【正文】 第 1 頁 共 54 頁 高清卡口系統(tǒng)設計 方案 深圳市 億維銳創(chuàng)科技有限公司 2021 年 4 月 第 2 頁 共 54 頁 一 、 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)架構 本系統(tǒng)的設計基于分布式系統(tǒng)的集中管理策略，采用分層結構設計，從邏輯關系上看主要分為三層：前端子系統(tǒng) — 傳輸子系統(tǒng) — 后端管理子系統(tǒng)。 …前 端 子 系 統(tǒng)傳 輸 子 系 統(tǒng)后 端 子 系 統(tǒng)傳 輸 網(wǎng) 絡補 光 燈卡 口 抓 拍 攝 像 機控 制 主 機補 光 燈 卡 口 抓 拍 攝 像 機圖 注 ：光 纖控 制 線網(wǎng) 線光 纖 收 發(fā) 器交 換 機 中 心 平 臺線 圈 饋 線爆 閃 燈爆 閃 燈地 感 線 圈地 感 線 圈車 檢 器車 檢 器卡口系統(tǒng)結構示意圖 高清卡口 系統(tǒng)由卡口前端子系統(tǒng)、網(wǎng)絡傳輸子系統(tǒng)和后端管理子系統(tǒng)組成。實現(xiàn) 對 通行車輛信息的采集、傳輸、處理、分析與集中管理。 1） 、卡口前端子系統(tǒng) 負責完成車輛綜合信息的采集， 包括車輛特征照片、車牌號碼與車牌顏色等。并完成圖片信息識別、數(shù)據(jù)緩存以及壓縮上傳等功能，主要由 地感 線圈、 線圈 車檢器、 卡口抓拍攝像機、 爆閃燈 、 LED 補光燈、 卡口 控制主機、外場工業(yè)交換機、光纖收發(fā)器、開關電源、防雷第 3 頁 共 54 頁 器等設備組成。 2） 、 網(wǎng)絡傳輸子系統(tǒng) 負責系統(tǒng)組網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)、圖片的傳輸與交換。 3） 、 后端管理子系統(tǒng) 負責實現(xiàn)對轄區(qū)內(nèi)相關數(shù)據(jù)的匯聚、處理、存儲、應用、管理與共享，由中心管理平臺和存儲系統(tǒng)組成。中心管理平臺由搭載平臺軟件模塊的服務器組成，包括：管理服務器、應用服務器、 Web 服務器、圖片服務器和數(shù)據(jù)庫 服務器等。 系統(tǒng)功能 識別 分析 方式 采用 高清 抓拍機 通過獲取 到 地感 線圈傳輸?shù)杰嚈z器的信號進行車輛捕獲觸發(fā) ， 高清 抓拍機自動 識別車牌號、 車牌 顏色、 車 身 顏色 、車型 等信息。 在每個 卡口中配置專用 卡口 管理主機，對卡口中的所有高清 抓拍機 的過車 信息、錄像、圖片進行本地存儲。 存儲空間 最大可達 12TB， 可連接 6 臺 高清抓拍機 連續(xù) 不間斷存儲 2 個 月。 當 車輛 出現(xiàn) 違法行為 時 ， 高清 抓拍機自動分析違法行為，如逆行 、壓實現(xiàn)、超速等，同時進行 抓拍 圖片的自動合成，同步進行 卡口 主機的存儲。 車輛捕獲功能 本 卡口系統(tǒng) 采用雙重捕獲模式 ： 地感線圈 觸發(fā) +視頻 觸發(fā) 。 1） 、 當 地感線圈方式有效時，即 地感 線圈及車檢器均 運行 正常時，系統(tǒng)利用電磁感應的原理檢測車輛，當車輛經(jīng)過檢測線圈時，自動捕獲一張經(jīng)過車輛的高清圖像 （抓拍 圖片的 張 數(shù)可設置） ，可看清車型、第 4 頁 共 54 頁 車況、車身顏色、車牌和司乘人員面貌，捕獲率 高于 98%；無煙霧情況下，白天能清晰識別車輛牌照及整個車身的特征情況，晚上能克服車輛迎頭拍攝的前大燈眩光問題，夜間車輛牌照及整個車身特征同樣清晰。 