高清卡口及电子警察系统解决方案.docx
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高清卡口及电子警察系统解决方案
智能卡口检测系统解决方案
2011年10月20日
第1章概述
1.1状分析
公路交通电子卡口系统，是根据我国新的车辆管理法规的条件下研制的；产品充分的按照国家标准制定，且利用了每一辆车对应唯一的车牌号的有利条件，在系统对汽车牌照自动识别一套完整的智能化应用系统，解决了用户在城市的进出口交通要道上，利用先进的光电摄像机、计算机、图像处理、号牌识别、远程数据访问等技术，对监控路面过往的每一辆机动车的车号牌图像和车辆全景图像进行连续全天候实时记录，系统可以根据所拍摄的图像进行车牌自动识别，提供信息：
自动识别车牌号码和颜色，通过此信息与对应地区的车管库相连接的情况下，分析当前过往车辆，获取当前车辆是否为合法车辆;及时准确的为系统提供相应车辆车型、颜色、车牌号、行驶方向、车速、经过时间等各种参数，自动采集保存车辆图像，保存到数据库，数据具备联网查询功能。
在城市的各个卡口建立此系统，系统不但可以及时准确地记录车辆信息，随时掌握城市各出入口的车辆流量及状态，还能进行车辆进出卡口情况分析，系统黑名单管理库中可以对超速、逆行、盗抢、肇事逃逸、作案嫌疑等违章车辆进行卡口报警，而且还可以监测出被盗车辆或罪犯所乘车辆进出城市时间以及行经路线状况，这为快速侦破案件提供了科学、有效的依据。
各卡口的车辆监测系统通过公安网络与交通指挥中心和各大队卡口系统联网，实行数据共享，且指挥中心可随时调用各卡口所获得的数据信息。
公路交通电子卡口系统将会成为你们日后工作的重要组成部分。
而且我公司交通卡口系统充分的利用当前先进的交通监视设备，及科学的交通计算方法，准确的统计出各路口、各路段交通流量、道路饱和流量、道路占有密度、占有率、从而为管理人员提供道路的堵车情况、道路超速违章、逆行违章等信息，真正实现数据信息的及时快速权威的信息反馈，提高道路交通信息利用率和交通事务综合处理效率。
目前，随着国内各主要城市的交通量持续快速增长，交通基础建设滞后，交通拥塞日趋严重，交通环境日渐恶化，形势十分严峻，我公司根据当前市场的需要制定出具有较高实用价值的卡口设计方案。
此交通电子卡口系统主要适用于城市公路的出入口、高速公路的出入口、收费站等治安卡口和重点治安地段的全天候实时检测、监控、记录和报警输出所需信息。
1.2设计依据
1.《中华人民共和国道路交通安全法》
2.《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》
3.《公路交通安全设施设计技术规范》（JTJ074-2003）
4.《民用闭路电视系统工程技术规范》GB50198-94
5.《安防视频监控系统技术要求》GA/T367-2001
6.《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92
7.《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90.92
8.《道路交通标志和标线》GB5768
9.《公路车辆智能监测记录系统技术规范》GA/T497-2009
10.《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（公安部GA/T832-2009）
11.《机动车号牌图像自动识别技术规范》（公安部GA/T833-2009）
12.《质量体系设计、开发、生产、安装和服务的质量保证模式》（中华人民共和国国家标准GB/T19001-1994）
13.《机动车安全检测设备》（中华人民共和国国家标准GB/T11798-89）
