高清治安卡口系统于平安城市项目中的应用

近年来各个城市在后续平安城市建设中，都将治安卡口系统建设列入到重点规划中，在市区各个重要的出入口进行重点部署，对进出的所有车辆进行捕获、车牌识别，以掌握进出车辆情况。

从平安城市项目开展以来，交通路口、社会治安多发点、住宅小区、网吧等，一直都是重要部位，是视频监控系统重点的监控对象。但是在过去的应用中，由于系统中相应的视频监控设备不具备车辆自动捕获和车牌自动识别的功能，因此，在发生跟车有关的刑事案件时，系统无法做到及时对布控车辆进行报警，或者是难以通过在系统中输入车牌号去查找相应的车辆。这样导致的结果是，公安侦查人员在不确定时间和地点的情况下，只能通过逐一查看各个监控点的大量视频录像才能查找到相关的车辆情况。这种工作量巨大、响应时间滞后的方式，显然不能对车辆犯罪的情况做到及时、精确掌控，不能体现“向科技要人力”的目标。

鉴于上述暴露的对车辆监控不够的问题，近年来各个城市在后续平安城市建设中，都将治安卡口系统建设列入到重点规划中，在市区各个重要的出入口进行重点部署，对进出的所有车辆进行捕获、车牌识别，以掌握进出车辆情况。

高清卡口系统带来的革新

自高清摄像机全面应用于平安城市建设项目以来，以此为核心设备的高清卡口系统也逐步取代以往的标清卡口系统。由于高清技术的应用，使得采集的图像在清晰度上有了大幅提升，让系统在车牌识别、司乘人员面部特征、衣着特征等识别上有了革新性突破，为公安判断套牌车辆、追踪逃犯等提供了有力的科技手段。
同时，在市内各主要干道，还结合卡口型电子警察系统，对车辆进行轨迹分析，全面掌握车辆在城市内的运行轨迹，为公安侦查人员办案提供有效依据。由于新型高清治安卡口系统对车和人做到了全面监控，形成城市治安立体防控体系，更有效的体现了科技防范的力量(图1)。

图1 外场系统到管理平台的网络拓扑结构示意图

以下就高清卡口系统于平安城市项目中的革新性应用做简单探讨。

系统价值体现：提取细节，提升效率

高清卡口系统按系统应用的思想进行设计，遵循国家相关技术标准，对公安业务需求进行大规模调研，让技术实现与业务开展高度契合，使系统技术服务于实战，为公安部门利用本系统取证现场细节、侦破案件变得高效、智能和便捷。

设计思想：服务于实战应用

按系统综合应用的思想进行设计，而非一般软硬件堆砌；
引入高清图像处理技术、视频触发技术、高清车牌识别技术、车身颜色识别技术、混合数据传输技术、多元数据融合挖掘技术、电子地图动态影像呈现技术等，对传统卡口系统进行革命性升级换代；
平台软件最大限度契合公安业务开展需要，功能模块设置原则始终围绕实战需要，并构建多级治安卡口信息共享系统。

外场系统

由车检器(含地感线圈)、高清摄像机、补光灯、外场处理设备、路口交换机、光纤收发器、室外报警机柜及相关管线、辅材组成。其中，高清摄像机内置视频触发(视频触发作为地感线圈的备份)、车牌识别算法、车身颜色识别算法；补光灯既可采用闪光灯又可采用LED灯；外场处理设备既可采用以太网电接口也可采用光接口(省去光纤收发器)。

工作原理：高清摄像机实时拍摄现场视频，车检器(含地感线圈)实时捕获通行车辆，触发高清摄像机抓拍(同步补光灯)，由高清摄像机完成车牌识别和车身颜色识别，将高清照片、车牌识别结果、车身颜色识别结果、过车信息组成一份关联记录输出至外场处理设备，外场处理设备一方面缓存这份关联记录，一方面将其实时上传至管理平台。

　传输系统

传输系统包括路口交换机、外场至中心的通信链路和中心交换网络。其中，路口交换机选择工业级交换机适应外场恶劣环境；外场至中心的通信链路多采用光纤收发器加裸光纤方式构建星型传输网；中心交换网由接入层交换机和核心交换机构建双核心双链路组网模式，接入层交换机用于连接外场系统，核心交换机用于连接平台服务器。

