本科毕业论文---嘉兴港区电警、卡口项目初步设计方案.doc

嘉兴港区2010电警、卡口项目
初步设计

1 系统总体设计
1.1 系统总体结构

1.2 数据流程图
违法图片/数据
图片/数据
抓拍信号
图片/数据
模拟视频
图片/数据
图片/数据
图片/数据
图片/数据
模拟视频
车检信号
抓拍信号
地感线圈
车检信号
辅助控制器
光端机（发送）

标清监控摄像机

光端机（接收）
光信号
硬盘录像机
电警/卡口主控器

数据库/WEB服务器
支队处罚平台
前端交换机
高清摄像机
中心交换机
通讯服务器

2 分系统初步设计
2.1 高清闯红灯兼卡口电警系统
在前端8个路口安装高清摄像机、补光装置、控制主机及杆件、地感线圈等设备，安装标清监控摄像机。具体实施地点如下：
l 01省道东方大道：抓拍4个方向14个车道（南北向各4车道）；
l 中山路东方大道：抓拍4个方向12个车道（南北向各4车道）；
l 外环路乍王路：抓拍4个方向12个车道；
l 01省道天妃路：抓拍3个方向9个车道；
l 外环路南湾路：抓拍3个方向9个车道；
l 中山路天妃路：抓拍4个方向14个车道（东西向各4车道）；
l 滨海大道天妃路：抓拍3个方向7个车道；
l 滨海大道建港路：抓拍3个方向7个车道；
前端设备清单见下表。
高清闯红灯电子警察系统(8套共82根车道)
类别　
序号
设 备 名 称
规格型号
品牌/供应商
数量
单位
备注
前端路口设备及软件
设备
1
电子警察主机箱（具有防盗报警功能）
BK-EP-C01
BK
8
台

2
电子警察主控制器
BK-EP-M06
BK
8
台

3
电子警察车道机箱
BK-EP-C03
BK
20
台

4
电子警察辅助控制器
BK-EP-M07
BK
28
台

5
配套电气元器件
BK-EP-A01
BK
28
套

6
高清摄像机
BK500
BK
34
台

7
百万像素级镜头
SP AF17-50mm
腾龙
34
台

8
高清摄像机防护罩（含支架）
BK-EP-D01
BK
34
只

9
全景监控摄像机
BK100/50-1
BK
34
台

10
监控摄像机镜头
BK-EP-D02
BK
34
只

11
摄像机防雨罩
BK-EP-D01/01
BK
34
只

12
窄脉冲辅助照明装置（含支架）
BK-EP-L02
BK
102
只

13
LED辅助照明装置
BK-EP-L07
BK
68
只

14
8口工业级网络交换机
EKI-2528
研华
8
台

15
光电收发器
HEMC-SFC
恒启
20
对

16
电源避雷器
BK-XX-Q01
BK
28
只

17
网络防雷器
ETRJ45-100A
欧申
68
端口

18
其它安装附件
定制
BK
8
套

19
恒定照明灯
BK-EP-L04
BK
28
套
可选
20
光控开关
BK-EP-L03
BK
28
套
可选
施工及安装调试
21
机动车道横挑杆（含基础）
定制

28
套

22
线圈检测器
BK-XX-T01
BK
226
只

23
线缆及附材

8
批

24
勘查设计

8
项

25
基础施工(含过路管道)

