治安卡口方案（修改版）

1、治安卡口监控工程治安卡口监控工程 技术方案技术方案 二零零八年四月二零零八年四月 目目 录录 1 前言前言 .1 2 概述概述 .2 2.1 设计依据.2 2.2 设计目标.2 2.3 系统概述.4 3 卡口部分结构及功能卡口部分结构及功能 .5 3.1物理结构.5 3.2逻辑结构及功能.8 4 支队监控中心（或者公安局指挥中心）支队监控中心（或者公安局指挥中心） .11 4.1 支队监控中心介绍.11 4.2 功能.11 5 系统功能系统功能 .13 6 说明和建议说明和建议 .15 6.1 车牌识别技术介绍.15 7 系统设备系统设备 .16 7.1 设备选型基本要求.16 7.2 设备清

2、单.18 7.2.1卡口警务站设备.18 1 前言前言 卡口监控工程系统通过前端卡口设备对公路的主要监控卡点进行全天候24 小时监视，通过摄像方式自动记录经过车辆的特征，计算机根据所摄图像进行 实时车辆牌照自动识别，为侦破肇事逃逸案件和治安、刑事案件提供线索，同 时对车辆进行速度监测，对超速等违章行为进行报警，以有效遏制道路交通违 章现象，消除事故隐患，具有可靠性高，实用性强，安装和使用方便等特点， 可以为用户提高工作效率，改善管理效果，增加经济效益，提供满意的解决方 案。 2 概述概述 2.1 设计依据设计依据 标准化文件包括： 1) GB50198-94民用闭路监控电视系统工程技术规范 2

3、) GB50057-94建筑物防雷设计规范 3) GB6510-8630MHz1GHz声音和电视信号的电缆分配系统 4) GA308-2001安防系统工程验收规范 5) GA/T70-94/T74-94中华人民共和国公共安全行业标准 6) GA/T75-94安全防范工程程序与要求 7) JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范 8) 安防系统工程质量检验实施细则（试行稿） 9) 工业企业通讯接地设计规范 2.2 设计目标设计目标 结合城市道路交通的特点，建设具有“国内领先，国际先进”水平的以车 辆牌号自动识别为核心技术的道路交通卡口系统。该系统的建成将实现对道路 交通信息、违章车辆和涉嫌车辆信

4、息进行自动准确采集，对动态交通信息的对 内显示和对外发布，满足交通管理指挥调度人员对道路交通管理和监控的需求。 卡口监控工程的建设应具备先进性、成熟性、实用性、可靠性、稳定性、 扩展性。 先进性先进性 充分利用科技进步成果，采用先进设备和软件，使系统具有“国内领先， 国际先进”的总体水平，并且易于升级换代，在保证其先进性的前提下具有较 长的生命周期。 1) 识别技术先进，识别率和识别准确率高。 在核心的车牌识别技术上，采用计算机图像处理和模式识别技术。在基于 多分辨率纹理分析和模糊熵的快速车牌定位分割，多帧图像实时融合去模糊， 连续多帧图像识别结果的置信度判决等关键技术上有独特创新，领先于国内

5、其 他公司。本公司的“高速行驶汽车号牌自动识别系统”于 2001 年 12 月通过了 公安部部级科技成果鉴定，鉴定意见为：该系统的识别率为 98.7%；该系统的 识别正确率为 94.4%。在 2002 年 12 月，本产品被列为公安部 2002 重大推广项 目。 2) 解决车牌眩光、强光和逆光的难题。 车牌眩光、强光和逆光是采用计算机图象处理技术进行车牌号码识别中的 难以解决的难题。目前，国内其它厂家都没有有效地解决这个技术难题。本系 统另一个重要技术创新是自主研制的摄像机控制系统，可以对摄像机的各种参 数进行方便的自适应控制，从而解决了车牌眩光、强光和逆光的难题。使系统 能够在全天候条件下正

6、常工作，特别是克服了东西方向道路的强反光和强逆光 情况。 3) 识别车牌种类多，具有自适应学习升级能力。 由于采用了独创的识别技术和摄像机控制系统，所以本系统对于车辆的前、 后牌均能有效地识别；能识别 92 式民用车牌和军、警、2002 式民用车牌等所 有在用车牌；对模糊、倾斜车牌的识别效果明显高于国内同类产品；对不能正 确识别的车牌具有自学习能力，能很快适应环境变化。 4) 本系统车牌识别器采用了先进的嵌入式技术和实时操作系统，确保稳定 可靠。 5) 系统中设置有实时的监控系统，监控整个系统的运行状态等。 成熟性成熟性 采用的系统是国内首家通过公安部部级鉴定的车牌识别系统，该系统已在 全国

