基于视频检测器的城市治安卡口的案例分析

面对各城市机动车保有量、城市人口持续增加，警力相对不足的情况，智能化的城市治安卡口建设不仅是必须，也是急需。基于此，本文将介绍视频检测器，是如何建设成为智能化的城市治安卡口。

近年来，随着我国经济的发展，以及市场的繁荣，城市交通的车流量和人流量越来越大，公路网也日益完善、快捷方便，但是利用各种交通工具跨区域的违法犯罪活动也随之而来，使得治安防控面临严峻的挑战。为提高对刑事、治安案件的快速响应、处理及进一步预防能力，设置治安卡口系统对于社会治安具有重大的现实意义。

不同于过去平安城市所建设的监控卡口，当期城市治安卡口的建设，大量采用了图像智能分析技术，可快速将视频图像转换为结构化的信息描述。智能化的城市高清卡口系统，不但可以及时准确地记录机动、非机动车辆、行人等目标的特征信息，也随时掌握各出入要道的人车状态、进出时间和移动方向，对各种盗抢犯罪、肇事逃逸、作案嫌疑车辆快速反应，提升了公安一线打击违法犯罪的能力和战斗力，为快速侦破案件提供了科学、有效的依据。

因此，面对各城市机动车保有量、城市人口持续增加，警力相对不足的情况，智能化的城市治安卡口建设不仅是当务之急，也是一项长期任务，开展卡口系统的建设势在必行。基于此，本文将介绍视频检测器，是如何在智能化的城市治安卡口发挥作用。

设计与发展理念

基于城市治安卡口的基本需求，以及当前城市发展建设的情况，城市治安卡口解决方案的规划与设计理念如下。

全时间、全区域、全对象、全智能的卡口应用理念

・全时间：系统可支持365天×24小时，全时间工作，对于夜晚或阴天等光照条件不佳时，也能保障足够的捕获与识别能力；

・全对象：系统规划的监测目标应涵盖了机动车辆、非机动车及行人等所有行经卡口的人车目标；

・全区域：系统可以适应复杂多变的外场地形环境，做到全区域覆盖；

・全智能：在不依赖人力介入的情况下，系统可以自动识别监测目标的特征，以结构化信息的形式记录。

多业务综合应用的发展理念

现代化城市管理的建设必将走向总体规划及资源共享。系统的规划设计针对公安警务、交通管理业务的综合管理，可以在相同的设备中实现城市治安卡口、交通违章取证、交通事件检测、以及交通流量统计等多项业务综合应用，实现以一套系统完成城市道路的综合信息采集，向公安下属的治安、刑侦、交通等部门及其他政府、事业单位提供实时、动态、强大的数据支持。

基于视频检测器的城市治安卡口方案

城市治安卡口方案可区分为：前端采集系统、传输系统、中心应用系统三大部分。

前端采集系统

前端信息采集系统主要组成部分为：视频检测器、高清摄像机、补光设备、及设备箱等基础设施，安装在外场路段，通过高清摄像机采集视频图像、视频检测器实时分析检测，实现全天候不间断的机动车、前排司乘人员、非机动车和行人等检测目标的图片抓拍和信息处理、存储、通信等功能;对于抓拍的机动车图片实现号牌、颜色、车型等特征自动识别等功能，所有信息在视频检测器内进行存储，并由通讯设备将获取的所有信息实时传递给后端管理中心。以下对前端信息采集系统组成做具体说明。

1、前端设置的高清摄像机、视频检测器完成了图像抓拍，及号牌、颜色、车型等目标特征识别到图片信息采集处理的一个完整过程(图1)。

2、机动车道配置原则：以一台高清摄像机(含镜头)、一台视频检测器、二台补光灯、一套摄像机防护罩，可覆盖2条相邻的机动车道(国际标准宽度)。若监测卡口相邻的车道数超过2条以上，以相同原则增加设备数量，摄像机之间的监测场景维持交叉覆盖确保不会发生跨线行驶漏车(图2)。

3、非机动车道配置原则：以一台高清摄像机(含镜头)、一台视频检测器、一台补光灯、一套摄像机防护罩，可覆盖1条非机动车道。

4、前端采集系统通过视频检测分析的方式，抓拍行经卡口的车辆及行人目标，监测捕获的目标以车牌特写及全车图片方式分别保存，同时在图片下方叠加地点、车道、时间、号牌、颜色、车型等信息，并保证图片的不可修改性。同时也可以通过视频检测输出车辆速度。

