高清卡口系统技术经典方案（视频触发）

高

清

智

能

卡

□

系

统

目录

第1部分高清智能卡口系统简介.............................................4

第2部分设计原则.........................................................5

第3部分设计依据.........................................................7

第4部分系统整体描述.....................................................8

4.1系统性能指标..........................................................8

4.2系统功能概述..........................................................9

第5部分系统详细设计....................................................10

5.1系统构成.............................................................10

5.1.1系统结构图.......................................................10

5.1.2现场布局示意图...................................................10

5.1.3硬件设备配置.....................................................12

5.1.4前端卡口系统.....................................................12

5.1.5通信传输系统.....................................................14

5.1.6中心管理系统.....................................................14

5.2系统软件简介.........................................................14

5.2.1实时监控.........................................................14

5.2.2数据查询.........................................................17

5.2.3跟车关联性分析...................................................19

5.2.4套牌分析.........................................................22

5.2.5字典管理.........................................................23

5.2.6报警管理.........................................................25

5.2.7设备管理.........................................................26

5.2.8手动布控管理.....................................................27

5.2.9批量布控管理.....................................................28

5.2.10用户管理........................................................29

5.2.11角色管理........................................................30

5.2.12信息导出........................................................32

5.3系统功能.............................................................33

5.3.1车辆捕获功能.....................................................33

5.3.2车辆特征和车辆驾驶人面部特征高清晰拍照功能.......................33

5.3.3车辆牌照自动识别功能.............................................34

5.3.4车身颜色自动识别功能.............................................35

5.3.5车辆型号判别功能.................................................35

5.3.6全景数字录像功能.................................................35

5.3.7记录及图像存储功能...............................................35

5.3.8数据自动上传和历史数据下载功能...................................35

5.3.9Web方式数据查询浏览功能.........................................36

5.3.10前端设备管理维护功能............................................36

5.3.11远程自动更新功能................................................36

5.4系统特点.............................................................36

5.4.1完全嵌入式处理系统...............................................36

5.4.2车辆数据全天候存储...............................................37

5.4.3基于TCP/IP的前后端独立网络架构...................................37

5.4.4智能工业摄像机实现高捕获率.......................................37

5.4.5全天候高清成像，.................................................40

5.4.6独特的车身颜色识别...............................................44

5.5高牌照识别率.........................................................45

第6部分主要设备介绍....................................................46

6.1高清智能工业网络摄像机DS-J200.....................................................................................46

6.2智能闪光灯IS-3003PS.........................................................................................................47

6.3智能工业摄像机终端服务器IS-3001CL............................................................................48

6.4网络录像机DS-9016HF-S......................................................................................................49

6.4.1功能介绍.......................................................49

6.4.2技术参数.........................................................50

第7部分设备清单........................................................52

第8部分案例............................................................54

第1部分高清智能卡口系统简介

近年来，随着经济的快速发展，机动车持有量迅速增加，交通管理现状和需求的矛盾进

一步加剧，与车辆相关的刑事和治安案件也逐年上升，特别是盗抢机动车辆案件。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，打击、预防涉车案件，镇