7、20 个省市公安交通管理部门成功应用，其中为 2008 北京奥运服务的交通 旅行时间采集系统已完成并通过验收，运行情况良好，得到了业主的高度评 价 实用性实用性 系统功能充分满足用户的实际需求，人机界面友好，易于使用、管理、维 护。系统设计、选材、选型符合国家和地方政府的法规政策和行业技术标准， 与用户及其上级管理部门的有关规定要求相适应，与用户在经济能力方面的实 际情况相吻合。 可靠性可靠性 选用集成度高的设备。采用自动检测、自动报警、自动监控和容错等技术。 强化防病毒、防误操作、防雷、防盗功能。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。 稳定性稳定性

8、系统对温度、湿度、照度、电压以及空间电磁场等环境条件的变化有良好 的适应能力，对同一物理量的重复测试偏差在合理的额定范围内。 扩展性扩展性 系统采用模块化结构。技术平台和接口协议符合国家、行业和国际相关标 准，具有良好的互联，互操作能力，二次开发及支持现有信息系统、指挥中心 联网，便于功能和规模的扩展。 2.3 系统概述系统概述 该卡口监控工程可分为三大部分：卡口部分、网络传输部分（该部分建设 不在此次工程范围内）和支队监控中心。其中卡口部分分布在各安装卡点上， 通过传输网络与监控中心连接，进行数据和指令的传输。采用网络技术，将卡 口部分与监控中心形成一个整体，提高车辆监控的工作效率以及数据的

9、安全性， 可靠性。另外，监控中心还可连接公安专用网，为授权用户提供远程服务。系 统总体设计图如下： 卡 口 步 分 查报站 (卡口) 公安专用网 查报站 查报站 查报站 查报站 查报站 查报站 指挥中心 查报站 查报站 传输网络 系统整体结构示意图 3 卡口部分结构及功能卡口部分结构及功能 卡口部分采用高速行驶汽车号牌自动识别系统作为核心技术，全天候 24 小时对过往车辆进行连续全天候实时监测。对该卡口监控范围内车辆，通过 实时比对号牌信息等方式，对超速等违章以及被盗抢、肇事逃逸、作案嫌疑等 “黑名单”中车辆进行自动报警；同时可实时监测超速、违章行为的车辆，并 自动报警。通过统计，分析记录过往

10、车辆情况，得到相关交通信息。 报警信息、交通信息以及相关车辆图像等数据实时自动上传到交警支队或 者公安局卡口监控中心服务器中，进行相应处理。该系统的有效执行，将加大 对车辆监控的力度，减少交通事故，为交通监控和管理提供依据。 3.1 物理结构物理结构 卡口部分物理结构示意图如下： 光控自动感应开关 识别器 图像 采集 卡 卡口部分全部分布在各卡点上，由车牌识别器、摄像设备、辅助灯、地感 线圈以及车辆检测器等组成。摄像设备中包括摄像机、防护罩、防雷接地设备 等。通过视频线和电源线等传输线路将摄像部分与路边的车牌识别器连接。其 中，摄像设备采集的实时视频信号通过视频线传入到车牌识别器中，环形线圈

11、的触发信号通过线路传输到车辆检测器中，智能控制开关自动调节辅助灯亮度， 以便得到质量更好的拍摄图像。车牌识别器为卡口系统的核心设备，与其余设 备一起协调工作。另外，车牌识别器通过通信网络与远端监控中心连接，进行 数据和指令的传输，以及为公安专网上其它合法的电脑用户提供远程服务。 以下为卡口示意图： 3.2 逻辑结构及功能逻辑结构及功能 卡口系统在逻辑上由若干模块构成，分别是摄像模块、照明模块、视频控 制模块、车辆检测模块、车辆抓拍模块、车辆号牌识别模块、车型识别模块、 车速检测模块、信息处理模块、存储模块、统计模块、自动报警模块、网络通 信模块。根据各个功能模块来完成各种性能指标。 摄像模块

