治安卡口车辆自动管理系统.docx
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治安卡口车辆自动管理系统
一、概述
项目背景
随着我国经济的发展，城市化区域的增加，流动人口正在急剧增加。
汽车作为输送旅客的重要交通工具，将频繁的往来于各个城市之间。
在此背景下，对车辆管理、交通控制、安全管理等的要求也日趋提高。
同时日趋增加的各类型跨区域犯法案件也需要更先进、更有效的监察与控制。
利用各类高新技术，特别是电子信息技术来提高对出入城车辆的监管与控制，已成为当前交通监控管理发展的主要方向。
为了更好的保护城市良好的治安管理秩序，在城市成立综合卡口管理监测系统，掌握进出辖区的车辆信息，是势在必行的。
通过在重要路口路段设置卡口监控系统，实时监控道路状况，同时对过往车辆进行车牌实时识别并保留抓拍图片和识别结果到数据库中。
实现对盗抢车辆、肇事逃逸、黑名单车辆的管理和监控。
对公安机关的治安执法和交通管理具有重要的意义。
工程范围
我方将按技术规范、合同条款及批准了的施工图纸和有关文件提供包括设计、供货、运输、交付、安装、开通、系统测试和综合调试、试运行、培训、文件和免费缺点责任期等全套服务。
项目建设目标
通过对重要路段和路口增加本治安卡口监控系统，实现对道路交通状况的实时监控、过往车辆自动记录车牌照信息、交通违章报警及处置、黑名单车辆通过报警等功能。
通过本项目的实施为交通管理和治安管理提供强有力的支持和保障。
系统网络结构
该系统采用两级组网方式，一级：
监控中心管理系统；二级：
卡口监控点。
卡口监控点与监控中心的通信采用高速公路现有备用光缆通信；
系统功能
监测功能
一、监测被检测车道的机动车的车牌（不含二、三轮摩托车），自动识别车牌号牌、车牌颜色（蓝白黑黄），被检测的每条车道的检测区域宽度要达到米以上，要完全覆盖被检测车道和检测断面的整个宽度。
识别的车牌包括民用车牌、外籍车牌和军用车牌等所有在用车牌。
检测采用线圈式触发。
检测的数据包括：
记录编号、设备编号、检测时间（年月日时分秒）、车牌号码、车牌颜色、检测地址、检测车道信息、检测方向、车牌图片信息。
对检测车道内出现没有安装车牌的机动车自动识别，并保留无牌车辆图片。
二、用一台全景摄像机监测被检测方向的道路交通状况。
并进行实时数字硬盘录像。
3、检测被检测车道的机动车流量。
检测的数据包括：
记录编号、设备编号、检测时间（年月日时分秒）、流量、检测地址、检测车道信息、检测方向。
4、黑名单实时监测并自动报警。
当检测断面内出现黑名单车辆时，卡口监控系统自动识别车辆牌照并进行黑名单车辆比对。
一旦发现为黑名单车辆时自动报警并将违章车辆图片自动切换到界眼前端。
同时提示黑名单报警类别，如盗抢车辆、逃逸车辆等。
工作人员对黑名单车辆处置完毕后，系统将自动记载处置结果和处置办法，同时记录处置人员的姓名和编号。
五、黑名单自动更新。
黑名单的更新可以是多种形式的，既可以授权用户本地更新添加，也可以通过按时下载分局中心黑名单进行更新（未来中心联网后可以实现）。
六、车流量、平均流速的检测。
本系统自动实时生成车流量和流速的统计数据，授权用户可以按照需要按时间、地址等分类统计进行查询、按时间段比对查询等功能，并能以表格图形等方式显示、打印。
7、超速监测。
本系统对所有通过卡口监控点的车辆进行车速监控，一旦发现超速车辆，系统将自动报警并将超速车辆牌照信息和图片单独保留。
记录功能
卡口监控系统（卡口监控点）本地记录被检测的每条车道的机动车图片（图片包括完整车牌或应安装车牌的区域），以JPG紧缩形式保留，图片与识别数据相对应，图片与识别数据本地转动保留至少360天的记录。
查询统计功能
本治安卡口系统，用户可以按照需要在前端卡口和监控中心对治安卡口断面内的车辆进行有条件的（车道，车向方向，时间等）车辆量统计。
