道路监控之高清治安卡口系统设计方案

高清治安卡口系统设计概述道路监控系统特别是卡口前端设备的功能应主要包括：图像采集、号牌识别、数据存储、辅助照明等部分，这些前端设备应能适应各种气候环境，具有稳定性、可靠性和抗干扰能力，具备数据存储、传输和自愈功能，优先采用集图像采集、图像处理、号牌识别为一体的嵌入式综合应用设备。前端抓拍设备应具备车辆捕获、号牌识别、车辆测速、实时比对、流量统计等功能，能在各种环境下及时、准确、清晰地捕获车辆和人员图像，清晰显示车辆特征、驾驶人及其同排人员脸像，反映车辆行驶方向、行驶车道、经过时间、地点等信息，并能准确测定车辆行驶速度；根据全省范围车辆和人员布控堵截需要，要能通过前端设备采集车辆牌照信息与布控车辆信息进行实时比对，自动报警提示并传输存储相关信息；能够按车道和时段进行车辆流量统计。因此，在本次项目建设中，各卡口安装一体化高清卡口抓拍单元，每个路口1套抓拍单元，每一套抓拍单元配置有SD卡，可以存储3天的车辆抓拍数据。高清摄像机抓拍到车辆图片，直接完成车辆号牌的识别、叠加，系统对抓拍图片和识别数据经过网络上传到监控指挥中心进行存储、比对、报警，并把最终的数据上传到系统中心管理平台，在中心管理平台实现信息采集、查询、统计、比对、轨迹分析和控制等功能。系统建设指导思想坚持从实际出发，因地制宜，近期目标与长远发展相结合，立足于成熟、经济、适用、先进又可靠的智能交通监控与管理技术和公安业务工作紧密结合，注重系统的实用性和实战性，合理配置资源，服务、服从于公安业务需要，统筹规划、统一标准、规范设计、周密计划、合理实施的原则；采用开放性、模块化、智能化的体系结构，依托现有的信息网络系统和监控指挥中心管理系统，将各监控点系统融合成一个有机的整体，实现整个系统科学、高效、可靠、协调的管理与运行，达到“实时监视，联网布控，自动报警，快速响应，信息共享，监控、威慑、防范与打击并重”的综合管理效能与目标。总体设计原则系统设计主要遵循下列原则：（1）先进性选择最新的硬件设备，应用最新先进的智能、信息技术与软件成果，同时符合相关标准和规范，确保整个系统“国内领先、国际先进”。（2）合理、适用性选择最优设计方案，在确保功能和性能满足要求的情况下，使系统最简单、最节省、最适用，从而保证业主的投入产出效益最大化。（3）可靠、稳定性由于系统需要在公路旁、露天环境下长年累月每天24小时连续不间断工作，因此设计中采取更有效措施，保证系统稳定可靠运行。（4）开放性与扩展性 系统设计时采用国际通用的操作平台、数据库系统、通讯接口协议等，可方便实现互联互通并支持二次开发及功能的不断升级调整。（5）标准化、规范性严格依据国家现行相关标准、规定和行业规范及通过的一系列规范、标准，进行设计、生产、施工和安装调试。建设内容及点位该工程项目内容包括：按照招标文件要求进行详细的技术方案设计、安装、组织施工（包括工程进度、图纸设计）；基础施工，设备的运输、安装、调试；系统安装、调试、试运行；竣工测试；技术培训和售后服务计划。本项目主要对濠江区的道路卡口安装高清卡口车辆监测记录系统，进行设计、报价和建设。建设点位信息表序号点位名称车道数非机动车道路宽立杆数量抓拍机数高清监控数1234合计卡口系统系统结构前端结构示意图现场设备信号连接图前端设备安装示意图系统存储结构前端数据包括道路动态视频图像数据、车辆抓拍图片数据，图片数据中包含了车辆号牌识别结果。根据系统建设情况和国家相关规范要求，本次项目建设图片数据存储分为二级存储：1、一级存储在前端设备抓拍单元中带有存储设备，以SD卡为主。在卡口前端网络故障的情况下，对车辆图片进行临时存储，保存车辆图片数据不少于3天，当网络畅通时，系统自动把存储的数据上传到监控中心。2、二级存储在监控中心设置数据库服务器、数据库、以及网络存储设备，主要以IPSAN和高性能的系统管理服务器为主。保存系统所辖的卡口的图片、图像数据。存储车辆号牌等动态数据信息不少于3年、车辆图片信息不少于2年、车辆视频信息不少于30天。系统组成前端图像采集子系统针对每个卡口通道都有一套完整的设备。每个车道的设备基本相同，主要设备包括工业高清晰摄像机、信号控制器、车辆检测器、闪光灯、标清相机，低压电源、立杆、立杆基础、接地等。信号检测单元本次卡口系统采用线圈检测为主+视频检测为辅。线圈检测：在道路车辆智能检测记录系统中，要求车辆的捕获达99%以上，因此本系统采用地感线圈检测车辆。线圈车辆检测系统由地感线圈、线圈检测器、车速检测器组成。在工程实施中，我们在每个车道埋设二个线圈。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。其振荡线圈为环状，线圈电缆为AC/DC低阻抗12#或14#AWG线，导线由1平方毫米软铜导线构成，加上馈线，其电感量为15-1500uh左右。由固定电容C和环型线圈电感、三极管所组成的振荡器，输出的正旋波，频环由环型线圈电感所决定。从振荡器的角变来看，环型线圈电感量的大小，考虑到电涡流效应，不仅仅取决于环形线圈的电磁变化，而且与线圈对面的铁磁物体大小距离远近有关。当铁磁物体与线圈的距离减小时，振荡电路的电感量就变大，其振荡器的频率也就减小。根据这个特性，就可以找出频率的变化情况，由频率的大小差异，来确定车辆的有无情况。由于需要进行线圈测速，为了保证速度测量的误差，车辆检测器的检测器响应时间必须小于5ms，展翔自主研发的车辆检测器，大大地提高了测速和抓拍的准确度，并且专门为测车速和抓拍图像设计了光隔离器件输出，消除了普遍使用的继电器输出延时5－10ms的问题，使得测速更精确，抓图更快。普通车辆检测器的响应时间一般在20ms-40ms左右，不能用于测速的应用场合，车辆检测器自带逆向抓拍和进入/离开双路输出信号的功能，且一个车道只需要用一个检测器，方便维护，磁场变化0.01%～1.25%8级可调。检测模式：线圈测速系统采用双线圈方式，根据车辆通过前后线圈的时间差来计算车速。车速V=S/(T2-T1)。测速范围最小5km/h，最高可达25Okm/h。当车速在40km/h≤V车＜120km/h的速度范围内，测速误差应在±6%之内；当车速在V车≥120km/h范围时，测速误差应在±10%之内,如下图:下图为车检器检测到的车辆通过时的输出信号示意图。对于两脉冲的时间间隔而言，可以分别测量其脉冲的前沿和后沿得到Δī1和Δī2两个不同的值。假定两个线圈的间距为d，则车速可以由下式计算得到:V=dx3600/Δī1而车长L则可有下列公式计算得到:L=dxΔP1/Δī1由于汽车、摩托车的尾部形状各异，其金属含量也不尽相同，因此两个值往往会存在差异，一般Δī1的值较为精确。基于同样的原因ΔP1的测量值和理论值也会存在一定的误差。实测值与实际车外廓长相比，一般会有0-1.5m的误差。测量系统中一般将此值作为车型大小的分类参考。精度控制：以线圈间距为4米计算，当时速为250公里/小时的时候，车辆通过线圈组的时间Δī1的理论计算值是72毫秒。