12、相关硬件由经过川大智胜改装的摄像机、防护罩等相关设备组成，安装在 需要的路口。摄像机安装在路口信号灯杆的横臂上，对应所监测的车道，拍摄 汽车的尾牌。 摄像模块将实时拍摄所监控车道的情况，并通过视频线路将拍摄的实时信 号传回到路口的工控机中，即完成现场的视频采集工作。 照明模块 照明模块包括辅助照明灯及光控自动感应开关两部分，该模块可根据环境 光强不足或足时，自动关闭或开启，以弥补夜间环境光不足，导致图象偏暗， 噪声增大，降低图象识别质量。 视频控制模块 视频控制模块主要控制由摄像模块传送回的视频信号，除负责协调各摄像 模块，还能设置采集卡视频参数，以此实现小范围光强变化对图象质量的程序 精细控

13、制。 车辆抓拍模块 实时抓拍通过车辆的图像，为系统中号牌识别提供图像信息，其相关的信 息将包括通过时间、车牌图像等，并将这些信息传送到系统后续模块中进行相 关处理。 车辆号牌识别模块 识别通过车辆的号牌信息。接收到车辆抓拍模块提供的图像后，经过判断 对图中汽车的牌照进行识别并自动纠错处理后，将识别出的号牌结果传入到后 续模块中。识别时将不受图像中车辆牌照安装位置的限制。 车辆检测模块 本系统采用地感线圈技术，即在需检测的路口埋设一个地感线圈，路口设 备箱中车安装辆检测器，车辆检测器的功能是与地感线圈一起，构成一个 LC 感应振荡电路。当地感线圈上面有车辆通过时，改变了线圈的电感量，使得 LC

14、振荡电路产生不同的振荡频率差异信号。车辆检测器通过检测不同的信号，得 到是否有车辆通过的情况。线圈检测技术已经相当成熟，其检测有效率可达 99%以 上。车辆监测模块一旦监测到有车辆通过，立即通知车辆抓拍模块进行抓拍。 车速检测 在每个车道上，沿道路前进方向铺设两块相距一定距离的线圈（实际系统 中与车辆检测共用） ，下图为施工示意图。 当车辆通过第 1 块线圈时，线圈将向车辆检测模块发送触发信号，车辆检 测模块收到触发信号后，立即记录车辆通过时间。同样，当车辆通过第 2 块线 圈时，车辆检测模块也立即记录车辆通过时间。通过计算，得到车辆通过这两 块线圈的时间差（即车辆通过两块线圈的间距所花费的时

15、间） 。由于在铺设线圈 时，已得到两块线圈间距离的准确尺度，通过下述公式: 车辆通过时的瞬时速度 线圈间距 / 时间差 可计算得到所需监测的车速。由模块中程序自动计算得到，并经过偏差矫 正，计算的结果与在系统中预设的超速标准进行比较，若高于则为超速行驶， 为违章行为，立即发送报警信息给信息处理模块。 车型识别 根据车型的分类标准是通过车牌颜色来区分大小车型的，考虑到上述情况， 我公司充分利用图像识别的优势，具有精度高，识别速度快的特点。识别的车 型分为大、小两种型号。例如，通过识别出的车牌颜色，进行车辆类型分辨。 即具有黄色号牌的车辆为大型车，其它颜色号牌为小型车。 信息处理模块 信息处理模块

16、主要对监控点采集的车辆信息进行存储、统计、报警及通信 传输。卡口部分的信息主要是比较原始的数据记录，存储模块也是在链路中断 时起暂存的作用，所有数据将通过通信传输模块实时上传到监控中心进行存储 和处理。 4 支队监控中心（或者公安局指挥中心）支队监控中心（或者公安局指挥中心） 4.1 支队监控中心介绍支队监控中心介绍 支队监控中心即中心系统，卡口部分的各种信息和数据都可通过网络通信 系统送到支队监控中心，进行收集、整理、调用、判断和存储。中心系统将对 各卡口查报站部分采集的信息和数据进行分析处理，同时具有监控作用，能对 卡口部分下达各种命令，卡口部分设备按照中心系统的指令完成相应的功能操 作。

17、这样，各站点以中心系统为核心集成在一起，形成一个有机的整体。中心 系统同时提供远程服务，合法用户可通过公安专用网络在远程进行数据查询以 及发送指令等。 4.2 功能功能 监控中心主要应具有如下功能： 自动报警功能自动报警功能 对卡口部分传来的各种报警信息及其相关信息进行实时响应。报警范围包 括系统内部的故障、超速车辆和设置的车辆车牌信息（即“黑名单”中车辆） 。 系统采取自动报警方式提醒值班人员执行相应措施。报警采用多种方式，例如 以声音报警，提醒中心的值班人员；同时在显示器屏幕上通过显示闪烁告警信 息等方式报告告警的内容。或可根据客户具体需要，采用专用的报警设备等。 汇总、储存数据功能汇总、

