高清卡口系统设计方案

第1页共54页高清卡口系统设计方案深圳市亿维锐创科技有限公司2014年4月第2页共54页一、系统组成1.1系统架构本系统的设计基于分布式系统的集中管理策略，采用分层结构设计，从逻辑关系上看主要分为三层：前端子系统—传输子系统—后端管理子系统。…前端子系统传输子系统后端子系统传输网络补光灯卡口抓拍摄像机控制主机补光灯卡口抓拍摄像机图注：光纤控制线网线光纤收发器交换机中心平台线圈馈线爆闪灯爆闪灯地感线圈地感线圈车检器车检器卡口系统结构示意图高清卡口系统由卡口前端子系统、网络传输子系统和后端管理子系统组成。实现对通行车辆信息的采集、传输、处理、分析与集中管理。1）、卡口前端子系统负责完成车辆综合信息的采集，包括车辆特征照片、车牌号码与车牌颜色等。并完成图片信息识别、数据缓存以及压缩上传等功能，主要由地感线圈、线圈车检器、卡口抓拍摄像机、爆闪灯、LED补光灯、卡口控制主机、外场工业交换机、光纤收发器、开关电源、防雷第3页共54页器等设备组成。2）、网络传输子系统负责系统组网，完成数据、图片的传输与交换。3）、后端管理子系统负责实现对辖区内相关数据的汇聚、处理、存储、应用、管理与共享，由中心管理平台和存储系统组成。中心管理平台由搭载平台软件模块的服务器组成，包括：管理服务器、应用服务器、Web服务器、图片服务器和数据库服务器等。1.2系统功能1.2.1识别分析方式采用高清抓拍机通过获取到地感线圈传输到车检器的信号进行车辆捕获触发，高清抓拍机自动识别车牌号、车牌颜色、车身颜色、车型等信息。在每个卡口中配置专用卡口管理主机，对卡口中的所有高清抓拍机的过车信息、录像、图片进行本地存储。存储空间最大可达12TB，可连接6台高清抓拍机连续不间断存储2个月。当车辆出现违法行为时，高清抓拍机自动分析违法行为，如逆行、压实现、超速等，同时进行抓拍图片的自动合成，同步进行卡口主机的存储。1.2.2车辆捕获功能本卡口系统采用双重捕获模式：地感线圈触发+视频触发。1）、当地感线圈方式有效时，即地感线圈及车检器均运行正常时，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（抓拍图片的张数可设置），可看清车型、第4页共54页车况、车身颜色、车牌和司乘人员面貌，捕获率高于98%；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。2）、当地感线圈及车检器出现故障时，前端卡口系统自动切换为视频触发模式，高清抓拍机通过视频自动捕获过往车辆（捕获方式为采用视频线圈模拟地感线圈，与地感线圈地理范围完全相同），可看清车型、车况、车身颜色、车牌和司乘人员面貌，捕获率高于95%；1.2.3速度测定功能为保证相对准确的速度测量值，系统采用一个车道铺设两个线圈的方法来测量车辆的速度，如下图所示。图2车速测量原理示意图车辆经过线圈A与线圈B联动触发时差与线圈A、B之间的距离相比，即得出相应的车辆速度，该速度为单点测速速度，准确率可达到98%。1.2.4高清图片抓拍功能200万像素高清抓拍摄像机，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及LED补光灯进行补光，以增强图片亮第5页共54页度，保证抓拍的图片足够清晰。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，有利于人工辨认和机器识别牌照信息。图像以JPEG格式存储于前端卡口管理主机中，并同时上传至指挥中心进行存储。1.2.5车流量统计对每个路段卡口，系统可按照时间段（日、周、月、年）对经过的车流量进行统计，将统计数据反馈到相关业务系统，提供决策依据。1.2.5车辆信息记录功能系统记录的车辆信息除卡口图像/图片信息外，还包括车辆的通行文本信息（过车信息数据），如时间（精确到0.1秒）、地点、车速、方向、号牌号码、车型、车道编码等。