车检器本身的测量误差大约是7毫秒，加上系统其他部分的误差，累计误差大约可达8-9毫秒。以此推算:180km/h时的测速误差理论值为11.3%，150km/h时，测速误差理论值为9.4%。为使系统的测量误差小于10%，必须在系统中采用非线性的补偿算法对所测量出的车速进行校正。在实际使用时，如果是高速公路或快速干道，车速一般都在60公里以上，可以适当放宽线圈的间距到4-6米，在高速公路上甚至可以放宽到8米。例如，线圈间距为6米，时速180km/h时，测量误差为7.5%。测速的精度会大大提高。但是，线圈间距并非越大越好。当车速较慢(50公里以下)就有可能会出现如图所示的情况图中第一辆车尚末离开线圈2，第二辆车由于与第一辆车的距离较近，车身已经压上线圈2，由此造成第二辆车的被测车速高于实际车速，从而产生误测。为了尽量减少这种情况的发生，在市区内交通繁忙路段，建议将线圈间距放在4米或5米，线圈厚度以一米为宜(在高速路段，可将线圈的厚度设为2米，以增加线圈的有效检测范围，提高检测灵敏度)。另一方面，在系统内部，可以采用相应的容错算法将此种情况剔除，以免系统给出错误的测试数据。此外，当高底盘车辆(如军车、挂车、拖车、大货柜车等)和金属含量较少的车如摩托车、农用车等，通过线圈时有可能会出现信号抖动的现象，该种情况大多也可以通过在系统进行合理的容错算法处理而得以滤除。杭州展翔智能卡口监控系统已取得《国家法定计量检定机构计量测试校准报告》，为所安装的卡口系列产品抓拍超速违章车辆提供了科学准确地法律依据。线圈的施工工艺也是非常重要的，它会直接影响触发的可靠性，下图为线圈施工示意图。视频检测：视频检测模式一般分为3种：（1）是根据基于车牌识别的视频检测技术：这种方法是通过对每帧（场）图像的快速车牌识别，从而判别有无车辆，达到视频检测车辆的目的；(2)视频检测器是通过摄像机作传感器来提供交通信息的，使用时在摄像机视角范围内设置检测区（又称“虚拟线圈”），车辆在进入检测区时图像的背景灰度值将发生变化，并以此检测到车辆的存在，判断出车辆的类型和行驶速度，统计出车辆流量等;(3)是基于车辆运动轨迹的视频检测技术：实际上这是一种基于的一种视频检测技术，除了对空间上车辆灰度信息变化外，并且做边缘信息提取，对时间上车辆在每帧的位移量也做记录，这样可以检测出车辆。视频检测方式在捕获率上有所欠缺，但是能和线圈模式互补。高清抓拍单元系统图像抓拍单元由高清摄像机、镜头、室外型防护罩及安装配件等组成。摄像机为高清工业级彩色网络摄像机，对经过车辆抓拍的图片包括至少一张车头部分的高清晰照片，在照片中要可以清晰分辨车辆的牌照、车前部车况及驾驶员脸部特征等。（1）高清摄像机及镜头：200万像素CCD（ChargeCoupleDevice）感光传感器（电荷耦合器件），水平分辨率1600*1200，帧速率15帧。Computar高分辨率工业FA镜头，中心线对数满足像素要求，焦距范围35mm。（2）高清抓拍相机支持输出5帧每秒的高清视频流，图像分辨率为1600*1200，码流为8MBPS（3）具有光线控制、自动增益、白平衡选择、电子灵敏度提升等功能；具有浪涌保护和防雷击保护功能；具有开放或兼容的控制协议以及标准控制接口；平均无故障时间不低于1万小时。（4）摄像机可与系统其它部分无缝联接，以确保系统兼容性。（5）摄像机具备水印技术，输出图片具备防篡改功能。（6）摄像机内置SD高速存储卡，前端存储图片不小于20万张。补光单元卡口补光单元包括三部分：卡口抓拍补光、抓拍相机夜间录像补光、辅道高清监控夜间补光。卡口抓拍使用智能频闪灯补光,保证采集的图像中驾驶员人像信息不被遮挡,频闪灯和抓拍位置的距离不得小于21m,，补光设备（含照明灯和频闪灯）安装在同一杆件上，补光设备离路面高度大于6.5米。频闪灯安装数量按1车道1盏计。抓拍相机夜间录像补光采用飞利浦碘钨灯，功率250W；配置原则为1-2个车道设1台，3-4个车道设2台。非机动车道高清监控采用LED灯补光，对所有经过的非机动车和行人进行照明，能看清非机动车特征和人员的基本特征。每个非机动车道设1台。成像控制单元成像清晰是牌照识别的技术关键。本系统采用智能交通专用智能工业相机，整个图像成像控制系统是一个由智能工业相机、智能补光灯、成像控制软件组成的精密系统，它们之间的精确配合使得白天和晚上抓拍的车牌图像都更利于车牌识别。无论是环境照度比较低的情况下（例如夜晚），还是在强光照射下（例如晴天正午），系统均会自动调整智能工业相机的成像模式，使用软硬件结合的方法控制图像的曝光，保证车牌成像清晰度，非常有利于人工辨认和机器自动识别车辆牌照信息。智能补光灯由智能工业相机控制，在环境照度不足的情况下，智能工业相机执行精确的控制指令控制智能补光灯补光，这样保证了在全天候环境下本系统都能拍摄到包含清晰牌照图像的理想图片。线路传输卡口至指挥中心的线路采用光纤，通过光纤网络来传输卡口监控。光纤尾纤两端连接光纤收发器，光纤收发器提供卡口监控信息传输至指挥中心，指挥中心和卡口均采用交换机作为网络拓展，采用网络交换机，作为所有前端网络设备的接入点。配电及安全系统配电及安全系统由稳压电源、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，采用一点式接地方式，。接地母线采用10mm2铜质导线。接地线不与强电的零线相接。按照二级防雷标准，采用专用接地装置时，其接地电阻不大于4欧姆。所有的设备供电都经过了用电安全装置（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。智能工业相机防护罩、机柜等室外设备设计都充分考虑到了防水、防尘的需要。系统工作原理车辆检测原理车辆检测由车辆检测线圈、车辆检测器、检测电源、检测箱组成。当车辆经过车辆检测线圈时，检测线圈的磁通量发生变化，根据磁通量变化的大小，可以判断出车辆情况。车辆检测器检测出车辆后，输出TTL电平，系统主控机根据TTL电平可以判断车辆通行情况。车辆检测器有环形线圈式、超声波式、雷达型、视频型等等多种，从性价比和高可靠性上来考虑，现在使用最多的仍然是环形线圈式车辆检测器。环形线圈式车辆检测器有盒式和卡式两种，它主要由振荡线圈，逻辑电路、微处理器、接口及驱动电路等组成，如下图所示。其振荡线圈为环状，线圈电缆为AC/DC低阻抗12#或14#AWG线，导线由1平方毫米软铜导线构成，加上馈线，其电感量为15-1500uh左右。由固定电容C和环型线圈电感、三极管所组成的振荡器，输出的正旋波，频环由环型线圈电感所决定。从振荡器的角变来看，环型线圈电感量的大小，考虑到电涡流效应，不仅仅取决于环形线圈的电磁变化，而且与线圈对面的铁磁物体大小距离远近有关。当铁磁物体与线圈的距离减小时，振荡电路的电感量就变大，其振荡器的频率也就减小。根据这个特性，就可以找出频率的变化情况，由频率的大小差异，来确定车辆的有无情况。