摘要
随着中国国内城镇化发展的加速,城市内机动车辆不断增加,机动车行驶记录数量对治安防范的影响尤为重要,为了进一步深入推动社会管理创新,进一步健全社会治安预防制度,严格打压各种违规犯罪活动,降低道路治安事件,交通管理部门需要把更新的智能系统运用到更加现代化发展的城市管理工作之中。本文主要介绍了智能卡口系统的结构、软硬件组成和视频监控技术，重点是研究汽车牌照识别图像的预处理和汽车牌照的识别。通过了解智能卡口系统的基础理论知识,将基础知识和实际运用紧密结合起来,从中获得一些启发，从而形成自己的研究话题和观点。最后结合智能卡口系统的实际应用案例，对智能卡口系统的应用进行研究，阐述智能卡口系统的特点和功能，指出智能卡口系统具有广泛应用的可行性。
关键词：智能化,智能卡口系统,视频监控
引言
随着国家综合能力建设和国民收入水平的提升,截止2023年底,我国机动车保有量已达到了3.02亿辆。2023年我国新注册登记机动车2622万辆,比2020年增长了198万辆,上升了8.16%。其中载货车辆新注册登记404万辆,比2020年下降12万辆,下降了2.88%,呈现明显下滑态势。摩托车市场新注册登记数量1005万辆,相较2020年增长了179万辆,增长21.67%,且近三年持续快速增长。随着高速公路建设步伐的日益推进,我国城镇化水平也在不断进步,交通现状与需求之间的矛盾也逐渐激化,与道路交通有关的犯罪和治安案件也在逐渐增多,尤其是像肇事前或作案后开车沿高速公路逃跑、盗抢机动车辆、对车辆的违规驾驶等。面对这些问题,警方先后举办和打造了和谐大道项目和实施畅通项目,主要目的在于提升交通技术水平和科技要警力,满足国家现代化建设需求。在现代智能交通领域,运用视频信息技术收集各类道路交通信息和对违章情况实施检查和跟踪,具备迅速、精准、可视化等特征,有利于交通指挥管理单位和道路使用者准确掌握道路情况,正确作出判断实施道路指挥控制和正确行驶方向选择。高速公路交通卡口管理系统通常是设置于高速公路任何截面上,通常包含的城市建设中的出口、收费站、省际和市际卡口等处。卡口系统将通过汽车提供自动信息抓拍和录入系统,并由电脑完成号牌辨识以及对机动车通过驾驶速度和各种违章的监测、数据收集和报警,将更加强化对交通违章、涉嫌机动车以及高速公路干线交通状况的监测力量,为侦查肇事逃逸等犯罪和治安问题、刑事和交通违章处理工作提供了有力的线索和依据。有效地控制了交通违章现象,减少了交通安全隐患,有效减少了车辆肇事逃逸和车辆盗抢犯罪,进一步提升了道路管理工作的智能化、现代化管理水平。
第一章智能卡口系统的概述
1.1概述
道路智能卡口管理系统是”公路车辆智能监测记录系统”的俗称,是指依托路面上特殊地点如收费站、道路或治安检查站、城市进出城口等的卡口点位,对各种经过此牌口地点的机动车辆实施拍照、录入和管理的一类道路现场监视系统。
为最好的保障城市正常的道路交通与治安管理有序,以城市重要的城际出口作为第一个战线,在重点过境高速公路和出城高速公路上设有综合卡口管理工作与监控系统,及时了解所有出入城市群范围的机动车信息内容,是势在必行的。而由于在重要城际出口设有综合卡口检测管理系统,可以即时检测路面上车辆通行情况,同时对过往机动车实施最高时速检测,对过往机动车实施逐一的现场捕捉后完成号牌数据信息辨识工作,并将捕捉图片与辨识结论存储在后台数据库管理系统中。利用卡口系统对监视区域的所有机动汽车实施全天候的图片捕捉,并自行辨别牌照电话号码,再经过与治安专网和卡口系统管理中的黑名单等管理制度信息库加以比对,当发觉结果相符合时,信息系统自行向相关人发出预警信息,对盗抢机动车、肇事逃逸、黑名单管理等制度机动车的管理和监控。利用卡口管理系统记录的图片,还能够很明显地辨别司乘人员(前排)的脸部特征。对公安部门的交通管理和警务执行工作有着重大的积极意义。