　管理平台

管理平台由服务器安装平台软件模块组成，包括：数据库服务器、管理服务器、应用服务器、Web服务器和时钟服务器，照片存储设备支持IP SAN或FC SAN。其中，数据库服务器安装数据库软件保存系统各类数据信息；管理服务器安装管理模块负责系统综合管理；应用服务器安装应用处理模块负载布控、比对、报警转发、上下级通讯等；Web服务器安装Web Server负责向B/S用户提供访问服务；时钟服务器安装GPS加NTP校时软件负责全网设备统一校时。

　系统功能

从系统整体角度看主要包含以下功能：车辆捕获功能、车辆测速功能、高清照片抓拍功能、高清全景视频录像功能、高清车牌自动识别功能、车身颜色自动识别功能、光线自适应功能、图像和视频防篡改功能、数据传输和存储功能、断点续传功能、实时监控功能、数据查询功能、统计分析功能、布控比对报警功能、电子地图功能、数据挖掘功能、Web访问功能、车驾管库对接通信功能、权限管理功能、远程维护功能、系统自检功能、自动校时功能等。

主要性能指标

车辆捕获率：车速在5km/h~180km/h范围内，地感线圈捕获率≥99%，视频触发捕获率≥93%；
线圈测速精度：符合GB/T 21255-2007《机动车测速仪》检测要求；
高清照片质量：分辨率1600×1200，图片格式JPEG，图片大小200kb左右；
高清全景视频质量：分辨率1600×1200，帧率25帧/秒，码率8Mbps左右；
车牌识别准确率：全天候平均识别准确率≥95%；
前端缓存容量：120万份过车关联数据(每张照片约200kb，每份过车信息约0.9kb)。

重要特点：高新技术综合应用

高性能多功能高清摄像机

高清摄像机采用高清CCD+ISP+高性能DSP架构设计，集高清视频采集、高清视频处理、车牌识别、车身颜色识别、视频触发等核心功能于一体。ISP处理算法拥有独立自主知识产权，可针对现场独特环境进行优化，确保高清图像成像质量优于同类产品。高性能DSP可同时运行车牌识别、车身颜色识别和视频触发等算法，且算法均拥有独立自主知识产权，有利于算法优化(图2)。

图2 高清摄像机拍下的车辆效果图

此外，高清摄像机采用前置三大智能功能，这样的好处是：可分摊系统智能计算压力(高清摄像机拥有足够处理性能的条件下，省却了后端服务器的投资)；分析所需的图像源最接近真实环境，分析结果更准确。

　地感线圈与视频触发相结合

以地感线圈检测为主、视频触发检测为辅，两者相结合的车辆捕获触发机制。通常情况下采用地感线圈检测，当地感线圈或车检器出故障时，前端系统能自动切换到视频触发检测模式，并能向平台发送告警信号，通知维修人员进行维修。当地感线圈修复以后，前端系统能自动切换回地感线圈检测模式，恢复到常规工作状态，切换过程无需人工干预。最大限度地避免因地感线圈或车检器故障造成长时间漏车、无记录的现象出现(图3)。

图3 视频触发捕获示例

智能识别算法与软件平台数据挖掘相结合

在保证车牌识别准确率(含车牌号码与车牌颜色)、车身颜色识别准确率的前提下，将大量的车辆关联记录(高清照片、高清视频、过车信息、识别结果)构造数据仓库，并通过软件平台的数据挖掘技术进行挖掘分析。更准确地执行套牌车分析、跟车关联性分析等有助于公安破案的技术手段(图4)。

数据集中存储与前端缓存相结合

在中心机房部署集中存储系统(IPSAN或FCSAN)，在外场配置数据缓存设备(工业硬盘或SD卡)，借助软件平台的调度功能与前后端通信链路构成综合存储系统。

前端系统与中心系统之间通信正常时，车辆关联数据自动实时上传至中心系统，若发生链路中断或其它故障，数据将缓存在外场系统，待故障恢复后，系统自动将缓存在前端的数据补录至中心系统，确保存储资料的完整性。

高清车辆照片与高清全景视频相结合

高清车辆照片主要反映车辆细节、车牌细节和司乘人员面部细节，高清全景视频主要反映整个卡口断面的宏观动态情况，两者相结合将为事件取证提供更丰富、更准确的信息。

全网设备运行状态自动监测与图形化展示

中心平台可自动监测全网设备的运行状态，包括：地感线圈、车检器、高清摄像机、外场处理设备、网络设备、平台服务器等等。以图形化方式展现每台设备的工况，提示正常、异常、故障类型等信息，并发出报警信息。

基于公安业务的作战平台

城域级乃至跨区域数据信息资源共享，全网统一自动布控报警，车辆轨迹跟踪刻画，刑侦破案原理数据挖掘，中心应急指挥调动综合警力办案等等。