18、储存数据功能 通过与卡口部分的接口，接收卡口处理后的数据，例如识别出的车辆号牌， 违章车辆情况以及交通信息统计数据等。汇总所有数据，并按预先设置的准则 对这些数据进行存储。 查询、输出功能查询、输出功能 提供友好的界面，方便的操作，实现人机对话功能。值班人员可通过多种 方式，包括模糊查询和精确查询等，从保存的数据资料中查找各类信息，进行 数据搜索与浏览。例如，可以使用车辆车牌（通配符） 、通过时间、车型、车速、 地点、行驶方向、违章类别等条件进行精确或模糊查询以获得相应的数据。同 样，其它具有搜索与浏览数据权限的用户也可通过公安专用网络在远程进行上 述操作。 所有的这些查询等操作将根据用户等级

19、，对数据的访问具有不同的权限， 这样，有效地保护数据的安全。 综合调度处理功能综合调度处理功能 通过与各卡口监控点的接口，实现对卡口的综合调度处理功能。根据系统 的运行需求，有效的协调各卡口对资源，信息的共用，使整个系统高效率的运 行。同时对卡口部分所引起的系统非正常工作情况提供强有力的监控作用，通 过报警方式通知值班人员进行相关处理，或根据预设的方式进行机器自动纠错。 这两种方式可根据用户需要任选其一或有机结合，这样通过及时调整，使出现 故障的卡口部分很快恢复正常工作。 联网和信息发布联网和信息发布 系统通过与公安专用网络系统联网的方式，可接收各卡口监控点的上传数 据和工作情况报告等；同时给

20、各卡口部分下传指令或数据，特别是“黑名单” 数据实时同步更新。同时，根据实际需要，还可向指定的网络地址发送或接收 信息以及指令等。 5 系统功能系统功能 1）监控所有进出城车道，拍摄每一辆进出城的车辆（包括摩托车）并保存 图片以及通过时间、地点、车号、通过的车道等基本信息。单向 2 车道需全景 摄像机 1 台，牌照特写摄像机 2 台，每辆车通过同时拍摄 2 张特写牌照图，其 中 1 张为所在车道特写图，另一张为中间的特写图。3 车道需全景摄像机 1 台， 近景摄像机 3 台。图像分辨率为 768x576x24 真彩,并有时间、速度、地点和方 向信息。 2）自动识别和判断车型(大型汽车、小型汽车

21、)、车牌颜色（黑、蓝、黄、 白） 、车辆号牌，准确率均在 85%以上（摩托车号牌除外） 。在有效图像的条件 下，系统具备对民用、警用、军用、武警、2002 个性化等汽车号牌计算机自动 识别能力，所能识别的字符包括: “09”十个阿拉伯数字； “AZ”二十六个英文字母； 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) ； 军用车牌汉字(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、子、丑、寅、 卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥) ； 号牌分类用汉字(警、学、领、试、挂、境、港、澳) ； 武警车牌字(“W

22、J、09 、消、边、水、警、电、林、通”)。 3）正确识别并保存车辆的行驶速度、车身长度，识别的车辆行驶速度所提 供的数据能够作为执法依据；在系统监控范围内可实现超速等违章行为的判别。 将违章行为及嫌疑车辆基本信息和图片实时自动上传至监控中心。 4）将非违章车辆的基本信息实时上传至卡口监控中心服务器中； 5）输入车牌号码、号牌种类等信息后，发现以上车辆通过时能够及时在交 通指挥中心和民警值班室同时发出声音报警，并实现与车辆信息、报警信息、 布控信息等功能的相互传递。 6）全天候 24 小时监视与记录过往的每一辆机动车的车型、颜色、牌照。 在车速 10120KM/H 情况下,车辆图像准确捕获率

23、99%,系统连续抓拍间隔 100ms，图像质量清晰可辨,夜间图像具有强光抑制功能。每辆车分别按特写和 全景存贮成三张照片，采用通用的“JPEG”压缩。特写车辆图像包含车辆头部 所有特征,能分辨车辆牌照号码、牌照颜色。车辆全景图像要能看清车辆类型、 颜色、和所载暴露货物。单套系统至少存储 80 万辆车，当超出 80 万辆车时， 自动对最前面的图片数据依次进行覆盖。 7）监控中心对各查报站的布（撤）控及预案下达功能：监控中心进行布 （撤）控时，可利用中心布控软件统一或选择性布控，输入的车辆基本信息可 通过公安网下达到指定卡口的“黑名单”库中，布控信息及处理预案能立即在 查报站计算机屏幕上显示，发出