慑犯罪分子，提高社会治安管理水平是当前公安交通管理部门亟待解决的问题。

针对公安部门的需求以及我国的道路特点，杭州数技术股份有限公司开发出新一代的高

清智能检测系统。系统利用先进的光电、计算机、图像处理、模式识别、远程数据访问等技

术，对监控路段的机动车道、非机动车道进行全天候实时监控并记录相关图像数据。前端处

理系统对所拍摄的图像进行分析，从中自动获取车辆的通过时间、地点、行驶方向、号牌号

码、号牌颜色、车身颜色等数据。并将获取到的信息通过计算机网络传输到卡口系统控制中

心的数据库中进行数据存储、查询、比对等处理，当发现肇事逃逸、违规或可疑车辆时，系

统会自动向拦截系统及相关人员发出告警信号。为交通违章查纠、交通事故逃逸、盗抢机动

车辆等案件的及时侦破提供重要的信息和证据。系统采用高性能工业摄像机作为前端的信息

采集设备，图像分辨率高达1600X1200像素，能够在一张照片上清晰的显示车辆的所有细

节信息以及司机的面部特征，并具有很高的车牌自动识别率。高清智能监测系统能及时准确

地记录经过卡口的目标信息，不但可以随时掌握出入辖区的车辆流量状态，对超速等违章行

为进行处罚，还可以准确记录相关数据信息，为公安刑侦提供重要的参考依据。该系统已在

全国多个省份的卡口项目中成功应用，并获得了良好的效果！

第2部分设计原则

本设计以行业标准作为设计依据，结合现场的具体情况，用最佳设计方案体现最高的性

能价格比，是本方案设计的指导思想，也是本方案设计的基本出发点和追求的目标。本设计

主要贯彻“高质量”及“低价格”两条主线来进行设计的。

先进性：在投资费用许可的情况下，系统采用当今先进的技术和设备，一方面能反映系

统所具有的先进水平，另一方面又使系统具有强大的发展潜力，以便该系统在尽可能的时间

内与社会发展相适应。

可靠性：系统的可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。鉴于

本系统的应用性质，其运行可靠性应得到充分保证。系统最重要的就是可靠性，系统一旦瘫

痪的后果将是难以想象的，因此系统必须可靠地、能连续地运行，系统设计时在成本接受的

条件下，从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等各方面均应严格

要求，使得故障发生的可能性尽可能少。即便是出现故障时，影响面也要尽可能小。系统具

有防盗、耐高温、抗寒、散热排风等基本功能，使用的各类电气接线端子、过载、漏电及断

路保护装置、避雷装置等装置，均符合国家有关电气安全标准要求。系统具有因意外事件宕

机后自动重启功能。

安全性：对于一个系统来说，其内外部的安全性也非常重要，应具有密码、多级控制级

别、撤设防级别；操作人权限可划分为系统设置、超级用户、值班员等，各种系统控制、报

警时间应具有记录及共享功能。网络环境下系统软硬件平台、信息传输加工和数据存储共享

等应把安全性放在首位，加强整个系统的安全防护体系建设，保障系统网络的安全可靠性，

避免遭到恶意攻击和数据被非法提取、使用的现象出现。

可扩展性：系统设计时应充分考虑今后的发展需要，系统应具有预备容量的扩充与升级

换代的可能。由于技术和需求在不断的发展，对系统功能和建设规模、建设质量的要求也将

不断的增多。因此，在系统设计上，系统接口应具备良好的扩展性，当硬件设备升级时，增

加的新设备应和原有的设备具有一致性接口，实现硬件设备升级系列化、模块化。系统应方

便兼容更高分辨率的高清晰摄像机，且无需改动软件，仅通过软件设置即可实现。

规范性：由于本系统是一个严格的综合性系统，在系统的设计与施工过程中应参考各方

面的标准与规范，严格遵从各项技术规定，做好系统的标准化设计与施工。一切应从实际出

发，使智能系统具有较高的实用效能。这也是高清监控系统在当今之所以能迅速兴起并发展

的关键所在。

易维护性：系统应在设计时充分考虑其易维护性，以确保系统在使用过程中出现故障时

能在最短时间内恢复运行。系统应具备设备日志记录、远程维护与管理、故障及时告警等功

能，以方便日常维护。

第3部分设计依据

•《中华人民共和国道路交通安全法》

•《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》

•《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》GA/T497-2009

•《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》(GA/T651-2006)

•《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》(GA/T832-2009)

•公安部《关于公安交通指挥中心建设与发展的若干意见》

•公安部《公安计算机信息系统"九五”规划》

•公安部《交通管理信息系统建设框架》

•公安部、建设部决定2000年在全国实施以提高城市交通管理水平为中心的“畅通工程”