1.2智能监控卡口的系统架构
卡口系统的架构各不相同，本文就以智能监控卡口为例，介绍常见的智能监控卡口系统架构，以及各种系统架构对系统稳定性、可靠性等方面的影响。
1.2.1嵌入式一体化卡口主机(兼录像功能)+后端车牌识别、存储和管理模式
此模块前端使用了工业级别的主机,具备抓拍与摄像等双功能,后端管理中心已部署了车牌识别系统,实现了设备管理与数据保存,并完成了管理系统内部的联网,资源共享,与管理系统互动等功能。
优点:前端系统结构相对简单,只需要1台抓拍主机,施工安装非常方便;通道之间相对独立,单个通道故障不会影响其他通道运行。可靠性比较高;后端集中进行车牌识别和数据存储、设备管理等,可以实现较多的扩展功能,通过前端监控点之间的距离设定,可以实现区间测速功能,相对于目前较多的点测速来说,比较有说服力,能有效引导司机养成良好的驾车习惯。
系统采用嵌入式设计,功耗比较小,很适合偏远地区供电不方便的场合。此方案比较适合于系统前端监控点数适中,中心服务器数据处理压力不大的项目。
识别功能相对分散,中心建设成本比较小,后端服务器压力相对较小,可靠性较高。比较适合于监控点较多的大型项目。
1.2.3网络摄像机+车牌识别、设备管理服务器+后端存储管理
系统结构也相对地较为合理,但车牌识别工作量却大部分集中于前端服务器,而且因为前端工作环境相对较差,对服务器的安全性要求也相对较高。
1.2.4工控机+数据采集卡+后端存储管理
此方案配置相对灵活，成本较低，但由于工控机通常采用Windows操作系统，比较容易受到计算机病毒的侵扰，功耗也比较大，硬件，尤其散热风扇容易发生故障等原因，慢慢地被淘汰。
1.3系统的软硬件组成
高清卡口管理系统,是指通过数字高清捕捉单元为图像收集的一个公路卡口模式,主要是采用地感线圈中心速度检测、车辆监测等方法,对所通过的车辆实施抓拍并信息上传给后台管理。
道路高清智能卡口管理系统,按组网构成则可包括抓拍子系统、网络数据传输子系统、后台管理子系统等,按装置构成则可为硬件装置和系统软件。本项目的系统设备均采用了在技术上比较成熟、使用范围广泛的相关技术设备,以形成了一个性能稳定、功能适度超前性、经济实用的高清智能卡口管理系统。
1.3.1抓拍子系统
前端路口的抓拍子系统,一般由线圈探测器、高清数码捕捉单元、补光灯、电缆、立杆支撑、电缆等所组成。
路口抓拍子系统采取线圈探测触发模式,即通过线圈探测车辆并通过信息引发机动车抓拍,最高车速通过测速模块获取,将抓拍到的数据保存到本地硬盘中并实现车牌号辨识,并在后台信息管理中心传输。
1.3.2通信传输子系统
网络传输子系统通过光缆技术实现,为公共运营商供应入口至后台中心的点对点裸光缆。通过光端机,完成卡口抓拍部分、后台管理部分与中央数据库服务器管理系统内部的数据互动。
1.3.3后台管理子系统
平台管理子系统,主要分为系统服务器、数据存储、平台管理等。主要完成对卡口的抓拍装置的控制以及抓拍画面的信息处理,完成各种信息的分析、保存、检索和转发等功能。
第二章 智能卡口系统的特点
2.1车辆感应方式
地感线圈、视频具备灵敏度自动增强的汽车侦测技术,敏感度可调,能够更有效侦测高底盘车。
2.2车辆拍摄方式
连续捕捉,可准确拍摄汽车的照片并在图片上标注车辆行驶数据信息包含日期、方位、车速、行进方位等,拍摄精度达到百分之九十九以上。
2.3图像记录方式
硬盘关系型数据库存贮每辆车,分别按特写和全景存贮成的二幅图片
2.4图像处理与信息管理方式
连续捕捉,可准确拍摄汽车的照片并在图片上标注车辆行驶数据信息包含日期、方位、车速、行进方位等,拍摄精度达到百99%以上。
2.5黑名单车辆