14.《公安计算机信息系统九五规划》GA/23-92
15.《系统接地的型式及安全技术要求》GB/4050-93
16.《电气装置安装工程电缆线及施工工程验收规划》GB/50168-92
17.《城市道路交通管理评价指标体系》公交管[2002]35号
18.《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
19.《30MHz-1GHz声音和电视信号的电缆分配系统》GB6510-86
20.《安防系统工程验收规范》GA308-2001
21.《安全防范工程程序与要求》GA/T95-94
1.3设计原则
a.先进性：
采用先进、成熟的技术和器件,研制出先进的系统，关键部分采用国内外先进的部件和技术。
b.稳定性、可靠性：
从设备的选型到具体的实施方案，都充分考虑到不同地域气候环境特点所造成的系统可靠性问题，确保系统正常、稳定、可靠、连续运行。
c.方便性：
一个成功的系统必须考虑使用和维护的方便性，本着“通用化、模块化、系统化”的原则，本系统可实现标准化、模块化设计，从而保证部件的通用性、互换性，为用户的运行和维护工作提供最方便的手段。
d.经济性:
设备结构总体设计本着结构优化、布局合理、满足操作、维修方便等要求，在满足用户总体需求的前提下确保产品结构造型设计美观大方，同时最大程度地降低系统造价。
e.可扩展性:
系统可扩展性主要体现在系统功能的可扩展性，在实现高清卡口自动监测功能基础之上，可以增加用户需要的其他功能，以达保护用户投资之目的。
第2章系统总体简介
2.1系统整体结构图
图2-1卡口系统前端安装示意图
图2-2卡口系统结构示意图
2.2系统工作原理
该设备是采用线圈检测板作为检测设备，对通过检测区域车辆信息进行采集与分析的接触式交通流量数据分析采集设备。
该设备采用模块化设计，由车辆检测单元、电源稳压模块、CDMA/GPRS通讯模块、大容量数据存储模块等部分组成。
其采集的信息可通过CDMA/GPRS、Internet网、USB存储器等方式上报到相关部门，为交通控制管理、信息发布等提供数据支持。
该采集仪检测精度高、成本低，可提供车流量的实时信息，满足于各种道路的交通参数采集统计需求。
2.3系统主要功能
1）流量统计功能
系统的前端车辆检测设备可对被检测车道内的机动车辆进行实时检测，可以检测流量。
2）车辆分型功能
系统根据车辆检测设备可以对车辆长度进行有效识别，同时根据车长对车辆进行分型，保证将车辆分为大型客车、大型货车及其他大型汽车、小型客车、小型货车及其他小型汽车、拖拉机、农用运输车、专用机械、电车、挂车。
3）通信联网功能
网络型结构方便采集交通流量信息和数据可通过光纤或者其他有线网络自动传输到中心，并在路口对交通流量信息进行备份，在传输线路、设备出现故障等非正常情况时，可以人工下载数据。
4）故障维护功能
系统有多道看门狗，具有自动诊断及自动恢复功能；
系统具备路口停电再来电的自动恢复正常工作功能；
系统对有关故障和错误信息进行记录。
5）中心信息处理功能
交通流量信息处理、查询和统计
交通流量信息打印、通知
6）用户安全管理
用户具有用户标识、用户密码；用户操作权限等属性。
使用系统前，要先进行用户名/密码的登录验证，只有合法用户才能使用系统各项功能。
用户采用分级管理，分为超级用户和普通用户，超级用户可以增、删、改、查看普通用户所有信息，配置用户的所有属性，给用户分配不同的使用权限。
普通用户可以行使超级用户赋予的各项系统规定的功能。
用户（非超级用户）本人只可以修改自己的密码。
7）日志记录和查询
用户登录、退出系统的事件，均被记录在数据库中，记录信息包括登录用户标识、登录时间、登录工作站标识、退出时间。
