出入口卡口系统解决方案.pdf

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1、出入口卡口系统解决方案 /22 出入口卡口系统技术方案 出入口卡口系统解决方案 0/22 目 录 1 项目概述错误!未指定书签。1.1 项目建设背景.错误!未指定书签。1.2 建设内容错误!未指定书签。1.3 设计原则.错误!未指定书签。1.4 建设依据错误!未指定书签。2 出入口卡口总体设计.错误!未指定书签。2.1 系统建设目标.错误!未指定书签。2.2 系统总体架构错误!未指定书签。3 出入口卡口前端设备.错误!未指定书签。3.1 工作原理.错误!未指定书签。3.2 系统结构组成.错误!未指定书签。3.3 系统前端设备功能.错误!未指定书签。3.3.1 高清机动车辆抓拍功能 .错误!未指

2、定书签。3.3.2 高清图像前端存储和防篡改功能错误!未指定书签。3.3.3 车辆特征识别功能 .错误!未指定书签。3.3.4 交通流量检测功能 .错误!未指定书签。4 高清卡口性能指标错误!未指定书签。5 出入口卡口应用错误!未指定书签。5.1 协防布控错误!未指定书签。出入口卡口系统解决方案 1/22 5.2 大数据分析错误!未指定书签。6 随需而变的适应能力错误!未指定书签。1 项目概述 1.1 项目建设背景 在我国提出的“构建社会主义和谐社会”的战略任务中，完善社会管理，保持社会安定有序是非常重要的一项内容，而完善社会治安防控体系，广泛开展平安创建活动需要依靠图像卡口系统等技术防范手段

3、支撑。近几年在各城市公安系统前端建设中，电警、卡口等设备数量呈几何倍的增涨。从道口到路段、最终到路口推进式的建设，安防体系趋于完善，对道路安防监控趋于全覆盖。在扩大了道路安防监控的同时，我们发现，每辆车每天只有 10%的时间是在道路上行驶，却有 90%的时间处于静止或停车状态。同时随着大面积违停设备的安装，相关部门对道路违停整治的力度在逐年加大，车辆在道路上的停车空间越来越小，更多的车辆最终的目的地势必是小区或停车场。出入口是车辆由动态行驶转为静态停放的最末端卡口场所，相比路口、路段卡口，更有利于公安的稽查、布控。但作为车辆监控及行驶轨迹的最末端场所“出入口”，目前还是公安机动车出入口卡口系统

4、解决方案 2/22 监管的盲区。目前大部分出入口的视频记录还仍以单位自建为主，同时设备监控像素低、覆盖范围窄，对于嫌疑人以及其作案工具嫌疑车辆都只能看到模糊轮廓而无进一步的线索，导致提供给公安/交警部门的“有效信息”不足，无法充分发挥图像卡口系统的投资效益。为进一步发挥图像卡口系统的作用，迫切需要建设一种针对出入口的视频图像卡口记录系统，它将更有效地甄别违法嫌疑车辆和犯罪嫌疑人，从而进一步提升公安/交警一线打击违法犯罪的能力和战斗力。本次项目将建设一套针对出入口“全面、关键、有效视频信息”的高清卡口系统，他将满足公安对车辆动态”行”转静态”停”的安全防控要求，将公安图像卡口向前推进到最后一百米

5、。进一步提升治安管理和交通管理水平。在长期的工程实践当中，宝康公司形成了一套以“清晰，稳定，环保，重视关键信息”为特色的出入口高清卡口解决方案，并希望将多年积累的实践经验和最新科技创新成果应用于本项目。本次建设的出入口高清卡口系统标准高、投资大，要发挥及之相匹配的投资效益，必须在“大公安”的思想指导下建设专业化的应用系统，满足刑侦、经侦、禁毒、治安、交警各业务部门的实际需求，提供可供实战的应用功能，使之真正成为公安/交警管理部门的有力武器。同时系统具有完善的运行管理功能保出入口卡口系统解决方案 3/22 障，并能及其他系统进行数据共享。1.2 建设内容 本次项目的建设内容是综合地区公安/交警部