车辆通行信息写入关联数据库，并将相关信息叠加到图片上。与此同时，系统能够自动将捕获分析到的车辆车牌特征图片自动提取，生成车牌特征图片进行存储，一张特征车牌图片不到2KB，在系统调用时，可大大减少传输的压力。1.2.6号牌自动识别功能系统采用领先的图像识别算法，对通过的车辆进行车辆号码识别、车身颜色及车型等自动识别。在实时记录通行车辆图像的同时，还具备对民用车牌、警用车牌、军用车牌、武警车牌的车牌计算机自动识别能力，包括2002式号牌。第6页共54页所能识别的字符包括:阿拉伯数字“0～9”十个英文字母“A～Z”二十六个省市区汉字简称京、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；04式军用车牌汉字军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成号牌分类用汉字警、学、使、领、试、境07式武警车牌字符WJ样式的字母数字1)车牌颜色自动识别系统能识别黑、白、蓝、黄四种车牌颜色。2)系统识别的车牌类型部分示例：1、蓝色民用车牌2、黄色民用车牌3、黑色民用车牌5、02式车牌4、黄色民用尾牌11、港澳车牌12、教练车牌13、使馆车牌14、民航车牌6、警用车牌7、单层军用车牌8、双层军用车牌9、单层武警车牌10、双层武警车牌3)前端识别技术车辆牌照自动识别算法（车牌识别、车牌颜色识别）集成在卡口第7页共54页抓拍摄像机中，识别结果由卡口抓拍摄像机直接输出。1.2.7车身颜色识别功能高清卡口抓拍机可自动对车身深浅和颜色进行识别，可供用户根据车身颜色来查询通行车辆，为交通稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段。系统可自动区分出车辆为深色车辆还是浅色车辆；并识别出9种常见车身颜色，9种颜色包括：白、黑、红、黄、灰、蓝、绿、粉、棕。1.2.8支持高清录像功能高清卡口抓拍机支持双通道模式，在支持抓拍高分辨率图片的同时，可实现全实时高清视频录像。高清卡口抓拍机在白天或夜间有辅助光源的情况下实现清晰录像，视频编码格式采用H.264HighProfile，录像中能清晰地反映车身颜色、车辆类型、运动轨迹；在前端卡口管理主机中，提供录像查询、录像下载等功能。1.2.9数据存储功能系统采集的车辆图片、违章数据等数据支持终端服务器内置的大容量硬盘，系统在卡口即可实现数据的备份存储功能。存储系统容量计算：1）卡口系统的数据库在记录图像信息的同时，还应纪录与图像信息相关的检索信息，包括设备、通道、时间、报警信息等；2）卡口能存储3个月所有车道图片，每个车道按每天车流量1万辆计算，每次抓拍1张（500K）计算，每车道3个月需要0.425T，预留20%冗余，单车道总共需要0.51T存储空间。第8页共54页1.2.10数据传输与断点续传功能卡口系统可通过TCP/IP方式将车辆过车图片、违法图片、车辆通过信息（时间、地点、车牌号码、车身颜色、车速、车流量等）、设备监测状态数据等上传到中心管理系统；也可在指挥中心通过网络调用或下载卡口终端服务器存储的数据。系统支持数据的断点续传：如因网络中断或其它故障，数据无法上传至管理中心时，可暂时将数据存储在前端，待网络恢复后前端存储设备自动上传网络中断期间的数据至管理中心。1.2.11远程系统管理维护功能卡口系统具有主动校时功能，24h内设备的计时误差不超过1.0s。时钟同步的方式采用高清抓拍机、路口管理主机、中心管理平台三者同步，校时精准。系统具备远程维护及参数的设置等功能。1.2.12数据浏览功能高清抓拍摄像机与卡口管理主机，均支持WEB浏览功能，用户可以通过WEB浏览，查看并下载相机、主机存储的图片、录像等信息。同时，可以查看相机与主机的实时状态。1.2.13图像记录防篡改功能卡口系统在前端高清抓拍机中对所有过车图片(含合成图片)进行水印加密，防止在传输、存储、处理等过程中被人为修改，断绝了数据篡改的可能性。