实时监测、告警,并手动将告警信息传输到监测管理中心。
2.6嫌疑车辆甄别比对牌照自动识别
主要是路口机的时钟校准、运行控制参数、诊断、识别字库调节等。
2.7在监控中心可以管理路口设备
主要是路口机的时钟校准、运行控制参数、诊断、识别字库调节等。
2.8提供方便的数据搜索与浏览
可以在远程完成所有的常规作业和数据共享外,还具有与公安互联网连接功能。采用了自己研发的摄像机系统,能够对摄像头的所有技术参数实行很容易的自适应控制,并且克服了车牌眩光、强光和逆光等的提问。
2.9分类查询、统计、打印
可以收集路段的通行资讯,包含车流量、平均速度、一般车距、汽车占有率等。
2.10辅助光源
闪光灯。
2.11安装支架
龙门架;悬臂式支架,如L或F型架，如图1所示：
图2-1 安装示意图
第三章 汽车牌照图像的识别预处理实现功能
3.1车辆捕获功能
它还可以对各种经过机动车进行拍照,除可以拍照所有在机动车道线上正常通行的机动车之外,由于使用了嵌入式高清拍照管理系统,录制而来的照片分辨率最大达到了1616*1232图像,并且能够在拍照点处水平方位涵盖四百厘米的视野范围,将所有跨越机动车道线通行的机动车也包括在拍照区域之内,从而彻底改变了过去卡口管理系统中因为号牌识别问题而多增加了一个辅助像机来抓拍所有跨路段通行车辆的传统结构。在监测范围内,对速度从五km/h~160km/h运行的机动车辆图像捕获精度达到了百分之九十九以上,其汽车数据库系统也达到了公安部部标GA/T497-2009《高速公路机动车辆智能化监控管理系统一般技术规范》中的数据库规范。
由于使用了高清晰抓拍单元,所拍摄下来的汽车的图像分辨率可以达到1616*1232图像(200万),而且画面质量也非常清澈,不但能够很清晰地的识别汽车的号牌,而且车牌图像还比普通卡口的高出了好数倍,并且还能够很清澈地看到汽车司乘工作人员的脸部信息;夜间由于使用了多重曝光技术和电子补光技术,汽车的各大光源被有效地控制住,根本就不影响车牌的自动识别。
3.2车辆抓拍及数据存储功能
当车辆经过时,系统就能准确抓拍汽车的前方特写图片一张,并把图片保存在后台管理主机的硬盘或相应目录内,将车辆经过的信息载入相应数据库,并在特写图片中标注车辆数据,如日期、位置、速度、方位等。
在大环境中无雾覆盖雨雪天状况下,对监测范围内的正在运行的特写汽车图片,其中机动车号牌、车辆全部结构、司乘人员、车型商标以及头部等所有特征,都可以明确辨认,对于汽车肇事逃逸犯罪以及汽车刑事案件的侦查提供了较为清晰的影像资料。汽车附加镜头图片可清楚地识别汽车类型、车标、司乘人员、车身色彩以及所载货物。
每套管理系统中可最少存储一百二十万辆汽车。当系统数据量超过规定的储存能力时,就可手动对最前面的汽车图片按数据顺序加以覆盖,整套控制系统将始终保持最少一百二十万辆汽车的图片数量,并按照国际通行的JPEG2000国际标准压缩图片,图象分辨率为1616*×24真彩,达二百万图像,并有日期、车速、位置和方位等信息。
系统使用了专门为卡口应用开发的高清工业标准镜头,并具备了手动触发收集照片、车辆速度解码、可控曝光和调节补光等功能,照片的采集过程根本不要求后端数据处理器的参于,就可以在各类复杂多变条件下(如:雨雾、强逆光、弱日照、强日照等)条件下,制作出清晰度的照片。画面品质清晰度可辨,在夜间图片还带有强光监控功能。
由于摄像机的清晰度非常高,是普通像机的图象分辨率的五倍,视野广,清晰度好,所以特写照片看的比较清楚。为突出前排司乘人员的脸部图像,必须先将灯光进入驾驶舱,必要时还需添加辅助闪光灯。但同时,由于使用了嵌入式的高清工业摄像头技术,使通过车标自动识别汽车的品牌信息变为了可能,为将来汽车的智能辨识技术发展提供了非常好的原始图像,因此未来仅需通过升级汽车辨识程序便能够实现对车标的自动识别,而无须任何硬件的修改与提升。
