高清智能卡口系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及功能實(shí)現(xiàn)

道路智能卡口系統(tǒng)是“公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)”的俗稱，是指依托道路上特定場所如收費(fèi)站、交通或治安檢查站、城市出入城口等卡口點(diǎn)，對(duì)所有通過該卡口點(diǎn)的機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行拍攝、記錄與處理的一種道路交通現(xiàn)場監(jiān)視系統(tǒng)。

為了更好的維護(hù)良好的交通和治安管理秩序，以主要城際出入口為第一道防線，在主要過境公路和出城公路上建立綜合卡口管理監(jiān)測系統(tǒng)，掌握進(jìn)出城區(qū)的車輛信息，是勢在必行的。通過在城際出入口設(shè)置卡口監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控路面車輛狀況，同時(shí)對(duì)過往車輛進(jìn)行速度測定，對(duì)過往車輛進(jìn)行逐一實(shí)時(shí)抓拍后進(jìn)行車牌實(shí)時(shí)識(shí)別，并將抓拍圖片和識(shí)別結(jié)果保存到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中。通過卡口系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)盜搶車輛、肇事逃逸、黑名單車輛的管理和監(jiān)控，對(duì)公安機(jī)關(guān)的交通管理和治安執(zhí)法具有重要的意義。

高清卡口系統(tǒng)是采用數(shù)字高清抓拍單元為圖像采集的一種公路卡口模式，主要是通過地感線圈速度測定、車輛檢測等方式對(duì)過往車輛進(jìn)行抓拍并實(shí)時(shí)上傳到后臺(tái)管理中心。

道路高清智能卡口系統(tǒng)按組網(wǎng)結(jié)構(gòu)可分為抓拍子系統(tǒng)、通信傳輸子系統(tǒng)、后臺(tái)管理子系統(tǒng)，按設(shè)備結(jié)構(gòu)可為硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)。本次項(xiàng)目的系統(tǒng)設(shè)備選用在技術(shù)上成熟、應(yīng)用范圍廣的相關(guān)設(shè)備，組成一套性能穩(wěn)定、功能適度超前、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的高清智能卡口系統(tǒng)。

1、抓拍子系統(tǒng)

前端路口抓拍子系統(tǒng)主要由線圈檢測器、高清數(shù)字抓拍單元、補(bǔ)光燈、線纜、立桿支架、線纜等構(gòu)成。

路口抓拍子系統(tǒng)采用線圈檢測觸發(fā)方式，即采用線圈檢測車輛通過信號(hào)觸發(fā)車輛抓拍，車速通過測速模塊獲得，抓拍到的信息存儲(chǔ)在本地硬盤中并進(jìn)行車牌識(shí)別，同時(shí)向后臺(tái)管理中心傳送。

2、通信傳輸子系統(tǒng)

通信傳輸子系統(tǒng)采用光纖實(shí)現(xiàn)，由公共運(yùn)行商提供路口到后臺(tái)控制中心的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)裸光纖。采用光端機(jī)實(shí)現(xiàn)卡口抓拍子系統(tǒng)、后臺(tái)管理子系統(tǒng)和中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器系統(tǒng)的信息交換。

3、后臺(tái)管理子系統(tǒng)

后臺(tái)管理子系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、后臺(tái)管理軟件等。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)卡口前端抓拍設(shè)備的監(jiān)控和抓拍圖像的數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、查詢和轉(zhuǎn)發(fā)等功能。

實(shí)現(xiàn)功能

1、車輛捕獲功能

系統(tǒng)能對(duì)所有經(jīng)過車輛進(jìn)行捕獲，除了能夠捕獲在車道上正常行駛的車輛外，由于采用嵌入式高清攝像系統(tǒng)，拍攝下來的圖片分辨率最高可達(dá)1616*1232像素，可以在拍攝點(diǎn)處水平方向覆蓋400CM的視場，把跨車道線行駛的車輛也包含在捕獲范圍內(nèi)，完全改變了過去卡口系統(tǒng)中為了車牌識(shí)別而多增加一臺(tái)輔助像機(jī)來抓拍跨車道行駛車輛的架構(gòu)。在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)對(duì)車速在5km/h～160km/h行駛的車輛圖像捕獲準(zhǔn)確率達(dá)99%以上，其中車輛通行數(shù)據(jù)庫符合公安部部標(biāo)GA/T497-2009《公路車輛智能監(jiān)測系統(tǒng)通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中的數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)。

