卡口技术方案(1)

第一篇技术资料第一章高清公路治安卡口系统1.1系统需求分析1.1.1确保车辆无一遗漏治安卡口作为关键路段全天候自动检测和自动记录过往车辆的设备，其车辆捕获率和车辆识别率是卡口的最基本而且是最核心的需求之一，车牌捕获率要尽量高，也就是说，尽可能确保车辆无一遗漏。车辆捕获率需达到近99％；车牌识别率尽可能高，全天候至少达到≥90%（全牌准确数/有效车牌总数）。1.2.1指挥中心集中管理在进出口城市的关键路段上建立起前端高清公路治安卡口布控点，布控点抓拍车辆信息及时上传至指挥中心进行集中的处理。1.3.1确保看清前排司乘人员脸部特征高清公路治安卡口的选择即是为了能看清车辆前排司乘人员的脸部特征，因此，所抓拍的高清图片中包含清晰有效的驾驶室前排人脸像的车辆数占实际通过的车辆数比率的多少成为决定高清公路治安卡口建设效果的重要因素之一。1.4.1对司机影响小，确保无法律纠纷高清公路治安卡口为实现看清人脸的效果，其补光单元对高速行驶在道路上车辆的驾驶室必然会有一定量的光强进行补光，因此，如何减少抓拍时补光对人眼的影响，排除补光超成司机盲点引发交通事故的隐患，确保无法律纠纷成为高清公路治安卡口需关键考虑的因素之一。2.1项目设计原则综合性：严格以系统工程学及其它先进理论指导设计，将闯红灯监控系统和卡口检测、车流量统计有机地结合在一起，使系统的各部分合理配置，充分发挥硬件设备的潜力和软件功能，做到少投入、少安装、高效率、高收益，最大限度地提高系统性能价格比。先进性：在系统设计和设备选型方面，在考虑系统的实用性前提下，采用国际上先进的视频图像算法与数字通讯技术，确保系统技术上的领先地位，使系统具有完备的功能，并且易于升级换代，在保证其先进性的前提下具有较长的生命周期，保证本系统在业内的领先地位。实用性：系统功能充分满足用户的实际需求，人机界面友好，易于使用、管理、维护和扩展。可行性：系统设计、选材、选型符合国家和地方政府的法规政策，与用户及上级管理部门的管理制度相适应，用户在经济能力方面的实际情况相吻合。可靠性：系统采用高集成设备，采用自动监控、自动监控和容错等技术来保证可靠性。设计、设备选型、施工及调试等环节都将严格贯彻质量条例，完全满足系统的招标要求，符合国家及行业的有关标准，确保系统能够长期稳定、可靠安全地运行。安全性：系统具有防病毒，防误操作特性，有较强的抗干扰、抗静电能力，同时提供数据备份、恢复功能。系统还可以提供用户等级权限保护，有效排除人为因素的干扰。标准性：系统设计时，所采用的技术手段遵循业界标准，特别是提供了标准接口，使系统具有较高的灵活性，与其它系统方便互联，同时可适应今后的升级或引进新技术。系统具有良好的互联、互控及升级能力，遵循最新的国际标准、国家标准和行业标准，遵循开放的原则。并提供相关系统设备的技术标准、接口。系统网络结构易于扩充，以适应今后的较大任务负载。硬件平台可升级，当需要时可以通过新的设备同原有设备一起工作以提高系统的处理能力，从而保护原有投资。可扩展性：系统功能充分满足实际需求，易于管理、维护、扩展。可扩展压黄线、车流量统计等功能；系统网络结构易于扩充，以适应今后的较大任务负载；硬件平台可升级，当需要时可以通过新的设备同原有设备一起工作以提高系统的处理能力，从而保护原有投资。2.1.1项目设计标准及依据《机动车号牌自动识别技术规范》GA/T833-2009《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》GA/T832-2009《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》（GA/T497-2009）《闯红灯自动记录系统通用技术条件》GA/T496-2009《机动车测速仪》（GB/T21255-2007）《中华人民共和国国家标准》UDC681.3《中华人民共和国交通安全法》《中国智能运输系统体系框架》《畅通工程评价指标体系》(2005年)《交通管理信息系统建设框架》（公安部）《公安计算机信息系统“九五”规划》（公安部）《道路交通科技