城市道路高清卡口整体解决方案

城市道路高清卡口整体解决方案

本项目对某市7个辖区共300条车道对违章车辆进行监控拍照，并将违章车辆的照片记录下来，为处罚违章车辆提供充足的证据。并且调用录像对路口发生的交通事故进行责任判断，尽快公平公正处理交通事故。

高识别率、成像清晰、实时可靠的治安卡口系统的建设，可提供满足系统要求的高效、安全和畅通及高效、稳定、强大、易扩展的中央处理系统建设，可保证系统实现集公安(包括指挥部、刑侦、交警、治安等)、环保、交通、规划等单位的业务需求为一体的系统平台。

技术方案

双检测方式

传统车辆检测方式多采用线圈检测。当线圈出现故障时，出现无法抓拍，导致过车图片漏拍。本次项目采用线圈检测为主视频检测为辅的检测方式。高清一体化摄像机支持线圈检测+视频检测方式，线圈正常时，工作在线圈检测模式下，当线圈检测出现故障时，高清摄像机自动、迅速地切到视频检测模式;当线圈检测恢复正常后又立即切回线圈检测模式，最大程度确保连续、完整地记录所有通行车辆。

前端内置车牌识别

高清嵌入式一体化摄像机，内置高性能DSP芯片，支持内置车牌识别功能。相机内置车牌识别，将传统模式中后端服务器的车牌识别算法移植到前端相机中。车牌识别算法分散到每个相机中，可大大降低后端服务器的压力，节省项目成本，同时避免了服务器故障时造成系统整体无法正常使用的问题，提高了系统的可靠性。

水印加密防篡改

摄像机内置水印加密功能，从源头对数据和图像进行加密，现场下载数据也可验证其真伪，断绝数据篡改的可能。

单车道独立运行

卡口设备每台摄像机配置相应的网络传输设备即成一套系统，完全不受相邻车道摄像机和其它主控制设备的影响，具有单车道独立运行能力。在网络传输正常的情况下，即使有某个车道的摄像机不能正常工作，也不会导致整个卡口点位全部无法运行，大幅度地降低了系统故障时的漏拍率。

LINUX系统防病毒

卡口摄像机及终端管理设备均采用单任务、稳定性非常好的专用嵌入式操作系统Linux。系统稳定可靠，有效防止病毒入侵。

嵌入式结构稳定可靠

目前国内大多数智能卡口系统均采用工控机+高清网络摄像机的方式实现图像的抓拍，这种方式在研发上较为便捷，容易实现，但稳定性较差，体积庞大，使用不便。本项目充分利用视频图像监控领域的技术优势，采用嵌入式结构，主机硬件电路采用已在安防领域产品上应用成熟的硬件平台，并根据卡口抓拍实际应用需要，对硬件电路进行了改进和优化，在元器件选择上全部采用工业级或军工级芯片，降低了功耗，保证了系统在恶劣条件下长时间可靠运行。

测速精准，误差小

系统测速采用微电脑硬件测速装置，测速精确，误差小，测速范围<100km/h时，误差不超过-6km/h～0km/h;测速范围≥100km/h时，误差不超过-6%～0%。

系统架构

卡口系统主要由前端数据采集子系统、网络传输子系统、中心管理子系统等部分组成。前端数据采集子系统采集的数据通过网络传输子系统传输到中心管理子系统中，进行数据集中管理、存储、共享等处理，系统整体结构图如(图1)所示。

前端采集子系统

前端数据采集子系统对经过的所有车辆进行抓拍，获得车辆图像，并自动实时地识别车牌字符，记录下车辆经过的时间、地点、车牌号、行驶方向等数据，并全部汇入网络传输子系统，传输至中心管理平台。该部分系统由200万高清摄像机、LED灯/闪光灯、线圈、车辆检测器、SD存储卡/终端管理设备、以太网交换机、光传输设备等组成。