对用户所有操作均进行权限检查，用户操作时间、所做的修改或删除操作和操作内容、结果均记录在数据库中。
对用户行为记录的各项日志进行组合查询、统计等，包括以下条件组合：
操作用户标识、操作时间、操作内容、操作结果。
8）数据备份、清理及恢复
可以通过系统软件界面，简单方便的对数据库中的违法资料进行备份、清理和恢复，使管理人员在不必关心数据库管理的细节的同时，仍能保证数据库空间的合理分配和使用，提高系统的运行效率。
2.4主要技术指标
计数精度：
≥98%
平均无故障时间：
≥10000小时
温度范围：
-40℃~+70℃
相对湿度：
≤98%
整机功耗（4车道）：
≤40W
供电电压要求：
160~265VAC50HZ±2HZ
第3章系统详细介绍
从系统的功能划分可以将系统分为以下几个部分：
检测部分、抓拍部分、传输存储部分和后台处理部分。
以下将分别详细介绍各个部分的组成以及优势。
3.1检测部分
1．检测原理
图3-1线圈检测原理示意图
在工程实施中，我们在每个车道埋设两个线圈，用于卡口通行车辆抓拍和超速违章车辆抓拍。
地感线圈是基于涡流传感器的工作原理，线圈中由车辆检测器提供一直产生着频率稳定的交变电磁场，当车辆经过线圈时，交变的电磁场会在车辆的金属底盘中产生涡流，而涡流电磁场又会反过来影响线圈中频率，车辆检测器就是根据线圈中变化的震荡频率来判断车辆经过信息，并给出串口信号。
我们采用的线圈检测器磁场变化0.01%～1.25%，16级可调；
由于需要进行线圈测速，为了保证速度测量的误差，车辆检测器的检测器响应时间必须小于5ms，因此我们采用自主知识产权的车辆检测器，选用高速高性能处理芯片，大大地提高了测速和抓拍的准确度，并且专门为测车速和抓拍图像设计了光隔离器件输出，消除了普遍使用的继电器输出延时5－10ms的问题，使得测速更精确，抓图更快。
普通车辆检测器的响应时间一般在20ms-40ms左右，不能用于测速的应用场合。
2．线圈工艺简介
线圈的施工工艺也是非常重要的，它会直接影响触发的可靠性，下图为线圈施工示意图。
3．检测板参数
Ø振荡频率稳定度：
波动<1/10000
Ø频率测量时间：
2.4ms（4通道）
Ø线圈电感范围：
10微亨~250微亨
Ø震荡频率范围：
10kHz~200kHz
Ø灵敏度：
16级可调
Ø车速测量精度：
>97%
Ø测速测量范围：
1~255km/h
Ø检测通道：
4路独立检测
Ø防雷等级：
3级
Ø电源：
电压输入5VDC12VDC
Ø工作环境：
工作温度-45°C～+85°C，相对湿度：
最大95％（无冷凝）
Ø板卡尺寸（长×宽）：
165mm×110mm
靠近路中心车道通过两线圈矢量检测和其他车道单线圈检测相结合的检测方式，既减少了埋设线圈的数量，又避免其余方向车辆的影响。
3.2抓拍部分
卡口系统的抓拍部分采用的是KX系列高清一体化工业级抓拍摄像机，它是一款具有完全自主知识产权的高清抓拍摄像机，该机采用世界先进的图像传感器和多核高清处理芯片，高度集成了高清抓拍、摄像，多信号控制，网络传输，存储等功能。
将传统抓拍系统中多种设备集成于一体，这样使得该机具有高清化，一体化，网络化，智能化等特点。
可以应用于各种需要高清抓拍的监控系统。
1．技术指标
图像传感器：
200万/500万像素高清传感器
有效像素：
1600*1200/2592*1944
数字视频：
1280*720
图像格式：
JPEG
快门速度：
1/50～1/10000秒
快门模式：
电子快门
最低照度：
0.1LUX
信噪比：
大于48dB
增益控制：
自动/手动
白平衡：
自动/手动
镜头接口：
C/CS
文字叠加：
动态数据信息叠加，包括抓拍时间，红灯时间，车道号，速度等
工作模式：
