某高速公路出入口解决方案

 

1 需求分析

1.1 背景分析

随着全国公路交通建设的快速发展和机动车辆的普及,与道路和机动车辆相关的刑事和治安案件逐年上升,特别是由城际公路网进行的肇事逃逸、盗抢机动车辆、车辆走私等更是日益猖獗,这不仅给社会治安造成了极大的威胁,同时也破坏了安定团结的政治局面,因而引起了国家有关部委的高度重视,“平安大道”计划也应运而生。但这类以其大范围、流动性和快速性为特点的刑事案件给公安部门的侦察工作增加了难度,也提出了更高的要求。

公路车辆智能监测记录系统(又称号牌自动识别监测记录系统或公路治安出入口系统,简称治安出入口系统),是智能交通系统的一个重要的组成部分。出入口系统利用先进的视频、通讯、微机控制、网络、图像处理、信息处理等技术实现对监控路面的车辆通过时间、地点、车速、行驶方向、号牌号码、号牌颜色、车辆图像等车辆信息进行自动采集和处理,并通过动态布控和车牌自动识别技术对被盗抢、肇事逃逸、作案嫌疑车辆以及超速等违章行为进行自动实时的本地或异地报警,而且可通过对运行车辆的构成、流量分布、违章情况进行常年不间断的记录与分析,为交通规划、交通管理、道路养护部门提供重要的基础和运行数据。

1.2 行业现状

目前,国内出入口系统建设已经具备了一定的规模,取得了一系列的成果;但进一步观察我们就会发现,目前存在的出入口系统很多都还是早期遗留下来的标清出入口,并且几乎都是相对独立设置的出入口点位,信息散落在各处,无法有效统一整合起来。
存在问题:
系统功能扩展性差
随着公安交通部门业务需求的不断深化,相关技术指标要求越来越高。以往的标清出入口在性能指标和应用接口方面与主流标准协议的差别越来越大,可升级扩展的余地越来越少。
环境适应性差
摄像机+工控机的模式过去一度是主流的选择,但随着科技的发展,在同嵌入式一体化相机的比较中,工控机模式的劣势日渐显露。全天侯特别是高温、雨天、雾天、白天强逆光和高速尤其是严重超速行驶等诸多情形下的系统适应性与正常工作能力都有待于大大改善和提高。
功能简单,缺乏深度应用
当前遗留的大部分独立出入口,都只能进行单点的布控和对比报警功能,彼此之间缺少信息互通,也缺乏一个统一平台将这些信息资源整合。大量的信息资源被浪费,各解决方案商们也没有足够的有效信息资源进行应用深度挖掘,极大的延缓了行业的前进步骤。
发展趋势:
高清化
随着工业级数字高清成像技术的发展、普及,利用高清晰数字成像技术进行治安出入口监控,可以获取更多更准确的有效信息,如车牌信息、车辆信息以及车辆前排人员的人脸信息,以进一步拓展出入口系统的应用。
集成化
系统集成的技术路线正由原来基于工业控制计算机为系统处理核心的技术路线向以可靠性更高、专业化程度更高的嵌入式技术路线发展。
网络化
当前已经进入高速网络时代,更快的传输速度,更大的网络带宽为出入口系统未来的发展带来了更好的机遇,以前高清图片、高清视频流传输等制约出入口系统发展的瓶颈问题都会因为网络技术的大力发展而消失,出入口系统将正式走入一个网络化的时代。
智能化
随着现代电子信息技术的全面发展,图像采集、分析、处理及数据存储、处理、传输等技术在智能交通领域得到了越来越广泛的应用,为全面提升出入口系统的智能化发展提供了有力保障。而出入口系统所应对的任务需求也越来越复杂,迫切需要越来越智能化的系统来完成科技强警的目标。

1.3 系统概述

通过深入分析公安交通部门的业务需求,结合我国的道路特点,推出新一代嵌入式一体化高清出入口系统整体解决方案。系统采用纯视频检测方式,前端像机可自动对视频流图像中运动物体进行实时逐帧定位、跟踪、实时抓拍,并在所抓拍的照片中显示车辆的通过时间、地点、行驶方向、车牌号码、车牌颜色等车辆的所有细节信息,为公安刑侦提供重要的参考依据。

