加油站視頻抓拍機動車輛信息系統(tǒng)設計方案和對策

1、加油站視頻抓拍機動車輛信息系統(tǒng)設計方2011年12月28日一、概述近年，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市人口日益增多，機動車保有量迅速增長，加油站作為機動車油箱充裝汽油、柴油的專門性經(jīng)營場所，也日益增加， 遍布在各城市進出城的各干線上，加油站內(nèi)人員車輛流動比較頻繁，是犯罪分子 駕車逃逸補充油料的必經(jīng)之地。加油站為一級安全防范單位，防火、防爆、防靜 電的要求非常高，由于防范措施不到位或者人為原因， 造成火災的比比皆是，給 國家財產(chǎn)、人身安全造成重大損失。加油站內(nèi)大量的易燃油品，更是犯罪分子主 要攻擊的目標。二、用戶需求通過建立在加油站設計卡口監(jiān)控和卡口布控系統(tǒng)， 實現(xiàn)對進出加油站區(qū)域的 車輛進行

2、實時監(jiān)視、抓拍、報警、記錄保存車輛通行的信息數(shù)據(jù)并進行集中有效 的管理，為公安部門打擊盜搶和走私機動車犯罪、查緝交通肇事逃逸案件、嫌疑 車輛、交通違章登黑名單車輛、加強交通管理提供有效的技術支持，并能接入原 有主干道卡口系統(tǒng)，實現(xiàn)信息共用。三、方案設計3.1系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)圖-GP澈時 WEB 數(shù)據(jù)庫 應用i服務器 服務衽朋務囂 服務器uxm存儲客戶請年濮識別器光殲收發(fā)器怦公安局両 口融敘關爲膘黠神廿&両 口融敘”光纖收翁器市公安局光殲專陣該系統(tǒng)由識別系統(tǒng)（前端信息米集與識別設備）、通訊系統(tǒng)和中央系統(tǒng)三個子系統(tǒng)組成。其中，識別系統(tǒng)又是由若干分散在各個加油站的前端信息采集設備 和后端識別設備組成

3、的。這些設備不間斷地工作，獲得經(jīng)過各個檢測點車輛數(shù)量和通過車輛的車牌號碼，車牌顏色和車標類型,并將獲得的數(shù)據(jù)由通訊系統(tǒng)傳送給中央系統(tǒng)。中央系統(tǒng)通過對上傳數(shù)據(jù)的處理,可實現(xiàn)車輛監(jiān)控和系統(tǒng)管理等功系統(tǒng)主要由以下兩大部分組成。1、前端信號米集部分圖片抓拍、車牌識別和視頻存儲它包括安裝在各前端加油站卡口的攝像機、 部分，車檢器和傳輸部分等設備。前端檢測點采集視頻圖像，包括特寫圖像、全 景圖像等。2、市中心存儲比對報警管理平臺負責接收、傳輸、存儲、控制等功能，實時接收各卡口點前段攝像機采集的 圖文信息，對數(shù)據(jù)信息進行實時的比對、報警等應用處理，并且建立WE服務器, 為市縣用戶客戶端提供查詢、統(tǒng)計、布控等

4、操作的友好用戶平臺，具體操作功能 可根據(jù)實際需求和用戶的訪問權限進行修改。3.2前端系統(tǒng)U人式控相政*|中am眸I機粧前端采用一臺200萬的高清相機覆蓋加油站出口區(qū)域，系統(tǒng)對攝像機實時監(jiān) 控范圍內(nèi)的所有運動目標進行跟蹤處理， 實時跟蹤所有車輛，當車輛通過設定虛擬線圈區(qū)域，系統(tǒng)自動抓拍通過虛擬線圈的車輛圖象。 通過車道的閃光燈完成晚 上的補光功能。前端工控機處理相機發(fā)送的抓拍信息完成對過車的號牌識別、車 速等相關信息的處理，并將相關信息通過網(wǎng)絡傳送到數(shù)據(jù)中心。對監(jiān)測車道全天侯記錄車輛牌照及車輛全景特征圖像，檢測范圍50米以內(nèi),捕捉率98%以上，車速0-200公里/小時，圖片顯示漢字、字母、數(shù)字清