5、前端采集系统配置LED补光灯作为辅助照明设备，根据现场照度不同进行补充照明，白天克服太阳光过强造成的环境照度问题，夜间增强驾驶人脸像和车辆轮廓及号牌图片效果。补光灯的工作由视频检测器根据现场光照条件自动判别控制，确保图片的清晰捕获和有效识别，但同时保证辅助照明设备对人和环境的光污染极少。

6、视频检测器对高清晰摄像机捕获和自动识别的图片、数据信息进行实时采集和处理，同时保存图片和数据，产生的信息在本地保存的同时输出到通信传输系统送到后端管理中心。

7、工业级高清摄像机采用200万像素逐行扫描CCD摄像机，具备10比特数模转换以及数字电路处理技术，有高的灵敏度、好的信噪比、以及极小的垂直拖尾电平，输出1920×1080P/25帧的高清图像。摄像机的安装位置，以实际工作需求为准，安装时无视角盲区，能有效防止人为破坏。

传输系统

本方案可使用已经建成的传输网作为视频图像和视频检测数据的传输网络。

中心应用系统

中心应用系统接收所有前端采集系统的数据，经过汇总及结构化存储，提供业务单位作为治安卡口监测业务执行的平台，具体功能如下。

・黑名单车辆统一布控报警：黑名单车辆的快速布控，就是在发出对布控对象的车牌号码后，系统黑名单车辆的快速布控软件能够针对车牌号码自动进行搜索和监测，一旦发现黑名单车辆及时向指定的系统或人员发出报警，并系统自动进行跟踪和联动视频图像监控系统锁定对象；

・行驶轨迹分析与回放：对嫌疑车辆的历史轨迹进行回放，并根据此项工程划分的封闭网格区域，对其下一步将要汇入的路段进行预测，为职能部门提前设卡围堵提供相关信息支撑，该功能对采集数据的实时性有较高的要求；

・套牌车辆检测分析：针对被盗抢车辆经常套用车牌这一现象，使用套牌车辆检测软件可以更好地为警方提供更多的侦破线索，提高办案效率；

・跟车关联性分析查询：针对犯案车辆经常集体活动，有较明显的跟车现象。通过数据挖掘方式对不同区域出现的车辆集进行分析，能够找出与嫌疑车辆有关联的车辆，为职能部门破案提供线索；

・车辆区域关联性分析查询：在作案手法相似的连环案件中，将多个事发地附近系统检测到的车辆号牌进行比对，根据车辆出现的频次进行嫌疑车辆区域关联性分析；

・车辆特征数据分析查询：对区域内车辆的相关特征数据(属地、属性、结构、车型、颜色等)进行统计分析，并能提供相关报表数据，为了解区域内车辆运行状况提供信息支持;

・非机动车与人员的特征查询：可针对嫌疑目标，进行非机动车和人员的相似性比对分析，减轻工作人员的目标筛选工作负担；

・交通流参数检测与统计分析：提供区域内各检测断面地点流量、车速、时间占有率等交通流参数，及相关统计报表；

・行程时间检测：提供区域内相邻检测断面间的历史行程时间，参照历史规律，结合实测数据，对下一断面的行程时间进行预测，为区域交通诱导提供服务。

・设备管理：对系统设备(摄像机、视频检测器等)进行管理，根据需要可以增加、删除、编辑监控摄像机、视频检测器设备。可以提供直观的设备列表界面，对前端采集系统的设备状态进行监控管理。

视频检测器工作原理

智能视频检测器的工作原理，是采用先进的图像分析技术(包含3D建模、目标跟踪、目标检测等)及软件工程的运算演绎，在连续不断的视频图像中，获取图像中的目标、目标特征及运动信息等，以结构化的描述信息作为输出。配合业务取证的需要，其可以同时获取监测目标的特写图片，与信息叠加后同时输出做的图文对应。

对于分析的视频图像来源，其可支持从标清到500万高清的多种视频图像接入，具有系统高度集成、准确率高、稳定可靠、应用丰富的特点。

对于目标的捕获及识别能力，其以对监测区域内的所有对象，包括机动车辆、机动车驾驶人、非机动车、非机动车驾驶人、行人等，进行连续全天候的捕获、记录和识别。对于捕获目标的特征识别，可支持车辆号牌、车型、车标、车身颜色，以及驾驶人/行人衣着颜色、面部特征等。

对于事件的分析识别能力，可同时实现对于路口路段人车事件行为的识别能力，如车辆拥堵、路面遗撒、行人闯越/横穿等交通事件，以及闯红灯、禁左禁右、违章变道等交通违章行为。其他也支持自动采集，统计和分析得出该路段的交通参数。