图片通过网络传输到中心管理服务器，中心管理软件自动对每一张图片进行水印验证，以保证数据的安全性和真实第9页共54页性。1.2.14视频检测辅助功能高清抓拍摄像机支持视频辅助检测，通过先进的视频识别算法，实现对车辆进行跟踪、分析和识别，从而实现在线圈故障时，自动切换到视频触发，当线圈修复后，自动恢复到线圈触发模式。其外，当管控的道路不适合破路安装线圈的情况下，可采用视频触发检测。但是，与采用线圈模式的检测效果有一定差别。二、设备选型（表1系统设备清单/报价）2.1设备清单2.2设备主要技术指标三、卡口系统前端施工流程卡口系统前端施工流程如下图：现场勘察杆体施工地感线圈施工环路段管路及布线施工吊杆安装施工杆体设备安装施工杆体设备穿线施工杆体设备调试施工卡口系统开通施工第10页共54页3.1现场勘察，确定方案在所有施工工作之前，需对每一个待建设的卡口进行详细勘察，勘察过程确定几方面数据信息：（1）、卡口名称、编号、路段整宽、隔离带宽度、停止线距离（若停止线在附近）、车道数、车道类型、车行方向、车道宽度、车道编号、杆基础所在GPS坐标信息。（2）、根据立杆编码规则，进行立杆编码，确定杆体横臂、立臂长度、同时，确定基础地笼规格。（3）、确定地感线圈位置、地感线圈的规格。（4）、将（1）、（2）、（3）中的所有数据信息整理并合并为卡口档案表进行备案。3.2杆体施工（1）、在现场勘察过程中，能够确定杆体基础位置的，先标注位置，同时，根据杆体横臂长度对于已经标注好杆体基础位置的，可先进行基础的挖掘；（2）、基础挖掘完成之后，根据地笼配对规格，需进行杆体地笼的安装；（3）、完成地笼安装后，进行立杆基础制模与支模，在支模过程中需考虑预埋管的数量与位置；（4）、基础浇筑，对已经支模完成的基础进行混凝土浇筑。（5）、基础养生，等待浇筑完的混凝土干固。3.3地感线圈施工在路段地感线圈布置位置，进行挖掘，同时预埋地感线圈，完成第11页共54页预埋后，对地感线圈进行反复测试。3.4环路段管路及布线施工针对路段的双向卡口，立杆采用龙门架或者双L型立杆，则需将路段的两侧进行顶管或者破路，同时，需要将整个路段的两侧杆体基础联结到一起，与杆体基础中预埋管已经相连。这样就保障了路段整个方向的管路联动。在已经贯通路段的管路进行管路布线，布线类别包括电缆线及光缆线。3.4吊杆安装施工在完成了立杆基础养生后，直接开始进行吊杆施工，吊杆施工根据设计数据（杆体横臂、立臂、地笼大小、法兰规格等）选择相匹配基础规格的杆体进行吊杆。3.5杆体设备安装施工包括杆体上的防护箱、抱杆机柜、高清抓拍单元、补光单元（频闪灯、爆闪灯）、地感线圈、防护箱设备单元、抱杆机柜单元。3.6杆体设备穿线施工包括杆体上的所有设备安装完成后，需要将所有设备的通信电线、网线、控制线全部接入到防护箱与抱杆机柜内部的配电架与交换机上。3.7杆体设备调试施工对杆体上已安装完成的所有设备全部进行一次IP配置、设备参数第12页共54页配置及卡口设备整体调试。3.8卡口系统开通施工对前端卡口系统与中心平台进行联合调试开通，检查平台中的前端卡口信息的准确性。四、安装方式/类型（优缺点）4.1杆体安装（1）、龙门架方式双侧双向卡口高清卡口系统设备整体布局图（双向4车道）封锁整个路段，新建龙门架，在龙门架杆体上方安装高清抓拍单元、闪光灯及频闪灯，通过立杆基础联通手井，路两侧手井之间顶管或者破路预埋管道，在预埋管道中进行穿线（光缆与电缆）。此方式，整体卡口的设备信号（网络信号、电信号、光信号）全部传输到落地机柜中，由落地机柜上传到监控中心。（2）、L型双侧双杆卡口（3）、T型双侧单杆卡口第13页共54页（4）、L型单侧单杆卡口4.2设备安装网络交换机终端服务器电源模块网络传输单元（光纤收发器）LANLANRJ45RJ45RJ45RJ45RJ45RJ45F1+F1-F1+F1-抓拍单元补光灯抓拍单元补光灯杆上设备落地机柜内设备补光灯控制线RVVSP2*1.0补光灯控制线RVVSP2*1.0网线STPCAT