收费站出入口智能监测系统主要应用在高速公路的出入口上,利用先进的光电、计算机、图像处理、模式识别、远程数据访问等技术,出入口系统对过往的每一辆机动车进行连续全天候实时24小时不间断、无遗漏的记录,获取过往车辆的前部特征图像和车辆全景图像,计算机根据所拍摄的图像进行车牌识别,自动识别车牌号码和颜色,自动记录相应车辆车型、颜色、车牌号等各种参数,自动采集保存车辆图像,并存入计算机生成数据库,数据具备联网查询功能,为各地交通管理部门进行收费和管理提供依据。

本方案采用本公司收费站出入口监控系统,系统采用线圈+视频(也可纯视频)检测方式,对进出高速公路的车辆进行抓拍。该系统采用智能高清一体化摄像机,系统结构简单,前端不需要工控机,设备简洁、施工方便、系统可扩展性好。

2 系统设计

2.1 设计原则

1、标准化:
视频出入口系统按照公安部相关标准规范规定的技术要求进行设计,同时,在采用高清摄像技术方面又进行了功能和性能上的扩展。
2、可扩展性和兼容性:
由于用户以后的需求会不断增加,系统建设的规模将随之扩大,在设计上,既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。
3、可用性:
我们的方案充分考虑用户实际情况,针对大多数用户的需要,设计出可满足各种需要的方案,并充分考虑了人为不可抗拒的其他因素造成故障的可能性;系统采用嵌入式一体化设计,模块化的设计使安装使用非常方便。
4、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。
5、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。
6、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。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。

2.2 设计依据

《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》    GA/T832-2014
《机动车号牌图像自动识别技术规范》          GA/T833-2016
《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》    GA/T497-2016
《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》  GA/T651-2006
《公安交通管理外场设备基础施工通用要求》    GA/T652-2006
《安全防范工程技术规范》                    GB50348-2004
《报警图像信号有线传输装置》                GB/T 16677-1996
《公路交通安全实施设计规范》                JTG D81-2006
《公路交通安全设施施工技术规范》            JTG F71-2006
《机动车测速仪》                            GB/T21255-2007
《民用闭路电视监控系统工程技术规范》        GB50198-94
《计算机信息系统安全保护等级划分准则》      GB17859-1999
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》          GB50343-2004
《安全防范工程程序与要求》                  GA/T75-1994
《视频安防监控系统技术要求》                GA/T367-2001
《安全防范系统验收规则》                    GA308-2001
《安全防范系统通用图形符号》                GA/T74-2017

2.3 设计思想

在系统设计方面,我们遵循“一体化”系统的设计理念,将车辆视频检测、车牌识别、违章判断、图片抓拍、数据存储集成于一体化摄像机中,全面提升整个系统的集成度,有效降低设备间粗放耦合带来的不稳定性,提高系统在安装过程中的便捷性和使用过程中的稳定性。

2.4 系统总体设计

2.4.1 系统架构

系统设计基于分布式集中管理策略,通过多层次立体式结构,把系统前端物理层、传输网络层、数据处理层和用户应用层有机结合起来,根据具体的单点应用、区县级应用、地市级应用、乃至省级规模的大范围联网应用来灵活部署,强化上级部门的管理职能、突出业务部门的应用职能,做到全网资源的统一管理
该系统采用线圈+视频(也可纯视频)的检测方式,自动对视频流中运动物体进行实时逐帧检测、锁定、跟踪,根据车辆运动轨迹判断车辆是否违章并进行记录。采用200万高清一体化摄像机为采集主体,单台摄像机覆盖单向1-2车道,采用补光设备进行补光,设备稳定,结构简单,便于安装维护。
系统主要由前端数据采集子系统、网络传输子系统和中心管理子系统构成。前端数据采集子系统通过视频跟踪和分析技术获取车辆的经过时间、图片、车牌号码、车标、年检标识、车身颜色等数据。数据通过网络传输子系统传输到中心管理子系统。中心管理子系统对数据进行集中管理、存储、共享等处理。
系统整体结构如下:

 

2.4.2 前端采集子系统

前端数据采集子系统主要由图像采集设备200万高清一体化摄像机、网络传输设备等组成。对经过的所有车辆的综合信息进行采集,包括车辆特征照片、车牌号码与颜色、车身颜色等。并完成图片信息识别、车辆速度检测、数据缓存以及通过网络向中心管理平台传送数据等功能。

高清一体化摄像机:采用嵌入式一体化结构,独特铝制外壳,外壳相当于一块大型散热片,可保证设备在高温条件下的稳定运行;内置高性能DSP芯片,支持内置智能算法,可实现视频检测、车牌自动识别功能,同时像机支持本地SD卡存储,当遇到网络连接不畅的情况下,可确保车辆通行信息不会丢失,待网络恢复后续传;
网络传输设备:由以太网交换机、光传输设备等设备组成,实现前端出入口子系统到后端中心管理平台之间数据的互联互通。

2.4.3 出入口监控单元总体设计

 

立杆上只需安装嵌入式一体化摄像机,采用补光灯进行补光,该方案成本较低,安装实施方便,并且最大限度的避免了环境补光灯对司机驾驶的干扰。
所有出入口的出入口摄像机通过网线汇总到宽带接入点的交换机上,交换机与光纤收发器相连转换成光信号后通过光纤将抓拍数据上传到管理平台,由管理平台管理和存储。

2.4.3.1 出入口监控单元设备选型

高清抓拍摄像机:采用200万像素高清抓拍一体化摄像机,分辨率高达1920×1080,单台高清一体化摄像机可覆盖1-2个车道,提供双码流输出。采用嵌入式高性能处理平台,内置完整的图像处理、识别、合成算法,完成全部的检测、处理分析和控制抓拍过程。
补光LED灯该补光设备应能够根据环境变化自动开启或关闭补光,补光设备低功耗,同时还要求可以根据具体环境光,进行常亮功率和闪光功率的调节,从而保证拍摄效果、降低设备功耗,延长补光灯使用寿命,并能够有效地减少路面光污染。
网络传输设备:包括千兆交换机、光纤收发器等,承担将前端设备记录的车辆违法信息传输到后台管理中心的任务。

2.4.4 网络传输子系统

网络传输子系统主要包括交换、光传输设备等,实现前端采集子系统与中心管理子系统之间的数据和图像信息传输。
1) 光纤传输:如果线路可到达,且施工成本可以承受,推荐建设光纤链路作为前端与中心的数据传输通道,保证数据传输的实时性和可靠性。

2) 无线接入:使用4G等无线数据传输方式,不需要架设线路。推荐通信线路无法到达或者架设线路成本较高,而卡点数量不大、实时性要求不
高时使用。

2.4.5 中心管理子系统

高速公路出入口管理平台融合信息技术、数据通讯传输技术、智能信息管理技术和计算机软件处理技术,将出入口设备、监控设备进行有效集成和统一管理,为用户构建一个全程联网、远程访问、集中式管理和多业务处理的综合平台。该平台具有部署方便、响应快速、多系统联动、功能全面、操作便捷等特点。

2.4.5.1 分布式数据库系统设计

 

系统结构图

在每个收费分中心设置一台数据库服务器,在中心系统中可以查看各设备的实时状态、实时上传的图片及视频信息,实现对路面的实时图片及录像监控。

2.4.5.2 中心平台硬件环境及服务器参考配置方案

中心平台架设在完整的服务器体系之上,并通过其操作系统、应用程序等组成的软件架构体系与直接面向用户的浏览器、客户端实现人机交互。针对平台需要实现的不同业务功能、需要承受的数据以及通信负荷,服务器体系及软件架构会有所不同。完整的中心管理平台,需要依托于高速、稳定的网络环境,才能够实现高效、安全、便捷的运行。
根据不同项目的实际需求,在综合衡量数据吞吐量、业务功能模块接入以及网络环境等因素后,我方提供根据不同应用环境和容量下对于服务器体系的一般性配置方案如下:

项目规模

推荐配置

台数计算

总台数

≤150车道

图片采集服务器

1台

至少:4+N+M台

数据库服务器

1台

web server服务器

1台

二次识别服务器

1台

存储服务器

N台:1台NVR对应100路4Mb码流(既200万像素IPNC100路)

流媒体服务器

M台:1台流媒体对4Mb码流视频支持100路进
100路出。

>150车道

图片采集服务器

1台

至少:4+N+M+X台

数据库服务器

1台

web server服务器

1台

二次识别服务器

X台:1台最多支持150车道

存储服务器

N台:1台NVR对应100路4Mb码流(既200万像素IPNC100路)

流媒体服务器

M台: 1台流媒体对4Mb码流视频支持100路进
100路出。

 

软件环境:
1)服务端环境
Windows Server 2003 R2 Edition sp2 32 位系统;
Windows Server 2008 64 位系统;
Oracle 10.2.0.1.0 及以上版本数据库;
2)客户端环境
Windows Server 2003 R2 Edition sp2 32 位系统;
Windows XP Professional Edition 32 位系统;
Windows 7 Professional Edition 32 位系统;
Oracle 10.2.0.1.0 及以上版本数据库客户端;
IE6.0 及以上版本浏览器(推荐使用IE8.0);
3)网络环境
具有足够的带宽,支持各种多媒体业务和确保实时处理;
可靠的网络结构,支持系统不间断运行;
网络具有开放性,采用标准的接口方式;
网络具有较好的可扩性,方便将来各系统扩展;
具有很强的网络管理能力,便于网络维护、运行管理和网络安全。

2.4.5.3 存储方案选择

对于车辆号牌等动态数据信息,因其所需存储容量相对较小,且需要确保数据绝对安全及高速读写,因此选用协议效率、性能、稳定性、安全性、兼容性和可扩充性能都很好、同时价格也较高的FC SAN进行数据信息的存储,同时可以选择系统级冗余热备。
对于车辆图片信息,因其所需存储空间相对较大,需要在保障数据稳定、满足存储速度和安全需求的条件下,以降低单位容量存储成本为主要目标,因此选用系统稳定性较好,性能、安全性、兼容性和可扩充性较高且价格相对便宜的IPSAN存储图片。
对于车辆视频信息,因其所需存储空间相对很大,需要在保障数据稳定、满足存储速度和安全需求的条件下,以降低单位容量存储成本为主要目标,因此选用稳定性较好,性能、安全性、兼容性和可扩充性较高且价格便宜的NVR存储。
数据存储设计:
每辆车辆的号牌等动态数据信息为0.9KB/条,按单车道日均2000 辆流量估算,每条车道的数据信息按不同存储时间的容量计算公式如下:
2000条×0.9KB/条×1车道×365天/年×N年/1024/1024/=**GB
对于超大数据量,数据库软件选用Oracle 10G正版数据库,可支持8E的超大数据量,支持双机热备。
图片存储设计:
车辆图片信息采用JPEG 编码格式,符合ISO/IEC1544∶2000 要求,压缩因子不高于70,200 万高清摄像机输出照片文件平均大小为300K,闯红灯照片大小约为1MB,机动车平均违法率按1%估算,每条车道的图片信息按不同存储时间的容量计算公式如下:
2000 辆×(0.3MB×99%+1MB×1%)×1车道×30天/月×N个月/1024/1024=**TB
视频存储设计:
规划视频电子警察路口每方向1台200万像素高清一体化摄像机同步输出高清视频流,每路视频按照不同的分辨率和帧率每天所需的存储空间。