车辆测速原理线圈测速系统采用双线圈方式，根据车辆通过前后线圈的时间差来计算车速。车速V=S/(T2-T1)。测速范围最小5km/h，最高可达25Okm/h。当车速在40km/h≤V车＜120km/h的速度范围内，测速误差应在±6%之内；当车速在V车≥120km/h范围时，测速误差应在±10%之内,如下图:下图为车检器检测到的车辆通过时的输出信号示意图。对于两脉冲的时间间隔而言，可以分别测量其脉冲的前沿和后沿得到Δī1和Δī2两个不同的值。假定两个线圈的间距为d，则车速可以由下式计算得到:V=dx3600/Δī1而车长L则可有下列公式计算得到:L=dxΔP1/Δī1由于汽车、摩托车的尾部形状各异，其金属含量也不尽相同，因此两个值往往会存在差异，一般Δī1的值较为精确。基于同样的原因ΔP1的测量值和理论值也会存在一定的误差。实测值与实际车外廓长相比，一般会有0-1.5m的误差。测量系统中一般将此值作为车型大小的分类参考。车辆测速误差的控制以线圈间距为4米计算，当时速为250公里/小时的时候，车辆通过线圈组的时间Δī1的理论计算值是72毫秒。车检器本身的测量误差大约是7毫秒，加上系统其他部分的误差，累计误差大约可达8-9毫秒。以此推算:180km/h时的测速误差理论值为11.3%，150km/h时，测速误差理论值为9.4%。为使系统的测量误差小于10%，必须在系统中采用非线性的补偿算法对所测量出的车速进行校正。在实际使用时，如果是高速公路或快速干道，车速一般都在60公里以上，可以适当放宽线圈的间距到4-6米，在高速公路上甚至可以放宽到8米。例如，线圈间距为6米，时速180km/h时，测量误差为7.5%。测速的精度会大大提高。但是，线圈间距并非越大越好。当车速较慢(50公里以下)就有可能会出现如图所示的情况图中第一辆车尚末离开线圈2，第二辆车由于与第一辆车的距离较近，车身已经压上线圈2，由此造成第二辆车的被测车速高于实际车速，从而产生误测。为了尽量减少这种情况的发生，在市区内交通繁忙路段，建议将线圈间距放在4米或5米，线圈厚度以一米为宜(在高速路段，可将线圈的厚度设为2米，以增加线圈的有效检测范围，提高检测灵敏度)。另一方面，在系统内部，可以采用相应的容错算法将此种情况剔除，以免系统给出错误的测试数据。此外，当高底盘车辆(如军车、挂车、拖车、大货柜车等)和金属含量较少的车如摩托车、农用车等，通过线圈时有可能会出现信号抖动的现象，该种情况大多也可以通过在系统进行合理的容错算法处理而得以滤除，为所安装的卡口系列产品抓拍超速违章车辆提供了科学准确地法律依据。智能频闪灯原理由于夜间照明条件较差，在夜间抓拍车辆图像时，增加辅助照明，弥补各种不同道路夜间路灯光线的不足。智能频闪灯，为专门用于道路交通抓拍的室外专用闪光灯，支持连续闪光，采用专用长寿命脉冲灯管，寿命达到300万次以上，具有寿命长、回电时间快的特点，可直接安装在室外环境。为了满足高速拍照的需要，充电控制采用闪光灯专用数字电路，通过高压充电回路实现高速充电，可确保在最短0.1秒充电完毕并动作，非常适合各种电子警察系统使用。车辆抓拍原理当车辆通过卡口前端期间，主控制机接收到车辆检测信号，系统根据逻辑判断，开始抓拍照片一张，进行压缩、传输。高清摄像机的原理高清摄像机是一种采用高分辨率CCD的工业级摄像机。CCD是电荷隅合型光电转换器件，用集成电路工艺制成。它以电荷包的形式储存和传送信息。主要由光敏单元、输入结构、和输出结构等部分组成。CCD有面阵和线阵之分。光敏元排成一行的称为线阵CCD，面阵型CCD器件的像元排列为一个平面，它包含若干行和列的结合。本文所介绍之摄像机为面阵型。CCD摄像机包含四部分:CCD光电传感器、CCD传感器驱动器、图像处理板、供电电源。CCD传感器是一个由1360x1024个光敏二极管构成的光电传感器阵列，其结构为行间转移型。这种器件光敏面积大，靶面利用率高。当景物的光学图像，经由摄像物镜投射到这个阵列上时，由于各光敏二极管受光的强弱不同而感生出不同量的光电荷。这些感生电荷，经过一定时间(一场)的积累，在转移栅的控制下，水平地移送到与像元对应的设置在光敏元旁边的垂直移位寄存器中，而后又在行转移脉冲的控制下，将电荷移送到水平移位寄存器，并由水平移位时钟控制依次向输出端转移，最后由输出电路输出视频信号。由CCD传感器输出的视频信号己具有较大幅度(0·5V以上)，经由处理电路进行处理(包括自动增益控制、校正、同步信号混合、功率放大等)，在终端得到全电视信号输出。主要性能指标：CCD数字图像传感器，分辨率：1600*1200光学尺寸：1/2英寸像素尺寸：4.65μm×4.65μm扫描方式：逐行扫描信号输出：12Bit，BayerColor帧率，SXGA（1600*1200）：15帧/秒增益可调快门速度可调（1/10000s-1s）同步方式：外触发模式光源控制接口信噪比：>46dB动态范围：39dB最低照度：2Lux工作温度：－25℃～60℃工作湿度：20％～80％接C、CS制标准镜头高速目标图像的获取原理当被摄物体处于高速运动时的情况可不像静态时那么简单。特别是用于国道/高速公路的卡口系统更是如此。下面分析在选取适合高速抓拍的摄像机需要注意的因素。摄像机的电子快门速度是首先要考虑的指标。因为，电子快门速度可以看成是对高速目标在空间监测点上出现频率的采样。当时使用高电子快门速度的摄像机时，运动目标相对于镜头可以认为是静止的。当然，其他因素如车身反光、天气影响暂考虑为理想状态，而且摄像机本身也认为工作在最佳状态下。因此，要得到清晰的高速运动目标的图像，我们选择专用摄像机的主要出发点是:电子快门速度、分辨率、帧速率。图片自动传输原理在抓拍后，车辆图片可以通过网络自动传输到公安局处理中心。中心采用集中式的智能卡口监控系统主机对传输的车辆数据信息进行存储和处理。号牌识别原理我们所采用的号牌识别技术是一个以特写目标为对象的专用计算机视觉系统它能使计算机像人一样认识车辆牌照，包括车牌颜色、汉字、字母、数字等。号牌识别主要包括图像灰度拉伸、牌照定位分割、二值化、字元切割、字元识别等5个模块。图像灰度拉伸:在光线强度不够的情况下，牌照上背景与字元的对比度较小，从而边缘纹理不太明显。为了便于分割牌照，采用图像灰度拉伸算法，适当加强牌照上的对比度，同时在一定程度上抑制成像系统产生的躁声。牌照定位分割:本系统采用基于纹理分析的牌照分割方法。在汽车牌照中，一般有7个以上字元，并且背景与字元有一定的灰度差别，使得牌照区域具有比较多的边缘。根据定义的牌照基元进行纹理匹配，完成牌照的初步定位。由于无效字元及躁声的影响，会得到一组牌照的可能区域，需要进一步的纹理匹配，否定干扰区域和伪牌照。此时，基元之间的间距、牌照的长宽比、基元的大致数目、长度范围等都是一些重要的参量，可以用来防止车前印有"安全驾驶"、"ISUZU"等干扰字元的误分割。定位分割后根据牌照颜色和牌照结构等信息分类为标准车牌、公安车牌、武警车辆、军队车牌、农用车牌、港澳车牌等。