3.3车辆识别功能
3.3.1卡口固定式车牌识别
卡口固定式号牌识别通过前端摄像机抓拍出城车辆的车牌号与中心数据库的比较图,对在黑名单上的机动车进行信息报警,能够实现治安检查站和巡逻民警处指挥中心同时二级监控,巡逻民警处首长坐在办公室能够看到14个卡口车辆出入情形的多级监控。通过成立卡口监控和高速公路移动识别系统,实现了对在高速公路上监控范围内行驶的车辆,进行即时监控、捕捉、辨认、报警、记录,保留有关车辆的信息和车流量等数据并实施集中高效的处理措施,为公安冲击盗抢和黑名单车辆违法、查缉交通肇事逃逸犯罪、解析道路交通、强化保安管理工作,起到了高效的技术支持。每处双向四负六车道,每天侯录入出卡口的机动车号牌信息和汽车全景特点等图片,测量范围在五十米左右,捕获度百分之九十九,识别度百分之九十五以上,速度为零负二百公里/时,图像中显示的汉字、字母、数码等清楚可辨。系统使用国际领先的DSP数码硬件芯片信息处理高新技术,和基于硬件识别设备进行视频检测计算的主要执行平台,通过集成光源、镜头、摄影机和DSP电路等组成镶嵌式的架构,设备上无须运算机即可完成对车牌图像的收集、识别和测量工作,并即时录入通过监控区域汽车的图像、车牌信息,可实现保存、管理、数据传输功能。对行驶机动车辆的流量变化情况实现了常年不间歇的自动记录、数据分析和保存。同时要求卡口管理系统能够全天候手动捕捉并自动识别出所有经过道口的机动车辆的号牌,并进行声光报警、设防等。而监控站点则具有信号录入,检索,计算,信息传递,打印等功能。该管理系统的核心卡口为自动号牌辨识与测速反馈系统,自动收集汽车信号并实现对汽车测速、号牌字符和色彩等的自动识别功能,并利用治理系统软件进行了相应的功能模块。
卡口监控识别管理系统通常使用一个IP的互联网连接或其它数据接口方法,以便于和其它的电子设备连接。信息系统控制中心处理计算机和各监测点计算机的互连使用星状拓扑架构,每一监测点均能与控制中心进行联系,传输车辆通行数据信息与监测图像数据网络互连使用光缆或其它通讯方法。
3.3.2移动式车牌识
移动式车牌识别能够在不阻碍交通通行的情形下,在不便设置固定卡口车牌识别的重点路段进行机动布控。前端的摄头体积较小,但抓拍距离远(最远可达50米)、图像清楚度高,且安装调试简单、方便,操控简单,大体实现了轻点按键即能对娴熟运行在本系统上每辆抓拍的机动车拍照,系统还能够实现全自动的指纹识别功能,机动车识别包括号牌识别、机动车类型识别、车体色彩辨别等,并预留了未来提升指纹识别功能的空间,如车标辨识、人脸识别等。举证唯一性(利用车牌唯一性抓拍,使得雷达测速具有唯一性);车牌识别率高(整牌识别98%以上,有效幸免误报),识别速度快(采纳硬件DSP识别处置,识别时刻低于20毫秒,对车速在250千米/小时的逃逸车辆亦可轻松捕捉),抓拍速度高(20~250km/h车速),适应多车道同时抓拍(适应2~3车道,10米宽距)。由于采纳工业级一体化摄头,比较家用级数码相机而言,更适宜在野外车内高温、高湿环境下利用;在供电设计部份,设备全数采纳点烟器12V直流供电,幸免采纳220V强电带来的车内平安隐患(下雨潮湿等情形下极易发生漏电危险);治理软件部份,界面直观、易懂,操作简单,功能壮大,数据库接口与公安兼容,海量存储(最大可允许500万辆机动车数据库资源),对发觉黑名单车辆刹时实现视频和语音实时报警提示现场执法人员。另外,还可依照需要实现自动、手动抓拍(持续抓拍张数任意设置),在发觉违章车辆压黄线、乱停车等还能够点击录像功能,取证加倍充分。因此,本系统具有有效、稳固、靠得住、机动、灵活、监测范围广、实时性强等特点。整套控制系统的设计工作基本目标,是运用最现代化的光伏、电脑、图片信息处理、模型辨识等技术手段,对监测道路上通过的每一台汽车的前方特点图片和全貌图片实行连续全天候真实录制,计算机系统依据所录制的特征图片实现号牌自动识别,并能对所有嫌疑汽车设防自动告警。
