路口记录单元通过光纤LAN和公安内部网连接，完成数据传递，网络结构如图 3.2 所示。 3.2系统工作原理 线圈B 线圈A 车检器 图3.3 卡口系统工作原理示意图 当车辆触发B线圈时，系统记录下当前的时刻TB； D S B B T T 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 A B ，其中 DB为B线圈与A线圈之间的距离； 车辆检测器给出触发信号，触发高清晰工业摄像机进行图像捕捉； 同时，高清晰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中； 系统将车辆图像进行处理并识别出车辆的信息通过网络上传至控制中心服务器中。 图3.4卡口监测系统流程图 3.3系统前端构成 3.3.1车辆检测部分 由于卡口系统需要车辆的捕获率达到99%以上，需采用地感线圈来检测车辆的到达信息。 地感线圈是基于涡流传感器的工作原理，线圈中由车辆检测器提供一直产生着频率稳定的 交变电磁场，当车辆经过线圈时，交变的电磁场会在车辆的金属底盘中产生涡流，而涡流电磁场又会反过来影响线圈中频率，车辆检测器就是根据线圈中变化的震荡频率也判断车辆经过信息，并给出开关量信号。 车辆检测器必须采用高速车辆检测器，检测器响应时间必须小于 5ms 才能保证快速有效的触发。开关量输出采用光隔离输出，以避免触点式开关输出时的延时，大大地提高了测速和抓拍的准确度。普通车辆检测器的响应时间一般在 20ms-40ms 左右，不便用于高速触发测速的应用场合，会有触发延时和测速不准的现象。 3.3.2车速测量部分 为保证相对准确的速度测量值，需采用一个车道铺设二个地感线圈的方法来测量车辆的速度。如图所示。 其中：线圈A 为触发线圈，线圈 B 为测速线圈。 图3.5 卡口监测系统车速测量原理示意图 测速采用微电脑硬件测速装置，测量速度精确，误差小，且有效速度的确认和误差比较均由微电脑来完成，在车辆触发的同时，有效的速度值立即传输到图像采集单元与图像数据混合传输到上位存储器中。 3.3.3图像采集抓拍部分 系统图像采集抓拍部分是整个系统工作的基础，图像质量的好坏、可靠的抓拍是决定图像有效和车牌识别率直接因素，因此，本系统需采用专门为车辆捕获应用的高清晰工业摄像机以达到系统设计的目的。 为了更可靠地达到图像采集抓拍的目的，需采用高清晰工业摄像机，在每个车道上安装一个专业高清晰工业摄像机拍摄经过车道的车辆,使用高清晰工业像机使所拍摄的车辆图像不仅能清晰的分辨汽车牌照,而且能更清晰的分辨司乘人员的面部特征，如图所示。 图3.6 卡口监测系统现场实际抓拍效果图 3.3.4动力电源部分 动力电源包括空气开关，断路器、稳压电源、过载保护装置、漏电保护装置、防雷装置、 接地装置等组成。系统采用220V 交流电源供电，所有的设备供电都要经过必要的安全装置（稳压、过载、漏电），保证用电及设备的安全。各类设备都能单独控制供电，维护方便。摄像机防护罩、脉冲频闪灯、立柱、机柜等室外设备设计都充分考虑到了防水、防尘需要。在立柱上 还安装有避雷装置，防止雷电破坏。 3.3.5辅助光自动控制部分 辅助光系统是卡口系统中在环境光不足的情况下，仍然具有能捕捉到高质量车辆图像的重要辅助系统，需采用窄脉冲闪光灯，能发出强度可调的微秒量级的脉冲光，是一般闪光灯闪光持续时间的几十分之一。由于闪光持续时间很短，因此对司机眼睛的刺激减到最小，同时又能清楚拍摄车牌、车型和司乘人员的容貌。窄脉冲发生器中采用智能关断技术，最大限度地节约了电能，使得连续的补光间隔时间最小可达几微秒，在车流较大和车距较窄的极端情况下都能迅速的发出窄脉冲光来。3.3.6主控计算机部分 本系统所有硬件均采用模块化嵌入式系统，前端不用工控主机。图像拍摄、压缩、传输在前端完成。系统支持以太网传输，使用 TCP/IP 协议，后端只需一台计算机就可接收所有测点发回的拍摄数据，网络占用少。标准协议可方便与已有网络连接。前端设备都配置有IP 地址，可通过 IP 地址在监控中心控制前端设备的工作参数，减少维护人员的工作量。为使拍摄下来的图像的亮度能适合白天、晚上、阴天、晴天等全天候的情况，需设计可靠的算法来通过摄像机的曝光时间和增益值来自动控制拍摄图像的亮度，使得每张图像的亮度既不太亮，也不会太暗，并且可适应逆光和顺光等的各种光照情况。 3.4系统主要功能 1、车辆检测功能 系统通过视频检测，能对通过的每一辆车辆进行抓拍记录车辆的详细信息，并将信息即时地发至指挥中心。系统可对每辆进出小区的车辆进行有效的判别。