并可以按照日期、时间、车牌号码、车辆通行方向等条件进行查询。
监控中心可以查询和统计辖区内任意卡口的车辆通行状况。
通信功能
一、卡口监控系统能通过光纤通信向监控中心计算机系统发送检测数据。
当通信通道出现故障时，前端设备能够自动缓存上传数据，待网络恢复时，自动上传缓存数据。
二、车牌自动识别数据传输优先，流量数据30秒为周期上传，车牌自动识别数据和图片实时上传。
3、前端系统能通过通信网络由中心系统进行控制、管理，并由中心系统编辑修改地理信息、设备信息、传输时间设置的属性，自动校时。
中心可以控制前端设备重启。
其他功能
一、提供前端系统本地操作软件，即本地可以直接在工控机上进行检测数据的查看、查询、下载、对图片视频指定日期和时间段的历史数据下载、检索、持续播放和逐帧播放等功能。
二、可对前端设备的简单故障进行远程保护。
包括软件配置参数，系统和各个设备配置和状态。
前端设备（摄像机等）的参数可以在本地工控机上进行设置，也可以在未来联网后远程进行保护和参数设置。
3、前端设备具有断电保护，从头启动功能。
4、前端设备可按照中心服务器自动对时。
五、操作系统和应用软件可以按照中心系统设置自动升级（联网后可以实现）。
六、日记记录。
前端设备皆具有日记记录功能，自动发送到中心，包括操作系统日记、设备运行日记、远程用户连接日记、远程用户操作日记等。
所有的运行保护操作均在系统运行日记内加以记录并可随时查询。
7、系统安全。
前端设备提供防盗和防毒功能，各级网络之间数据交流，成立网络服务和安全机制、避免黑客入侵等功能。
八、前端系统软件包括笔记本电脑对前端设备数据操作软件采用C/S方式，中文界面，界面友好，形式统一。
九、为了使系统工作加倍稳定，前端系统将配备避雷器、温控防尘等防护设备。
10、环境适应性。
前端系统应适应北京室外的工作温度：
-20℃~+60℃；湿度：
10%-90%；电压：
220VAC±15%；有过载、接地、漏电、短路、防雷保护装置并符合国家相关电器安全标准。
系统具有电源保护，自动切换工作状态和待机状态。
1一、前端设备机箱符合国家IP65标准。
设计依据
系统设计遵循公安部规定与相关标准：
●《道路交通科技发展“九五”计划和2010年计划》；
●《公安交通指挥中心建设发展的若干意见》；
●《全国城市实施道路畅通工程整体方案》；
●公安部的行业标准《车辆监测记录系统通用技术条件》征求意见稿；
●GB50057-94《建筑物防雷设计规范》；
●GA/T70-94/T74-94《中华人民共和国公共安全行业标准》；
●GA/T75-94《安全防范工程程序与要求》。
●GA/T497-2004《公路车辆智能监测记录系统技术条件》
●GA/T445-2003《公安交通指挥系统建设技术规范》
●公安部《交通管理信息系统建设框架》
●GB50198-94民用闭路监视电视系统工程技术规范
●GB7401-87彩色电视图象质量主观评价方式
●GB/T9361-1988计算站场地技术要求
●《工业企业通信设计规范》（GBJ42-81）
●《民用建筑电气设计规范》（JGJ/TI-92）
●《市内通话线路工程设计规范》（YDJ8-85）
●《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79-85）
●《通信局（站）接地设计暂行规定（综合楼部份）》（YDJ26-89）；
●
●
设计遵循的原则
为充分发挥治安卡口系统的实时监视，联网布控，自动报警，快速响应，科学高效，信息共享，隐蔽监控、威慑、防范和冲击并重的综合管理效能，我公司遵循以下原则进行系统方案设计：
1、经济性
系统产品、服务等具有较高的性能价钱比；同时又具有较强的系统处置能力；应用软件符合管理需要，界面友好，易于保护，整个系统易用、实用。
2、靠得住性