5、晰可辨。前端系統(tǒng)在邏輯上可以分為數(shù)據(jù)采集單元； 交通事件檢測單元；交通參數(shù)檢 測單元；視頻觸發(fā)單元；車牌識別單元；數(shù)據(jù)存儲單元與數(shù)據(jù)傳輸單元，七個大 的邏輯功能單元。1）數(shù)據(jù)采集單元高清攝像機采用200萬數(shù)字攝像機覆蓋2條車道，提供高質(zhì)量的圖片，圖 像清晰、紋理細膩、車牌大小、亮度適中，能夠使系統(tǒng)獲得更高的識別正確率。2）交通事件檢測單元系統(tǒng)對攝像機實時監(jiān)控范圍內(nèi)的所有目標進行跟蹤檢測，當發(fā)現(xiàn)檢測區(qū) 域出現(xiàn)異常目標時，系統(tǒng)可以實時進行檢測，并判斷其為何種交通事件，并通 知視頻觸發(fā)單元抓拍保存事件的圖象信息。 同時可以記錄事件發(fā)生過程的一段 時間的實時壓縮視頻，并和事件圖象一起上傳中心系統(tǒng)，中心

6、系統(tǒng)可以輔助于 人工行為，更加準確地判斷所發(fā)生的交通事件，并進行相應的處理。檢測的交通事件包括：交通事故、突然停車、交通擁堵、車輛慢行、車輛超速、非機動車、行人穿越、車輛逆行、遺棄物、違章變道、小車駛?cè)牍粚?用車道、大貨車違禁行駛、機動車駛?cè)敕菣C動車道等信息。3）交通參數(shù)檢測單元系統(tǒng)對攝像機實時監(jiān)控范圍內(nèi)的所有車輛進行跟蹤檢測，對每一車輛設定為一跟蹤目標，自動判斷跟蹤目標是否為一個有效車輛， 并計算通過的車輛數(shù) 量，通過跟蹤目標移動距離和時間間隔， 并參照初始標定的道路參照信息， 測 量每個車輛通過虛擬線圈的實時速度，進而根據(jù)車輛情況計算道路交通流量、 平均速度、平均車道占有率、平均車頭間距

7、、平均車輛密度等交通參數(shù)，同時 能對排隊長度進行測量。檢測結(jié)果實時上傳到中心系統(tǒng)。檢測交通參數(shù)包括：交通流量、平均速度、平均車道占有率、平均車頭間距、平均車輛密度和排隊長度等。4）視頻觸發(fā)單元當交通事件檢測單元檢測到相關的交通事件后，事件檢測單元會通知視頻觸發(fā)單元發(fā)出觸發(fā)信號，進行交通事件的圖象抓拍。5）車牌識別單元系統(tǒng)能對檢測道路駛?cè)氲能囕v自動進行號牌識別，并對識別結(jié)果進行保存 和實時上傳。系統(tǒng)可根據(jù)捕獲和采集的信息，提供相關的檢測數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括：記 錄編號、設備編號、檢測時間（年月日時分秒）、車牌號碼、車牌顏色、檢測 地點、檢測車道信息、檢測方向和車牌圖片等信息。6）數(shù)據(jù)存儲，傳輸單元

8、數(shù)據(jù)存儲與傳輸單元完成對系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)的收集、滾動存儲，同時完成與后臺中心系統(tǒng)的各項交互功能， 包括實時數(shù)據(jù)上傳、斷點續(xù)傳、中 心系統(tǒng)各種命令的響應等等功能。同時提供前端機器的工作狀態(tài)信息、日志記 錄和設備狀態(tài)監(jiān)控。7）設備狀態(tài)的自檢和狀態(tài)發(fā)送前端系統(tǒng)周期的對運行的軟硬件環(huán)境進行自檢，并將自檢的結(jié)果發(fā)送到中心，以便中心能夠?qū)崟r監(jiān)控前端路口設備的運行狀態(tài)。方便系統(tǒng)的維護與故障處理。3.3中心查控系統(tǒng)中心查控服務系統(tǒng)為卡口系統(tǒng)中的后臺處理軟件系統(tǒng)，包括車牌識別數(shù)據(jù)的接收、存儲、比對、報警、查詢及管理等功能。系統(tǒng)可根據(jù)公安局實際需求進 行開發(fā)，系統(tǒng)具有良好的可擴展性，當卡口數(shù)量增加時，只需對