3.4远程图象监控功能
远程图象监控功能分为大体功能和扩展功能。大体功能是实现指挥中心对一十四个卡口和武汉市因此收费站进行实时全景监控。扩展功能是与每一个卡口周围的交管监控探头、收费站探头联网,能通过这些现有的探头最大限度监控路面状况。收费站的监控采纳共享的方式,14个卡口值班人员能够任意远程调看各个收费站车辆出入武汉市的实时图像和录像资料,用于办案需要。14个卡口的全景摄像性能与车牌识别系统、车速测算系统进行联动。车牌识别系统、速度测量系统可以在要抓监控或拍摄卡口全景照片的地方,通过自动连接全景摄像头完成抓拍或全景摄像头二十四小时内对过往车辆进行摄像,并以时刻轴为条件成立相应的检索数据库与后台中心数据库连接。
3.5人脸识别功能
该系统基于音视频紧缩卡支持监控中的实时特写人脸提取与治理,支持依照人脸自动调整摄像机光圈,并与后台数据库进行比对、查询。整套系统小巧轻便,可在任意地址进行移动式识别。
3.6采纳“人脸智能识别技术的益处
3.6.1不要求车辆司机与识别装置有任何的直接联系,或在远距离实现被动辨识
3.6.2具备了超高精确度和高速的记录速度与检验准确率。
3.6.3不需要任何识别专家进行结果对照,脸部大体不受胡须、髮型转变和戴眼镜的阻碍。
采纳该技术优势就在于能够通过这一高科技技术增加卡口设防的高科技含量,能够第一时刻将被查人员与黑名单数据库进行比对,得出比对结果。只要有人脸识别的存在就能够更有效的在出城卡口拦截黑名单人员。本系统采纳最新的DSP、ASIC和人脸识别算法技术实现出入操纵,充分利用高速算法和高效算法的优势,在技术参数和识别时刻上均处于同类产品领先地位,其中识别时刻更是小于秒,提高了系统的易用性。系统考虑到了不同的姿势、表情和光照补偿,从而充分发挥系统的性能和完成更多的作用,采纳了操纵部份和执行部份分离的结构,增强了系统的靠得住性。
3.7速度测定功能
车速测算功能是基于车牌识别功能的一个应用模块。不管是卡口固定式车牌识别系统仍是移动式车牌识别系统,增加该模块后均能实时的测算出通过车辆的行车时速,对超速车辆马上联动报警,同时自动抓牌车牌号及超速时道路、车辆全景,并自动记录超速时刻、速度,形成相应的查询数据库。
速度测量设计完全符合《机动车测速仪》及GB/T21255-2007规范,当车辆时速低于一百千米/小时时,道路速度实测误差范围不大于-6km/h-0km/h;如果车辆时速超过或低于一百千米/小时时,道路实际误差将不大于正常车辆时速的-百分之六或-百分之零。同时,系统还可以根据地点等各种信息设定限速值的功能,而且还能够远程设定,而不需专人在卡点设定。
3.8实时报警功能
管理系统根据对消息收集处理后的基础数据分析,管理系统服务器端能够即时显示最近的布控消息和告警消息,对告警消息也能够选择进入详情查询具体的告警图像、号牌消息、告警位置、方向信息和告警事项。完成了对超速及被盗抢汽车和交通肇事逃逸汽车等布置控汽车的实时报警控制功能,其实时报警一般包括二类,一是超速报警,二是布控汽车的告警。
3.9信息上传和下载功能
十字路口管理单元还可进行车辆信息的自助提交,上传信息内容中包含驾驶员的照片和有关个人信息,在网络系统发生故障时,将驾驶员的照片信息存储在十字路口服务器中,一旦网络系统恢复正常后,则主动提交存储在十字路口服务器中的照片信息。本管理系统还可利用互联网,进行远程数据存取和远程系统维护等功能。数据传输模块也支持ActiveX数据交换控制。路口控制机能提供了对数据进行检索与存取的端口,控制中心也能够利用端口进行对前端所存储数据的存取。
