大华股份智能交通卡口监控解决方案

　　
　　1 背景

　　近年来，随着社会经济的快速发展，机动车数量的迅速增长，公路运输变得越来越繁忙。交通管理现状和需求的矛盾进一步加剧，与交通相关的刑事和治安案件也逐年上升。在此情况下，如何利用先进的科技手段，提高交通管理水平，抑制交通事故、高效的破获刑事案件，是公安部门亟待解决的问题。鉴于以上问题，交通监控已蓬勃兴起，并以较快的速度在发展，智能卡口监控的方案、产品及相应的技术也日新月异！国内知名厂家较多，下面以最具代表性的大华股份智能卡口方案为例介绍目前卡口前端监控方案技术的发展。

　　2 卡口系统

　　2.1概述

　　大华高清公路车辆智能监测记录系统（卡口系统，简称卡口）主要设备由嵌入式一体化抓拍摄像机、补光单元、车辆检测单元、光传输设备等部分组成，系统核心设备为嵌入式一体化摄像机，该摄像机为我公司自主研发，采用LINUX操作系统，具有完全自主知识产权，集抓拍、录像、压缩、传输于一体，且内置了车辆检测、车牌号码识别、车牌颜色识别、车身颜色识别等智能化分析识别功能，前端无需放置工控机，每个车道摄像机都能独立正常工作，结构简单、性能稳定，环境适应性强，它相比于工控机系统结构更能满足智能交通产品在室外全天候24小时不间断的工作要求。

　　2.2 方案总体结构

　　系统主要由前端采集子系统、网络传输子系统、中心管理子系统三部分组成，系统整体结构如下：

　　注：如需使用视频辅助功能，需配置LED补光灯

　　前端采集子系统：即卡口系统前端路面部分，对经过路口的所有车辆进行抓拍，获得车辆图像，并自动实时地识别车牌字符，记录下车辆经过的时间、车牌号、方向、压线、逆行据；并全部汇入网络传输子系统，传输至中心管理平台。

　　网络传输子系统：主要实现前端采集部分和指挥中心管理部分的数据和图像信息的传输。系统采用标准的网络传输协议，支持以太网、光纤等多种传输方式。

　　中心管理子系统：中心管理子系统主要实现对前端设备进行远程管理、网络的监控、抓拍图像和数据的处理、可疑黑名单车辆的布控，图片和视频的集中存储，图片视频的关联以及违章车辆的处罚等工作，并充分考虑与其它交通管理软件系统的接口兼容问题。

　　图像的采集和处理是前端子系统的核心任务，在大华智能交通解决方案中，图像的采集和处理均由摄像机来完成，其采用嵌入式一体化技术，摒弃了多数厂家所用的像机+工控机的方案，这样系统结构更加简单、运行更加稳定、且利于管理、施工方便，同时也大大降低了工程成本！嵌入式一体化摄像机模式相对于摄像机+工控机或摄像机+嵌入式分析主机模式的具体优势如下表所示：

　　比较项嵌入式一体化摄像机摄像机+工控机摄像机+嵌入式分析主机

　　环境适应性交通专用相机，适合户外恶劣环境全天候工作，工作环境温度-30℃ ~ +70℃工控机工作环境一般要求在-10℃ ~ +55℃相机一般采用普通相机，环境适应性一般

　　使用方便性结构紧凑，安装使用方便体积庞大，结构复杂，维护工作量大结构紧凑，安装使用方便

　　功耗功耗较低＜15W近百瓦分析主机约20W，相机功耗约15W

　　系统稳定性嵌入式LINUX操作系统，

　　系统稳定，无病毒影响Windows 操作系统，容易受病毒影响LINUX操作系统，病毒影响较小

　　数据安全性相机内数据源头加密，安全性高工控机中数据加密，安全性一般数据加密在分析主机中实现，安全性一般

　　 2.3智能交通卡口分类

　　目前卡口的分类主要根据检测方式及监控能力上进行分类。

　　从监控能力上，主要从监控车道数量上划分：一车道用140W像素像机、200W像素像机；两车道采用200W像素像机（宽屏）；三车道使用500W像素像机、四车道使用800W像素像机（目前仅少数厂家如大华股份等有此方案）；

　　从检测方式上一般分为：线圈检测模式、视频检测模式、雷达检测模式；在此基础之上，又衍生出线圈、视频切换模式及雷达、视频切换模式，这样既提升了系统应用方式的灵活性，同时也很大程度上提高了系统的稳定可靠性。

　　线圈检测型卡口前端框架图：

　　线圈检测型卡口的优点是成本低、捕获率高，同时也可以间接提高车牌的识别率，测速较准确；缺点是施工麻烦，且有些场合不能够进行线圈切割，有些场合路面易损，这都给线圈检测带来较大的麻烦。