2） 、 當 地感線圈 及 車檢器出現(xiàn) 故障 時， 前端卡口 系統(tǒng)自動切換為視頻觸發(fā)模式，高清抓拍機通過視頻自動捕 獲 過往 車輛 （ 捕獲方式為采用視頻線圈 模擬 地感線圈，與地感線圈 地理 范圍完全相同）， 可看清車型、車況、車身顏色、車牌和司乘人員面貌，捕獲率 高于 95%； 速度測定功能 為保證相對準確的速度測量值，系統(tǒng)采用一個車道鋪設兩個線圈的方法來測量車輛的速度，如 下圖 所示。 圖 2 車速測量原理示意圖 車輛 經(jīng)過線圈 A 與 線圈 B 聯(lián)動 觸發(fā) 時差 與線圈 A、 B 之間 的距離相比，即得出相應的車輛速度，該速度為單點測速速度， 準確率 可達到98%。 高清圖片抓拍功能 200萬像素高清抓拍攝像機，在環(huán)境照度比較低的情況下 （例如夜晚），系統(tǒng)自動開啟閃光燈 及 LED 補光燈 進行補光，以增強圖片亮第 5 頁 共 54 頁 度，保證 抓拍 的 圖片足夠清晰。在強光照射下（例如晴天正午），系統(tǒng)會自動調整攝像機的成像模式，抑制強光影響，保證圖片曝光正常，成像清晰。在逆光情況下，系統(tǒng)也會自動調節(jié)拍攝主體的亮度，其寬動態(tài)功能可保證車牌依然很清晰。 這樣，在各種環(huán)境和氣候條件下，攝像機都可以拍攝到清晰的圖片， 有利于人工辨認和機器識別牌照信息。圖像以 JPEG 格式存儲于前端 卡口 管理主機中 ，并同時上傳至 指揮 中心進行存儲。 車流量統(tǒng)計 對每 個 路段卡口 ，系統(tǒng)可 按照時間 段（ 日 、 周 、月、年） 對經(jīng)過的車流量進行統(tǒng)計，將 統(tǒng)計 數(shù)據(jù) 反饋到相關業(yè)務系統(tǒng)，提供決策依據(jù)。 車輛信息記錄功能 系統(tǒng)記錄的車輛信息除 卡口 圖像 /圖片 信息外，還包括車輛的通行文本信息 （ 過車 信息 數(shù)據(jù)） ，如時間（精確到 秒）、地點、車速、方向、號牌號碼、車型、車道編碼等。車輛通行信息寫入關聯(lián)數(shù)據(jù)庫，并將相關信息疊加到圖片上。 與此 同時，系統(tǒng)能夠自動將捕獲分析到的車輛車牌特征圖片自動提取，生成車牌特征圖片進行存儲， 一張 特征車牌 圖片不到 2KB， 在系統(tǒng)調用時，可大大減少傳輸?shù)膲毫Α? 號牌自動識別功能 系統(tǒng) 采用領先的圖像識別算法，對通過的車輛進行車輛號碼識別、車身顏色及車型等自動識別。 在實時記錄通行車輛圖像的同時，還具備對民用車牌、警用車牌、軍用車牌、武警車牌的車牌計算機自動識別能力，包括 2021 式號牌。第 6 頁 共 54 頁 所能識別的字符包括 : 阿拉伯數(shù)字 “0 ～ 9” 十個 英文字母 “A ～ Z” 二十六個 省市區(qū)漢字簡稱 京、津、晉、冀、蒙、遼、吉、黑、滬、蘇、浙、皖、閩、贛、魯、豫、鄂、湘、粵、桂、瓊、川、貴、云、藏、陜、甘、青、寧、新、渝、港、澳、臺； 04 式軍用車牌漢字 軍、空、海、北、沈、蘭、濟、南、廣、成 號牌分 類用漢字 警、學、使、領、試、境 07 式武警車牌字符 WJ 樣式的字母數(shù)字 1) 車牌顏色自動識別 系統(tǒng)能識別黑、白、藍、黃 四 種車牌顏色 。 2) 系統(tǒng)識別的車牌類型部分示例： 1 、 藍色民用車牌2 、 黃色民用車牌3 、 黑色民用車牌5 、 02 式車牌4 、 黃色民用尾牌11 、 港澳車牌12 、 教練車牌13 、 使館車牌14 、 民航車牌6 、 警用車牌7 、 單層軍用車牌8 、 雙層軍用車牌9 、 單層武警車牌10 、 雙層武警車牌 3) 前端識別技術 車輛牌照自動識別算法（車牌識別、車牌顏色識別）集成在卡口第 7 頁 共 54 頁 抓拍攝像機中，識別結果由卡口抓拍攝像機直接輸出。 