3.10网络校时功能
中央服务器预留了时钟校正端口。由于采用NTP/SNTP的网络时钟协议,系统可使用上位软件进行与中央服务器的对时。同时引入了时间同步与校准方法,以确保在各个时钟系统内的时刻同步,时刻信息必须要准确到零点一s。且正常应用时系统的时钟电池寿命不得小于两年。
3.11图像记录防篡改功能
系统中记录的原始图片信息均具备防修改功用,并按照GA/T832-2009规定,以避免在传送、保存、信息管理等流程中被其他人更改。系统还采用了照片加水印的方式,来完成照片放篡改功用。抓拍机捕捉图像,对原图加水印(水印在图像上不表示),图像经由互联网传送到中央数据管理服务器,中央管理自动对每一个图像实行水印认证,在图像信息中表示正常图像、被修改图像等信息内容。我们也推出独立的认证工具软件,通过前端单独拷贝过来的图像实现自动认证。
3.12路口控制机的管理功能
道口管理系统中可实现道路机时间校准连接,道路部分技术参数的设定连接,对道路机运行状况的判断和监测、远程恢复,如果布控信息和可疑的车辆信号均不为手动下载时,可将该功能在监控控制中心中进行手动发布。
3.13车流量统计功能
能够按路段数量进行流速计算,按行驶方式进行流速计算、按车速统计,还能够计算断面/路段数量、流率(每分钟每路段车辆数)、均匀流速、汽车(可划分五类汽车)、时限/空气占有率、车头时距、水平(可划分六级)、密度(单元距离上的汽车数)、空气均匀流速(单元距离上的汽车均匀流速),均以电子报表方式传递。
3.14信息查询功能
统还可对车辆信息、车辆违章信息、布控/撤控信息、系统运行日志信息、系统运行日志等时间信息,按各种要求进行查询与统计分析。包括对行驶车辆的实时监测、车辆精确搜索、模糊检索、布控信息、报警查询、行驶车辆流量计算等功能,并根据时间信号还可查找该车辆所在时点运行轨迹。搜索的车速也应进行适当调整,一般搜索任意六小时的行驶记录,但搜索时限不得大于十秒钟。所搜索的信息均可多种形式打印并输出。
高清卡口以及电子警察的应用都已经多年时间,而实际应用来说也只是在最近二年。操作系统中不仅具有工控型的高清产品,还具有嵌入式高清产品,从而能够用同一个平台上对所有的前端信息进行统一管理。网络平台中应用了websphere做为应用程序服务器,并应用了oracle做为数据库系统,从而全面突破了公安部对的系统安全性能需求。
第四章 高清智能交通产品及应用案例
高清卡口及电子警察提出已有几年时间，但真正应用起来不过在最近两年。系统不但具备工控式高清产品，还具备嵌入式高清产品，并且用一个平台对各种前端数据进行统一处理。平台使用websphere做为应用程序服务器，采用oracle做为数据库，完全超越公安部对于系统安全性能要求。
4.1高清雷达触发测速与抓拍系统
如图二所显示,前端抓拍控制系统运用了窄波雷达的多普勒效应侦测技能,,不但具有各种卡口功用外,还配备了测速处罚功用。使用了高清晰的工业级CCD万像素抓拍一体机,独立完成了各种对过路机动车抓拍和高智能低频闪灯的触发,并将所捕捉的图像经由互联网传送至中央,有车牌识别机完成识别,以及与信号叠加后,将处理过的图像,送至中央管理服务器和数据库服务器,全部的路面抓拍录入均由中央服务器统一集中管理,各管理工作站都能够对各路面抓拍笔录实行即时查询管理,与此同时在各个方面都通过一台标清摄像机完成了路面的实时监测和摄像。
图4-1 抓拍示意图
4.2高清电子警察系统