系统建设采用成熟先进的主流产品，以保证系统的性能质量和稳定性；
系统集成国际上成熟、稳定且优秀的技术及组件，采用成熟技术以降低系统的不稳定性；
对系统如硬件、操作系统、网络、数据库设计具有详尽的故障处置方案，以保证系统的快速恢复性。
系统具有容错技术，在出现故障时能及时排错纠正提高系统的靠得住性。
系统平均无端障持续运行时间不小于20,000小时；系统平均利用寿命6年以上。
3、开放性
技术方案、设备、系统等具有良好的互联、互操作能力及升级能力，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。
治安卡口系统对用户开放相关的数据接口、数据格式、系统功能接口、数据通信协议等内容。
系统设备及其号牌识别软件及其他软件，其版权能够供用户持续利用。
4、先进性
系统技术水平具有先进性，符合现今计算机科学的发展潮流。
系统网络平台、硬件平台、系统软件平台技术具有由前瞻性的发展方向，并经实践证明其有很强的实用性；
各平台有能力进行该项产品的持续性开发，可以保证该项技术不断地更新并顺利升级而维持系统的先进性。
5、兼容性
系统所具有的兼容性必需包括对操作系统平台的适应性，系统必需能按照用户的实际利用需要，提供适应目前国际上的主流操作系统平台的应用系统软件。
治安卡口系统的应用软件必需能与国家、公安部、公安厅各级公布的各类公安应用信息系统、数据库等兼容，能与公安局的指挥中心的指挥信息系统、新乡市公安局的公安综合信息系统及其子系统等兼容，能与市交警支队道路交通管理信息系统兼容。
治安卡口系统应用软件的数据库、数据格式、系统函数接口、数据通信协议等必需遵循公安局现有及计划中的内容进行配置，适应公安局整体信息系统的规范。
治安卡口系统的硬件系统必需能够兼容配置其它同类型的产品设备，每一个独立的设备部件均应符合标准插件的规范，可以适应兼容同类标准插件。
6、可扩展性
系统结构易于扩充，以适应此后可能出现的较大任务负载。
硬件平台具有可升级性，当需要时可以通过新的计算机设备同原有计算机设备一路工作以提高系统的处置能力，从而保护原有投资。
系统的硬件设备和系统软件必需具有兼容其它硬件设备软件系统的能力，对新乡市公安局中心或分局等增加设备或监控点应不限于原设备的限制。
即可采用其它的设备或软件等都能相兼容。
软件系统必需具有系统容量和网络扩展功能，系统不但能实现前端工作站独立抓拍识别处置的工作方式，还应该具有系统中心后台处置的扩展功能，即前端只安装抓拍摄像设备，所有图像信息直接传送回中心，再由中心系统进行识别处置等工作，而且中心系统是应该不限制用户数量的。
7、易操作、易保护性
必需采用大家熟悉的易于应用和保护的系统平台；应用软件安装应简单、易于操作。
应用软件在实际使历时可实现从主机上的下载。
可操作性强，界面友好，充分考虑录入人员的特点，使数据处置工作简单、方便、快捷。
业务流程清楚，符合常规业务处置习惯。
系统数据保护方便，备份及数据恢复快速简单。
系统软件配置必需具有必然的自动化，尽可能避免复杂的系统配置文件。
二、方案设计
需求分析
本系统为城市治安卡口项目，投入本系统需完成如下主要功能：
1）监控功能
对所有通过卡口的车辆进行实时监控，即值班人员可以在卡口值班室通过监控图像对过往车辆进行图像监控。
要求画面清楚，能够全方位监控过往车辆。
2）车牌自动识别功能
在图像监控的基础上对所有过往车辆进行车牌号（车牌号码、车牌颜色）自动识别并存储到数据库。
3）记录功能
对所有通过卡口的车辆进行全程录像，保留录像资料。
同时对过往车辆的车牌号码进行记录并保留车辆特写图片。
4）查询功能
对所有过往车辆能够按时间、车牌号码、车牌颜色等条件对车辆通过特写图片和通过录像进行查询。
5）自动比对报警功能
可以预先设置黑名单数据库，当黑名单内车辆通过卡口时系统能够自动报警并将该条记录保留至相应数据库内。