車身顏色識別功能 高清 卡口抓拍機 可自動對車身深淺和顏色進行識別，可供用戶根據(jù)車身顏色來查詢通行車輛，為交通稽查和刑偵案件偵破提供了科技新手段。系統(tǒng)可自動區(qū)分出車輛為深色車輛還是淺色車輛；并識別出9 種常見車身顏色 ， 9 種顏色包括：白、黑、紅、黃、灰、藍、綠、粉、棕。 支持高清錄像功能 高清卡口 抓拍機支持雙通道模式， 在支持抓拍高分辨率圖片的同時， 可 實現(xiàn) 全 實時 高清視頻錄像。 高清卡口 抓拍機在白天或夜間有輔助光源的情況下實現(xiàn)清晰錄像，視頻編碼格式 采用 High Profile，錄像中能清晰地反映車 身 顏色、車輛類型、運動軌跡； 在前端 卡口管理主機中， 提供錄像查詢、錄像下載等功能。 數(shù)據(jù)存儲功能 系統(tǒng)采集的車輛圖片、違章數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)支持終端服務器內(nèi)置的大容量硬盤，系統(tǒng)在卡口即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份存儲功 能。 存儲系統(tǒng)容量計算： 1） 卡口系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫在記錄圖像信息的同時，還應紀錄與圖像信息相關的檢索信息，包括設備、通道、時間、報警信息等； 2） 卡口能存儲 3 個月所有車道圖片，每個車道按每天車流量 1萬輛計算，每次抓拍 1 張（ 500K）計算，每車道 3 個月需要，預留 20%冗余，單車道總共需要 存儲空間。 第 8 頁 共 54 頁 數(shù)據(jù)傳輸與斷點續(xù)傳功能 卡口 系統(tǒng)可通過 TCP/IP 方式將車輛 過車 圖片、違法圖片、車輛通過信息（時間、地點、車牌號碼、車身顏色、車速、車流量等）、設備監(jiān)測 狀態(tài) 數(shù)據(jù)等上傳到中心管理系統(tǒng)；也可在指 揮中心通過網(wǎng)絡調用或下載卡口終端服務器存儲的數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)支持數(shù)據(jù)的斷點續(xù)傳：如因網(wǎng)絡中斷或其它故障，數(shù)據(jù)無法上傳至管理中心時，可暫時將數(shù)據(jù)存儲在前端，待網(wǎng)絡恢復后前端存儲設備自動上傳網(wǎng)絡中斷期間的數(shù)據(jù)至管理中心。 遠程系統(tǒng)管理維護功能 卡口 系統(tǒng)具有主動校時功能， 24h 內(nèi)設備的計時誤差不超過 。時鐘 同步的方式采用高清抓拍機 、 路口管理主機、中心管理平臺三者同步，校時精準。 系統(tǒng)具備遠程維護及參數(shù)的設置等功能。 數(shù)據(jù)瀏覽功能 高清抓拍攝像機 與 卡口管理主機，均 支持 WEB 瀏覽功能，用 戶可以通過 WEB瀏覽，查看并下載相機 、 主機 存儲的圖片、錄像等信息。同時，可以查看相機 與 主機 的實時狀態(tài)。 圖像記錄防篡改功能 卡口 系統(tǒng)在前端 高清抓拍機 中 對 所有 過車 圖片 (含合成 圖片 )進行水印加密，防止在傳輸、存儲、處理等過程中被人為修改，斷絕了數(shù)據(jù)篡改的可能性。圖片通過網(wǎng)絡傳輸?shù)街行墓芾矸掌鳎行墓芾碥浖詣訉γ恳粡垐D片進行水印驗證，以保證數(shù)據(jù)的安全性和真實第 9 頁 共 54 頁 性。 