2.4.5.4 中心平台特点

平台具有以下功能特点:
本系统平台将出入口系统和监控系统集成到一个统一的平台,采用统一的数据结构和存储方式,实现了信息共享和网络化管理;
采用基于权限的安全访问机制,通过统一的角色和权限管理使系统平台的安全使用的得到保证;
全程联网、实时视频、多业务处理和集中式管理,可有效发挥系统的使用效率和指挥调度的快速反应能力;
以违法处理、稽查布控、指挥调度和日常勤务管理业务为主,更加贴近实际使用;
采用B/S架构,用户可以随时随地的登录平台进行设备管理和信息处理,灵活方便;
支持TCP、FTP、UDP、多播、SIP等多种传输协议,支持多厂家前端设备接入;
具备录像,定时,磁盘组设置,查询回放等功能;
维护简单、成本低廉;
全程操作日志记录,便于管理及后期跟踪。

2.4.6 存储平台

本方案支持根据用户对录像是否有需求,而设计相应的存储方案。

2.4.6.1 针对无录像需求的存储方案

两级存储架构:本方案设计采用2级存储架构,前端每台相机配备SD卡(32G),可保存约16万张图片,同时管理中心,配备大容量IPSAN,集中存储出入口图片。
断点续传:网络稳定时,数据通过交换机传输至管理中心存储,当网络出现不稳定或者中断时,数据暂存于前端相机的SD卡中,待网络恢复后数据自动断点续传至中心存储,以保证数据的完整性。

2.4.6.2 针对有录像需求的存储架构

三级存储架构:本方案设计采用3级存储架构,前端每台相机配备SD卡(32G),可保存约16万张图片,同时前端摄像机,配备2T硬盘,可存储前端相机录像或图片。每台设备可接入2路相机录像或8路图片。后端管理中心,配备大容量IPSAN,集中存储出入口图片。
断点续传:网络稳定时,数据通过交换机传输至分局存储,当网络出现不稳定或者中断时,数据分别暂存于前端相机的SD卡和智能交通终端管理设备中,待网络恢复后数据自动断点续传至管理中心存储,以保证数据的完整性。

2.5 系统功能

2.5.1 前端采集子系统功能

车辆捕获功能:对进入场景的车辆进行捕获抓拍;
高清图片记录功能:准备拍摄包含车辆正面全部细节信息的高清图片;
全天候高清成像:有效解决反光和强光直射等问题,全天候高清成像;
车辆牌照识别功能: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;
双码流输出:实现在一路图片抓拍的同时还能进行视频录像;
车型判别功能:具有车辆类型判别功能,可区分大型车、小型车、军车、警车;
前端数据缓存功能:支持前端大容量硬盘存储和SD卡存储,两种前端缓存模式;
数据自动上传及补录功能:自动上传车辆通行数据,并支持网络故障状态下的前端数据缓存功能及故障恢复后数据的补录功能。
前端设备管理维护功能:支持对前端设备的远程管理和维护;
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;
远程自动更新功能:支持对前端出入口抓拍单元等设备的远程程序更新及操控。

2.5.2 高清录像功能

系统在支持抓拍高分辨率图片的同时,能实现24小时高清视频录像功能。标准环境中,无需增加环境补光灯即可实现清晰录像;视频编码格式支持主流的H.264;可自动记录车辆通过时间、地点、所在车道、违法类型等信息;录像中能清晰地反映车辆的颜色、车辆类型、运动轨迹。

2.5.3 号牌自动识别功能

系统采用国内领先的图像识别算法,对通过的所有车辆进行车辆号码识别、号牌颜色识别、车身颜色及车型等自动识别。
1) 号牌结构识别
系统能识别的号牌结构包括:
单排字符结构的号牌,如军队用小型汽车号牌、GA36-2007中的小型汽车号牌、港澳入出境车号牌、教练汽车号牌等;
武警用小型汽车号牌;
警用汽车号牌;
双排字符结构的号牌,如军队用大型汽车号牌、武警用大型汽车号牌、GA36-2007中的大型汽车号牌、挂车号牌、低速汽车号牌等。
2) 号牌字符识别
识别的字符包括:
数字:0~9;
字母:A~Z;
省、自治区、直辖市简称: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;
军牌用字头字母:V、K、H、B、S、L、J、N、G、C;
军牌用字头号字母:A、B、C、D、J、K、L、M、N、O、P、R、S、T、V、Y;
号牌分类用汉字:警、学、领、试、挂、港、澳、超、使;
武警号牌特殊字符:WJ、00~34、练。
新能源号牌。
3) 号牌颜色识别
系统能识别蓝、黄、白、黑四种底色的机动车号牌。系统采用车牌颜色和视频检测技术结合的方法对车辆进行分型。对于民用车来说,蓝颜色车牌表示的是小型车辆,而黄颜色车牌表示的是大型车辆。因此,我们首先利用车牌颜色判断车辆类型,对于无法根据车牌颜色判别车型或者无法判断车牌颜色的情况,利用图像分析技术来辅助区分车辆的类型。
4) 车辆号牌识别
号牌识别信息包含号牌结构、号牌字符、号牌颜色等信息。