基本功能

1、对经过监测点的目标实时记录并保存记录信息：可对途经的监控目标(机动车、前排司乘人员、非机动车、行人)进行24小时捕获，以信息描述及高清晰图片的形式输出。

2、车辆基础特征信息识别提取：可自动获取机动车号牌号码、号牌颜色、号牌结构、车身颜色、车辆类型、车标、装载情况等信息。

3、图片信息提供：可提供机动车道图片、非机动车道图片。每经过一辆机动车提供一张全景图片、每经过一个非机动车道目标需提供一张全景图片。

4、车辆动态信息：实时记录车辆通过卡口断面的时间、地点、行驶方向。

5、车辆速度检测：可以支持视频测速或集成外部测试装置等多种测速方式。

6、交通流参数检测：获取断面车流量、车速、时间占有率等基本交通参数。

7、非机动车特征信息提取：获取非机动车的颜色等特征信息，为对象特征匹配和检索提供支持。

8、人特征信息提取：获取行人和前排司乘人员的面貌特征、衣着主体颜色等特征信息。

9、能够获取机非乱行、非正常运动的对象信息，即能够抓拍逆行车辆并能清晰辨别号牌和车辆特征，能够抓拍非机动车道上的机动车、机动车道上的非机动车和人的特征信息。

10、布控撤控功能：可以根据用户要求对监测点施行车辆布控和撤控，支持多种布控方式，包括：号牌布控、模糊布控、车辆颜色布控等。

11、自动报警功能：能对违章超速、布控车辆等进行报警，支持本地和远程报警。

12、提供的数据图像具有防篡改功能，例如水印、图片加密技术。

13、能够提供设备实时运行状态信息与故障报警信息。

方案特点

综合采用国际前沿图像分析技术，确保卡口的捕获率及识别率

该方案采用了国际前沿的图像分析技术-“3D模型法”，并且针对不同识别目标与特征的需要，综合使用了“目标检测法”、“目标跟踪法”、“帧差法”等不同的图像分析技术，将多种图像分析视频检测互补结合，以保证该系统高度稳定捕获能力及识别能力。

有效改善跨线行驶及跟车时的漏车漏拍问题

该方案规划使用的摄像机的监测宽度可达8米以上，相邻两个摄像机的视场范围可以重叠覆盖，避免车辆跨线行驶时发生漏车；此外，此方案图像分析采用连续多帧图像、多次运算识别、校验比对最佳化等工作原理，有效减少行驶中的车辆因相互遮挡导致漏拍的几率，有效改善卡口系统对于跨线跟车所产生的影响。

无需外部触发装置，实现全对象目标捕获识别

该方案采用视频触发的工作原理，不需要依赖外部装置(如线圈)检测车辆提供触发来源，避免了外部触发方式对监测路面的破坏，以及外部触发装置的使用年限、老化维护等工作。除此，视频触发的可以直接实现对非机动车及行人目标的抓拍记录，是传统线圈方式所难以实现的。

高效节能无光害的补光技术

该方案使用可控窄脉冲高亮度LED补光灯，可与摄像机同步触发提供最佳的补光效果，对于补光灯的控制可根据现场光照条件自动调节，而非单纯的定时开关灯。在完全无环境光照明的情况下，依然能够拍下清晰的车牌、车身、以及驾驶员图像。LED灯功耗小、节省能源，对周围环境和驾驶员的影响可以降至最低。

设备运行状态远端管理、维护方便

视频检测器具有完善的自诊断功能，并可同时检测高清摄像机和补光灯的运行状态，将检测到的设备运行状态和自身工作状态信息、故障信息实时发送给管理中心系统。用户既可以在系统运行现场进行控制操作，也能通过网络进行数据传输、远程访问、远程维护管理等。

业务功能灵活扩展及远端布控撤控

该方案采用的视频检测器基于图像分析、视频触发的优势，可以真正实现一机多用，相同设备在同一个监测断面中可以实现多项业务功能。在城市治安卡口系统建成之后，可以在原有设备的基础上扩充如交通事件检测、交通违章取证、动态交通流量统计等业务功能。此外，视频检测器具备远端程控的功能，可在管理中心对所有或个别检测器进行布控与撤控。

结语

智能化城市治安卡口方案实现了“综合信息采集，综合信息接入共享、智能化应用”的设计理念。系统应用范围广泛，既满足城市治安监测防控的需要，也同时成为智能交通领域的基础构件。其以良好结构、科学的设计，为用户创造了包括业务统一、服务统一、信息标准化、提高资源利用效率等一系列重大利益，实现了集成系统的核心价值，带给用户可持续的未来。