基于高清事件检测的卡口系统的设计与实现

张溪竹（天津市渤海职业技术学院天津300402）

基于高清事件检测的卡口系统的设计与实现

张溪竹（天津市渤海职业技术学院天津300402）

首先通过分析城市道路交通管理的现状，引出智能交通系统的相关概念和知识，分析了基于高清事件检测的卡口系统（以下简称为卡口系统）的实际需求和必须解决的问题。探讨了道路交通治安卡口监控系统各环节的工作原理，从设计原则、总体结构、系统功能等多个方面对卡口系统进行详细设计。

卡口系统视频分析事件检测

0 引言

卡口系统是以图像识别技术为核心，综合光电技术、计算机控制、车辆检测、数据传输等技术，实时记录经过监控区域机动车辆的图像，并对车牌号牌进行自动识别、存储和处理。对过往车辆的前部物证图像和车辆全景进行连续全天候实时记录，同时进行车牌自动识别、监控，并能进行车辆动态布控，对被盗抢、肇事逃逸、注销车辆、转出车辆、作案嫌疑以及违法车辆进行报警，通过网络将各个监控点有关信息传送到公安指挥中心，实现信息共享，为交通违法查纠、交通事故逃逸与被盗抢机动车等案件的及时侦破提供重要的信息和证据。

1 需求分析

卡口系统是综合性警务查报站系统，是具有汽车图像记录、号牌识别、黑白名单车辆自动比对报警、信息采集、事件检测、数据管理、流量统计、远程维护等功能的综合技术应用系统，通过公路车辆检测设备对主要出入路口或路段进行全天候24小时监控，从而构筑起一个指挥高效、反应灵敏、处置快捷、防范有效、控制有力、保障可靠的社会治安防控体系，及时查获、堵截违法犯罪分子。

2 系统设计原则

2.1 实用性

在保证应用需求的前提下，系统集成时力求做到简洁、实用，继承用户的实际运行惯例，减少使用者的工作强度。

2.2 先进性

采用当今市场上先进的视频分析处理技术，用高清CCD摄像机实现大视野范围内的交通监控和检测，将智能监控检测、违法检测、交通事件检测报警、交通参数检测、数据备份、系统自诊断报警及系统管理等有效的结合起来。

2.3 可扩展性与开放性

结构易于扩充，提供灵活的系统组合方式。具有良好的互联、互操作能力。

2.4 可靠性

系统设计遵循国际标准，能长时间稳定工作，运行可靠性高。采用先进的自诊断报警以提高可靠性，能提供详尽的故障处理预案，以保证系统的快速恢复。

3 系统总体设计

3.1 系统组成

卡口系统主要由前端系统、通信系统、中心平台组成。前端系统设备通过视频分析获得经过车辆的各种信息，并将数据本地保存。前端系统通过通信系统将识别出的车牌号码传送给中心管理系统，中心系统对号牌进行黑名单比对，并可调用前端系统的车辆图片返回中心。

中心系统主要包括违章信息比对和存储、流量计算、交通事件报警、数据存储和录像调用，以及用户管理、设备管理等功能。中心系统是一个多警种协同工作的基础平台，它与GIS系统结合，可以帮助用户对交通流状态和受控车辆的行驶获得直观的了解，对车辆行驶轨迹进行准确的分析，为交通管理和城市车辆监控提供强大的技术保障。

3.2 系统特点

系统采用高清CCD数字工业摄像机，可以清晰的显示车辆车牌及前排驾乘人员情况；采用LED频闪技术补光，具有功耗低、寿命长、无视觉污染等优点，适合城市道路使用；采用雷达测速，准确度高，安装维护简单可靠，不会对路面进行破坏。

3.3 前端系统原理

前端检测设备包括高清摄像机及镜头、防护罩和视频检测器、LED同步补光灯。其中，视频检测器作为核心设备，负责控制高清摄像机和LED同步补光灯协调工作，处理高清摄像机传输来的高清晰视频，进行综合信息检测。

视频检测器采用了背景检测与运动目标检测跟踪等多种先进的视频检测技术，实现了车牌识别、交通事件与违法检测和多种交通流数据采集等综合功能。系统可以将检测结果传给中心应用系统进行统一存储与具体应用。

3.4 前端系统构成

前端系统作为基本数据采集和处理的系统单元，所采集的数据包括：车辆检测数据、车牌检测数据、事件检测数据、交通参数检测数据等。高清摄像机将采集到的实时图像传输给检测器，检测器根据图像进行分析，对摄像机的参数进行控制，并通过高清摄像机的同步输出控制LED补光系统。

3.5 系统主要功能

系统具有车辆智能监控检测功能（车牌识别）、违法检测功能、事件检测报警功能、交通参数检测报警功能、数据备份功能、系统自诊断报警功能及系统管理等功能。

3.5.1 车辆智能监控检测功能（号牌识别功能）系统通过视频触发方式，自动识别并生成经过车道的车辆车牌信息。夜间卡口车牌识别率完全符合公安部相关标准，在补光条件下采用视频虚拟线圈基本不会漏抓。

3.5.2 违法检测功能系统能自动检测机动车超速，系统支持点测速及区间测速，检测机动车辆是否按规定车道行驶，是否有闯红灯、闯禁行区及逆向行驶等情况。

3.5.3 事件检测报警功能可以针对常见的交通事件进行检测，并且自动对事件发生前后的情况进行录像存储。主要检测车辆停驶、车辆逆行、遗弃物、车辆慢行、交通拥堵等事件。

3.5.4 交通参数检测报警系统可以接收中心系统布控信息，对过往车辆进行号牌识别后与布控信息进行比对，发现嫌疑车辆后形成报警信息，能自动实现在本地或远程报警，同时将报警信息按照预定方案传到指定地点，可以实现声、光和现场图片报警功能。

3.5.6 录像功能由于系统采用高清摄像机，可以监视小路口大范围的视场情况，监控范围内的路口交通事故等异常情况都能实时进行记录，但是受拍摄角度、遮挡和距离限制，录像可能无法识别车牌照。

4 中心系统

4.1 中心系统组成结构

中心系统由数据库服务器、管理服务器、中心交换机、中心卡口平台等组成。前端系统生成的车牌记录、车速信息、交通参数等信息通过网络传给中心系统，在数据库服务器上保存，通过管理服务器的查询、调用，生成各种用户需要的数据表格，并与黑名单数据库进行自动比对。

4.2 中心电子卡口软件平台

中心系统综合处理前端传回的数据，提供用户查询、违章记录审核。中心系统从功能上分可以为7个子系统模块，包括：实时数据显示、黑名单报警、违法处理、查询、设备管理、用户管理、数据储存子系统。

5 结论

基于高清事件检测的卡口系统将有效扩大道路管范围控，延长管控时间，提高通行效率，提高快速反应能力，减少路面警力，对于缓解城区交通拥堵、规范路面行车秩序、提升城市形象等将发挥积极的作用，为刑侦、治安等警种侦破案件提供线索，为城市规划等部门提供精确的交通流量、流向等基础性数据，提高交通系统的交通效率和交通安全，使交通系统的时间资源和空间资源得到最佳利用。■

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2011-03-10