高清智能卡口系统的结构组成及功能实现

道路智能卡口系统是“公路车辆智能监测记录系统”的俗称，是指依托道路上特定场所如收费站、交通或治安检查站、城市出入城口等卡口点，对所有通过该卡口点的机动车辆进行拍摄、记录与处理的一种道路交通现场监视系统。

为了更好的维护良好的交通和治安管理秩序，以主要城际出入口为第一道防线，在主要过境公路和出城公路上建立综合卡口管理监测系统，掌握进出城区的车辆信息，是势在必行的。通过在城际出入口设置卡口监控系统，实时监控路面车辆状况，同时对过往车辆进行速度测定，对过往车辆进行逐一实时抓拍后进行车牌实时识别，并将抓拍图片和识别结果保存到后台数据库中。通过卡口系统实现对盗抢车辆、肇事逃逸、黑名单车辆的管理和监控，对公安机关的交通管理和治安执法具有重要的意义。

高清卡口系统是采用数字高清抓拍单元为图像采集的一种公路卡口模式，主要是通过地感线圈速度测定、车辆检测等方式对过往车辆进行抓拍并实时上传到后台管理中心。

道路高清智能卡口系统按组网结构可分为抓拍子系统、通信传输子系统、后台管理子系统，按设备结构可为硬件设备和软件系统。本次项目的系统设备选用在技术上成熟、应用范围广的相关设备，组成一套性能稳定、功能适度超前、经济实用的高清智能卡口系统。

1、抓拍子系统

前端路口抓拍子系统主要由线圈检测器、高清数字抓拍单元、补光灯、线缆、立杆支架、线缆等构成。

路口抓拍子系统采用线圈检测触发方式，即采用线圈检测车辆通过信号触发车辆抓拍，车速通过测速模块获得，抓拍到的信息存储在本地硬盘中并进行车牌识别，同时向后台管理中心传送。

2、通信传输子系统

通信传输子系统采用光纤实现，由公共运行商提供路口到后台控制中心的点对点裸光纤。采用光端机实现卡口抓拍子系统、后台管理子系统和中心数据库服务器系统的信息交换。

3、后台管理子系统

后台管理子系统主要包括系统服务器、数据存储设备、后台管理软件等。主要实现对卡口前端抓拍设备的监控和抓拍图像的数据处理，实现所有数据的分析、存储、查询和转发等功能。

实现功能

1、车辆捕获功能

系统能对所有经过车辆进行捕获，除了能够捕获在车道上正常行驶的车辆外，由于采用嵌入式高清摄像系统，拍摄下来的图片分辨率最高可达1616*1232像素，可以在拍摄点处水平方向覆盖400CM的视场，把跨车道线行驶的车辆也包含在捕获范围内，完全改变了过去卡口系统中为了车牌识别而多增加一台辅助像机来抓拍跨车道行驶车辆的架构。在监控区域内对车速在5km/h～160km/h行驶的车辆图像捕获准确率达99%以上，其中车辆通行数据库符合公安部部标GA/T497-2009《公路车辆智能监测系统通用技术标准》中的数据库标准。

由于采用了高清抓拍单元，拍摄下来的车辆的图片分辨率可达1616*1232像素（200万），图像质量相当清晰，不仅可以清晰的分辨车辆的牌照，车牌像素比普通卡口的高好几倍，而且可以清晰地看清司乘人员的面部特征；夜间由于采用了多种曝光技术和补光技术，车辆的大灯强光被有效地抑制住，完全不影响车牌的自动识别。

2、车辆抓拍及数据存储功能

在车辆通过时，系统能准确拍摄车辆前部特写图像一张，并将图像存储到后台控制主机的磁盘相应目录下，车辆通过的信息写入相关数据库，并在特写图像中标明车辆通行数据，如时间、地点、车速、方向等。

在环境无雾包括雨雪天情况下，对监控区域内的行驶的特写车辆图像包含车辆牌照、车头全部、司乘人员、车标等头部所有特征，均能够清楚辨识，对于肇事逃逸案件以及车辆犯罪案件的侦破提供了更加清晰的图像证据。车辆特写图像能清楚地分辨车辆类型、车标、司乘人员、车体颜色和所载货物。

每套系统能至少存储120万辆车。当系统数据量超出设定的存储容量时，可以自动对最前面的图片数据依次进行覆盖，整个系统始终保留至少120万辆车的图像，并采用通用的JPEG2000标准压缩图像，图像分辨率为1616*1232×24真彩，达200万像素，并有时间、速度、地点和方向信息。