9、系統(tǒng)硬件負載能 力進行適當擴展，并將軟件進行合理部署，即可滿足卡口或者車道增加要求， 無 須對現(xiàn)有軟件進行重新開發(fā)。系統(tǒng)能與公安局現(xiàn)有的系統(tǒng)平臺進行集成。識別數(shù)據(jù)的傳輸和存儲功能識別數(shù)據(jù)傳輸和存儲功能由實時運算系統(tǒng)的運算服務單元的通訊模塊完成， 識別出來的數(shù)據(jù)和圖片將存儲在數(shù)據(jù)庫和圖片存儲上。需要傳輸和存儲的數(shù)據(jù)包括：車牌號碼、車牌顏色、速度、過車時間、識別 器號、車道號、車輛號牌照片、車輛全景照片、駕駛員照片等。運算服務器單元的通訊模塊負責接收識別設備的識別數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)和圖片 發(fā)到存儲服務器，通訊模塊還負責將運算信息送入到消息隊列中，等待計算。識別器和通訊模塊之間采用TCP端 口連接方式，

10、由車輛識別器實時往中心發(fā)送數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)采用多線程方式實現(xiàn)，運算服務器單元可以擴展部署在多臺服 務器上，通過運算調(diào)度系統(tǒng)軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收及運算的負載均衡。332運算比對功能系統(tǒng)具有黑名單比對計算；布控比對計算；假牌車比對計算；套牌車計算； 超速計算；軌跡追蹤計算；交通流計算；旅行時間計算；協(xié)同運算處理；預警信 息發(fā)布；假牌車信息發(fā)布；套牌車信息發(fā)布；超速車信息發(fā)布；計算結(jié)果保存等 功能。系統(tǒng)的運算比對功能由實時運算系統(tǒng)的運算服務單元中的內(nèi)存消息隊列、各種功能模塊、代理服務模塊、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫等模塊完成。內(nèi)存消息隊列緩存所有需要功能運算的消息： 識別數(shù)據(jù)、控制命令、協(xié)同運 算數(shù)據(jù)等。功能運算模塊由一

11、系列的運算組成：實時比對、套牌車計算、超速計算等。功能運算模塊消息隊列中讀取計算數(shù)據(jù)， 并利用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)計算，如果 需要協(xié)同運算，就像代理服務提出協(xié)同運算請求。 如果有報警信息，就通過代理 服務發(fā)出報警。預警功能預警功能由部署在預警服務器上的預警發(fā)布系統(tǒng)完成。預警發(fā)布系統(tǒng)是建立預警和快速反應機制的技術基礎， 可以提升應對突發(fā)案 件的能力和應急指揮水平。一旦有突發(fā)事件和警情發(fā)生，依托網(wǎng)格化分布的監(jiān)控 卡口的信息米集和預警發(fā)布的布控功能，指揮中心和公安各部門可以做到敵情明 確、決策迅速，可以在全市范圍內(nèi)采取多種措施、聯(lián)動處理，增強市的社會安全 機制。預警服務器負責接收來自運算服務單元發(fā)來的

12、預警信息，并將預警信息按照預設的策略向業(yè)務部門及分局的報警終端或者交警報警系統(tǒng)發(fā)送。服務器端的功能：接收運算服務器發(fā)來的預警信息；將預警信息根據(jù)信息發(fā) 布策略發(fā)往指定的報警終端；接收報警終端發(fā)來的查詢請求，并將查詢結(jié)果反饋 給報警終端；根據(jù)報警策略將交警報警信息通過交警應用網(wǎng)關發(fā)往交警報警系 統(tǒng)。報警終端系統(tǒng)功能：接收預警信息，并通過聲、光等手段進行報警；向服務 器發(fā)出查詢請求，查詢報警信息，布控黑名單及報警策略維護。預警發(fā)布系統(tǒng)分別部署在中心預警服務器和各報警終端。1、布控黑名單：系統(tǒng)中有各種布控黑名單庫，包括：刑偵黑名單、經(jīng)偵黑 名單、交警黑名單、國保黑名單、分局黑名單、派出所黑名單、省廳