二值化:牌照图像的二值化是处理与识别图像中很关键的一个步骤，效果的好坏直接影响到后续工作。在光线弱的情况下，特别在夜间汽车前灯开启时，牌照图像的光照程度很不均匀，牌照字元与底色对比度偏低，所以只能采用动态阀值法。目前一些动态门限分割法，由于其性能的限制，没有获得实际的应用。本系统的二值化算法采用了Marr算子，用算子对图像做卷积运算。在我国的现行牌照中，最多的是黄底黑字(大型汽车)、蓝底白字(小型汽车)。在灰度图像中，黄黑字的字元灰度比背景低，而蓝底白字则字元的灰度比背景高，二值化之后黑白正好相反。所以在处理过程中，要做反色处理统一结果。字元切割:系统的字元分割算法是以垂直投影、字元间距尺寸测定，字元的长度比、轮廓分析技术的组合为基础的。由于二值化的原因，可能会产生粘连、断裂的字元。要根据牌照的大致宽度，结合各字元的轮廓，利用分割、合并的方法正确的分割字元、采用一个目标函数搜索合并字元内的各断裂点是一种行之有效的方法。该目标函数是垂直投影函数二次差分的比率，分割目标函数的最高值看作是可能出现的断裂点。字元识别:目前，光字符识别OCR技术己经达到了一定的水平，但汽车牌照的字元识别与OCR系统的识别相比，虽然它的字元集小，但是字元模糊，受环境的影响大。所以，相对来讲，牌照字元的识别难度更大。在识别之前，先把字元图像归一化成相同大小的图像。由于汉字的分辨率太低，笔画又多，采用灰度图像输入，而字母、数字则是在二值化的基础上提出投影距离、投影直方图、矩、区域密度、轮廓线特征系数等特征，并经过归一化之后进行模式识别。对一些形状类似的字元，比如:Q、O与D，B与8，T与7等，采用模式识别技术达不到理想的效果，所以还要进行后续的结构分析，以提高字元的识别率。高清卡口系统的主要特点系统具备线圈检测和视频检测两种检测方式本次系统采用线圈和视频检测----虚拟线圈方式相结合的方式，在线圈无法正常工作的状态下，系统自动切换到视频状态，并向中心软件报警---线圈故障，提供设备运维人员分析处理。图片清晰度高系统前端采用200万像素的高清晰工业级CCD摄像机，拍摄图片分辨率达到1600*1200，图片中清晰呈现车牌、车身、司机的面貌特征。普通的卡口拦截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1600*1200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1600*1200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。普通卡口抓拍图片高清卡口抓拍图片捕获率高，不漏拍不漏车，这个是治安卡口的基本要求，记录所有经过卡口的车辆，并拍下司乘人员的面部特征，做到“人过留影，车过留牌”，为以后本单位和外地兄弟单位查找肇事逃逸车辆和违法犯罪嫌疑人提供第一手资料。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145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有部分公司采用的是光纤和USB接口的高清相机,光纤接口的摄像机是通过在工控机内插放一张光纤接收卡来接收相机数据，在车流量大车速快的时候，相机自带帧存虽能解决不漏车的问题，但是由于是光纤卡也是插在PCI插槽上，受到PCI总线带宽的限制，数据容易造成混乱也就是图像错帧。以下是某公司光纤接口摄像机采集的错帧图片：1、同一处理机的两车道同时并排有车导致错帧上图两辆车同时并排行驶时候，采用传统系统由于采集卡和控制主机PCI带宽不足，出现了记录错帧的现象。这就会导致图片残缺、无法正确识别车牌，图片无使用价值的后果。我公司通过摄像机自身增加4帧帧存技术，并结合网络传送解决业界采用PCI进行摄像处理无法解决的难题。工程实例和极限测试示意图如下：从图中我们可以看出红色小车和银灰面包车几乎同时到达抓拍位置，前后位移不超过一米，两张图片并没有交错在一起，也就是没有出现错帧的现象。（两张图片均为实际工程调试时的图片，调试时特意将相机场景拉宽，以验证是否会错帧）2、同一处理机的车道连续有车导致错帧上图为其他公司采用的光纤端口的摄像机所拍摄图像，出现了错帧的问题同样会导致图片残缺、无法正确识别车牌，图片无使用价值的后果。2、压到二个车道的线圈导致错帧上图为采用的光纤接口的摄像机所拍摄图像，从图片中可以看出该车并没有真正的跨中线行驶就出现了错帧。这个是由于采集模式所决定的。下图为在实际工程中特别的将场景拉宽所拍摄的实际效果图，图中车辆已完全跨越两车道，图片仍然没有丢失和错帧。后面两张图片为测试图片，特意的让车辆完全走中道，两辆出租车跟得很紧。无丢失，无错帧。

车辆绕行解决方案：在大多数双向卡点，存在行驶车辆绕过检测车道，从旁边车道逆向行驶通过检测区，逃避抓拍的现象，为了解决这一现象问题，在工程中我们采取线圈敷设方式来解决这个问题，如图：测量速度准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我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。单片机接收车辆检测器输出的信号，计算车辆经过二个线圈之间路程的时间，然后再根据各线圈之间的距离，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，简化设备的工作流程。覆盖范围广经测试在4-7m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像机的分辨率较小，只有768*576像素。从车牌自动识别的准确率来看，需要车牌在图像中水平方向大约有120-180个像素是，识别准确率是最好的，这样的话，普通像机的视场范围只能在2.5米左右。而我们采用高清晰工业摄像机，其图像分辨率可达1600*1200像素，在保证车牌识别准确率的条件下，视场范围可达4.4米以上，完全超过了一个车道的宽度，相邻两个车道的视场有较大的重叠（大于65CM），不会漏掉任何一辆车的车牌。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（如下图）。视频摄像机卡口拍摄区域示意图在高清的系统中，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。SP系列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4.5m—5.5m，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。图高清摄像机卡口拍摄区域示意图跨中线行车稳定耐用摄像机高度集成化,所有产品均经过80度以上温度耐力测试,省去中间接插件,系统可长期稳定工作.