发展九五计划和2010年规划》《公路交通安全设施设计技术规范》JTJ074-2003公安部交管局《公安交通指挥中心建设与发展的若干意见》《中华人民共和国国家标准》UDC681.3公安部交管局《公安交通指挥中心建设与发展的若干意见》公安部交管局《道路交通科技发展九五计划和2010年规划》公安部交警支队、建设部城市建设司《城市道路交通管理评价指标体系》《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94《安全防范工程技术规范》GB50348-2004《电子测量仪器质量检验规则》GB6593-86《道路交通堵塞度及评价方法》（GA/T115）《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T70－94GA/T75－94《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-92《电气指标标准》ELA-422ELA-485《公路照明技术条件》JT/T367-1997《建筑电气安装工程质量检验评定标准》GBJ303-88《工业企业通信接地设计规范》GBJ79-85《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92《安全防范报警设备安全要求和试验方法》GB16796-1997《建筑物防雷设计规范》《系统接地的型式及安全技术要求》GB14050-1993《计算机软件开发规范》GB8566-88最新的机动车、驾驶员及违法管理等相关数据库规范《公共安全行业标准及公安部对安全防范工程管理要求》《全国城市交通管理畅通工程总体方案》《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198）《城市道路交通规划设计规范》（GB50220）《公安交通管理设备外场设备施工要求》（GA/T652-2006）国家运输ITS通信协议(NationalTransportCommunicationforITSProtocol－NTCIP)《公安交通控制系统建设规程及要求》（GA/T651）《道路交通流量调查》（GA299）《城市道路交通秩序评价方法》（GA/T175）《道路交通事故案卷文书》（GA40）《公安交通控制系统建设技术规范》（GA/T445）《城市警用地理信息系统分类与代码》（GA/T491）《城市警用地理信息系统图形符号》（GA/T492）《城市警用地理信息系统建设规范》（GA/T493）《道路交通标志和标线》（GB5768）《计算机信息系统安全保护等级划分准则》（GB17859）《交通电视监视系统工程验收规范》(GA/T514)《公安交通指挥系统工程设计制图规范》（GA/T515）《城市警用地理信息系统标准体系》（GA/Z01）《环形线圈车辆检测器》（JT/T455）《道路交通事故处理办法》《道路交通事故处理程序规定》国家相关的政策法令、法规文件根据国家最新标准超速车辆必须抓两张图片，本系统就采用的这种标准。3.1系统设计思路3.1.1不同环境下前排司乘人员脸部效果清晰1.技术难点分析白天技术难点：在白天太阳照射下，高清摄像机正对车辆挡风玻璃拍摄，车内情形不清楚。如玻璃贴膜，摄像机向阳拍摄，则有很强的反光。夜间技术难点：对于高清公路治安卡口，需进行补光的是不仅是整个车道全景，其瞬间光强还需达到能使摄像机看清车内人脸的亮度！否则效果如下图所示：2.技术解决方案专业用于卡口抓拍系统的高清晰工业摄像机可通过通讯接口由工控机软件控制摄像机的曝光参数，软件会及时根据所拍摄下来的高清图片，通过数字图像处理的算法，计算出当前光线条件下所需调节的快门速度和增益等曝光参数，并通过通讯口发指令给高清摄像机，高清摄像机收到指令后便调节曝光参数，使在全天候任何天气条件下，都可以得到曝光合适的图片来，以保证最大限度的提高图片的有效性和车牌自动识别的准确率。强光抑制。当环境光非常强烈时，所有的CCD摄像机都会出现CCD单元饱和度溢出现象，可使用合适的算法，通过控制摄像机的参数，尽量避免溢出现象对图像质量的影响。