13、黑名單等等。 黑名單信息可以通過業(yè)務應用系統(tǒng)進行維護。 車牌一旦加入黑名單就立即進入布 控預警范圍，在任何卡口發(fā)現(xiàn)布控車輛都將引起報警。2、報警策略：對每個布控車牌都可以指定一條或者多條報警策略。每條報警策略都可以分別指定按級別報警、 按部門報警或者按方向報警，這些報警方式 可以進行組合，形成不同的報警策略，報警策略可以隨時根據(jù)情況升級或者降級， 以適應案件偵破要求。比如：抓捕報警策略：一旦設置了抓捕報警策略的車輛出現(xiàn)， 預警發(fā)布系統(tǒng)首先將 向市局指揮中心報警，同時向報警申報單位報警。經(jīng)過指揮中心或者報警申報單 位確定該報警信息（甚至無須經(jīng)過報警信息確定），就可以向嫌疑車輛逃竄方向 相關的分局

14、指揮中心、附近的攔截卡口、附近的路面警力等發(fā)出抓捕報警信息， 進行圍捕。監(jiān)控報警策略：一旦設置了抓捕報警策略的車輛出現(xiàn)， 預警發(fā)布系統(tǒng)首先將 向市局指揮中心報警，同時向報警申報單位報警。這時只對嫌疑車輛采用監(jiān)控手 段，不進行圍捕。也可以同時設定按方向報警，這時該報警信息也會向嫌疑車輛 逃竄方向相關的分局指揮中心、附近的攔截卡口、附近的路面警力等發(fā)出協(xié)助監(jiān) 控的指令。指揮中心或者報警申報單位也可以發(fā)出指令， 將該報警信息升級為抓 捕策略，從而實施及時抓捕。特殊監(jiān)控的報警策略：對一些需要特殊監(jiān)控的嫌疑車輛，可以設定特殊的報 警策略，比如為了達到案件偵破保密要求，可以要求將報警信息只發(fā)送到特定的 報

15、警終端，這種情況下，就只有設定的報警終端才能收到預警信息， 而不會導致 泄密。3、預警發(fā)布：布控車輛（如：被盜搶車、涉案車、假牌車、肇事逃逸車等） 在通過監(jiān)控卡口時，系統(tǒng)會自動報警以便及時攔截，由于各條道路均設有監(jiān)控卡 口，可以實現(xiàn)層層堵截，使布控車輛難以脫逃。實現(xiàn)的原理是：運算比對系統(tǒng)收到識別后的車牌數(shù)據(jù)將和黑名單進行比對， 如果黑名單中有該車牌信息，將引發(fā)報警，并將該報警信息發(fā)送到預警發(fā)布系統(tǒng) 中。預警發(fā)布系統(tǒng)將根據(jù)報警車牌設定的報警策略通過公安網(wǎng)絡分別向市局指揮 中心、各相關分局指揮中心、報警申報單位、各業(yè)務部門、攔截卡口、路面警力 等發(fā)布報警信息和處警指令，也可以通過無線方式向攔截卡口

16、、 路面警力等發(fā)布 報警信息和處警指令。市局指揮中心、各相關分局指揮中心、報警申報單位、各 業(yè)務部門、攔截卡口、路面警力也可以通過報警終端實時查詢相關信息：報警信息、車輛信息等等四、設備選型川大智勝開發(fā)的智能交通系統(tǒng)是國內(nèi)“應用最早、規(guī)模最大、準確率最高”的公司，在智能交通領域積累了扎實的工作基礎和豐富的應用經(jīng)驗。特別是在“基于精確號牌識別”領域，我公司處于國內(nèi)領先地位。目前，川大智勝在基于精確號牌識別基礎上，開發(fā)出新一代智能交通產(chǎn)品高清視頻事件檢測器，該檢測器采用200萬(或500萬)高清CC數(shù)字攝像機， 對攝像機實時監(jiān)控范圍內(nèi)的所有目標采用運動跟蹤方式，實時跟蹤所有車輛，當車輛通過設定虛擬