2.5.4 车身颜色识别功能

系统可自动对车身深浅和颜色进行识别,可供用户根据车身颜色来查询通行车辆,为公安稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段。系统可自动区分出车辆为深色车辆还是浅色车辆;并识别出9种常见车身颜色,9种颜色包括:白、黑、红、黄、灰、蓝、绿、粉、棕。

2.5.5 智能补光功能

系统前端采集设备能根据光线的变化或时间的控制自动改变摄像设备的工作参数,自动打开或关闭补光设备,确保记录图片的清晰。

2.5.6 前端数据存储功能

系统采集的车辆图片、违章数据等数据支持前端和中心集中存储。前端存储为嵌入式一体化摄像机内置的SD卡,最大支持32G。

2.5.7 车辆稽查布控功能

系统具备车辆交通安全违法行为监测报警和布控车辆自动比对报警功能,比对方式包括精确比对和模糊比对。

2.5.8 交通参数采集功能

通过检测数据,统计交通流参数;交通数据统计周期可按需求进行设置和输出,并支持丰富的图形报表及数据导出。

2.5.9 图像防篡改功能

系统记录的原始图像信息具备防篡改功能,防止在传输、存储、处理等过程中被人为篡改。

2.5.10 数据传输与断点续传功能

系统支持多种方式的数据传输:可通过FTP或TCP/IP方式将违法数据、车辆通过信息(时间、地点、车牌号码等)、设备监测数据等上传到中心管理系统;也可在中心通过网络调用或下载操控前端设备存储的数据。
系统支持数据的断点续传:如因网络中断或其它故障,无法将数据由前端上传至中心,可暂时将数据存储在前端,待网络恢复后前端存储设备会自动上传网络中断期间的数据。

2.5.11 远端设备管理与检测功能

系统可以随时修改设备参数,采用网络通讯技术,使管理人员能在远程设置、管理设备、及时修正不同外部环境造成的偏差,极大的提高了工作效率。按照《GA/T832-2014道路交通安全违法行为图像取证技术规范》的要求,24h内计时误差不超过1.0s,确保所有前端设备点位每日至少与电子警察中心系统时钟同步一次。系统可通过远程管理软件方便地调整前端设备参数。系统可通过远程软件监控设备的工作状态,并进行故障诊断和定位。系统支持远程升级功能、远程设备重启功能。

2.6 性能指标

视频车辆捕获率:≥98%;
线圈车辆捕获率:≥99.9%
记录有效率:≥98%(标准环境);>93%(复杂环境);
平均无故障时间:>24个月;
单帧画面识别时间:<60毫秒;

2.7 系统特点

2.7.1 嵌入式一体化高清摄像机,图像清晰

系统摄像机选用自主研发200万像素嵌入式一体化高清摄像机,核心处理器(CPU)选用高速多通道DSP,为设备提供了一个非常稳定可靠和高性能的核心处理保障。嵌入式智能视频检测算法,能够快速准确的完成车牌识别、视频检测、违章抓拍、图片合成等操作。设备具有极高的处理能力,能对车辆行进过程中所有图像都进行识别和智能分析处理,不依赖单张图片,有效提高设备对复杂环境的适应能力。
摄像机硬件电路采用应用成熟的硬件平台,结合传统摄像机和网络视频的技术,集音视频数据采集、传输于一体,性能稳定,图像清晰。高清晰逐行扫描百万象素摄像机,图像清晰,分辨率可达1920×1080,可清晰显示车牌及车辆的全貌特征。高清晰的车牌号码进一步保证了车牌识别的准确性,同时也增强了取证能力,为有效稽查布控车辆提供了保证。