红灯抓拍、卡口抓拍、超速抓拍、控制抓拍、空闲抓拍
模式转换：
≤10ms
抓拍延时：
≤20ms
同步补光：
提供闪光灯同步信号
传输协议：
TCP、UDP、FTP
传输接口：
RJ45，10M/100M自适应
本机存储：
支持大容量高速度SD卡，符合SDHC规范
触发模式：
串口、网络信号触发
功耗：
4W
工作温度：
-40℃~70℃
2．接口简介
KX高清一体化工业级抓拍摄像机背板接口介绍：
图3-1相机背面接口图（仅供参考）
上图为KX高清一体化工业级抓拍摄像机背板示意图，各个接口部件的功能如下：
1——ＤＣ１２Ｖ：
１２Ｖ直流电源输入端
2——SＤ卡接口：
从此处插入SD卡
3——RS485和闪光灯接口：
485+，485-，GND-地，F2-闪光灯+，F3-闪光灯-
4——网络接口：
10/100M网络接口
绿灯——运行指示灯：
指示摄像机系统启动状况
黄灯——告警指示灯：
提示用户摄像机非正常工作状态
设备指示灯工作状态说明：
系统上电，机器正常工作时运行指示灯亮，机器异常时运行指示灯熄灭。
3．安装及使用上的注意事项
用户使用KX高清一体化工业级抓拍摄像机时应注意以下几点：
1）用户不得任意分解KX高清一体化工业级抓拍摄像机，以免破坏售后服务条款。
2）使用KX高清一体化工业级抓拍摄像机时必须要小心，切忌用重物敲打或用力摇晃KX高清一体化工业级抓拍摄像机。
3）若使用自己的电源适配器或直流电源，请务必使用符合要求的输入电源。
4）如果发生下列情况，请将本机送交合格的维修人员维修：
当电源插座破损时；
当有液体渗入时；
KX高清一体化工业级抓拍摄像机跌落损坏时；
根据操作指示进行设置，调试后仍不能正常工作时；
在运行中突然出现不正常状态时。
4．抓拍一体机的安装方法
1）安装镜头
KX高清一体化工业级抓拍摄像机必须配接镜头才可以使用，一般应根据应用现场的实际情况来选配合适的镜头，同时在选择镜头时应注意镜头与KX高清一体化工业级抓拍摄像机的接口，KX高清一体化工业级抓拍摄像机可采用C型接口或者CS型接口。
安装镜头时，首先去掉KX高清一体化工业级抓拍摄像机及镜头的保护盖，然后将镜头轻轻旋入摄像机的镜头接口并使之到位。
使用CS型镜头时,将镜头前的接配环取掉，然后再安装CS型镜头。
使用C型镜头时，首先确保接配环安装在像机上，然后安装C镜头。
2）调整镜头光圈与对焦
将光圈固定在2.8，根据距离确定好焦距，然后调整对焦环，使视频图像达到最佳。
由于光圈较大，景深范围相对较小，测试中较理想的光圈设置为2.8，以保证景深在适合的范围。
3）支持触发器
KX高清一体化工业级抓拍摄像机支持485协议与网络触发抓拍两种方式，可以支持车检器，视频检测器等外部触发器。
具体协议要求请客户与技术人员沟通。
4）支持闪光灯
KX高清一体化工业级抓拍摄像机在光线较暗时需要外接闪光灯进行补光，补光是根据光照度情况相机自动启动闪光灯。
用户可根据软件配置选择合适的光照度启动闪光灯。
闪光灯接法：
闪光灯-接F3，闪光灯+接F2。
5．抓拍一体机客户端设置
打开KX高清一体化工业级抓拍摄像机服务器端软件，由设备管理，系统设置，网络抓拍，录像测试，系统操作五个部分组成。
首先点击菜单设备管理，出现下面画面：
点击设备列表后如下图：
在这里可以点击相机扫描，这样在同一个网段的所有摄像机都会出现在列表中，也可以通过手动添加相机IP，最后点击手动添加后，在列表中也会出现手动添加的摄像机信息。
如下面两幅图：
点击IP地址中的IP这样就会出现这台摄像机的视频画面如下：
这个时候，整个软件部分属于该摄像机的所有单独设置。
点击关闭当前设备，这样出现下面画面，如果点击“是”，就关闭了IP为192.168.1.2这台摄像机在这个界面的视频，该摄像机还是在正常工作，可以收到触发命令抓拍，同时也可以录像；如果点击“否”，就不关闭当前摄像机。