因为全部由摄像机内硬件保证,所有能做到100%同步率,100%捕获率.相比安装采集卡的系统,无疑是一个飞跃.识别率高因为图像质量有较大的提升,经过特殊识别算法,我们工程的实地测试,全天候车牌识别准确率超过95%.全面超越以往卡口系统。我们知道，经过近十年的应用，汽车牌照识别技术已经相当成熟，在图像质量好的情况下识别率的水平基本上都能达到90%以上，从软件算法上要想使识别率再提高一个水平的空间已经很少了，同时由于图像分辨率的影响及实际现场情况的影响，识别率总会有一些波动。普通像机采集的图像由于分辨率最大只能是768*288像素，按正常车牌水平方向占图像的五分之一计算，车牌所占像素是153*24像素，我们可以看到车牌在垂直方向丢了一半的像素。而用高清逐行扫描工业摄像机所拍摄的图像分辨率为1600*1200像素，按同样的车牌宽度比较，其车牌所占像素为145*48像素，可以看出在垂直方向上没有像素的丢失，细节表现很好，信息量是普通像机拍摄图像的一倍，因此，车牌识别率会比一般用普通像机的系统高一个数量级。实践中，用高清像机所拍摄的图像的车牌识别率普遍大于90%。这就是为什么需要采用高清像机来提高车牌识别率水平的原因之一。安装简单，调试方便无需安装任何驱动,连接网络后,摄像机就可以回转数据,在路口的设备主要只有摄像机和车辆检测器.控制主机可以放到中心，提高了设备的稳定性，同时避免了人为破坏。只需要接入网络,打开调试程序即可以对摄像机进行调试,不需要复杂的调试设备.一个点位只需安装一根设备安装立杆，即可完成前端系统的杆件建设，为工程节约成本，施工环节减少不必要的浪费。车辆前后拍系统拓展功能在卡口的实际使用过程中,我们发现部分司机为了逃避卡口的抓拍,在车辆的前牌上做了手脚,有的司机在前牌上涂上反光材料、前牌使用假牌、或者直接把前牌给遮挡，这些车辆在发生肇事逃逸之后，给公安部门破案制造了一定的难度。为了解决这种问题，本系统可以拓展为前后牌可以同时抓拍的高清卡口系统，通过该系统，可以同时抓拍车辆的前牌和尾牌，并对前后牌进行对比，如果发现前后牌不一致，则软件马上进行报警。系统的软件具有高兼容性，在一套软件里，可以同时兼容不同像素的高清像机，高清像机和标清像机。软件可以灵活的配置抓拍车辆的前牌和后牌，同时为了对摩托车侧面安装车牌也可以做到抓拍，系统还支持侧拍的功能。完成此功能的拓展，以双向四车道为例，只需要增加2根抓拍相机安装杆件，4台高清相机和4套频闪灯，部分线缆，相对重新建设一个卡口而言，简单明了。高清卡口系统主要功能高清卡口系统主要由前端记录过往车辆信息的高清公路车辆记录系统、牌照自动识别系统、高清卡口监控信息综合查询系统、指挥中心的布控和报警系统、视频图像监控系统等子系统组成。部分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，由于采用嵌入式高清摄像系统，拍摄下来的照片分辨率可达1600×1200像素，可以在拍摄点处水平方向覆盖4700mm-5500mm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/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，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。由于采用高清摄像系统，拍摄下来的车辆的图片分辨率可达1600×1200像素（200万），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一倍，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。并通过偏正镜抑光的的作用，可以解决中午因为挡风玻璃反光的问题，使图片在全天的各种环境下都可以抓拍清晰的图片。白天图像晚上图像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1600×1200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5000mm*3700mm(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120万辆车。当超出120万辆车时，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120万辆车的图像，并采用通用的JPEG标准压缩图像，图像分辨率为1600×1200×24真彩，达200万像素，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。车辆测速功能系统在进行抓拍的同时测定车辆的行驶速度使用地感线圈测速时，在5～120km/h的测速范围内，测速误差在±5%之内；在120km/h以上测速值时，测速误差在±6%之内。系统具备分车型分别设置标志限速和执法限速值的功能。系统在采用地感线圈作为检测车辆的方式时，一个车道上安装有前后两个地感线圈检测车辆，该硬件主要由车检器来完成车辆信号的检测,由车辆检测器把检测到的信号,传输给高清像机。逆向抓拍、摩托车和拖拉机抓拍功能通过升级高清卡口抓拍单元（包括高清摄象机和控制单元）有效的解决了车辆逆行也抓拍的问题。通过双线圈方式，采用信号逻辑判断法来判断是否是逆向行驶车辆。当车辆经过线圈时，车辆检测器会检测到是否有车并将检测信号传给控制单元，控制单元接收车辆检测器的信号进行逻辑判断，判断出车辆行驶方向结果后传回给高清摄象机，摄象机接收到控制单元的判断结果后会将结果信息叠加到当前抓拍图片的帧头信息中，当照片传回主控机时如果是逆向车辆会在图片上叠加逆向行使的信息以便与正向行驶车辆区分开来。车辆在正向行驶的时候抓拍车头图片，当车辆逆向行使的时候抓车尾图象。系统可实现对摩托车、拖拉机等小型车辆的抓拍。车牌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。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)“0～9”十个阿拉伯数字;2)“A～Z”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97.5%，号牌识别准确率不小于96%；晚上车牌识别率应不小于98.7%，号牌识别准确率不小于95%，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。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。设备管理设备管理功能分为设备状态和设备维护。系统设备位置和基本信息及设备状态须在此平台可以直观的显示出来，并有相关设备日志查询功能。