6）考虑到未来联网的需要本系统的建设要充分考虑系统的扩容需要，为未来的系统网络预留充沛的网络和数据接口。
系统应用管理系统软件选型
按照用户要求，综合比较国内几种系统管理软件，我公司选择昆明利普视觉公司自主开发设计的PS800-NET系列车辆号牌自动识别软件。
PS800-NET是一个多任务并行处置的治安卡口车牌照自动识别系统，采用机械视觉技术，实时收集卡口行驶车辆图像，识别车牌照，自动比对黑名单数据库，对可疑车辆发作声光报警，存储车辆图像和识别结果作为事后排查，提供自动或人工数据导入导出，支持联网运行。
PS800-NET综合了卡口应用需求与利普视觉的技术特色，形成一套功能完整的软、硬件应用系统，而且具有网络通信接口，支持串口通信和TCP/IP协议，若是与利普视觉网络版联接，更易扩展成为大型散布式联网系统。
PS800-NET壮大的功能首先表此刻能够自适应各类形式的卡口应用。
若是你的卡口形式包括了普通公路1个车道或多个车道、高速公路多个车道、收费站多个车道、允许切割线圈的公路、不允许切割线圈而只能采用视频触发捕捉车辆图像的公路、城市交通中不允许增加照明灯具的道路等，PS800-NET都能够自适应所有形式的卡口应用要求，一套系统实现你的全方位工作需求。
其次，PS800-NET是目前市场上唯一能够应用多任务并行处置技术的治安卡口车牌照自动识别系统。
PS800-NET采用多任务并行处置机制将前端车牌自动识别与后端卡口应用管理溶为一个整体，在单台工控机上实现前端在进行实时车辆抓拍和车牌识别时，可以并行操作后台报警、统计、打印、数据查询、存储与通信，互不影响。
后台报警、统计、打印、数据查询、存储与通信，也不影响前端实时车辆抓拍和车牌识别。
PS800-NET具有语音提示功能，对报警车辆自动播出车牌号码，值班警察可以集中精力职守工作站而没必要束缚在计算机屏幕前。
PS800-NET技术特点
利普视觉PS800-NET的技术窍门是为用户提供达到国际车牌识别同行实用技术指标的公安卡口软件产品，辅之以高效的图像紧缩功能，并选择符合国际IEC标准的不会给新乡市公安局卡口系统带来电子污染的技术线路，知足用户多层次应用需求的前瞻性产品设计理念，成功的工程应用经验。
识别率达到国际同行实用技术指标
PS800-NET的识别率达到国际ITS智能交通系统工程同行实用技术指标。
国际同行
全天候全牌正确识别率85-95%，不含汉字。
参见《国际交通技术’99》，P204～P208。
PS800-NET
全天候全牌正确识别率85-95%，含汉字。
参见PS800-NET在全国各地实际应用中的用户测试、验收和利用报告。
高效的图像紧缩功能
PS800-NET图像紧缩技术在国际行业协会中排名第12，国内名列前茅。
下面是PS800-NET图像紧缩技术指标对lena，barbara，goldhill三幅国际标准测试图像的峰值信噪比PSNR表
图像编码率
1
Lena
Barbara
Goldhill
举例说明，一幅在卡口收集的彩色图像大约是,通过PS800-NET紧缩处置后只有4K大小。
其意义包括：
1） 可以为数据中心建设节约上百万的存储磁盘投资。
2） 数据上行30Kb/s和下行s的CDMA1X通道在传输数据时可以增加实时性，降低日常传输通信费，减少传输堵塞故障。
3） 当图像数据存储量增大到上百万后，可以成倍提高图像查询效率。
绿色环保的技术线路
PS800-NET选择了符合国际主流的自然光识别技术线路，即白天依托自然光，夜间辅助以冷光源LED照明，不会给监控车道工作环境带来电子污染，也不会给卡口警察和过往车辆驾驶员、旅客造成被监控的犯法感的心理压力。
PS800-NET所采用的LED照明器符合国际标准IEC60825-1，Class1，对用户和LED照明器周围的人的眼睛无任何伤害。