将KX高清一体化工业级抓拍摄像机插入网络，同一网段的KX高清一体化工业级抓拍摄像机可以通过选择设备列表显示出来，双击选中的KX高清一体化工业级抓拍摄像机，KX高清一体化工业级抓拍摄像机的用户配置会自动填入各个设置中，用户可根据情况改变用户配置，用户配置的说明见KX使用说明。
3.3传输存储部分
在抓拍部分抓拍到车辆图像后，需要将图像存储并传输给后台处理系统进行处理，这里我们提供多种存储方式，对应不同的存储方式可以采用不同的传输介质。
1）本地存储，即通过SD卡或者工控机作为存储介质，将抓拍图像保存在前端，每隔一段时间人工去下载并清空磁盘空间。
这种方式适合于那些没有光纤网络的用户，工控机根据具体存储空间大小而定取照片时间，而sd卡因容量有限，必须经常去取，借此以保证图像存储空间足够。
2）通过联网接入中心平台，抓拍一体机主动上传照片、视频、车辆信息、设备运行状态等等，也接受中心平台下发配置文件、NTP校时等等。
这种方便客户进行远程管理，同时也可以保证实时性。
3.4后台管理部分
1．登录界面
用户登录模块，根据各用户不同的权限生成不同的系统主界面及相对的功能按钮
2．照片上载及批量处理界面
3．录入界面
4．信息统计界面
5．表格打印界面
6．车牌识别
第4章服务与支持
4.1售前
技术服务：
审订公司的《工程实施方案》（最终端）、《功能实施书》（最终稿）、《施工平面图纸》（最终端），于甲方签定方案确认书和图纸确定书。
形成文件：
《实施方案确认书》
《工程实施流程确认书》
《工程功能实施书确认书》
《施工平面图纸确认书》
组织专业技术人员熟悉施工图，做好图纸会审工作；
编制各安装工程关键工序、特殊工序的作业指导书，向施工人员进行技术交底。
1）机械设备准备
制定主要施工机械及测试仪器计划表。
2）材料的准备
施工队伍进场前，编制总体设备订货计划及材料购置计划，有时送甲方代表审核。
依据总进度计划，合理组织材料的采购进场。
3）现场准备
开工前办理施工许可证及与交通、电力、市政、电信、城管、公安等部门建立工作联系制度，以便及时协调解决可能存在的问题（由用户方办理相关审批事宜）。
4）临时设施：
主要办公、材料仓库等合理设施统一安排在施工现场，
5）施工用水、电：
所有管线及动力、照明线路均由采购单位在工地已建的配电房提供，设施由我方负责安装及拆除。
6）建立工作联系函制度，以便及时协调解决可能存在的问题。
4.2培训
1）现场培训：
根据施工进度进行现场安排
序号
课程名称
课程要求
培训对象
培训时间
培训地点
1
设备检修
检查到达现场是否运行正常
系统管理员、维护人员
1天以上
施工现场
2
调试软件
能够独立操作运用
系统管理员、维护人员
1天以上
施工现场
3
设备维护
能够分析并且处理故障、更换零配件。
系统管理员、维护人员
1天以上
施工现场
4
设备升级
能够对系统进行维护和升级
系统管理员、维护人员
1天以上
施工现场
5
传输系统
传输软件和违章处理软件
系统管理员、维护人员
1天以上
施工现场
4.3售后
我们以”客户第一”为宗旨,进行系统的售后报务和技术支持工作.在长期从事智能化安防系统工程的施工及服务中,我公司拥有经验丰富的施工队伍以及专业售后维护服务中心,能为甲方提供全面、优质的服务及质量保证.
1）工程竣工验收后提供免费保修.保修期满后继续提供优惠服务,对系统进行永久维护和保障.
2）免费进行进行系统升级及调试.
3）派驻专人定期巡检,悼念信息,受理甲方投诉并及时处理.
4）现场排除故障或技术指导.
5）用户的备用务件供应.
6）免费培训操作管理人员（详见人员培训计划）.
