加油站视频抓拍机动车辆信息系统设计方案.doc

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1、加油站视频抓拍机动车辆信息系统设计方案2011年12月28日概述近年，随着我国社会经济的快速发展和城市人口日益增多，机动车保有量迅速增长，加油站作为机动车油箱充装汽油、柴油的专门性经营场所, 也日益增加，遍布在各城市进出城的各干线上，加油站内人员车辆流动比较频繁，是犯罪分子驾车逃逸补充油料的必经之地。加油站为一级安全防范单位，防火、防爆、防静电的要求非常高，由于防范措施不到位或者人为原因，造成火灾的比比皆是，给国家财产、人身安全造成重大损失。加油站内大量的易燃油品，更是犯罪分子主要攻击的目标。用户需求通过建立在加油站设计卡口监控和卡口布控系统，实现对进出加油站区域的车辆进行实时监视、抓拍、报警

2、、记录保存车辆通行的信息数据并进行集中有效的管理，为公安部门打击盗抢和走私机动车犯罪、查缉交通肇事逃逸案件、嫌疑车辆、交通违章登黑名单车辆、加强交通管理提供有效的技术支持，并能接入原有主干道卡口系统，实现信息共用。方案设计3.1 系统架构该系统由识别系统（前端信息采集与识别设备）、通讯系统和中央系统三个子系统组成。其中，识别系统又是由若干分散在各个加油站的前端信息采集设备和后端识别设备组成的。这些设备不间断地工作，获得经过各个检测点车辆数量和通过车辆的车牌号码，车牌颜色和车标类型，并将获得的数据由通讯系统传送给中央系统。中央系统通过对上传数据的处理，可实现车辆监控和系统管理等功能。系统主要由以

3、下两大部分组成。1、前端信号采集部分它包括安装在各前端加油站卡口的摄像机、图片抓拍、车牌识别和视频存储部分，车检器和传输部分等设备。前端检测点采集视频图像，包括特写图像、全景图像等。2、市中心存储比对报警管理平台负责接收、传输、存储、控制等功能，实时接收各卡口点前段摄像机采集的图文信息，对数据信息进行实时的比对、报警等应用处理，并且建立WEB服务器，为市县用户客户端提供查询、统计、布控等操作的友好用户平台，具体操作功能可根据实际需求和用户的访问权限进行修改。3.2 前端系统前端采用一台200万的高清相机覆盖加油站出口区域，系统对摄像机实时监控范围内的所有运动目标进行跟踪处理，实时跟踪所有车辆，

4、当车辆通过设定虚拟线圈区域，系统自动抓拍通过虚拟线圈的车辆图象。通过车道的闪光灯完成晚上的补光功能。前端工控机处理相机发送的抓拍信息完成对过车的号牌识别、车速等相关信息的处理，并将相关信息通过网络传送到数据中心。对监测车道全天侯记录车辆牌照及车辆全景特征图像，检测范围50米以内，捕捉率98%以上，车速0-200公里/小时，图片显示汉字、字母、数字清晰可辨。前端系统在逻辑上可以分为数据采集单元；交通事件检测单元；交通参数检测单元；视频触发单元；车牌识别单元；数据存储单元与数据传输单元，七个大的逻辑功能单元。数据采集单元高清摄像机采用200万数字摄像机覆盖2条车道，提供高质量的图片，图像清晰、纹理

5、细腻、车牌大小、亮度适中，能够使系统获得更高的识别正确率。交通事件检测单元 系统对摄像机实时监控范围内的所有目标进行跟踪检测，当发现检测区域出现异常目标时，系统可以实时进行检测，并判断其为何种交通事件，并通知视频触发单元抓拍保存事件的图象信息。同时可以记录事件发生过程的一段时间的实时压缩视频，并和事件图象一起上传中心系统，中心系统可以辅助于人工行为,更加准确地判断所发生的交通事件，并进行相应的处理。检测的交通事件包括：交通事故、突然停车、交通拥堵、车辆慢行、车辆超速、非机动车、行人穿越、车辆逆行、遗弃物、违章变道、小车驶入公交专用车道、大货车违禁行驶、机动车驶入非机动车道等信息。交通参数检测单