（1）设备状态信息（2）辅助运行设备状态信息（3）设备运行状态日志查询支持远程参数设置、系统校时、远程升级、断电后自启动等功能。报警管理系统能够实现与机动车登记系统自动比对、自动筛选报废、假牌、未年检等重点管控车辆形成卡口网状布控报警模型以及对卡口有效数据分类，所谓的网状布控就是在车辆通过一个布控点时，如果没有能够及时拦截，在下一个布控点可以及时拦截，将布控和报警点形成一个网状，也就是我们所说的关联报警点。系统有不同的报警类型设置个性化的报警声音，以更快的响应报警事件。如果黑名单车辆冲卡，值班人员没有及时拦截，就近的报警点的设备会自动报警，通知报警点的工作人员拦截车辆。系统可以对卡口所采集的数据根据类型不同进行分类，比如超速车辆、报警车辆、逆行车辆、布控车辆、白名单车辆，并可以根据相关条件对这些信息进行查询。系统软件平台支持现场和远程报警，主要有三种报警模式，一、声光报警二、手机短信报警系统有黑名单布控功能，当黑名单车辆通过卡口点，系统会立即将车辆的通过信息发送到布控人员的手机或警务通上，以拦截布控车辆。三、在装有报警软件客户端，当有报警车辆通过时，系统会自动弹出报警软件界面。防盗报警功能前端设备机箱具备防盗报警功能，当机箱门被非正常打开时，可进行现场及远程声光报警，阻吓不法分子，同时将报警信息上传到控制中心。系统两张连拍功能根据GA/T832-2009的要求，在超速违章处罚时必须要求采集不少于2幅不同时间或者不同位置的机动车全景特征图片。 系统根据卡口限速值，对超速车辆抓拍2张以上图片用于图像取证，能根据用户设置将多张图片合成显示或分别单独显示，完全满足《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T832-2009）的要求。双码流高清录像功能 高清卡口系统中高清抓拍摄像机需要具有双码流设计，即在图片抓拍时同时对本车道进行高清录像，录像分辨率1600*1200，采用H.264压缩方式，帧率5帧/秒。视频监控功能在部分非机动车道安装200万像1080P素高清网络摄像机和LED补光灯，对经过的非机动车和行人进行拍摄。智能补光为满足光源不足或夜间无光源照射情况下的拍摄需求，系统需对拍照物体进行补光，系统可以通过时间和亮度来控制灯光的开启和关闭，通过对抓拍图片的亮度分析，软件可以自动的控制补光设备的开启。使抓拍的图片不但可以清晰的看清车牌，而且可以分清车型及驾乘人员的面貌特征，加强了违章取证的说服力。强光抑制功能夜晚行驶的车辆都开启大灯，如果不能对车灯进行有效的抑制，抓拍的图片效果会很差，如下图为没有抑制大灯的效果图片：很难辨认车辆的车牌和前排司乘人员的面部特征由于高清摄像机的快门速度需达到1/500以上，这时CCD场电荷累积的时间只有不到2ms,而没有车经过时我们又不需要光线常亮，所以，我们只需在需要拍摄的时候产生一个不到4ms的闪光就能满足需要。所以，我们专门为公路卡口应用设计了频闪灯，采用同步技术，为需要采集的那一场同步闪光，短时间的强光可使图像质量达到最佳。为了使光效率最高和避免闪光直射驾驶员，设计光线的照射角度接近45度，由于驾驶员的挡风玻璃上沿的角度挡住直射光线，对安全行驶无任何影响。下图为采用强光抑制功能的图片效果：网络智能电源功能可通过网络远程对前端监控设备进行电流、电压的监测，对供电端口进行远程开、关或重启等操作。电源可由中心远程时控的方式进行控制；即在中心设置时控服务器，通过事先设定的方案，对前端各点的电源进行远程控制开关；同时中心可以根据道路的实际状况，远程实时干预控制前端电源的开关。为保证电源电压的稳压，在每个方向提供2000W稳压电源。系统记录数据项1、设备编号：符合公安部GAT497要求。2、地点：符合GA408.3的要求。地理坐标3、行驶方向。4、号牌号码：可空，未悬挂号牌的为“无”。5、号牌颜色。6、号牌特征图片：指抓拍的车辆图片号牌特征的截图，截图图片大小为120×40像素到180×45像素之间。7、经过时间。8、车辆行驶速度：数值型，单位km/h。9、限速值：数值型，单位km/h。10、超速状态。11、违法地点：符合GA408.3的要求。12、违法时间：日期型，精确到秒。13、违法行为：符合GA408.1的要求。14、车身颜色：符合GA24.8的要求。可空。15、车身颜色深浅：0-浅色，1-深色，可空。16、车身长度。17、车辆类别。18、车辆图片：全景图像，JPEG，1600×1200。19、高清视频录像：≥5帧/秒，图片参照本项6之要求。20、布控原因。21、布控单位：不可空。22、布控单位值班电话号码：区号+号码，不可空23、布控操作用户：系统自动识别、记录操作用户名。24、布控联系人：汉字姓名。25、布控人手机号码：十一位字符。26、布控时间：日期型，精确到秒。27、布控类型。28、布控截止时间：日期型，精确到秒。29、布控号牌号码。30、布控号牌颜色。31、布控车辆类型：符合GA24.7的要求。32、布控车辆图片：JPEG/24bit格式，3张。33、布控撤销时间：日期型，精确到秒。34、布控撤销单位。35、布控撤销人：汉字姓名。高清卡口效果白天效果夜晚效果摩托车检测三轮车检测前端防雷接地设计防雷设计准则防雷和接地系统按照《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）、《民用闭路监控电视系统工程技术规范》（GB50198-1998）、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）等规范标准要求进行设计。接地体选型要求接地体用于防止外界电压危害人身安全和对设备的损害，抑制电气干扰，保证设备正常工作，满足如下安装要求；（1）接地体/接地棒的设计和施工符合现行国家标准的有关规定。现行标准为《电器装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50619-2006）。（2）接地使用2.5m热镀锌接地体/接地棒。接地体的焊接采用搭焊，搭焊长度为圆钢直径的6倍；距立杆的距离不超过3m。（3）接地体安装点下方应无任何管道、线缆经过。（4）杆件安装保护地线，保护地线使用规格为40mm×4mm以上的镀锌扁钢制作，焊接到每个钢制杆件的法兰盘上。焊接处作防腐处理。保护地线与接地体/接地棒有效连接，确保接地电阻＜4Ω，如测试未达标准，则采用扩大地网的方式，如下图所示：扩大地网连接示意图（5）立杆接地采用使用16m㎡裸铜线和杆件相连，接地电阻＜4Ω；（6）设备机箱接地采用使用16m㎡裸铜线和杆件相连，接地电阻＜4Ω；（7）立杆都安装避雷针，并且整体接地。防雷设备为防止雷击的损害，前端所有的设备（包括主控机、摄像机、辅助光源设备等）均可靠有效接地，机箱内电源安装电源避雷器并接地，摄像机视频信号安装视频信号防雷器，控制安装485信号防雷器，使系统的防雷保护至少达到2级以上防雷水平。