的要求

•国家技术监督局《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》

•国家技术监督局《信息技术设备的安全》

•《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90.92

第4部分系统整体描述

4.1系统性能指标

项目指标

车辆捕获率(5km/h~180km/h)295%,能准确捕获中线行驶车辆。

白天车辆号牌识别率298%,号牌识别准确率295%；

牌照识别率夜间车辆号牌识别率297%,号牌识别准确率295%；

车牌颜色：黑、白、蓝、黄、绿。

民用车牌（除5小车辆），警用车牌，04式新军用车牌，07式武

识别牌照种类

警车牌及2002式新车牌。

深浅分类准确率280%；

车身颜色识别准确率

9种常见颜色车辆的识别率270%。

深色、浅色区分；

可识别的车身颜色类别

识别9种常见车身颜色。

系统单次处理时间<800ms<>

车型判别2种（大、小型）。

图像分辨率1600x1200pixeIo

图片格式及占用空间JPEG2000,24bit彩色，每张约200KB。

智能工业摄像机终端服务器车

大于120万辆车信息。

辆信息存储容量

系统接口RJ45,100MB以太网。

供电电压AC154V〜264V,48Hz〜52Hz。

系统总功耗（双向四车道、视频

<400W

检测）

环境温度-10℃〜+60℃

环境湿度在+40℃时，＜95%,无凝结

平均无故障连续运行时间MTBF>10000h

4.2系统功能概述

系统功能描述表:

功能名称功能描述

基目标图像捕捉对经过卡口的所有目标的图像进行捕捉。

本汽车号牌识别从捕获的目标图像中识别出车辆的车牌号码。

业车身颜色识别从捕获的目标图像中识别出车辆的车身颜色和颜色深浅。

务断面车流量对断面车流量进行统计。

功时间占有率通过对捕获的信息进行分析统计出时间占有率。

能数据查询管理对数据库中的数据进行实时和远程查询。

设备状态监测对设备的运行状态进行监测管理，保证设备的正常运行。

设备防盗监测对前端设备运行安全进行监测，以防被盗窃或人为损坏。

通讯状态监测对系统运行中的通讯状态进行监测，保证数据的正常传输。

远程维护管理通过WEB程序,用户可以远程对应用软件进行在线维护。

事件日志记录对应用软件运行中发生的各类事件和异常信息记录到日志中。

系统自动校时前后端设备按照设定的周期自动校时，保证数据的一致性

扩车辆统一布控对各种被盗抢车辆、交通肇事车辆等黑名单车辆进行联网布控。

展车辆轨迹显示可以为GIS系统提供接口，通过图形化的方式显示车辆运行的路径。

业跟车关联性分析对相邻数据进行挖掘，获得破案线索

务套牌车辆检测对选定区域选定时间段内车牌信息进行重复比对

功

能

第5部分系统详细设计

5.1系统构成

5.1.1系统结构图

r

核心交换板

©

前端路口系统中心应用系统

【图】系统结构图

5.1.2现场布局小意图

以双向8车道带非机动车道为例，监测点的现场布局示意图如下:

视频虚拟线圈

2)

抓拍摄像机1抓拍摄像机2

3.8m3.8m

行车道2[

行车道1I

【图】抓拍摄像机视野覆盖图

在本系统中每个车道只需要采用1台200万像素的高清智能高清摄像机即可覆盖整个

车道，保证视场范围的全覆盖。

5.1.3硬件设备配置

每个车道配置一个智能高清摄像机作为抓拍摄像机、一台闪光灯（如果没有看清人脸的

需求可配置一台LED补光灯代替闪光灯）。

每个方向车道配置一台全景摄像机供抓拍路段面情况。（可选）

图像捕获、自动识别等功能都在摄像机内完成，摄像机通过交换机与终端服务器相连，

将捕获的图片和识别结果发到终端服务器。

每个卡点配置一台终端服务器，负责从摄像机处接收数据，并将数据通过网络传送到

指挥中心，同时可保存数据在本地。

每个车道摄像机用虚拟线圈的方式进行触发，高清摄像机里面集成视频触发软件，对经

过卡点每个车辆进行抓拍。

每个卡点配置一台UPS不间断电源。

每个卡点配置一个落地机柜，放置上述的终端服务器、UPS不间断电源，以及交换机、

光纤收发器、光端机等网络通讯设备。

5.1.4前端卡口系统

前端卡口系统高清智能工业摄像机、智能工业摄像机终端服务器、网络录像机等主要设

备组成，设备内部各主要功能模块工作流程如下图所示:

智能:闪光灯

启动引用与检测

补光模块成像控制模块

恢复模块

监

测

与

视频检测模块主流程模块（控制抓恢

内置r工业相机内拍、识别等模块）二复

模

块

结果装配与通信模块

【图】系统工作原理图

1)视频检测模块检测到车辆通过时，输出触发信号给主流程模块，进行联动成像控制

模块控制抓拍机及补光灯进行协同抓拍

2)主流程模块接收到触发信号后输出控制信号给成像与控制模块，由成像与控制模块

对补光模块进行控制，在根据主流程模块的指令进行控制的同时也将当前状态反

馈，以便主流程模块修正其控制指令。然后主流程模块控制进行图像采集、识别车

辆牌照、识别车身颜色，并将识别结果传输到结果装配与通信模块；

3)结果装配与通信模块负责将数据进行装配打包，上传给车辆信息与设备管理模块,

同时负责获取前端设备的状态，并将状态上传给车辆信息与设备管理模块；

4)车辆信息与设备管理模块将接收到的车辆信息进行分析、判断、存储，然后将需要

上传的数据发给通信与远程维护模块；

5)通信与远程维护模块将待上传的数据传输给通讯服务器，同时负责获取前端设备的

状态，并将状态上传给通讯服务器，通讯服务器亦可通过该模块对前端设备的软件

进行远程自动更新；

6)监测与恢复模块定时同主流程模块进行通信，监测设备的运行状况，在设备故障时

尝试进行自动恢复；

7）启动引导与监测恢复模块定时与车辆信息与设备管理模块进行通信，监测设备的运

行状态，在设备故障时尝试进行自动恢复；同时负责启动引导其它程序，使设备恢

复正常工作。

5.1.5通信传输系统

通信传输系统的主要功能是：实现把采集到的车辆信息，包括车辆图片、经过的时间、

车型、车辆牌照、车型、行驶方向、是否超速违章等信息发送中心服务器同时也能够将中心

的控制信号传输至前端。本次设计推荐采用以太网光纤收发器配合单模光纤在前端系统与中

心系统之间构建传输网络，可以通过路边的接线井进行布线，在没有接线井时，采用地下铺

设管道或架空的方式。传输至卡口分中心的图片及数据信息全部上传至监控专网，为各个子

系统提供数据源。

5.1.6中心管理系统

后端的硬件构架主要是由应用服务器、WEB服务器、数据服务器、磁盘阵列、客户端

及本地网络设备等部分组成。

应用服务器：接收来自前端数据采集部分的数据并对其数据进行处理，处理后的信息和

图片保存到数据库服务器内保存。

Web服务器：响应用户远程请求，提供用户在线数据查询、在线数据统计、远程维护

管理等远程服务功能。

数据服务器：提供数据库管理软件的安装平台，控制对数据库管理系统数据访问权限、

为数据查询、统计及运算等数据操作提供内存空间，并和其他数据库服务器共同承担因数据

操作带来的工作压力，实现负荷均衡和性能上的优化。

磁盘阵列：将多个高性能大容量组织成阵列的方式，以某种优良的数据存储技术来存储

海量数据，并对海量数据实现优化管理，以达到数据扩容的功能和提供最优的数据服务性能。

客户端：监控人员通过客户端对数据进行查询、整理、处罚等等操作。

5.2系统软件简介

5.2.1实时监控

需求：当用户进行了布控设置后，每一条新加入数据库的车辆信息都要与布控信息进行

比较。

当车牌识别信息与系统布控车牌比对一致时，系统以声音（外接音箱）和信息高亮显示

的方式来提醒值班人员，并在报警界面上显示车牌号码、通行时间、车道位置、车辆大图和

布控车辆图片对比、布控民警信息等报警信息，提示处理，同时报警信息保存到数据库中。

功能：实现接收服务端消息并实时显示过车信息到界面以及比对报警功能。

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【图】实时数据显示