6、门的实战需求，建设个点位的出入口高清卡口，实现对过往机动车及其前排司乘人员（可选）等信息采集、数据存储、数据传输和设备管理等功能。完成高清卡口系统外场前端卡口子系统的建设工作，满足卡口信息采集、存储、传输以及前端设备管理等功能，并通过光纤网络将高清卡口接入中心平台。1.3 设计原则 本系统将针对用户的实际业务需求，建立一个先进、高效、实用的出入口高清卡口系统。基于系统功能和性能的需求，系统的建设将遵循以下原则：1)可靠性 考虑系统全天候实时性需求，本系统具备 724 小时连续不间断运行的能力，充分考虑系统的高可靠性，选用高集成设备，采用自动检测、自动报警、自动监控、冗余配置、集群、负载均衡等技

7、术来有效地保证系统的高可用性和可靠性。2)先进性 设备选型、技术运用等方面在实用性基础上，充分考虑一定的前瞻性。考虑到因业务、运行及技术条件等外部环境的变化，出入口卡口系统解决方案 4/22 利用高清卡口的成熟经验和技术，充分结合图像处理技术的跨越性发展等，实现向治安卡口的突破性发展，提高系统的综合利用效率，为反恐、治安、刑侦、交通等业务提供综合服务，避免投入即陷入技术落后的困境，且规避因业务、运行环境等的变化而造成系统大范围工程调整的风险。3)可扩展性 考虑到以后的需求的不断增加，系统建设的数量也会随之扩大，系统架构和系统平台都具备灵活且经济的扩充性，能够很好地随业务系统未来的扩充和变化进行

8、横向或纵向的扩展，并且能够具备动态调整资源的能力，根据业务系统实际运行状况及时地调整和分配有限的系统资源，提高资源的利用率。4)安全性 本系统具有防破坏和防入侵的安全性功能。整个系统、设备、中心机房和前端设备均考虑防雷击、断电和人为破坏，软件不受病毒感染、黑客攻击，具有高度的安全和保密性。5)高经济性 在满足本项目要求的前期下，确保系统先进、成熟、稳定可靠、性能良好、维护简便的基础上，在考虑系统的先进成熟的同时，在设计本系统解决方案时，选择实用、合理的设备，降低系统成本，从而做到性能价格比最大化，最大限度降低了管理的运营成本。系统将以安全可靠，经济适用，为今后发展留有接口。出入口卡口系统解决方

9、案 5/22 6)可维护性 系统设计能够满足用户不断变化的实际需求和规模要求，保证用户方便维护并尽量减少维护工作量。一方面前端卡口子系统采取模块化的硬件结构，具有快速修复的能力，另一方面建立相应的系统管理和维护机制，保障系统的正常运行。7)延续性 本次高清卡口系统的建设、运行环境主要基于已有网络而非新建网络。因而高清卡口系统的建设充分结合现有条件，具备一定的承接关系，不孤立于整体环境。同时，及运行同一网络环境的其他系统有着较为明确清晰的界面。8)标准化及开放性 系统遵从通用、规范和安全的数据通讯协议和接口，保证系统的开放性和系统的功能扩展需求。本系统是开放的可兼容系统，能及不同厂商的产品兼容，

10、可以有效保护投资，实现系统间的互联、互通及系统整合。1.4 建设依据 道 路 交 通 安 全 违 法 行 为 图 像 取 证 技 术 规 范 832-2009 机 动 车 号 牌 图 像 自 动 识 别 技 术 规 范 833-2009 出入口卡口系统解决方案 6/22 公 路 车 辆 智 能 监 测 记 录 系 统 通 用 技 术 条 件 497-2009 安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求28181-2011 公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求 651-2006 公 安 交 通 管 理 外 场 设 备 基 础 施 工 通 用 要 求 652-2006 安全防范工程技术

11、规范 50348-2004 报警图像信号有线传输装置 16677-1996 公路交通安全设施施工技术规范 F71-2006 民 用 闭 路 电 视 监 控 系 统 工 程 技 术 规 范 50198-94 计 算 机 信 息 系 统 安 全 保 护 等 级 划 分 准 则 17859-1999 建 筑 物 电 子 信 息 系 统 防 雷 技 术 规 范 50343-2004 安全防范工程程序及要求 75-1994 出入口卡口系统解决方案 7/22 视频安防监控系统技术要求 367-2001 安全防范系统验收规则 308-2001 安全防范系统通用图形符号 74-2000 邮电通信网光纤数据传输