系统应对所有经过车辆进行捕获，在正常进出车辆车速(5km/h80km/h)范围内的监控区域内行驶的车辆图像捕获准确率达 99%以上。 2、车辆捕获功能 为保证较高的车辆捕获率，系统采用目前最可靠最有效的地感线圈检测车辆的方法来检测车辆，全天候车辆图像捕获率大于 99。另外，系统支持需视频辅助车辆检测，当线圈出现问题时，系统可采用视频方式进行补充。在汽车通过时，系统能对所有经过的车辆进行捕获并自动记录车辆图像信息，系统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。白天能清晰识别车辆牌照及整个车身的特征情况，晚上能克服车辆迎头拍摄的前大灯眩光问题，夜间车辆牌照及整个车身特征同样清晰。并在照片上叠加通行时间、车速、地 点、方向、车型等信息。 3、测速功能 点测速功能：通过检测车辆通过每一个卡点前后两线圈的时间差，计算车辆的实时速度。 区间测速功能：通过车辆通过这两个卡口的时间差，计算出车辆的平均速度。区间测速能很好的防止驾车人躲避熟悉测速点的问题。 图3.7 卡口监测系统区间测速示意图 4、逆行抓拍功能 通过对车辆经过前后两线圈的时间先后，系统能判断车辆是否是逆向行驶，若是逆向违章，启动摄像机对违章车辆进行抓拍，并上传中心。系统可自动判断不同违法类型，根据要求的传输协议及格式传输到中心处罚平台。可根据需要进行本地或中心报警。 5、车辆识别功能 系统能对所有通过车辆自动进行车辆号码识别、号牌颜色识别及车型等自动识别。 系统具备对民用、警用、军用、武警等汽车号牌计算机自动识别能力，白天车辆号牌识别率大于97%，夜间车辆号牌识别率大于90%。牌照自动识别 在实时记录通行车辆图像的同时，还应具备对民用车牌、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”二十四个英文字母（字母O 与 I 不允许出现在车牌上） 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) 2004 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、挂) 车型和颜色识别 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，能自动识别黑、蓝、黄、 白四种车牌底色。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，就利用图像分析技术来辅助区分车辆的类型。 6、布控报警功能 系统能针对超速及被盗抢车辆和交通肇事逃逸车辆能实时布控报警。对于预交费车辆，可实时进行查询确认。当通过车辆与用户事先输入的被盗抢车辆或交通肇事逃逸等车辆的牌照号码及车型等信息特征相符合时，系统在现场可以立即以声光进行报警，提醒值班人员有可疑车辆通过；同时系统将报警信息传输到监控中心，与 110 或 122 系统结合进行抓逃。报警信息中包括车牌号码、车速、车型、车辆通过时间、车辆图片等。系统具备与交警或公安数据中心进行数据交换功能，并可实时将报警车辆的有关信息上传。 7、流量统计功能 系统能根据需要，按时段、车型、车道、方向进行查询，并可以进行流量统计（包括流量图、流量表、流量曲线图），具备出具日报表、周报表、月报表、年报表等功能。 8、数据传输功能 系统能支持多种方式的数据传输。可通过FTP 方式自动上传违法数据、车辆通过信息（时间、地点、车牌号码等）、设备监测数据、流量统计数据等上传到中心管理系统；也可在中心通过TCP/IP 网络下载操控前端设备。如因网络中断或其它故障，信息备份存储于前端设备中，待故障恢复后应能自动上传。也可通过USB 存储设备直接下载前端设备中的数据。 9、设备管理功能 系统能提供设备编号、设备时钟、设备运行状态监测设置等设备参数配置，可通过前端人机交互界面进行现场配置，也可以在中央远程配置及获取校验，以及实现远程的重启、复位等远程维护，同时提供设备故障报警、设备运行状态监控、系统现场登录等信息的日志管理。 10、用户权限管理功能 权限管理是对整个系统进行权限控制，系统能建立统一的用户及权限管理，建立统一的用户及权限管理机制，经授权通过密码操作，可添加、删除、修改嫌疑库数据，并接收布控请求、发布布控信息等管理业务。 11、远程实时访问功能 管理中心计算机可通过网络对各监控点进行远程访问，查看所有车辆记录的数据与图像 信息。中心服务器保存的各种报警车辆信息及违章车辆信息等有关数据，可通过公安网络的连接，向所有网上的授权用户开放数据，实现数据的远程访问与信息资源共享。 