由于采用了高清抓拍單元，拍攝下來的車輛的圖片分辨率可達(dá)1616*1232像素（200萬），圖像質(zhì)量相當(dāng)清晰，不僅可以清晰的分辨車輛的牌照，車牌像素比普通卡口的高好幾倍，而且可以清晰地看清司乘人員的面部特征；夜間由于采用了多種曝光技術(shù)和補(bǔ)光技術(shù)，車輛的大燈強(qiáng)光被有效地抑制住，完全不影響車牌的自動(dòng)識(shí)別。

2、車輛抓拍及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能

在車輛通過時(shí)，系統(tǒng)能準(zhǔn)確拍攝車輛前部特寫圖像一張，并將圖像存儲(chǔ)到后臺(tái)控制主機(jī)的磁盤相應(yīng)目錄下，車輛通過的信息寫入相關(guān)數(shù)據(jù)庫，并在特寫圖像中標(biāo)明車輛通行數(shù)據(jù)，如時(shí)間、地點(diǎn)、車速、方向等。

在環(huán)境無霧包括雨雪天情況下，對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的行駛的特寫車輛圖像包含車輛牌照、車頭全部、司乘人員、車標(biāo)等頭部所有特征，均能夠清楚辨識(shí)，對(duì)于肇事逃逸案件以及車輛犯罪案件的偵破提供了更加清晰的圖像證據(jù)。車輛特寫圖像能清楚地分辨車輛類型、車標(biāo)、司乘人員、車體顏色和所載貨物。

每套系統(tǒng)能至少存儲(chǔ)120萬輛車。當(dāng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)量超出設(shè)定的存儲(chǔ)容量時(shí)，可以自動(dòng)對(duì)最前面的圖片數(shù)據(jù)依次進(jìn)行覆蓋，整個(gè)系統(tǒng)始終保留至少120萬輛車的圖像，并采用通用的JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)壓縮圖像，圖像分辨率為1616*1232×24真彩，達(dá)200萬像素，并有時(shí)間、速度、地點(diǎn)和方向信息。

系統(tǒng)采用專業(yè)為卡口應(yīng)用研發(fā)的高清工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)攝像機(jī)，具有自動(dòng)觸發(fā)采集圖像、車輛速度編碼、可控曝光和控制補(bǔ)光功能，圖像的采集完全不需要后端處理器的參于，能夠在各種復(fù)雜環(huán)境（如：雨霧、強(qiáng)逆光、弱光照、強(qiáng)光照等）下拍攝出清晰的圖片。圖像質(zhì)量清晰可辨，夜間圖像具有強(qiáng)光抑制功能。

由于圖像的分辨率很高，是普通像機(jī)采集圖像分辨率的5倍，視場寬，清晰度高，在特寫圖像看得更清楚。為了突出前排司乘人員的面部圖像，需要將光線射入駕駛室，必要時(shí)需要增加輔助閃光燈。同時(shí)，由于采用嵌入式高清工業(yè)攝像機(jī)，使得通過車標(biāo)自動(dòng)識(shí)別車輛的品牌成為可能，為將來車輛的智能識(shí)別技術(shù)提供了很好的原始圖像，未來只需升級(jí)車輛識(shí)別軟件就可以進(jìn)行車標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別，無需進(jìn)行硬件的改動(dòng)和升級(jí)。

3、車輛識(shí)別功能

對(duì)于每輛拍攝的車輛照片，系統(tǒng)可以進(jìn)行全自動(dòng)的識(shí)別功能，車輛識(shí)別包括車牌識(shí)別、車輛類型識(shí)別、車身顏色識(shí)別，并留有未來升級(jí)識(shí)別功能的空間，如車標(biāo)識(shí)別、人臉識(shí)別等。

4、速度測定功能

車速測速設(shè)計(jì)完全符合《機(jī)動(dòng)車測速儀》GB/T21255-2007標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)機(jī)動(dòng)車速度小于100公里/小時(shí)，道路實(shí)測誤差不超過-6km/h-0km/h；當(dāng)機(jī)動(dòng)車速度大于或等于100公里/小時(shí)，道路實(shí)測誤差不超過機(jī)動(dòng)車速度的-6%-0%。同時(shí)系統(tǒng)可以根據(jù)地點(diǎn)等各類信息設(shè)置限速值的功能，并且可以遠(yuǎn)程設(shè)置，不需要工作人員在卡點(diǎn)設(shè)置。