12、系统工程施工及验收暂行技术规范 公安部城市报警及监控系统建设“3111”试点工程实施方案 公安部交通管理信息系统建设框架 以上未提到的规范或更新过的规范，也属于道路监控范畴的规范，同样要作为本系统设计依据。出入口卡口系统解决方案 8/22 2 出入口卡口总体设计 2.1 系统建设目标 通过本系统建设，将达到如下目标：1通过采用高清摄像机，全面清晰的采集机动车及前排司乘人员（可选）的特征信息和图片，实现嫌疑目标的快速排查，为公安/交警部门侦破案件提供有力手段和支持；2本系统及各业务部门的信息共享及协调管理，加强部门协作，提高管理效率；3配合路口、路段卡口系统，形成全方位的监控智能化网络系统，将卡

13、口系统向前推进到最后一百米，满足治安、刑侦、交通管理新形势下的业务需求；4对区域内运行的车辆实现全面、有效监管，有力打击各类涉车违法犯罪行为，提高城市安全防范的整体能力和水平。出入口卡口系统解决方案 9/22 2.2 系统总体架构 前端数据采集子系统光纤光纤收发器摄像机传输网络数据应用子系统通讯服务器数据库服务器核心交换机主控器（可选）WEB服务器注：仅为示意设备，具体设备需根据现场情况进行调整线圈（可选）辅助照明装置进口光纤光纤收发器摄像机主控器（可选）线圈（可选）辅助照明装置出口原有卡口系统 图错误!未指定样式名。错误!未指定顺序。高清卡口系统总体架构图 高清卡口系统总体架构如上图所示，该

14、系统由前端卡口子系统、通信子系统、中心平台三部分组成，下面对系统的组成进行说明：1)前端卡口子系统：主要功能为信息采集和通信，即采集并记录所有经过本断面的机动车图像信息，对经过的车辆进行车牌识别，存储获取和处理的信息，并及卡口中心平台进行通信。2)通信子系统：完成前端卡口子系统及中心平台之间的高速通信，传输前端卡口子系统所采集的各种数据、图片和图像；并满足中心平台对分布式存储在前端卡口子系统的数据、图像的调用。3)卡口中心平台：是高清卡口系统核心业务处理中心，是用户访问整个卡口系统的窗口。针对出入口卡口系统，可新建或接入原有中出入口卡口系统解决方案 10/22 心平台。中心平台主要完成数据信息

15、、图片和高清图像信息的接收、处理及存储，实时展示系统和前端采集设备的状态以及对系统的日常管理，并根据实时车辆信息，进行黑名单比对、套牌车检测、行驶轨迹分析、跟车关联查询分析等业务处理，完成对车辆布控等实战功能。中心平台能够根据业务要求，提供综合查询功能，并为业务分析提供参考依据。3 出入口卡口前端设备 3.1 工作原理 本次项目对经过出入口的所有机动车进行有效检测和抓拍。现场设备布置见下图（该图仅供参考，具体设备布置方式根据现场情况最终确定）：摄像机C摄像机C 图错误!未指定样式名。错误!未指定顺序。现场设备布置示意图 出入口卡口系统解决方案 11/22 如上图所示，前端卡口子系统的工作流程如

16、下：1)在每个监测点设置一套设备机箱，机箱内布置工业级网络交换机、光纤收发器及配套电气元件等，并在现场立杆上每个车道配置一台高清摄像机；在每个机动车道配置一套辅助照明装置以及设一组检测线圈（或视频检测）；2)当有车辆经过监测区域，摄像机通过号牌逐帧识别智能感应及分析并驱动辅助补光装置，对当前通过车辆进行补光，同时驱动图像采集模块采集车辆的图像信息；3)摄像机捕获信息后，并生成原始车辆信息图片；传递给内嵌于芯片中的车牌识别软件；4)内嵌入芯片中的车牌识别软件对原始车辆信息图片的车辆号码、车牌颜色等信息进行自动识别；5)图像处理模块将图像压缩成易于保存的格式，并将上述信息叠加到图片下部；6)已处理

17、的车辆图片及其通行信息一并传递给终端服务器，其中图片信息以格式图片文件方式存储，通行信息写入卡口数据库表中。至此，完成单次车辆的检测、采集、识别、处理和传输过程。3.2 系统结构组成 前端设备包括高清摄像机、补光装置、检测线圈、主控制器、辅助控制器、大容量存储设备、号牌识别软件等人机交互接口及后台连出入口卡口系统解决方案 12/22 接的通讯接口等。所有抓拍图片及数据在前端主控制器内进行本地化存储，如存储数据量超过容量可循环覆盖。前端系统还集成车辆号牌自动识别功能，对抓拍的机动车图片进行自动号牌识别和存储。提供数据通讯接口实现前端设备及外部设备和系统的连接及共享。抓拍识别主机（可选）线圈/视频