措施:
开始为期12个月的免费保修服务.保修期内如果正常使用造成的产品损坏和损伤，我方均负责免费修理或更换。
保修期过后，提供优质终身售后服务。
产品如有损坏，将按器材成本价更换。
建议用户与我公司签订终身维修保养合同。
及时提供系统的软、硬件升级信息。
若用户决定系统升级，我公司给予终身免费升级。
技术支持：
根据实际需要，我方提供远程通信维护和现场故障抢修两种支援方式。
我方在设备出现故障时，支援中心将在接到通知后4小时之内赶到现场，迅速排除设备故障。
第5章设备清单
4）
5.1主要设备选型
1）摄像机:
采用500万高清相机KX，其在人脸采集时间不会出现盲点，全面改善类似传统模拟摄像及普通高清摄像机所存在的漏车问题，系统每方向两车道对应配置一台500万数字摄像机，覆盖该方向两车道画面，完成对过往的每一车辆的前排乘坐人员的面部特征进行抓拍，提供针对过往的每一车辆所匹配的人脸图片。
2）线圈检测板：
车辆检测控制器选用快速双通道线圈式车辆检测器KX-EP1-1E，地感线圈只能检测到金属物体，所以能在根本上区分机动车与其他移动物体（如行人等）的差别，因此是目前被广泛使用的最可靠、最稳定的检测方式。
检测率达99.3%；系统具备8组地感线圈输入，适合多相位信号灯及防逆行、测速抓拍。
利用线圈测速克服天气和光线影响,并通过磁感频率效正克服线圈飘移问题,使测速精度更高。
3）补光灯：
系统选用高性价比的闪光灯进行补光。
摄像机自动根据环境光线控制补光灯的开关。
ITS补光灯专注于智能交通领域，为各种抓拍系统而开发的新型闪光灯。
应用于固定电子警察，移动电子警察，治安卡口和收费站等系统。
产品特点:
超强触发能力，最快达30次/秒；
超长寿命，间歇达1亿次；
回电时间短，<1ms，节能环保；
同步TTL触发方式；
三角架、云台、万向节等安装方式；
室内/外型密封设计，防雨、防尘；
可选嵌入式光控开关；
5.2清单列表
以下按照单向四车道列出所需设备列表：
序号
货物名称
型号及技术规格
生产地及
生产厂家名称
数量
1
工业级高清晰摄像机
KX测速卡口系统
最大帧率2592*1944：
15帧/秒
GM（黑白）：
Mono8；
GC（彩色）：
Bayer8
A/D转换精度12位
快门可编程曝光：
1/50000s～0.06s
同步方式外触发；软触发
镜头接口C/CS外触发输入，闪光灯控制输出
功耗额定功率：
4W@12V
供电电源：
12VDC
中国/武汉科迅
1
2
抓拍控制单元
温度调节单元
电源系统单元
嵌入式操作系统
中国/武汉科迅
1
3
百万像素高清镜头
M1412-P原装进口
2/3"手动光圈可调
定焦镜头，焦距根据车道宽度配置，8、12、16、25、35、50毫米可选
工作温度-20°C+50°后焦距13.1mm
COMPUTAR日本
1
4
雷达检测器
反应时间10～25ms
功耗0.8W
速度测量范围1～255km/h
速度测量精度>97%
灵敏度16级可调
电源5&12VDC
中国/安道雷
1
5
补光灯
JS-6最高闪光频率每秒4次
光感亮度100~2000Lux可调
工作寿命500万次以上
单次闪光放电能量60焦耳
供电220VAC
适应环境温度-40℃~+70℃
防护等级IP65
中国/武汉科迅
1
6
稳压电源
效率高，纹波低，重量轻
内装EMI滤波器，抑制交流浪涌电流
超小型，内置软启动电路
符合UL；CSA；TUV；FCC标准
输入电压：
110/220伏可选
规格型号：
S-50
输出直流电压：
5V12V15V24V
直流电压调整范围：
±10%
台湾/纬
1
7
防护罩（带云台）
KX-1515寸采用气动支撑杆辅助前开式顶盖，铝合金外壳，遮阳罩。
风扇：
37℃±5开始工作，27℃±5停止工作。
加热器：
8℃±5开始工作，20℃±5停止工作。
电源：
AC24V±10%，50/60HzAC220V±10%，50/60Hz
中国/武汉科迅
1
8
核心控制软件
速度检测
KX-SV1.0检测、抓拍、控制等功能
中国/武汉科迅
1
9
设备机箱
机柜防护等级IP55。
柜体静负荷能力：
壳盖≥980N，侧表面≥980N，门铰链≥200N
定制
1
10
防雷器
TW-21二合一防雷
符合GB/T17626.5标准
北京/同为基业
1
11
设备安装立杆
定制八楞镀锌喷塑杆子H6*L6m镀锌层厚度不少于60μm，防锈蚀
定制
1
12
测速治安卡口系统后台管
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