PS800-NET坚持不为了追求单一提高识别率技术指标，而采用污染环境的技术手腕。
每一个城市进城公路都有数百个卡口车道，每一个车道天天过往的车辆数量数以万计，加上所有的城市公交道路和十字路口，若是都安装了带闪光灯的车牌识别器，白天黑夜都在频繁闪光，城市居民和做客的世界各国人民天天都将被迫接受被闪光，产生不良的心理感受。
西方发达国家民用公交道路上均不采用闪光灯技术识别车牌。
有特权的机构如警察在犯法现场或违法场所利用闪光灯。
日常生活中家用照相机和新闻采访是在被拍照人主动愿意接受的场合利用闪光灯，而在不属于主动愿意接受的场合例如被偷拍的场所，闪光灯拍照会带来负面结果。
PS800-NET真正表现以人为本。
无穷的软件产品寿命
PS800-NET是一个不依赖硬件的独立软件系统，可以安装到任何符合工业标准的硬件设备中利用。
例如标准工控机，摄像机，收集卡。
PS800-NET这一产品模式是充分为用户着想，中国目前车牌识别生产商能够坚持的生命周期仍是个未知数，未来三到五年的时间，部份车牌识别生产商有可能在市场竞争中被淘汰，若是用户此刻不慎选择了被淘汰部份生产商的车牌识别器，将会给未来的日常运行保护带来无法避免的困难。
而PS800-NET是一个软件产品，不会老化，不存在物理生命限制，具有无穷寿命。
用户在未来的日常运行保护中仅需要改换标准易损件，而没必要依赖单一车牌识别生产商。
实时并行处置的产品设计理念
PS800-NET的软件是一个并行的实时系统。
系统在收集车辆图像和识别车牌的同时，可以并行处置实时报警、存储、查询、传输、打印工作而互不影响。
成功的工程应用经验
利普视觉的车牌识别器至今已经在全国范围内高速公路，公安，交警，政府，社区等成功安装了超过1000套产品。
咱们因此积累了丰硕的与用户进行工程沟通的经验，理解用户需求，能够迅速有效地提供售后服务。
而且，利普视觉优秀的技术团队能够持续不断地响应用户日趋增加的应用需求，提升产品性能和质量。
PS800-NET系统功能
系统大体功能
l 对以0～180千米／小时的速度通过系统捕捉范围的车辆号牌可以识别并输出识别结论；
l 对所识别的车辆号牌和不能识别的车辆号牌，均能输出所收集的全幅JPG格式的数字图像；
l 能够识别符合“GA36-92”（92式牌照）和“”（02式新牌照）标准的民用车、军车、警车等牌照的颜色、汉字、字母、数字等完整信息，包括个别字上下格式排列的特殊车牌号，即必需实现整车牌识别。
l 依据我国车辆号牌特点，车牌识别系统能识别如下字符：
Ø “0、一、二、3、4、五、六、7、八、9”十个阿拉伯数字；
Ø “A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、Z”26个英文字母。
Ø 省市区等汉字简称（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、使）
Ø 老式和新式军用车牌汉字及数字和字母；
Ø 号牌分类用汉字（警、学、领、境、试、挂、港、澳）
Ø 武警车牌分类用汉字（消、边、水、警、电、林、通）
l 能够向车道机实时提供车牌照的整牌完整信息，即牌照的颜色、汉字、字母、数字。
PS800-NET是一个具有三个功能的完善的车牌自动识别卡口系统：
l 车辆监控单元
l 系统管理软件
l 数据传输及数据中心
车辆监控单元
车辆监控单元的任务是实时收集车辆图像，识别车牌照，PS800-NET包括的车辆监控功能包括：
车辆图像收集部份
l 实时记录高速公路卡口通行的车辆图像，包括车牌、车牌颜色、前排司乘人员等信息。
PS800-NET所拍摄、存储的图像清楚、无抖动现象。
拍摄的车辆图像能准确反映车辆全景，车内前排司乘人员脸部特征清楚可辨。
全景图像的准确率达到99%以上，人员脸部可辨率达90%以上。