5、實(shí)時(shí)報(bào)警功能

系統(tǒng)依據(jù)實(shí)時(shí)采集處理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)客戶端可以實(shí)時(shí)顯示最新布控信息和報(bào)警信息，對(duì)報(bào)警信息可點(diǎn)擊進(jìn)入詳細(xì)查看具體報(bào)警圖片、號(hào)牌信息、報(bào)警地點(diǎn)、方向及報(bào)警事件。實(shí)現(xiàn)對(duì)超速及被盜搶車輛和交通肇事逃逸等布控車輛的實(shí)時(shí)報(bào)警功能，實(shí)時(shí)報(bào)警分為兩種，一是超速報(bào)警，二是布控車輛報(bào)警。

6、信息上傳和下載功能

路口控制單元能提供車輛信息的自動(dòng)上傳，上傳內(nèi)容包括車輛的圖片和相關(guān)信息，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，車輛的圖片保存于路口主機(jī)中，如果網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常，將自動(dòng)上傳保存在路口主機(jī)的圖片信息。

本系統(tǒng)能通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問和遠(yuǎn)程系統(tǒng)維護(hù)功能。傳輸模塊支持ActiveX數(shù)據(jù)交換控件。路口控制機(jī)能提供對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和訪問的接口，控制中心可以通過接口實(shí)現(xiàn)對(duì)前端存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的訪問。

7、網(wǎng)絡(luò)校時(shí)功能

中心服務(wù)器預(yù)留時(shí)間校正接口。支持NTP/SNTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議，系統(tǒng)可通過上位軟件實(shí)現(xiàn)與中心服務(wù)器對(duì)時(shí)。

同時(shí)采用時(shí)間同步跟蹤校正算法，以保證不同時(shí)間系統(tǒng)間的時(shí)間保持同步，時(shí)間信息至少應(yīng)精確到0.1s。

正常使用時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)鐘電池壽命不低于2年。

8、圖像記錄防篡改功能

系統(tǒng)記錄的原始圖像信息具有防篡改功能，遵循GA/T832-2009要求，防止在傳輸、存儲(chǔ)、處理等過程中被人為修改。系統(tǒng)通過圖片加水印的方法來實(shí)現(xiàn)圖片放篡改功能。抓拍主機(jī)抓拍圖片，對(duì)原圖加水?。ㄋ≡趫D片上不顯示），圖片通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行墓芾矸?wù)器，中心管理軟件自動(dòng)對(duì)每一張圖片進(jìn)行水印驗(yàn)證，在圖片查詢中列出正常圖片、被篡改圖片等信息。我們也提供單獨(dú)的驗(yàn)證工具軟件，可以前端單獨(dú)拷貝出來的圖片進(jìn)行手動(dòng)驗(yàn)證。

9、路口控制機(jī)的管理功能

路口控制系統(tǒng)能提供路口機(jī)時(shí)間校正接口，路口部分參數(shù)的設(shè)置接口，路口機(jī)運(yùn)行情況的診斷和檢測、遠(yuǎn)程恢復(fù)，如布控和可疑車輛信息不為自動(dòng)下載，則由該模塊在監(jiān)控控制中心中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)布。

10、車流量統(tǒng)計(jì)功能

能夠按車道進(jìn)行流量統(tǒng)計(jì)，按行駛方向進(jìn)行流量統(tǒng)計(jì)、車速統(tǒng)計(jì)，可以統(tǒng)計(jì)斷面/車道流量、流率（每小時(shí)每車道車輛數(shù)）、平均速度、車型（可分為五類車型）、時(shí)間/空間占有率、車頭時(shí)距、服務(wù)水平（可分為六級(jí)）、密度（單位長度上的車輛數(shù)）、空間平均速度（單位長度上的車輛平均速度），并以報(bào)表形式輸出。

11、信息查詢功能

系統(tǒng)能對(duì)車輛通行信息、車輛違法信息、布控/撤控信息、系統(tǒng)運(yùn)行日志信息、系統(tǒng)操作日志等信息按不同條件進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)。包括通行車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控、車輛精確查詢、模糊查詢、布控查詢、報(bào)警查詢、通行車輛流量統(tǒng)計(jì)等功能，結(jié)合時(shí)間信息可查出該車輛各時(shí)間點(diǎn)行駛軌跡。檢索速度應(yīng)經(jīng)過優(yōu)化，一般檢索任意6小時(shí)行駛記錄，檢索時(shí)間不超過10秒。查詢的信息可以多種形式打印輸出。

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