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【图】报警详细信息查看

5.2.2数据查询

需求：数据查询的条件介绍如下，

1、车辆信息

1）“号牌号码”需要选择省名汉字和手工输入字符串，支持全部匹配和部分匹配。

2）“车身颜色”分为白色、灰银、黑色、红色、蓝色、黄色、绿色、棕色、粉色和无

色等10种。

3）“车身颜色深浅”分深色和浅色。

4）“号牌颜色”分为蓝色、黄色、白色和黑色等4种。

2、时间条件

一年内任一时间段内（按照年月日时分来分段选择）。可选择某一时间段，也可单选某一

分钟查询。可不选择日期（年月日），只选择某一时间段（时分）查询每一天的特定时间段

的车辆信息，如：导出3月20日至3月30日的0时至5时的车辆信息。

监测信息

1）“监测点名称”对应前端的终端服务器。

2)“车道名称”对应前端的摄像机。本系统最大支持50个车道。

3)“监测方向”包括上行、下行。

3、布控信息

1)“报警类型”包括数据库中定义的各种布控事件类型。

2)“布控单位”显示布控单位列表。

3)“处理单位”显示报警信息处理单位列表。

功能：实现按用户输入条件查询数据功能。

【图】数据查询界面

【图】车辆图像浏览（放大、缩小、另存、打印、前后浏览）

5.2.3跟车关联性分析

需求：针对刑侦时犯罪团伙车辆经常结队出来活动的特点，对犯罪嫌疑车辆进行信息查

询时，分析其相邻车辆号牌，挖掘出有关联的车辆，为破案提供线索。

功能：实现对跟车关联性分析、比对处理、打印和导出功能。

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军寿历当信息列表

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【图】关联性分析界面

【图】嫌疑车辆图片

【图】关联性车辆和布控信息比对界面

【图】关联性车辆图片

5.2.4套牌分析

需求：选择几个监测点，对选定时间段内的过车信息进行比对，若检索出相同的

车辆信息，则通过表格显示，提请人工确认后写入布控车辆数据表内。

功能：实现对套牌车辆检测、布控处理、打印和导出功能。

3套牌分析

检测条并

起始日期|2009~05P1v□起始时向时间段10；分v

结束日期，［2009P8-26―v口结束时间

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套牌信息列寰

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【图】套牌分析界面

【图】对套牌车辆直接布控

5.2.5字典管理

需求：维护系统所需要的数据字典。要求用户可以方便的对诸如车身颜色、号牌类型、

号牌颜色、监测方向等交通参数进行定义。根据数据字典类型和字典的值进行新增、修改、

删除，查询等操作。

功能：实现对字典信息的增删改查功能。

【图】字典管理

【图】字典管理查询

5.2.6报警管理

需求：对不同的报警类型设置个性化的报警声音，可以更快的响应报警事件。

功能：实现对报警声音设置功能。

【图】报警设置界面

5.2.7设备管理

需求：设备管理功能分为设备状态查询和设备维护。

设备状态查询使得用户可以方便查看所有设备（终端服务器和摄像机）的状态，系统提

供清晰明了的界面显示方式显示设备的连接状态。

设备维护包括前端摄像机和终端服务器的增删改等维护操作，通过封装的通讯动态库和

前端设备通讯。

功能：实现对设备信息的增删改查功能。

【图】设备管理界面

5.2.8手动布控管理

需求：布控设置是指用户通过client端界面对数据库中相关表项进行设置。软件提供布