如图三所显示,采用了200万CCD高清网络摄像头,并采取了纯视频捕捉方法,每台摄像头同时监视着二至三条机动车道。通过高清网络摄像头可以手动拍照违法机动车,而高清网络摄像头同时联动的LED高频闪补光灯可以实现补光,从而确保图片的清晰可用。同时为了保证所拍照片能够成为交通执法证据,将陆续保存了三份可以体现汽车动态驾驶状态的超高精细度全景照片,当中首张照片为机动车在红灯时间未压过停止线时的照片,第二次张为机动车在红灯时间压在停止线上和经停线的照片,第三次张则为机动车在红灯时间经停止线之后仍然持续通行的。每个处理结果均经由网络系统传送至中央的闯红灯数据处理服务器上完成储存、消息叠加,储存消息经由数据传输的网络系统后自行上传到中央服务器系统后(可透过人工控制加载到相应存储媒介),再应用于计算机系统中完成相应业务处理。
图3
4.3其它方案
部分路口,闯红灯系统采用了高标混相机(标清解析行车轨迹,高清抓拍图像)的方法。这个系列虽然并非纯高清系统,不过它有一些的优点,毕竟对标清图像的计算机资源、内存、数据传输等因素需求都要少。也有高清图像的CMOS摄像机,不过由于CMOS摄像机在卡口使用过程中会产生拖影现象,并且由于CMOS在感光层面要比CCD差了不少,所以在夜间时对光线的需要也较CCD高清摄像机的条件要严苛,所以通常需要很大功率的补光灯把抓拍区域照到非常亮,来使图象的品质提高以及降低了图象噪点问题。
4.4某市城市道路卡口系统
4.4.1系统特色
视频测速,最大误差范围为≤/h,智能辨识五种以上常见汽车颜色,即汽车、面包车、中客车、大货物、小货物,白天识别率≥百分之九十,夜间识别率≥百分之八十五年,可辨识黑、白、灰、红、绿、青、粉紫棕、黄等十种以上的,汽车颜色,白天识别率≥百分之九十,夜间识别率≥百分之八十五年令支持九十种最常见的商标辨识,白天辨认率≥百分之九十,夜间辨识率≥百分之八十。
4.4.2系统概述
2023年九月,某市的网络高清卡口建设项目已成功通过国家验收,这也标志着全市的天网建设工程基本完成。本管理系统主要涵盖了九十二个方向的道路卡口系统,共选用了科达三百万卡口系统的近二百台机械设备,本系统前端信号采集系统的主要组成为:智慧卡口抓拍单元补光装置和机具箱等设施,全部设置于外场路面,通过统一的纯视频检测方法完成了全天候不停歇地的对机动车、前排司乘工作人员、非机动车和步行等监测目标的图像捕捉和信息处理、储存、传输等功能:针对捕捉的机动车图像,进行了号牌、颜色、车型等特征的自动识别等功能系统上线后一直运转良好,同时采用了对卡口设施的集中式管理体系,极大地提高了公安人员的效率,并减少了道路维修设施的人员成本,使人力资源结构得以进一步优化。真正做到了”一个点布控、全网应对”的智慧卡口系统,为办事人建立了对机动车即时布置管控、准时告警、适时出警的技术平台。强力严厉打击了各类套牌机动车、强盗抢车犯罪。依法制裁了各类刑事犯罪份子,为民众带来了平安保证。
4.4.3系统组成
图4
4.4.4现场效果
图5
第五章 智能卡口系统面临的问题
卡口系统结构类型的完善与发展,从一定程度上表明了中国路面卡口管理系统的发展虽已走向轨道化,但在这发展过程中又面临着许多的新问题,而目前在路面监控卡口管理系统建设中所面临的新问题,主要反映在以下几方面:
5.1在雨天,对车辆抓拍的效果并不好。
5.2抓拍的空图片数量较多。
5.3存在一定的漏拍率。
5.4图像格式与非现场系统中所要求的格式并不相容,因此必须人工切换。
5.5卡口管理系统功能上较为简单,但是否能够使其拥有测速和监控报警、机动车违法行为信息自动查询等智能技术手段。
5.6未形成统一的卡口数据库、后台管理系统,大队卡口管理系统独立为战,与各大队的卡口没有统一。
5.7数据采用网络传送,具有泄密的危险性
尽管道路卡口发展中面临着很多的问题,但毋庸置疑,这一方市场已经和其他的安防版块市场势均力敌,正以很快的速率发展壮大着,并在逐步产生着越来越明确的高清化、一体、智能的趋势。