12、系统扩展功能 管理中心的系统设计采用开放式设计，硬件、软件和网络都留有扩展冗余，具备很强的 扩展功能和能力。 3.5系统主要特点 高清道路车辆自动记录系统（高清智能卡口），它不仅包含了一般系统的车辆记录、车速检测、车辆抓拍功能，更采用了 130 万象素的高分辨率数字图像采集技术，在提高牌照自动识别能力、图像清晰度、夜间强光抑制及逆光补偿上，取得了重大的突破，处于国内同行业产品的领先地位。系统的主要特点如下： 1、采用全嵌入式结构，前端无需工控机，系统稳定可靠 目前国内大多数智能卡口系统均采用工控机视频采集卡的方式实现图像的抓拍，这种方式在研发上较为便捷，容易实现，但欠缺稳定性，体积庞大，使用不便。本次要求采用全嵌入式结构，全嵌入式结构和传统工控机结构对比如下： 嵌入式一体机 工控机结构 性能更稳定，适合户外恶劣环境全天候工作，工作环境温度 工控机工作环境一般要求在 -10 +55 -20 +60 结构紧凑，安装使用方便 体积庞大，结构复杂，维护工作量大 功耗更低（100 万次拍摄）的特点，并且对司机和后续车辆的司机均不会产生眩光干扰。系统原则上不需再配备卤素泛光灯作照明，不仅大大节约了电力，而且由于使用寿命长，更换周期长，大大降低了维护成本。 7、采用高清晰度成像，能清晰地看清车牌及驾驶人员面貌特征 系统应采用高清晰逐行扫描百万像素CCD摄像机，图像清晰(1280*960)，可清晰显示车牌及司乘人员面貌特征。高清晰的车牌号码进一步保证了车牌识别的准确性，也为有效缉拿布控车辆提供了保证。通过与频闪闪光灯的配合，整个摄像系统可清晰拍摄出各种天气条件下的车辆图像（浓雾天气除外）。 8、整车道覆盖抓拍 常规采用视频摄像机的卡口系统中，跨中线行驶车辆是造成系统漏拍的主要原因。由于 受视频信号的分辨率限制，单个摄像机无法覆盖一个标准车道的宽度（3.75m）。因此，当车辆跨中线行驶时，车辆在摄像机覆盖的盲区，两个车道摄像机均无法抓拍到具有完整牌照的车辆 图像。 图 3.7 视频摄像机拍摄区域示意图 在改进的系统中，采用增加跨中线辅助摄像机抓拍跨中线，增加跨中线特写摄像机，在跨中线行驶车辆通过时，依靠跨中线特写摄像机，通过牌照识别系统，根据画面中是否有牌照识别跨中线行驶车辆，使跨中线行驶车辆的漏拍大大降低。 但是，无法设别牌照或未挂牌照的车辆，由于无法定位牌照位置，因而无法判断车辆所在位置，造成仍有部分车辆被漏拍。而且，有很多不在车道正中行驶的车辆，其拍摄的图像,只有部分车辆局部，无法反映通过车辆的全貌。 高清卡口系统由于采用高分辨率数码摄像机，其拍摄画面覆盖范围可达 5m 6m，因此，其画面已经覆盖中线，可保证跨中线行驶的车辆能在 1 个或 2 个摄像机拍摄的图片中被完整地记录，确保了记录信息的完整性。 图 3.8 高清摄像机拍摄区域示意图 9、综合管理与远程维护功能 系统应设计远程维护功能，可实现对系统内设备的远程故障自动诊断、故障报警和修复，真正减少了用户的维护工作量。 10、高牌照识别率 系统需具备高的牌照识别率，而牌照识别的准确率很大程度上取决于所拍摄图片车牌的清晰度，百万象素摄像机及先进的神经网络识别算法很好的保证了车牌的识别率。 3.6系统主要设备技术参数 1、嵌入式一体化抓拍主机 传感器类型： 1/3SONY Progressive Scan CCD 镜头接口： C/CS mount 快门： 1/4秒 1/100,000秒 最低照度： 0.1Lux F1.2 智能检测记录系统 自动光圈： DC/VIDEO 信噪比： 大于50dB 压缩格式： JPEG 最大图像尺寸： 1280x960 图像上传协议： FTP 本地存储接口： SD 通讯接口： 1个RJ45 10M/100M自适应以太网口，1个RS485接口端子 报警输入： 1路，信号量 报警输出： 1路，开关量 电源： AC24V10% /DC12V10% /PoE 功耗： 4W MAX（10W MAX with ICR Working） 工作环境： 温度-4060，相对湿度090% 尺寸(mm)： 68.5x63x157.5 满足 GA/T4972009 公路车辆智能监测记录系统通用技术条件的要求。 2、频闪闪光灯 频闪光源寿命：500万次； 闪光时间： 5us1ms可选； 回电时间（全光）：0.2s； 色温：5500K200K； 照射角度：55； 频闪灯功率：60WS； 闪光灯防护等级：IP66； 接地电阻：4 ； 工作温度：-30 +70； 相对湿度：95%； 工作电压：AC110V 280V。 3、车辆检测器 通 道 数: 6 电感范围: 20-2