18、触发可选后端处理系统 通讯 集成 SD 卡存储集成视频检测集成特征识别集成曝光算法高清抓拍摄像机集成补光控制集成 SD 卡存储集成视频检测集成特征识别集成曝光算法集成补光控制高清抓拍摄像机线圈/视频触发可选 图错误!未指定样式名。错误!未指定顺序。出入口卡口系统结构图 整个主体设备简化为 4 个部分，分别是高清摄像机、检测部分、辅助照明部分、存储部分：高清摄像机 高清摄像机作为系统的主要部分，承担图像采集、处理、号牌识别、数字输出整套功能，在接收到车检信号，并判定车辆抓拍逻辑后，高清摄像机能够在最短时间内被触发，同时发出补光信号，驱动辅助出入口卡口系统解决方案 13/22 照明装置，采取恰当的

19、曝光算法同步拍摄下车辆的高清晰图像，并进行号牌自动识别、存储等操作，通过以太网口输出。高清摄像机采用具有处理技术的高清晰数字式彩色摄像机，内置嵌入式应用程序使设备稳定可靠，并且适应于卡口设备抓拍的需要，能保证无论昼夜抓拍图片上的车辆及其号牌特征清晰。整个模块具有以下特点：结合用户不同需求可选着100 万、200 万、500 万等多种像素；网络传输数字视频图像：采用网络传输数字视频图像，布置灵活，扩展方便；集成度高：车辆检测、号牌识别、曝光算法、补光控制内置于摄像机的内；采用自主的曝光算法，具有雨雪天气、黄昏、逆光、顺光、侧光、高纬度、夜间车头大灯、高速运动等多种抓拍模式，自动适应各种环境情况。

20、检测部分 根据使用环境的不同，系统采取线圈或视频以协助高清摄像机进行定位的检测方式。当有车辆经过时，协助高清摄像机抓拍通过的机动车辆。辅助照明部分 考虑到系统必须 24 小时运行，对于室外图像抓拍，为了抓拍到清晰的图像，一方面在选用摄像机时，充分考虑低照度性能，另一方面出入口卡口系统解决方案 14/22 需要增加照明。存储部分 存储部分可采用主控制器存储或卡存储。其中主控器采模块及操作系统相结合的嵌入式计算机系统架构；辅助控制器采用全模块化设计，结构简单、易于维护，内置大容量存储硬盘，保证数据长期稳定的存储。同时结合出入口的车流等因素，可选用小容量卡存储。卡可选用32G 或 64G 产品，结合

21、出入口的实际车流量选择。3.3 系统前端设备功能 3.3.1 高清机动车辆抓拍功能 本系统 24 小时不间断捕获所有经过车辆图像信息和驾驶人信息，通过车辆图像捕获率大于 99%。本方案所指的车辆图像捕获率是指：图像能够清晰辨认车辆所处位置。有完整的车头信息，包括完整的号牌，可清晰辨别号牌颜色。3.3.2 高清图像前端存储和防篡改功能 对机动车道机经过的每个对象提供一张含号牌的全景图片，附加其通过时间、地点、方向、号牌号码、号牌颜色等信息，以图像格式保存在现场的主控制器上，车辆号牌图像水平分辨率不低于110 个像出入口卡口系统解决方案 15/22 素点。所有采集图片具有数字水印校验功能，可有效防

22、止图片被篡改，保证图片的真实性和有效性。3.3.3 车辆特征识别功能 系统采用自主研发的识别软件，实现对抓拍车辆的各种特征信息进行自动识别。具备以下功能。3.3.3.1 号牌识别功能 系统能够通过对机动车号牌定位、字符切分、字符匹配和图像预处理实现号牌自动识别功能。可识别“92 式”“02 式”民用车牌和军车、警车等特殊号牌，可以识别车牌颜色。所能识别的字符包括：1)“09”十个阿拉伯数字；2)“AZ”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