第六章 智能卡口系统的发展趋势
虽然道路卡口发展中存在着不少的问题,但不可否认,这一方市场与其他安防版块势均力敌,正在以飞快的速度发展着,并逐渐形成了明显的高清化、一体化、智能化的发展趋势。
6.1卡口系统高清化
道路监控卡口控制系统经过了从标清到高清,从工业监控计算机、板卡、在到嵌入式一体设备的不断发展,目前卡口控制系统的技术发展已呈现出了鲜明的高清化、融合、智能趋势,而卡口控制系统镜头像素分辨率也经过了从标清到高清130万、200万、300万、500万的发展,目前市场上八百万图像分辨率的卡口摄像头已经开始大量问世,并开始逐步广泛应用于市场,而八百万摄像头不管在监控范围还是清晰度均有了显著的提升,在极大程度上迎合了使用者对细节更高标准的需求,并且相信随着科技的进一步发展以及市场认可度的提升,卡口镜头的像素分辨率将会更高。
6.2卡口系统一体化
嵌入式一体卡口摄像机在上市之后,就很快获得了市场肯定,到现在,嵌入式一体概念也开始深入人心,理由其实很简单,一方面,由于智能交通的结构复杂,相关的子系统和设备都特别多,每一个子系统的设置问题都会导致整个抓拍系统的瘫痪,另外,由于智能交通项目实施时要配合多个项目,要封路实施,所以对道路的干扰特别大。而嵌入式一体的问世,使得整个系统的子装置数量大大地减少了,使整个系统的安全性提高,安装更加非常简单、方便,从而极大节约了安装、调试时间,同时也大大降低了维修的复杂性和成本。所以,在嵌入式一体问世之后就迅速的获得了大量客户青睐。目前,嵌入式一体化的五百万摄像头已经开始问世并开始逐步广泛应用于市场上,它能够在一个摄像头内同时完成对五百万视频流的解码、压缩、图象解析、车辆监测、号牌辨识、轨迹追踪、双码流输出等功能,而不再需要手工控机,从而使其生产成本大大降低。
6.3卡口系统智能化
传统的道路卡口管理系统主要是对通过汽车录入图像信息,不过随着科技的发展,汽车应用的不断深入,以及用户认知度的增加,对一些人性化功能的要求也日益突出,例如,交通拥堵监测、汽车违规停放监测、违规掉头监测、道路交通流量统计、交通事故监测、道路拋洒物监测等,这些功能不但丰富了使用感受,同时也大大增强了道路管理系统的实用性。将交通监控卡口系统由”眼睛逐渐变成了会思考、会分析的智慧”大脑”。从而真正做到了智能交通管理。
6.4容易施工，方便维护
由于嵌入式系统体积小，连接线缆较少，功耗非常小，因此对前端配电、施工方面的要求较小，由此越来越受到用户的青睐，尤其在供电不方便需要太阳能供电的地区，更显其优势。
智能卡口装置安装的地点通常是在露天,作业环境相对不良,所以系统的稳定性和可靠性有很大的提高，系统必须有较好的散热设计、具有看门狗，系统架构需要充分考虑系统可靠性，通道之间的独立运行，并且尽量避免功能的过度集中。
当前用户非常注重系统之间的互联互通，卡口系统与车驾管系统、违法处理系统、黑名单系统等的连接，可以实现黑车布控、违法数据共享、非法车辆监控等等功能，大大扩展了传统卡口的功能，对于交通管理部门和公安部门有很大的帮助。结语卡口新技术的应用可不断拓展卡口的功能，不断提高卡口的性能和可靠性，这些必将为构建和谐社会、建设平安城市发挥重要作用。
总结与体会
智能监控卡口管理系统用于填补卡口管理系统在全国分布范围上的空缺,并且能够遍布城市的各支线、单行线等非干线道路。在传统录像监控模块的基石上添加了车辆抓拍、号牌辨识、布控等新功能,克服了传统的录像监控模块将海量视频录像堆积在控制中心,要求大批人员投入完成人工查车的实际问题;并且结合平台功能实现布控告警,使新型的监视摄像机可以完成从事后发现到自主录像防控的质的跨越。
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