6、元 系统对摄像机实时监控范围内的所有车辆进行跟踪检测，对每一车辆设定为一跟踪目标，自动判断跟踪目标是否为一个有效车辆，并计算通过的车辆数量，通过跟踪目标移动距离和时间间隔，并参照初始标定的道路参照信息，测量每个车辆通过虚拟线圈的实时速度，进而根据车辆情况计算道路交通流量、平均速度、平均车道占有率、平均车头间距、平均车辆密度等交通参数，同时能对排队长度进行测量。检测结果实时上传到中心系统。检测交通参数包括：交通流量、平均速度、平均车道占有率、平均车头间距、平均车辆密度和排队长度等。视频触发单元 当交通事件检测单元检测到相关的交通事件后，事件检测单元会通知视频触发单元发出触发信号，进行交通事件的图

7、象抓拍。车牌识别单元系统能对检测道路驶入的车辆自动进行号牌识别，并对识别结果进行保存和实时上传。 系统可根据捕获和采集的信息，提供相关的检测数据，这些数据包括：记录编号、设备编号、检测时间（年月日时分秒）、车牌号码、车牌颜色、检测地点、检测车道信息、检测方向和车牌图片等信息。数据存储，传输单元数据存储与传输单元完成对系统采集数据和工作状态的收集、滚动存储，同时完成与后台中心系统的各项交互功能，包括实时数据上传、断点续传、中心系统各种命令的响应等等功能。同时提供前端机器的工作状态信息、日志记录和设备状态监控。设备状态的自检和状态发送前端系统周期的对运行的软硬件环境进行自检，并将自检的结果发送到中

8、心，以便中心能够实时监控前端路口设备的运行状态。方便系统的维护与故障处理。3.3 中心查控系统中心查控服务系统为卡口系统中的后台处理软件系统 ，包括车牌识别数据的接收、存储、比对、报警、查询及管理等功能。系统可根据公安局实际需求进行开发，系统具有良好的可扩展性，当卡口数量增加时，只需对系统硬件负载能力进行适当扩展，并将软件进行合理部署，即可满足卡口或者车道增加要求，无须对现有软件进行重新开发。系统能与公安局现有的系统平台进行集成。3.3.1识别数据的传输和存储功能识别数据传输和存储功能由实时运算系统的运算服务单元的通讯模块完成，识别出来的数据和图片将存储在数据库和图片存储上。需要传输和存储的数

9、据包括：车牌号码、车牌颜色、速度、过车时间、识别器号、车道号、车辆号牌照片、车辆全景照片、驾驶员照片等。运算服务器单元的通讯模块负责接收识别设备的识别数据，并将数据和图片发到存储服务器，通讯模块还负责将运算信息送入到消息队列中，等待计算。识别器和通讯模块之间采用TCP端口连接方式，由车辆识别器实时往中心发送数据，接收数据采用多线程方式实现，运算服务器单元可以扩展部署在多台服务器上，通过运算调度系统软件实现数据接收及运算的负载均衡。3.3.2运算比对功能系统具有黑名单比对计算；布控比对计算；假牌车比对计算；套牌车计算；超速计算；轨迹追踪计算；交通流计算；旅行时间计算；协同运算处理；预警信息发布；

10、假牌车信息发布；套牌车信息发布；超速车信息发布；计算结果保存等功能。系统的运算比对功能由实时运算系统的运算服务单元中的内存消息队列、各种功能模块、代理服务模块、内存数据库等模块完成。内存消息队列缓存所有需要功能运算的消息：识别数据、控制命令、协同运算数据等。功能运算模块由一系列的运算组成：实时比对、套牌车计算、超速计算等。功能运算模块消息队列中读取计算数据，并利用内存数据库完成数据计算，如果需要协同运算，就像代理服务提出协同运算请求。如果有报警信息，就通过代理服务发出报警。3.3.3预警功能预警功能由部署在预警服务器上的预警发布系统完成。预警发布系统是建立预警和快速反应机制的技术基础，可以提升

11、应对突发案件的能力和应急指挥水平。一旦有突发事件和警情发生，依托网格化分布的监控卡口的信息采集和预警发布的布控功能，指挥中心和公安各部门可以做到敌情明确、决策迅速，可以在全市范围内采取多种措施、联动处理，增强市的社会安全机制。预警服务器负责接收来自运算服务单元发来的预警信息，并将预警信息按照预设的策略向业务部门及分局的报警终端或者交警报警系统发送。服务器端的功能：接收运算服务器发来的预警信息；将预警信息根据信息发布策略发往指定的报警终端；接收报警终端发来的查询请求，并将查询结果反馈给报警终端；根据报警策略将交警报警信息通过交警应用网关发往交警报警系统。报警终端系统功能：接收预警信息，并通过声、