防雷接地网设计本项目中，严格执行国家的有关标准和规范，立杆防雷接地电阻≦4Ω。接地网布置依据地形进行设计。立杆的基础由钢筋网加混凝土构成，首先用四根Ф50毫米的钢管或50×50×5mm的角钢作为接地极，同时用镀锌扁钢把四根接地极焊接形成接地网的一部分，再此接地网与法兰盘进行焊接，钢管或角钢需经过热镀锌工艺处理，以增加抗腐性能和提高其导电性能。如图所示：接地网结构示意图当土壤电阻率太高而不能满足要求时，采用垂直接地极＋减阻剂的方法使地网接地电阻符合要求。前端设备防雷系统设计由于系统处于雷雨多发地域，为了保证设备的安全，本系统全面考虑整个监控网络的防雷问题，特别是前端摄像点和监控中心的防雷。为保护摄像机不受到直接雷击而在立杆上设计安装避雷针，避雷针采用不小于φ25㎜的圆钢，并和立杆一次成型。在设备箱内我们对电源、信号线及控制线路安装相应的防感应雷措施，型号选用合格国产名牌避雷器。为避免在现场产生感应雷高电位闪络放电和雷电波磁场而损坏设备，在安装现场所有的信号线路做屏蔽做等电位接地处理。前端设备如摄像头置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。如有困难避雷针也可以架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ12的镀锌圆钢。为防止电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线穿金属管屏蔽。为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器。本系统前端采用的高清摄像机，视频信号、控制信号通过光纤传输，不受雷击的影响，但应做好前端监控点的电源避雷和接地。摄像机的避雷如下图所示：前端摄像机电源使用AC24V或DC12V，由变压器供电的，单相电源避雷器应串联或并联在变压器前端，如直流电源传输距离大于15米，则摄像机端还应串接低压直流避雷器。同时选择防护等级比较高的防雷箱体，同时在里面配置交流电源浪涌保护器、直流电源浪涌保护器和网络信号浪涌保护。1）电源浪涌保护器考虑到摄像头大部分是室外裸露安装，容易受到直击雷的影响。本项目选用C级电源浪涌保护器，除了能够防止间接雷8/20μs的能力，还具备防止直击雷10/350μs的能力。交流电源经配置的自动重合闸开关(含防雷浪涌保护器)引接入设备箱使用，如果直流变压器与直流电源供点电长度不超过15米，则可省去直流电源浪涌保护器。2）网络信号浪涌保护器网络信号浪涌保护器的外壳防护等级为IP20，具有使用寿命长，防护等级高的特点。室外立杆设计立杆设计原则杆体的设计基准期应为50年。视频监控系统前端建设的抗震设防烈度应按7度设计。杆体所承受的风荷载计算方法应按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的相关规定执行。视频监控系统前端监控杆基本设计风压应按50年一遇的风压0.50kPa考虑。杆体所用的钢材，宜采用Q235普通碳素结构钢、20号优质碳素结构钢或Q345低合金结构钢，其质量应分别符合国家标准《碳素结构钢》（GB/T700-2006）和《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-1994）的相关要求。前端设备安装紧固螺栓宜采用C级螺栓，性能等级为4.8级及以上。地脚锚栓宜采用Q235钢或Q345钢。杆体焊接应符合下列要求：主杆应一次性焊接成型，中间不得出现杆驳接（底板、横臂除外），杆形流畅美观，采用自动氩气保护焊接成型或自动埋弧焊接成形，焊缝均匀，焊缝宽度约为4～6mm，融透深度不小于3/4板厚，焊接表面光滑，无堆焊、无气孔、无咬边，无影响强度的裂纹、夹渣、焊瘤、毛刺、漏焊、烧穿及褶皱现象，底板法兰盘与主杆间采用上下两条焊缝的焊接方式，焊缝均匀饱满。角焊缝连接时构件端部的焊缝宜采用围焊，所有围焊的转角处必须连续施焊，焊条宜采用E43。焊接质量应符合《焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级》（GB/T1591－1994）及《气焊、手工电弧焊及气体保护焊条缝破口的基本形式与尺寸》（GB/T985-2008）的要求。杆体防腐处理应符合下列要求：防腐质量应符合《金属覆盖层及其他有关覆盖层维氏和努氏显微硬度试验》（GB/T9790-1988）、《钢铁热浸铝工艺及质量检验》（GB/T36011-1989）和《热喷涂金属件表面预处理通则》（GB/T11373-1989）的相关要求。构件热镀锌之前必须进行酸洗除锈处理。镀件厚度小于5mm时，镀锌厚度不小于65µm；镀件厚度大于或等于5mm时，镀锌厚度不小于80µm；镀锌厚度偏差应小于10µm，表面无发黑、粗糙、流痕、锌粒、锌渣现象。外表面宜采用室外耐候性纯聚酯粉末，经高压静电喷涂，塑层平均厚度在70µm以上。杆体表面颜色一致、光滑、无微粒、无桔皮现象。喷涂质量应符合《涂层附着力的测定法拉开法》（GB/T5210—2006）和《涂膜硬度铅笔测定法》（GB/T6739-2006）的相关要求。杆体外形设计应采用简洁、流畅的线条，做到美观大方，具有现代感；杆体颜色应与现场环境相协调，一般采用浅灰色。杆上配电门设计应合理，杆的地线穿孔大小应合适，且在穿孔处需要有额外的加固措施。

立杆设计图示意图监控杆设计示意图室外机箱设计所有的电源、光端机、防雷器等前端辅助设备都安装在设备箱内，内部安装架的设计充分考虑设备的安装位置，同时具有防雨、防尘、防高温、防盗等功能。不便于在立杆上部安装设备箱的，在地面设置设备机柜，其设计按照相关的规范标准执行，同时应具有防尘、防雨、防破坏等功能。设备箱应能放置光端机、光纤终端盒、供电设备及防雷接地装置等前端设备。箱体大小应根据光端机及其它配套设备的数量和尺寸来设计，应与杆体大小协调，应保证有充足的空间，方便设备安装和维护。箱体材料应符合下列要求：用于箱体的金属材料，应具备抵抗腐蚀及电化学反应的能力。箱体宜采用优质冷轧钢板。箱体背板厚度应不小于1.2mm，其余面板厚度应不小于1.0mm。箱体表面应喷涂防锈油漆，箱体应有明显标识，表明设备箱用途，如“治安监控”字样。箱体进线孔必须有胶套保护，以防止各种线缆被刮伤。设备箱应根据安装方式，提供相应的安装附件。效果图如下图：