23、、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成；5)13 式武警车牌字符：样式的字母和数字；6)号牌分类用汉字：警、学、使、领、试、农、挂、拖、境；出入口卡口系统解决方案 16/22 3.3.3.2 号牌颜色识别功能 系统可以识别蓝、黄、黑、白四种号牌颜色，并根据不同的号牌颜色区分车辆类型。3.3.3.3 号牌结构识别功能 系统可识别的号牌结构包括：单排字符结构的号牌，如军队用小型汽车号牌、36-2007 中的小型汽车号牌、港澳入出境车号牌、教练汽车号牌等；武警用小型汽车号牌；警用汽车号牌；双排字符结构的号牌，如军队用大型汽车号牌、武警用大型汽车号牌、36-2007 中的大型汽车号牌、挂车号牌、低速汽车

24、号牌等。3.3.4 交通流量检测功能 可通过出入口卡口设备自身的检测功能和号牌比对功能，系统可自动计算覆盖范围内出入口的车流量，从而获取出入口交通参数，提供出入口流运行状态信息。4 高清卡口性能指标 机动车辆捕获率：线圈检测99%；视频检测98%。号牌识别率指标：在环境无雾、车牌挂放规范、无污损且不含无效车辆情况下，白天车牌识别率99%，夜间车牌识别率出入口卡口系统解决方案 17/22 99%；号牌识别准确率指标：在环境无雾、车牌挂放规范、无污损且不含五小车辆情况下，白天车辆号牌识别准确率97%（光照度不低于 200）；夜间车辆号牌识别准确率93%（光照度不高于 100）；全天车辆号牌识别准确

25、率95%。号牌颜色识别功能：可以识别蓝、黄、黑、白四种号牌颜色；车辆号牌颜色识别准确率99%号牌结构识别功能：可识别的号牌结构包括单排字符结构的号牌、武警用小型汽车号牌、警用汽车号牌、双排字符结构的号牌且号牌结构识别准确率（全天候）95%。车型识别功能和性能要求：系统可通过号牌颜色识别大、小车型，车辆类型准确率90%。车身颜色识别功能和性能要求：系统应能 9 种车身颜色，包括：白色、银色、黑色、红色、蓝色、黄色、绿色、棕色、粉红色，并作为车辆特征字段存储在数据库中。系统对车身颜色识别可做到对深浅分类准确率不小于 85；9 种常见车身颜色识别准确率不小于 75。（夜间需要采用窄脉冲辅助照明装置技

26、术）中心计算机设备及外场设备的时钟达到同步，同步误差100；系统平均无故障时间（）：大于 30000 小时。出入口卡口系统解决方案 18/22 5 出入口卡口应用 出入口卡口系统区别于的优势在于它是车辆由“动态行驶”到“静态停放”前的最后一个关卡，它能将整个公安出入口卡口向前延伸到最后一百米。由此为公安的黑名单比对、套牌车检测、行驶轨迹分析、跟车关联查询分析等业务处理提供强大的数据支撑，进而实现对车辆布控等实战功能。善，更能有效的推进卡口系统向前延伸，扫除公安监控盲区，达到层层推进的效果。5.1 协防布控 系统可由中心设置布控缉查车辆号牌，当系统识别出来的车辆号牌结果符合条件时，能在管理中心进

27、行报警，并具有现场报警接口。同时在派出所一级或治安岗亭一级安装客户端软件或配置警务通，当有车辆进过出入口时，可在第一时间进行拦截。配合公安系统扩大整体布控水平。出入口卡口系统解决方案 19/22 5.2 大数据分析 图错误!未指定样式名。错误!未指定顺序。大数据分析 同时，通过出入口系统的建设及卡口平台的大数据融合，可配合整个卡口平台进行大数据分析。如：行车轨迹最终目的地跟踪：针对机动车行驶最终端进入的场所进行有效的轨迹跟踪；套牌车管理：当有机动车进入某一小区时，并且尚未驶出时，如果平台接收到改号牌此时进入另一小区，即可认定该牌照为套牌车辆，同时配合协防布控，可由公安人员进行现场拦截。滞留事件分析：通过对出入口驶入、驶出的记录，有效掌握该机动车在某场所停留的时间。首次进入某场所、特殊时段进出某场所等异常情况进行有效的管理及记录。出入口卡口系统解决方案 20/22 6 随需而变的适应能力 对于卡口设备来说，“卡口要素”需要通过视频影像图片手段得以“固化”，才能形成具有刑侦意义的卡口信息。车辆轮廓、车辆号牌、驾驶员人脸像是卡口抓拍图片的重要因素，需要有针对性的补光措施。宝康公司结合目前行业内的关键技术，设计了全面、合理、有针对性的补光方案，针对逐帧识别的补光方案，每一帧都和辅助照明装置同步。