12、光等手段进行报警；向服务器发出查询请求，查询报警信息，布控黑名单及报警策略维护。预警发布系统分别部署在中心预警服务器和各报警终端。1、布控黑名单：系统中有各种布控黑名单库，包括：刑侦黑名单、经侦黑名单、交警黑名单、国保黑名单、分局黑名单、派出所黑名单、省厅黑名单等等。黑名单信息可以通过业务应用系统进行维护。车牌一旦加入黑名单就立即进入布控预警范围，在任何卡口发现布控车辆都将引起报警。2、报警策略：对每个布控车牌都可以指定一条或者多条报警策略。每条报警策略都可以分别指定按级别报警、按部门报警或者按方向报警，这些报警方式可以进行组合，形成不同的报警策略，报警策略可以随时根据情况升级或者降级，以适应

13、案件侦破要求。比如：抓捕报警策略：一旦设置了抓捕报警策略的车辆出现，预警发布系统首先将向市局指挥中心报警，同时向报警申报单位报警。经过指挥中心或者报警申报单位确定该报警信息（甚至无须经过报警信息确定），就可以向嫌疑车辆逃窜方向相关的分局指挥中心、附近的拦截卡口、附近的路面警力等发出抓捕报警信息，进行围捕。监控报警策略：一旦设置了抓捕报警策略的车辆出现，预警发布系统首先将向市局指挥中心报警，同时向报警申报单位报警。这时只对嫌疑车辆采用监控手段，不进行围捕。也可以同时设定按方向报警，这时该报警信息也会向嫌疑车辆逃窜方向相关的分局指挥中心、附近的拦截卡口、附近的路面警力等发出协助监控的指令。指挥中心

14、或者报警申报单位也可以发出指令，将该报警信息升级为抓捕策略，从而实施及时抓捕。特殊监控的报警策略：对一些需要特殊监控的嫌疑车辆，可以设定特殊的报警策略，比如为了达到案件侦破保密要求，可以要求将报警信息只发送到特定的报警终端，这种情况下，就只有设定的报警终端才能收到预警信息，而不会导致泄密。3、预警发布：布控车辆（如：被盗抢车、涉案车、假牌车、肇事逃逸车等）在通过监控卡口时，系统会自动报警以便及时拦截，由于各条道路均设有监控卡口，可以实现层层堵截，使布控车辆难以脱逃。实现的原理是：运算比对系统收到识别后的车牌数据将和黑名单进行比对，如果黑名单中有该车牌信息，将引发报警，并将该报警信息发送到预警发

15、布系统中。预警发布系统将根据报警车牌设定的报警策略通过公安网络分别向市局指挥中心、各相关分局指挥中心、报警申报单位、各业务部门、拦截卡口、路面警力等发布报警信息和处警指令，也可以通过无线方式向拦截卡口、路面警力等发布报警信息和处警指令。市局指挥中心、各相关分局指挥中心、报警申报单位、各业务部门、拦截卡口、路面警力也可以通过报警终端实时查询相关信息：报警信息、车辆信息等等。设备选型川大智胜开发的智能交通系统是国内“应用最早、规模最大、准确率最高”的公司，在智能交通领域积累了扎实的工作基础和丰富的应用经验。特别是在“基于精确号牌识别”领域，我公司处于国内领先地位。 目前，川大智胜在基于精确号牌识别

16、基础上，开发出新一代智能交通产品高清视频事件检测器，该检测器采用200万（或500万）高清CCD数字摄像机，对摄像机实时监控范围内的所有目标采用运动跟踪方式，实时跟踪所有车辆，当车辆通过设定虚拟线圈区域，系统采用视频触发方式自动抓拍通过虚拟线圈的车辆图象,对抓拍到的车辆进行号牌识别，同时系统还进行多种交通事件检测和交通参数测量，将多个功能融合为一体。对监测车道全天侯记录车辆牌照及车辆全景特征图像，检测范围50米以内，捕捉率98%以上，车速0-200公里/小时，图片显示汉字、字母、数字清晰可辨。(1) 高清数字相机摄像机近几年来，随着数字摄像机技术的发展和成本的下降，高分辨率的数字摄像机在智能交

17、通领域的应用成为可能。我公司针对数字摄像机高分辨率、高精度、高清晰度、色彩还原好、低噪声等优点提出了相应的一系列数字摄像机智能交通系统解决方案。对车牌识别而言，数字摄像机的使用迅速提升了车辆近景图像的质量，车牌细节清晰，能够较好的提升车牌识别正确率。针对项目的不同需求，可采用一台200万高清摄像机覆盖一条车道，也可以一台200万高清摄像机覆盖两条车道，而对三车道或四车道采用一台500万高清数字摄像机完成覆盖。目前，已经在北京、德阳、成都、深圳、东莞、宜兴等多个城市交通监控项目中建设应用。(2)交通事件检测与交通参数检测技术随着道路的交通量不断增加，交通事故明显上升，事故或交通堵塞得不到及时检测