系统主要技术参数前端设备应能在恶劣工作环境（高温、高湿度、多尘等）下长期稳定运行，整个系统应采用嵌入式硬件方案。系统总体功能技术指标序号指标参数一、电气要求1电源220VAC±35%，50Hz±10%；具备过载、短路、漏电保护功能的开关；具有有效防雷措施；二、功能要求1车辆检测方式线圈检测，支持视频或雷达检测方式2车辆图像捕获率≥99%3车辆信息记录车辆前部图像抓拍4记录图像数量正常1张，逆行抓拍2张5记录图像信息内容时间、地点、方向、车道、车速、限速、逆向行驶、压黄线行驶、超速行驶、车牌号码、车牌颜色、前排司乘人员面貌特征和衣着颜色6可检测车速范围5km/h～180km/h7测速精度当机动车速度小于100Km/h时，实测误差不超过-6Km/h～0Km/h；当机动车速度大于或等于100Km/h时，实测误差不超过机动车速度的-6%～0%8号牌颜色识别率≥95%，识别蓝、黄、黑、白四种号牌颜色9号牌识别准确率白天≥95%，晚上≥85%；号牌识别时间≤0.2s10驾驶人脸像的捕获率白天≥85%，夜间≥85%，在司乘人员没有遮挡的情况下，抓拍的图片能清晰辨别驾驶人和副驾驶位置乘坐人脸像11前端识别支持摄像机内置车牌识别功能12高清视频流输出抓拍相机支持每秒5帧的高清视频流输出，码流6—8MBPS13自动报警响应时间自动报警响应平均时间≤5s，最长时间≤9s14计时误差24h内计时误差不超过1.0s。可根据用户需要自动与中心指定时钟服务器自动校时三、图像要求1图像分辨率1600×12002图像编码JPEG，300K/张3图片质量单幅图片≥200万像素，看清车牌、车头细节、驾驶室内情况和人脸。图片叠加信息必须符合GA/T832-2009要求。4数据存贮前端摄像机和中心双备份存储，前端不少于5天，中心存储时间容量不低于2年。四、安全可靠性要求1平均无故障连续工作时间30000小时以上(MTBF)2工作温度-30℃～+70℃3工作方式24小时全天候工作4防护标准防雨、防尘、防雷、抗冲击五、产品通过相关部门的检测处罚依据，为最新的GA/T497-2009的检测报告。200万高清摄像机技术参数图像传感器1600×12001/1.8SONYCCD有效像素1600(H)×1200(V)像素尺寸4.65μm×4.65μm信号输出8/12bitbayer数据最低照度0.1Lux扫描方式逐行扫描曝光方式帧曝光平均功耗<4w高速帧存64M传输接口RJ45标准以太网接口(1000mbps)模拟输出1Vp-pCompositeOutput（75欧姆/BNC）通讯接口1个RS-232；1个RS－485接口端子，半双工触发输入4路外部触发输入触发输出3路（光耦隔离3500VAC），可作为闪光灯同步输出控制本地存储支持SD卡存储车牌预识别内嵌于摄像机视频触发支持支持协议TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,RTP/RTCP,PPPoE，FTP，支持FTP上传图片光学接口CS型接口外形尺寸/重量62mm×70mm×125mm,230g湿度条件3%-95%工作温度-25℃~80℃动态帧速率正常模式,1600×1200:15帧抽点模式,800×600:25帧视频压缩标准H264压缩输出码率32K～16M自定义，单位：bps触发方式支持JPEG抓图功能，补光灯同步，支持：视频触发、外部I/O触发、网络触发、RS-485触发视频参数饱和度，亮度，对比度，色调通过客户端或者IE浏览器可调曝光时间可编程设置,0.065ms~1ms;增益0.00~36dB白平衡自动/手动/软件白平衡200万1080P高清摄像机采用最新的“Exmor”COMS图像传感器，配合各种艺术级的图像增强技术，如View-DR，VisibilityEnhancer和XDNR，可以提供高质量的高清图像，并具有出色的灵敏度性能，此外采用了最新的DEPAAdvanced智能监控技术，并具有双向音频、音频探测和语言报警功能，可满足各种不同的应用。提供全高清FullHD（1080P/25帧）实时图像，支持H.264、MPEG-4和JPEG压缩和双码流功能。功能强大、性能出色的高清网络摄像机是各种监控应用的理想选择，适合平安城市，交通，厂矿，金融，园区等各种场合的应用。技术参数：成像器件1/2.8"逐行扫描ExmorCMOS日夜转换支持(配备自动切换的红外滤光片）宽动态支持,View-DR技术（84dB)可视性增强(VE)支持超级动态降噪（XDNR)支持有效像素327万像素电子快门1~1/10000秒自动增益低、中、高曝光控制自动、EV补偿、自动慢速快门白平衡ATW/ATW-Pro、单触白平衡/手动镜头类型CS接口光学变焦2.1X光学变焦焦距f=2.8~6.0mmF值F1.3(广角),F1.9(望远）最小监视距离300mm水平视角101.2°~47.0°快速聚集支持信号制式NTSC/PAL信噪比＞50dBVIQS支持2个区域ABF手动/自动DEPA智能智能视频、音频分析，智能设备防破坏探测图像尺寸1920×1440,1600×1200,1680×1056,1920×1080,1440×912,1376×768,1280×1024,1280×960,1280×800,1024×768,1024×576,800×480,768×576,720×576,720×480,704×576,640×480,640×368,384×288,320×240,320×192(H.264,MPEG-4,JPEG)压缩格式JPEG,MPEG-4,H.264最大帧率H.264：20fps(1920×1440)/30fps(1920×1080)MPEG-4：15fps(1920×1440)/25fps(1920×1080)JPEG：10fps（1920×1440）/15fps1920×1080）双码流任意格式双码流（JPEG,MPEG-4,H.264）音频压缩G.711/G.726协议IPv4,IPv6,TCP,UDP,ARP,ICMP,HTTP,HTTPS,FTP(client/server),SMTP,DHCP,DNS,NTP,RTP/RTCP,RTSP,SNMP(MIB-2)ONVIF标准支持无线网络选购客户端数量10认证IEEE802.1X以太网10Base-T/100Base-TX(RJ45)卡槽CF卡×1模拟视频输出BNC×1报警输入/输出1/2外置麦克风输入支持(Mini-jack,MININ/LINEIN：2.47VDCplug-inpower)音频线输出支持（Mini-jack,Maxoutputlevel电源AC24V/DC12V/PoE功率最大11.2W尺寸(W×H×Dmm)72×63×197.3重量(kg)0.65操作系统MicrosoftWindowsXP,WindwosVista,Windows7处理器IntelCore2Duo2GHzorhigher内存1GBormore摄像机镜头技术参数焦距15-50mm（根据现场路宽可选）镜头直径与焦距之比的最大值1:1.8图像最大尺寸8.8mmx6.6mm(11mm)工作范围光圈F1.4-F16C焦点0.5m-Inf.控制光圈手动焦点手动对象大小9.2(H)cmx6.9(V)cm2/3〞视角D2/3〞13.1°1/2〞9.5°H10.5°7.6°V7.9°5.7°工作温度-20°C+50°C分辨率在中心处和边缘处超过200线对/mm变形率2/3″－0.1％（y=5.5）1/2″-1.1％(y=4.0)