24、报警信息，民警值班人员获悉确认后，反馈信 息至相应布控单位并可根据信息迅速展开工作。 8）监控中心和各治安查报站对过往车辆历史记录查询.可根据权限设定查 询指定的路口的通行车辆信息,查询条件可根据时段、地点、车牌、车型、速度、 嫌疑车牌进行查询,车牌号码可以给出少数几位,从而进行模糊匹配查询。 9）路口的信息主要包括原始的图像记录和相关数据记录，备份和传输链路 暂时中断时的暂存作用。指挥中心数据库中的信息是正式数据记录，将按需要 作为档案保存一定时间，可通过 WEB 访问和发布。中心数据库记录的数据信息 主要是：图像信息、车速、车辆通过时间、车长、车道号、辖区、识别性质 （如果是手工识别，则有

25、手工识别用户名、识别时间、识别单位等信息） 。用户 数据库用以对用户访问的权限控制。用户信息包括：用户名、用户权限、用户 辖区、用户基本信息等。 10）在卡口工控机中安装专门的管理程序，负责采集机器运行信息，及时 有效地诊断和修复系统，并在支队监控中心安装路口机管理程序，负责全部路 口机的时钟校正、运行参数设置、故障诊断、识别字库调整等。 11）具备按时段、车型、车道、方向进行流量统计(包括流量图、流量表、 流量曲线图)，具备产生日报表、周报表、月报表、年报表、违章报表等。 6 说明和建议说明和建议 6.1 车牌识别技术介绍车牌识别技术介绍 本系统采用车牌识别技术作为核心技术。该技术为四川川大

26、智胜软件股份 有限公司与深圳市公安交通管理局交通科技技术研究所共同开发完成，已于 2001 年 12 月 18 日，在深圳市通过公安部科技局组织的鉴定委员会的鉴定，并 被评为 2002 年公安部重大推广项目。 鉴定会上的测试结果为： 1)该系统能正确识别时速不超过 140km/h 的汽车的号牌； 2)该系统的识别率为 98.7%； 3) 该系统的识别正确率为 94.4%； 该技术采用大量的计算机图像处理和模式识别技术。其中有基于多分辨率 纹理分析和模糊熵的快速车牌定位分割技术；多帧图像实时融合去模糊技术； 连续多帧图像识别结果的置信度判决技术等关键技术上有独特创新，领先于国 内其它公司。这里简

27、单介绍如下： 号牌定位 倾斜校正 号牌类别识别 图象预处理 汉字及字符识别 字符定位 字符行定位 结果输出 图 47 车辆号牌识别过程 在号牌识别过程中，获得质量较好的图片和正确定位是正确识别号牌的关 键。 获得质量较好的图片质量现在最大的难题是如何克服眩光、逆光、夜间车灯等 对图像识别质量的影响。 7 系统设备系统设备 7.1 设备选型基本要求设备选型基本要求 7.1.1 系统安全要求系统安全要求 整个系统工程应具有防病毒、防误操作特性，有较强的抗干扰、抗静电能 力，提供数据备份、恢复措施。 采用的工控机和其它的电子器件均有较强的抗干扰和抗静电能力，能在复 杂的环境下正常工作。并且前端识别系

28、统使用 Linux 系统，使用电子盘，没有 硬盘，这样可大幅度提高整个系统的可靠性。 7.1.2 设备安装要求设备安装要求 向用户提交完备的设计、施工方案及完整的系统技术资料，设备安装、布 线等符合国家有关标准规范。 7.1.3 材料要求材料要求 系统各配件应采用防锈、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应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应进 行防潮、防腐、防盐雾处理。 本系统中采用的配件均满足上述要求。特别是电子器件，所选择的产品的 公司均提供了上述处理的合格证。所有器件均有足够的机械强度，能承受正常 条件下的运输、安装、使用中搬运。 7.1.4 电气装置要求电气装置要求 系统应安装有效的过载、漏电、短路保护装置及避雷装置，应在使用熔断 器处清晰标出熔断电流的额定值，如有必要应使用易速熔断器，以保护