18、和处理，必然会降低道路运营效率，给社会发展带来很大的经济损失。因此，应用道路事件检测与管理具有重要意义。同时，道路车辆的违章和违法现象频发，采用车牌识别技术对车辆进行号牌识别，对可疑车辆进行定位识别并及时报警也非常必要。川大智胜开发的交通事件检测系统，能对多种事件进行检测，检测参数包括：突然停车、交通拥堵、车辆慢行、行人穿越、车辆逆行、遗弃物、路面突发异常车辆等信息。能对道路多种交通参数进行检测，检测参数包括：交通流量、平均速度、车道占有率、平均车头间距等。对检测到的交通事件，实时上传中心服务器，并能进行告警，同时提供相应事件的视频图像，方便交警实时察看和处理，并能作为违章行为处罚的事实依据。

19、(3)新一代的车牌识别技术川大智胜经过长期算法研究和工程经验积累，开发出新一代车牌识别技术，该技术可以对车牌宽度小于100像素的车辆进行识别，而且适应各种环境情况，相比原有车牌识别技术，车牌正确识别率更高。采用200万数字摄像机对2车道的车辆进行全部覆盖，每个车牌大小最大只有120个像素，因此，采用传统的识别技术，车牌的正确识别率白天一般只有80%90%，采用新一代的车牌识别算法，车牌正确识别率白天大于95%。用200万数字摄像机对3个车道进行覆盖，每个车牌的大小只有80个像素，采用我公司新一代识别算法进行车牌识别，白天车牌正确识别率大于90%。同时该识别算法可和车辆视频检测技术相结合，对通过

20、虚拟线圈附近连续多帧图像同时进行识别，在多帧图像识别中找到最优的识别结果，使车牌识别率比原有利用线圈触发只能对一张抓拍图像进行车牌识别，识别率有更大的提升。(4)系统技术性能指标 （1） 视频触发 汽车视频触发准确率：98% （白天） 汽车视频触发准确率：95% （夜间） （2） 车牌识别 车牌识别准确率：95% （白天） 车牌识别准确率：90% （夜间） （3） 交通事件检测（白天） 交通拥堵检测率：90% 突然停车检测率：90% 逆行检测率：95% 遗弃物检测率：80% 行人穿越检测率：80% 违章变道检测率：90% 小车驶入公交专用车道检测率：85% 大货车违禁行驶检测率：80% 机动车

21、驶入非机动车道检测率：90% （4） 交通参数估计（白天） 车流量估计准确率：95% 平均车速估计准确率： 90% 车道占有准确率： 90% 排队长度准确率： 90% 安装注意事项5.1 安装示意图5.2防雷、防静电、防火出于加油站为一级防火、防雷、防静电的安全防范区域的考虑，再加上夜间光纤较暗需进行补光，为了防止闪光灯产生电火花产生危险，故设计中考虑将摄像机、补光灯安装在加油站的出口处。主要考虑前端监控设备的交流电源、信号线路、接地网系统、等电位连接、屏蔽等方面实施的雷电防护设计。前端设备安装点的具体防雷措施为：每个前端摄像点（立杆两边的旁边）都需要安装防雷接地系统。接地网安装采用水平接地体

22、和垂直接地体相结合，接地网水平接地体采用40*4的热镀锌扁钢，要求深挖0.8米；垂直接地体采用L50*50*5 长2.5米的热镀锌角钢和接地模块ZGD-II-1相结合。水平接地体和垂直接地之间要求可靠焊接，焊接口处要求涂沥青防护处理。为防止雷电跨步电压危及伤害行人的安全，接地网在施工过程中如果经过人行道的地方，接地网上面要求全部做绝缘处理。并保证接地系统在竣工时实测接地电阻不大于4欧姆，如实测不满足要求，要求整改至符合要求为准。从接地网连接到设备箱我们采用25平方的铜电缆。设备清单序号设备名称品牌产地数量单位1视频采集单元川大智胜1套2抓拍识别单元川大智胜1套3交换机H3C1台4防雷器国产1台5闪光灯国产1只6LED常亮灯国产1只7电源线国产100米8信号线国产100米9网线国产50米10镀锌钢管国产60米11立杆定制1根12不锈钢立杆背箱定制1个9 / 9