2.7.2 智能视频识别技术,车牌识别准确率高

高清嵌入式一体化摄像机,内置车牌识别功能。就是将传统模式中后端服务器的车牌识别算法移植到前端像机中。采用动态视频识别技术,实现对视频流每一帧图像进行识别,从而达到增加识别比对次数,提高识别准确率的目的。
车牌牌照的识别主要是基于图像分割和图像识别理论,对含有车辆号牌的图像进行分析处理,从而确定牌照在图像中的位置,并进一步提取和识别出文本字符。
识别的具体步骤分为车牌定位、车牌提取、字符识别。在自然环境中,像机首先对采集到的视频图像进行大范围相关搜索,找到符合汽车牌照特征的若干区域作为候选区,然后对这些候选区域做进一步分析、评判,最后选定一个最佳的区域作为牌照区域,并将其从图像中分割出来。

(单车道出入口)

2.7.3 独特结构设计,散热性能出众

考虑到室外工作环境需要,整体前端系统采用了独特的结构设计,将摄像机直接安装于防护罩内,与外壳直接接触,外壳相当于芯片的一块大型散热片,因此可以充分利用摄像机外壳散热,进而保证了整体设备在夏季高温条件下运行的稳定可靠性。工作温度为:-20℃~+70℃,可完全适用于内陆高温干燥地区。

2.7.4 双码流设计,支持高清录像

本系统中采用的嵌入式一体化高清摄像机是高性能智能交通专用摄像机,支持双码流,即在保证图片抓拍的同时能实现24小时录像功能。录像分辨率可达到1920×1080,可以在白天、夜间有辅助光源情况下实现清晰录像,录像中能清晰地反映车辆的颜色,车辆类型,运动轨迹,并提供录像查询、录像下载等功能。

2.7.5 图片、录像存储,无需解码接大屏

系统中心管理平台采用嵌入式智能视频处理平台,该平台采用可实现图片、录像存储、转发、大屏幕接入,无需解码器。相对传统的中心管理系统组成节约成本,施工方便。

3 施工工艺要点说明

3.1 路口立杆的安装和避雷

立杆安装于路口设定位置。基础采用明挖施工法,坑底先整平、夯实。地脚螺栓预先进行热浸镀锌处理,预埋时其方向应与底座法兰盘保持垂直。施工时如遇有水平弯曲路段,应注意调整预埋法兰盘的方向,使其纵向中心线与行车方向保持垂直,横杆轴向中心线与车辆行驶方向保持垂直。基础施工完毕,地脚螺栓外露长度应控制在30-50mm以内,并对外露部分做防护处理,另外基坑应分层回填夯实。施工基础时要注意预埋穿线管,基础应按设计要求进行养护后方可进行立杆安装。L杆采用特制圆钢或八角钢制作,高6米,横杆长度根据路口的实际监测宽度确定,如有需要可根据实际情况做适度修改。立柱管材壁厚大于5mm,横杆管材壁厚大于4mm,立柱底端外径标称值大于300mm。立柱采用的钢材符合国标及行业标准的要求,顶部采用3mm厚的钢板焊接封盖;L杆、法兰盘、抱箍、抱箍底衬、柱帽、加劲肋及连接螺栓、螺母、垫圈等钢铁件,采用热镀锌进行防锈处理,立杆、横杆采用双面焊,所有的对接焊缝和贴角焊缝,其厚度和强度与被焊构件相等,焊缝打磨光滑。
在摄像机和补光灯安装支架上加置避雷针,敷设有效的接地网,采用一点接地的方式,接地电阻小于10欧姆。视频线缆的摄像机端安装视频避雷器。所有的用电设备通过防浪涌和雷击电源插座接出,具备外部和内部两级避雷措施,且装有漏电保护开关。