l 系统能全天候不中断工作，具有停电自恢复功能。
l 系统具有自动检测和自动恢复功能，能够确保网络通信稳定畅通。
l 系统安装了有效的过载、接地、漏电、短路保护装置及避雷、防雨装置。
l 系统支持总队指挥中心对涉车案件的后台自动比对、报警功能，并具有语音提示。
车牌照识别部份
l 车辆捕捉率高。
若是采用线圈触发收集车辆图像，理论上车辆捕捉率可以达到近100%。
若是要求视频触发收集车辆图像，PS800-NET可以达到98%。
l 识别率达到全天候90%以上（国际ITS识别率实用技术指标）。
只有达到实用识别技术指标的卡口系统才是真正意义的车牌自动识别卡口系统，才能有效实现自动比对报警，不然会出现大量误报。
按照利普视觉的经验，一个中等城市的卡口系统，若是识别率不够高，选择4位或5位比对正确报警的频率大约是1分钟报警一次，现场值班警察几乎无法用报警信息正常工作。
利普视觉产品实际应用中全牌正确识别率可以达到90%，采用6位比对正确报警，报警频率约半小时发生1次。
l 拒识率低，排除严重污损牌照达到全天候1%以下，有效实现事后排查。
通常一个卡口的日通行量大约是2千-1万辆车次，要求存储的车辆数据是3个月。
若是拒识率太高，将会有大量的车辆信息无法通过车牌识别结果进行有效查询。
利普视觉产品实际应用中拒识率可以达到3‰之内。
l 识别速度快，平均150毫秒，充分保证系统的实时性，特别是对快速通行的车辆，或车队通行时，不会出现漏车现象。
系统管理软件（系统联网后在中心实现）
PS800-NET系统管理软件是符合卡口工作需求的后台应用管理软件，其任务是使每一个卡口在作为一个独立系统发挥作用的同时，形成网络化应用。
该软件具有按权限进行数据录入、传输、备份、查询、统计分析和打印功能，和实现中心数据库与各卡口数据库之间的数据及时更新等功能。
总队具有权限管理功能，可对中心数据库进行各类管理，关键系统（管理服务器、数据库等）可以做有效备份。
PS800-NET采用多任务并行处置机制将前端车牌自动识别与后台数据管理溶为一个整体，靠得住保障图像数据和识别结果存储和应用管理。
PS800-NET系统管理软件功能包括：
l 采用循环覆盖技术（综合图片大小、车流量等因素）存贮卡口拍摄的车辆图像数据及识别的相关车辆数据，存贮时间知足六个月以上要求，每一张图像的存储容量可以紧缩到4K而且清楚可辩。
l 能对违法嫌疑车辆进行报警，报警显示系统具有声光报警功能，能按照违法嫌疑车辆不同的类型发出不同的警笛声，LED显示屏能转动显示违法时间、地址、车号和违法行为，及伴随相应语音提示。
违法嫌疑车辆车牌有五位以上相符的报警准确率达到95%。
l 符合中心数据库违法嫌疑车辆分类和数据库中交通违法车辆表信息传递要求。
l 系统支持民警在卡口现场处置违章和警告提示过卡口车辆已违章两种方式。
民警不在现场时，系统能自动对违法嫌疑车辆进行语音提示，并结合总队目前开通的交通违法短信查询平台，通知其到最近的高速公路交警支队接受处置。
l 对于通过卡口的报警记录，系统能将拦截时间、拦截地址代码、备注等字段反馈中心数据库，同时，支持对中心数据库数据的分类管理、上传和查询、统计等。
l 既可视频触发又可线圈触发。
l 单机同时识别多车道，节约软硬件本钱。
l 网络版构造适于大规模散布式联网和中心建设。
l 开放式（off-the-shelf）硬件，标准工控机、图像收集卡、摄像机。
l 模块化软件，可以独立运行，也可以软件嵌入。
l 多任务并行处置，在一台单CPU主控机上同时实现，前端在进行实时车辆抓拍和车牌识别时，可以并行操作后台数据查询、报警、统计、打印、存储与通信，互不影响。
后台操作数据查询、报警、统计、打印、存储与通信，也不影响前端实时车辆抓拍和车牌识别。
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