17、線圈區(qū)域，系統(tǒng)采用視頻觸發(fā)方式自動抓拍通過虛擬線圈的車 輛圖象,對抓拍到的車輛進行號牌識別，同時系統(tǒng)還進行多種交通事件檢測和交 通參數(shù)測量，將多個功能融合為一體。對監(jiān)測車道全天侯記錄車輛牌照及車輛全 景特征圖像，檢測范圍50米以內(nèi)，捕捉率98鳩上，車速0-200公里/小時，圖片 顯示漢字、字母、數(shù)字清晰可辨。(1) 高清數(shù)字相機攝像機近幾年來，隨著數(shù)字攝像機技術的發(fā)展和成本的下降， 高分辨率的數(shù)字攝像 機在智能交通領域的應用成為可能。我公司針對數(shù)字攝像機高分辨率、高精度、 高清晰度、色彩還原好、低噪聲等優(yōu)點提出了相應的一系列數(shù)字攝像機智能交通 系統(tǒng)解決方案。對車牌識別而言，數(shù)字攝像機的使用迅速

18、提升了車輛近景圖像的 質(zhì)量，車牌細節(jié)清晰，能夠較好的提升車牌識別正確率。針對項目的不同需求，可采用一臺200萬高清攝像機覆蓋一條車道，也可以 一臺200萬高清攝像機覆蓋兩條車道，而對三車道或四車道采用一臺500萬高清數(shù) 字攝像機完成覆蓋。目前，已經(jīng)在北京、德陽、成都、深圳、東莞、宜興等多個 城市交通監(jiān)控項目中建設應用。(2) 交通事件檢測與交通參數(shù)檢測技術隨著道路的交通量不斷增加，交通事故明顯上升，事故或交通堵塞得不到及 時檢測和處理，必然會降低道路運營效率，給社會發(fā)展帶來很大的經(jīng)濟損失。 因 此，應用道路事件檢測與管理具有重要意義。同時，道路車輛的違章和違法現(xiàn)象頻發(fā)，采用車牌識別技術對車輛進

19、行號牌識別， 對可疑車輛進行定位識別并及時 報警也非常必要。川大智勝開發(fā)的交通事件檢測系統(tǒng)，能對多種事件進行檢測，檢測參數(shù)包括： 突然停車、交通擁堵、車輛慢行、行人穿越、車輛逆行、遺棄物、路面突發(fā)異常 車輛等信息。能對道路多種交通參數(shù)進行檢測，檢測參數(shù)包括：交通流量、平均 速度、車道占有率、平均車頭間距等。對檢測到的交通事件，實時上傳中心服務 器，并能進行告警，同時提供相應事件的視頻圖像，方便交警實時察看和處理， 并能作為違章行為處罰的事實依據(jù)。(3) 新一代的車牌識別技術川大智勝經(jīng)過長期算法研究和工程經(jīng)驗積累，開發(fā)出新一代車牌識別技術， 該技術可以對車牌寬度小于100像素的車輛進行識別，而且

20、適應各種環(huán)境情況， 相比原有車牌識別技術，車牌正確識別率更高。采用200萬數(shù)字攝像機對2車道的 車輛進行全部覆蓋，每個車牌大小最大只有 120個像素，因此，采用傳統(tǒng)的識別 技術，車牌的正確識別率白天一般只有 80%90%采用新一代的車牌識別算法， 車牌正確識別率白天大于95%用200萬數(shù)字攝像機對3個車道進行覆蓋，每個車 牌的大小只有80個像素，采用我公司新一代識別算法進行車牌識別，白天車牌正 確識別率大于90%同時該識別算法可和車輛視頻檢測技術相結(jié)合，對通過虛擬線圈附近連續(xù)多 幀圖像同時進行識別，在多幀圖像識別中找到最優(yōu)的識別結(jié)果， 使車牌識別率比 原有利用線圈觸發(fā)只能對一張抓拍圖像進行車牌識別，識別率有更大的提升。（4）系統(tǒng)技術性能指標（1）視頻觸發(fā)汽車視頻觸發(fā)準確率： 98% （白天）汽車視頻觸發(fā)準確率： 95% （夜間）（2）車牌識別車牌識別準確率： 95% （白天）車牌識別準確率： 90% （夜間）（3）交通事件檢測（白天）交通擁堵檢測率： 90%突然停車檢測率： 90%逆行檢測率： 95%遺棄物檢測率： 80%行人穿越檢測率： 80%違章變道檢測率： 90%小車駛?cè)牍粚Ｓ密嚨罊z測率： 85%大貨車違禁行駛檢測率：