3.2 路口机箱及摄像机防护罩的安装

路口机箱采用抱箍的方式固定于立杆竖杆3m的高度。高速公路收费站可取消路口机箱,选取适合位置安装,路口机箱制作所使用的所有材料符合IP66标准。路口机箱采用热镀锌材料制作,热镀锌板的厚度不小于2mm;所有对接焊缝和贴角焊缝,其厚度和强度与对应被焊件相等,焊缝打磨光滑。机箱外表面做喷塑处理,机箱柜内、外表面及控制面板光洁、平整,无凹痕、划伤、裂缝、变形等缺陷,机箱表面、金属零件不应有锈蚀及其他机械损伤,各滑动或转动部件灵活,紧固部件不松动,机箱表面无可能导致伤害的尖锐突起或损角。机箱内部空间足够大,有利于散热、安装、使用和维修。机箱设计能防雨且尽量减低灰尘和有害物质的侵入,防止顶面积水。机箱的结构设计具有足够的机械强度,能承受正常条件下可预料到的运输、安装、搬运、维护等过程中的操作。机箱采用做过防锈、防腐蚀处理的材料,设备内部的电路板材料及部件做防潮、防腐、防盐雾处理。机箱的门的尺寸与机箱的外部尺寸接近,机箱门的最大开启角度大于120度角。门设有牢固的门锁以防止被非法使用者打开,机箱门接缝处有耐久且有弹性的密封垫,密封垫无间断缺口。机箱门上锁后无松动、变形的现象。抱箍的材料采用热镀锌材料,热镀锌材料板厚度不小于2mm,表面做喷塑处理,连接螺栓、螺母、垫圈等钢铁器件用不锈钢材料制作。
摄像机防护罩采用抱箍方式安装于L杆横杆的相应位置处,具体位置根据现场实际情况确定。摄像机护罩具有防盗、防雷、防尘、防雨、防灰等防护功能,带雨刷、加热片和排气风扇等配件,是全天候型设备。抱箍材料采用热镀锌材料,热镀锌材料板厚度不小于2mm,表面做喷塑处理,连接螺栓、螺母、垫圈等钢铁件采用不锈钢材料制作。抱箍的尺寸根据安装位置L杆横杆的实际尺寸制作。

3.3 地下管道埋设

沥青、水泥路面在700mm以下埋放镀锌钢管,人行道路面500mm以下埋设镀锌钢管。在埋放时强、弱电各埋一根钢管,以避免干扰。镀锌钢管采用热镀锌国标管规格一般为φ50mm(钢管)、φ40mm(PE管),管壁厚度和镀锌层符合国标要求。人行横道管坑回填50mm沙后回填余泥(土)。

3.4 沙井施工

在管道拐弯处或线管长度超过30米时应设置沙井,沙井位置与路口侧石平行,沙井与沙井间取直。沙井使用砖砌制作,沙井规格为650×650×800mm,沙井盖700×700mm,井盖上写有“公安交通”的字样。沙井盖上表面应与路面平齐。沙井的壁砌砖,抹水泥厚度不小于10mm,底部铺上30~50mm的沙子,沙井底部距埋管口保持300mm以上的距离,管道入沙井口后伸出20~50mm管口。

3.5 布线施工说明

每项电缆线用有标识的套管编码以便日后维修。每项电缆线预留2米余量于最靠近立杆(柱)的沙井内,线段两端做好标记。放线后每根电缆线尾断口独立密封,防止水分渗入线内,做到防水、防潮,做好标记。放线前,在导管的管口处套上喇叭形无锐边的塑料管套,以免损伤电缆。尽量集中在某根管内(或某几根管内)走线,φ40mmPE管内放线不超过6根,φ50mm钢管内放线不超过10根。放线时强、弱电要分管走线,强弱电不能共管。放线完毕,再检查线间绝缘电阻,检查是否有损伤漏电的可能。线与线之间的绝缘电阻在500伏测试范围时在10兆欧以上。

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