晚上车子大灯对图片质量有较大的影响，通过合适的频闪灯的角度能较好的抑制大灯的影响，自动控光。通过高效的控光算法，调节摄像机快门和增益能达到图像全天亮度始终控制在合适的区域，算法将以牌照优先为主。下图即为在高效的控光下白天抓拍的车辆图片。夜晚补光。夜间闪光同步率是卡口系统在夜间能否发挥功效的关键。为解决夜间补光问题，可采用视频同步技术，通过摄象机内同步模块按CCD时序输出闪光灯触发信号，在摄像机采集一帧图片的同时进行闪光，以使图像质量达到最佳。同时在夜间，可采用泛光灯方式来为夜间的图像获取补光。下图即为在高效的控光下夜晚抓拍的车辆图片。3.2.1过往车辆无缝抓拍1.技术难点分析普通的卡口系统一般是采用普通监控标准的摄像机，其所拍摄的一帧图像的分辨率最大只有768*576，在保障车牌像素足够满足车牌识别要求的前提下，其图片覆盖车道范围只有3米,因此，对于跨道行驶车辆无法完整抓拍车辆，其车牌号码出现在图像范围外。实现其车辆无缝抓拍只能通过增加在两车道的中间增加中道摄像机的方式解决。2.技术解决方案系统能对所有经过车辆进行捕获，能够捕获在车道上正常行驶及跨车道线行驶的车辆。由于车辆职能检测记录系统采用嵌入式高清摄像系统，拍摄下来的特写照片分辨率可达1360*1024像素，在保证车辆牌照在图像中具有水平120-180像素的最佳识别大小的条件下（车牌占图像水平方向1/8到1/11的大小），可以在拍摄点处水平方向覆盖480CM的视场。宽敞的视场使高清摄像机除了能够捕获在车道上正常行驶的车辆外，跨车道线行驶的车辆也包含在捕获范围内。这种效果完全改变了过去卡口系统中为了车牌识别而多增加一台辅助特写摄像机来抓拍跨车道行驶车辆的架构。3.3.1车辆无一遗漏1.技术难点分析以往普通卡口的摄像机通过视频线接到工控机的视频采集卡上。视频采集卡是插在工控机的底版PCI插槽上，由于PCI本身总线带宽限制，计算机在瞬间接收的数据量较大时可能产生无法及时处理数据造成数据丢失，俗称的丢车。当两车道同时来车、或车辆跨中线行驶时，过车的两车道摄像机会同时抓拍图片，其图片将即时上传至前端工控机。这时，两张图片的数据会出现交叉，图片出现重叠现状。其图片效果如下左图及下右图所示：当一车道紧随来车时，摄像机连续抓拍图片上传至前端工控机，极短时间间隔的两张图片会出现重叠现状。其图片效果如下中图所示：2.技术解决方案车流量大、车速比较快、两车道同时过车抓拍等都是卡口现场客观存在的情况，在此情况下，对于高清抓拍单元来说意味着数据量的增大，从而可能产生无法及时处理数据造成数据丢失，俗称的丢车。这些问题得不到很好的解决，卡口也形同虚设失去了治安卡口建设的意义。高清抓拍单元在触发方式、自带帧存、网络传输模块上得到了技术上的突破，从而很好的解决了图像错帧、重叠、丢失的现象，其技术解决手段介绍如下：高清晰抓拍单元采用了异步触发方式采集图像。检测器一有触发信号，抓拍单元立即进行异步采集，几乎没有任何同步延时时间，使得车辆的定位异常准确，不同速度的车辆经过，拍摄的车辆图像无不良的位移，定位准确。高清摄像机自带4帧帧存。在多车道同一时间过车情况下，图片会先存储于抓拍单元内缓冲，等数据平缓后，再将数据通过网络传回抓拍主机处理，突破了普通的PCI总线带宽的限制，使抓拍车辆无遗漏。高清摄像机自身集成网络传输模块。抓拍单元通过自身网络传输模块与抓拍主机千兆网卡来传输和接收数据，全网络传输保证了数据传输和接收稳定，解决数据图象错帧问题，真正达到车辆抓拍无遗漏。4.1系统架构4.1.1前端路口路段布控点采用地感线圈检测车辆，当检测到经过车辆时，高清公路治安卡口系统前端自动触发高清摄像机自动抓拍车辆图片，同时识别车牌，记录相关信息。车辆相关信息包括车辆的通过时间、地点、车速、车牌号码、车牌颜色等数据。其高清图片能看清车内人员及面部特征、辨别车辆前身。将所有信息及图片通过光纤通信方式传输至指挥中心。采用地感线圈对通过机动车进行速度检测，拍摄超速机动车的证据图片以辨别车身颜色、车辆类型和车牌号码，并记录相应的时间、地点、车道、车辆