視頻檢測輔助功能 高清抓拍攝像機支持視頻輔助檢測，通過先進的視頻識別算法，實現(xiàn)對車輛進行跟蹤、分析和識別，從而實現(xiàn)在線圈 故障時，自動切換到視頻觸發(fā)，當線圈修復后，自動恢復到線圈觸發(fā)模式。其外，當管控的道路不適合破路安裝線圈的情況下，可采用視頻觸發(fā)檢測。但是，與采用線圈模式的檢測效果有一定差別。 二 、 設備選型（表 1 系統(tǒng)設備清單 /報價） 設備 清單 設備 主要技術指標 三 、 卡口 系統(tǒng) 前端 施工流 程 卡口系統(tǒng) 前端 施工 流程 如下 圖 ： 現(xiàn) 場 勘 察桿 體 施 工地 感 線 圈 施 工環(huán) 路 段 管 路 及 布線 施 工吊 桿 安 裝 施 工桿 體 設 備 安 裝 施工桿 體 設 備 穿 線 施工桿 體 設 備 調 試 施工卡 口 系 統(tǒng) 開 通 施工 第 10 頁 共 54 頁 現(xiàn)場 勘察 ， 確定方案 在 所有施工工作之前，需對每一個待建設的卡口進行詳細勘察，勘察過程 確定 幾 方面 數(shù)據(jù)信息： （ 1） 、 卡口 名稱、編號、 路段整寬 、隔離帶 寬度 、停止線距離（若停止線在附近）、 車道數(shù) 、 車道 類型、 車 行方向、 車道寬度、 車道編號、 桿基礎 所在 GPS 坐標 信息 。 （ 2） 、 根據(jù) 立桿編碼規(guī)則， 進行立桿 編碼 ， 確定 桿體橫臂 、 立臂長度、同時，確定 基礎 地籠規(guī)格 。 （ 3） 、確定地感線圈位置、地感線圈的規(guī)格。 （ 4） 、 將 （ 1） 、（ 2） 、（ 3） 中的所有數(shù)據(jù)信息整理并合并為 卡口 檔案表 進行 備案。 桿體 施工 （ 1） 、 在現(xiàn)場 勘察過程中，能夠確定桿體 基礎 位置的，先 標注 位置， 同時 ，根據(jù)桿體橫臂長度 對于 已經(jīng)標注好 桿體 基礎位置的，可 先進行基礎的挖 掘； （ 2） 、基礎挖掘完成之后， 根據(jù)地籠 配對規(guī)格， 需 進行桿體 地籠的安裝 ； （ 3） 、完成地籠安裝后， 進行立桿 基礎制模與支模，在支模過程中 需 考慮預埋管的數(shù)量與位置 ； （ 4） 、 基礎 澆筑，對已經(jīng)支模完成的基礎進行混凝土澆筑。 （ 5） 、基礎養(yǎng) 生， 等待 澆筑完 的混凝土 干固 。 地感 線圈施工 在 路段地感線圈布置位置，進行挖掘，同時預埋地感線圈，完成第 11 頁 共 54 頁 預埋后， 對 地感線圈 進行 反復測試。 環(huán)路 段 管路 及布線施工 針對 路 段的 雙向卡口， 立桿 采用龍門架或者雙 L 型 立桿， 則 需將路段的兩側 進行 頂管或者破路，同時，需 要將整個路段的兩側桿體基礎聯(lián)結到 一起 ，與桿體基礎中預埋管已經(jīng) 相連 。 這樣就 保障了路段整個方向的管路聯(lián)動。 在 已經(jīng)貫通路段的管路 進行 管路布線，布線類別包括 電纜線 及光纜線。 吊桿 安裝施工 在 完成了 立桿 基礎養(yǎng)生 后 ， 直接開始進行 吊桿施工，吊桿施工根據(jù)設計 數(shù)據(jù)（ 桿體 橫臂 、立臂、地籠大小、法蘭規(guī)格 等 ）選擇 相 匹配基礎規(guī)格的桿體進行 吊桿 。 桿體 設備安裝施工 包括桿體 上的防護箱、抱桿機柜、高清抓拍 單元 、 補光 單元（頻閃燈、爆閃燈）、 地感線圈 、 防護箱設備單元、抱桿機柜單元。 桿體 設備 穿線施工 包括 桿體上的所有設備安裝完成后，需要將所有設備的 通信電線 、網(wǎng)線 、 控制線全部接入 到 防護箱與抱桿機柜內(nèi)部的配電 架與 交換機上。 桿體 設備 調試 施工 對 桿體上已安裝完成的所有設備全部進行 一次 IP 配置