系统采用专业为卡口应用研发的高清工业标准摄像机，具有自动触发采集图像、车辆速度编码、可控曝光和控制补光功能，图像的采集完全不需要后端处理器的参于，能够在各种复杂环境（如：雨雾、强逆光、弱光照、强光照等）下拍摄出清晰的图片。图像质量清晰可辨，夜间图像具有强光抑制功能。

由于图像的分辨率很高，是普通像机采集图像分辨率的5倍，视场宽，清晰度高，在特写图像看得更清楚。为了突出前排司乘人员的面部图像，需要将光线射入驾驶室，必要时需要增加辅助闪光灯。同时，由于采用嵌入式高清工业摄像机，使得通过车标自动识别车辆的品牌成为可能，为将来车辆的智能识别技术提供了很好的原始图像，未来只需升级车辆识别软件就可以进行车标的自动识别，无需进行硬件的改动和升级。

3、车辆识别功能

对于每辆拍摄的车辆照片，系统可以进行全自动的识别功能，车辆识别包括车牌识别、车辆类型识别、车身颜色识别，并留有未来升级识别功能的空间，如车标识别、人脸识别等。

4、速度测定功能

车速测速设计完全符合《机动车测速仪》GB/T21255-2007标准，当机动车速度小于100公里/小时，道路实测误差不超过-6km/h-0km/h；当机动车速度大于或等于100公里/小时，道路实测误差不超过机动车速度的-6%-0%。同时系统可以根据地点等各类信息设置限速值的功能，并且可以远程设置，不需要工作人员在卡点设置。

5、实时报警功能

系统依据实时采集处理的基础数据，系统客户端可以实时显示最新布控信息和报警信息，对报警信息可点击进入详细查看具体报警图片、号牌信息、报警地点、方向及报警事件。实现对超速及被盗抢车辆和交通肇事逃逸等布控车辆的实时报警功能，实时报警分为两种，一是超速报警，二是布控车辆报警。

6、信息上传和下载功能

路口控制单元能提供车辆信息的自动上传，上传内容包括车辆的图片和相关信息，当网络出现故障时，车辆的图片保存于路口主机中，如果网络恢复正常，将自动上传保存在路口主机的图片信息。

本系统能通过网络实现远程数据访问和远程系统维护功能。传输模块支持ActiveX数据交换控件。路口控制机能提供对数据进行查询和访问的接口，控制中心可以通过接口实现对前端存储数据的访问。

7、网络校时功能

中心服务器预留时间校正接口。支持NTP/SNTP网络时间协议，系统可通过上位软件实现与中心服务器对时。

同时采用时间同步跟踪校正算法，以保证不同时间系统间的时间保持同步，时间信息至少应精确到0.1s。

正常使用时系统内部时钟电池寿命不低于2年。

8、图像记录防篡改功能

系统记录的原始图像信息具有防篡改功能，遵循GA/T832-2009要求，防止在传输、存储、处理等过程中被人为修改。系统通过图片加水印的方法来实现图片放篡改功能。抓拍主机抓拍图片，对原图加水印（水印在图片上不显示），图片通过网络传输到中心管理服务器，中心管理软件自动对每一张图片进行水印验证，在图片查询中列出正常图片、被篡改图片等信息。我们也提供单独的验证工具软件，可以前端单独拷贝出来的图片进行手动验证。

9、路口控制机的管理功能

路口控制系统能提供路口机时间校正接口，路口部分参数的设置接口，路口机运行情况的诊断和检测、远程恢复，如布控和可疑车辆信息不为自动下载，则由该模块在监控控制中心中实现自动发布。

10、车流量统计功能

能够按车道进行流量统计，按行驶方向进行流量统计、车速统计，可以统计断面/车道流量、流率（每小时每车道车辆数）、平均速度、车型（可分为五类车型）、时间/空间占有率、车头时距、服务水平（可分为六级）、密度（单位长度上的车辆数）、空间平均速度（单位长度上的车辆平均速度），并以报表形式输出。

11、信息查询功能

系统能对车辆通行信息、车辆违法信息、布控/撤控信息、系统运行日志信息、系统操作日志等信息按不同条件进行查询统计。包括通行车辆的实时监控、车辆精确查询、模糊查询、布控查询、报警查询、通行车辆流量统计等功能，结合时间信息可查出该车辆各时间点行驶轨迹。检索速度应经过优化，一般检索任意6小时行驶记录，检索时间不超过10秒。查询的信息可以多种形式打印输出。

责任编辑：gt