嵌入式一体化摄像机和补光设备采用同杆安装的方案，该方案对司乘人员面部图像的抓拍起到更好的效果。安装示意图如(图2)所示。

网络传输子系统

网络传输子系统主要包括交换机、光传输设备等，实现前端采集子系统与中心管理子系统之间的数据和图像信息传输(图3)。建设光纤链路作为前端与中心的数据传输信道，保证数据传输的实时性和可靠性。本次项目将全部采用光纤传输方式。

中心管理子系统

中心管理子系统主要由设备接入、数据存储、集中管理和使用者应用四大块组成。主要实现前端数据的接收与存储、前端设备的管理、数据的应用等功能。在中心系统中可以查看

各设备实时上传的图片信息，实现对路面的实时图片监控。通过客户端可以完成设备参数的设置，实现远程升级和系统维护。

根据用户需要，系统提供黑名单功能，实时将前端上传的图片与黑名单库比对，发现布控车辆后通过软件接口、声音、短信等方式报警;系统可按车牌、地点、车道、时间等信息，进行单条件查询、组合查询和模糊查询等;系统可按日、周、月、年等时间段，统计不同点位、不同设备的车辆信息，并以报表、曲线图、柱状图等各种直观的方式显示出来。

中心管理平台组成如(图4)所示，模块组成包括：1、业务管理服务器(CMS);2、流媒体转发服务器(MTS);3、流媒体集中存储服务器(SS);4、设备管理服务器(DMS);数据库服务器;5、图片服务器(PTS);6、Web服务器。根据实际的情况，部分服务模块可以安装在通一台服务器中。

系统功能

高清图片抓拍

系统对车辆的前后抓拍捕获主要采用感应线圈式检测器，当感应线圈出现故障时会自动切换到视频检测方式来捕获通行车辆。系统除了能够捕获在车道上正常行驶的车辆外，当监控区域为同向相临的2个(含2个)以上车道时，可捕获车辆骑、压分道线行驶的情况。

系统利用电磁感应的原理检测车辆，当车辆经过检测线圈时，自动捕获一张经过车辆的高清图像，可看清车型、车况、车身颜色、车牌和司乘人员面貌，捕获率超过99%(车速范围在0-140km/h);无烟雾情况下，白天能清晰识别车辆牌照及整个车身的特征情况，晚上能克服车辆迎头拍摄的前大灯眩光问题，夜间车辆牌照及整个车身特征同样清晰。

高清嵌入式一体化摄像机，图像抓拍功能不受雨、雪、雾等天气、环境光和相临车道通行车辆的影响。在环境无雾包括雨雪天气下，监控区域内规范行驶的车辆被记录的图片能清晰看清车辆前部所有特征、车内驾驶员、副驾驶位置情况，还能看清车辆类型、颜色和所载货物等。

在环境照度比较低的情况下(例如夜晚)，系统自动开启闪光灯进行补光，以增强图片亮度，保证图片足够清晰。在强光照射下(例如晴天正午)，系统会自动调整摄像机的成像模式，抑制强光影响，保证图片曝光正常，成像清晰。在逆光情况下，系统也会自动调节拍摄主体的亮度，其宽动态功能可保证车牌依然很清晰。这样，在各种环境和气候条件下，摄像机都可以拍摄到清晰的图片，非常有利于人工辨认和机器识别牌照信息。图像以JPEG格式存储于前端设备，并同时上传至中心进行存储。

平台系统具有前拍、后拍实时显示与查询功能。经过线圈的每一辆车，触发到线圈边沿瞬间，线圈上升沿感应电流触发前拍摄像机抓拍;车辆离开线边沿圈瞬间，线圈下升沿感应电流触发后拍摄像机进行抓拍。由于同时通过一个线圈车辆几乎唯一，所以只要捕获率能够保证，前后排的比对就有保证。

速度测定功能

在高清智能卡口管理系统中，每条需要监测的车道上沿行车方向埋设两个线圈，线圈之间的间距是固定的，对于经过的车辆，可以取得四个时刻，分别是车辆进入两个线圈和离开两个线圈的时刻。计算车辆通过两线圈所需的时间，配合两线圈的间距，即可求得平均车速，如(图6)所示。