　　视频检测型前端框架图：

　　优点是施工简单、不用破坏路面、实现功能较多（如压线、占道等交通现象），光污染小，可抓拍摩托车、行人等；缺点则是受天气影响较大，测速准确率偏低等。

　　雷达检测型前端框架图：

　　雷达检测型卡口的优点是捕获率高、测速精确、不用破坏路面；缺点则是成本较高。目前大华股份已推出监控多车道雷达方案，大大降低了工程成本。

　　2.4系统实现的功能

　　功能名称功能概述线圈检测模式雷达检测模式视频检测模式

　　车辆捕获功能对进入场景的车辆进行捕获抓拍；√√√

　　高清图像记录功能准确拍摄包含车辆正面全部细节信息的高清图像；√√√

　　速度测定功能对进入场景的车辆进行测速，并区分超速判别处理；√√√

　　压、骑线抓拍功能对行使在两车道之间，压、骑车道线的车辆进行抓拍记录；√√

　　逆行抓拍功能对违法逆行车辆进行判别抓拍；√√√

　　全天候高清成像有效解决雨、雪、雾天以及反光和强光直射等问题，全天候高清成像；√√√

　　智能补光功能通过摄像机控制LED补光灯或同步闪光灯进行补光，提高捕获率，看清前排人脸特征；√√√

　　号牌自动识别功能根据捕获的目标照片，自动完成车牌号码识别和车牌颜色识别；√√√

　　车身颜色识别功能从捕获的目标图像中识别出车辆的车身颜色和颜色深浅；√√√

　　高清录像功能实现24小时高清视频录像功能，视频编码格式支持主流的H.264；√√√

　　数据存储功能系统采集的车辆图片、违章数据、高清录像等数据支持前端存储和中心集中存储；√√√

　　图片防篡改功能所有图片都经过水印加密处理，可检测是否被篡改过；√√√

　　数据传输功能通过FTP或TCP/IP等多种方式将车辆图片等数据信息上传到后端中心管理系统√√√

　　断点续传功能当前端网络从故障恢复正常之后，可以直接从故障点续传数据；√√√

　　远程系统管理维护功能故障自动检测、权限管理功能、日志记录、自动校时、远程维护及参数的设置等；√√√

　　2.5系统关键技术指标

　　项目指标

　　车辆捕获率全天车辆捕获率≥99%（0km/h～180km/h，线圈模式）

　　 全天车辆捕获率≥98%（20km/h～250km/h，雷达模式）

　　全天车辆捕获率≥97%（0km/h～180km/h，视频模式）

　　牌照识别率车辆号牌识别率≥97%；

　　全天候号牌识别准确率≥95%；

　　车牌颜色：黑、白、蓝、黄、绿。

　　识别牌照种类民用车牌（除5小车辆），警用车牌，04式新军用车牌，07式武警车牌及2002式新车牌。

　　图片抓拍正常过车抓拍1张图片，超速车辆抓拍2张图片。

　　测速精度符合GB21255-2007机动车测速仪标准（＜100km/h时，误差不超过-6km/h～0km/h，≥100km/h时，误差不超过-6%～0%）

　　工作温度-30℃～70℃

　　3 智能交通卡口发展方向

　　产品的发展方向总是和应用需求及技术发展基础密不可分，以下几个方面是智能卡口的主要发展方向。

　　可扩展性兼可容性

　　由于用户以后的需求会不断发展，系统建设的数量将随之扩大，在设计上，即要在功能上推陈出新，又要兼容旧的系统，以保护用户的投资，因此我们采用模块化设计，模块间数据传输均采用标准的传输协议，任何一个模块的升级短期内都不会影响到其它模块的正常应用。

　　易用性

　　智能卡口系统采用嵌入式一体化摄像机，安装使用非常方便。用户只需简单的接线，并按相应的调试程序进行安装调试就可达到最佳的应用效果。所有实时监控、牌照识别、实时上传等工作，均为完全智能控制，不用单独设置。

　　合理性

　　严格以系统工程学及其它先进理论指导设计，使系统的各部分合理配置，有机融合并尽可能的发挥设备潜力和软件功能，最大限度地提高性能价格比。

　　先进性

　　充分利用科技进步成果，采用先进设备和软件，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。

　　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，与用户在经济能力方面的实际情况相吻合。

　　可靠性

　　采取选用高集成设备，采用自动检测、自动报警、自动监控和容错等技术来保证可靠性。

　　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、恢复措施。系统还将提供用户等级权限保护，有效排除人为因素的干扰。