8
项

26
安装调试

8
项

软件
27
高清闯红灯号牌识别软件
BK-EP-SA0304
BK
34
套

28
高清闯红灯参数配置软件
BK-EP-SP0207
BK
1
套

闯红灯兼卡口电警系统单线图见附图1。
技术要求及说明：500W闯红灯兼卡口，LED兼频闪灯补光，腾龙17~50mm镜头（型号SP AF17-50mm F/2.8XR），机箱防盗报警，配备网络避雷器、恒启光电收发器（按车道机箱与主机箱之间的通讯距离选配）、研华8口网络交换机。
主控机箱（落地式）应布设在靠近信号机机箱的位置，以方便取电，路口其余方向分别布设车道机箱（背挂式）。主控机箱、车道机箱所带车道数按现场勘查定。
该项目闯红灯兼卡口电警系统实现对上述8个路口的违法抓拍功能、卡口记录功能、数据传输功能、号牌识别功能、比对报警、异常自动诊断及自动恢复功能。通过增加标清监控摄像机、硬盘录像机（后置）实现对路口全景图像、独立右转车道全景图像的监控录像及存储。
系统功能要求
违法图片由全景照片共三张图像组成，全景图像反映违法过程，违法车辆细节；除了能够捕获所有车道上闯红灯的车辆外，还应该可以捕获到在车道中线上、边缘线上闯红灯的车辆。
电子警察系统应在车辆车身在停止线以外且车头未压上停止线时先记录一张照片（包括非红灯时）。如违法的应记录闯红灯过程中两至三个位置的信息以反映机动车闯红灯时的违法过程。第一个位置的信息应能清晰辨别闯红灯时间、车辆类型、红灯信号、机动车车身未越过停止线的情况。(无后车跟随的情况下，小型车能够清晰辨别号牌号码及路面导向箭头)。
2.2 高清卡口电子警察系统
在前端2个路段安装高清摄像机、补光装置、控制主机及杆件、地感线圈等设备。具体实施地点如下：
l 中山西路：抓拍2个方向4根机动车道（测速）；
l 金海洋大道(接近01省道)：抓拍2个方向4根机动车道（测速）。
前端设备清单见下表。
高清卡口系统（2套共8根车道）
类别　
序号
设 备 名 称
规格型号
品牌/供应商
数量
单位
备注
前端路口设备及软件
设备
1
高清卡口机箱（具有防盗报警功能）
BK-EP-C01
BK
2
台

2
高清卡口主控制器
BK-EP-M06
BK
2
台

3
高清卡口辅助控制器
BK-EP-M07
BK
2
台

4
配套电气元器件
BK-EP-A01
BK
2
套

5
高清全景摄像机
BK400
BK
4
台

6
高清号牌摄像机
BK400
BK
8
台

7
百万像素级镜头
BK-EP-D03
BK
12
台

8
摄像机防护罩（含支架）
BK-EP-D01/04
BK
12
只

9
全景监控摄像机
BK100/50-1
BK
4
台

10
监控摄像机镜头
BK-EP-D02
BK
4
只

11
摄像机防雨罩
BK-EP-D01/01
BK
4
只

12
光学控制机构及控制单元
BK-EP-D05
BK
12
个

13
窄脉冲辅助照明装置（含支架）
BK-EP-L02
BK
24
只

14
辅助照明智能控制器（含支架）
BK-EP-L06
BK
8
个

15
高亮度LED辅助照明装置
BK-EP-L01/06
BK
8
只

16
8口工业级网络交换机
EKI-2528
研华
2
台

17
电源避雷器
BK-XX-Q01
BK
2
只

18
网络防雷器
ETRJ45-100A
欧申
24
端口

19
其它安装附件

BK
2
套

20
恒定照明灯
BK-EP-L04
BK
4
台
可选
21
光控开关
BK-EP-L03
BK
4
套
可选
施工及安装调试
22
机动车道横挑杆（含基础）
定制

4
套

23
线圈检测器
BK-XX-T01
BK
24
个

24
线缆及附材

2
批

25
勘查设计

2
项

26
基础施工（含过路管道）

2
项

27
安装调试

2
项

软件
28
高清卡口号牌识别软件
BK-EP-SA0304
BK
8
套

29
高清全拍卡口参数配置软件
BK-EP-SP0206
BK
1
套

高清卡口电子警察系统单线图见附图2。
技术要求及说明：200W高清卡口，带测速，机动车道LED兼频闪灯补光，频闪灯、镜头具体规格按现场勘察定，标准机箱，防盗报警，配备网络避雷器、研华8口网络交换机。
该项目高清卡口电子警察系统实现对上述2个路段的卡口记录功能、数据传输功能、号牌识别功能、比对报警、异常自动诊断及自动恢复功能；实现对机动车的抓拍记录功能；实现超速抓拍功能。
系统功能要求
在捕获的图片中，包括一张高清全景图片和一张高清号牌图片，高清号牌图片不仅清晰反映车辆特征，还能清晰辨别驾驶前排乘坐情况，可提供驾驶人脸像。违法车辆必须采集不少于2幅不同时间或者不同位置的机动车特征图片。每幅图片均能辨别车头和车辆牌照特征或人工辨认牌照信息，其中至少1幅图片能够清晰辨别驾驶前排乘坐情况，可提供驾驶人脸像。
自动报警功能：
1) 超速报警：系统要求可以设置超速限值，当通过车辆的速度超过限值时，能够在中心报警。
2) 布控查辑及车辆报警：系统要求可以设置布控缉查车辆号牌，当系统识别出来的车辆号牌结果符合条件时，能在管理中心进行报警。

2.3 通讯系统
本次项目该子系统包括：前端至中心的光通讯设备、光缆等。每个设备接入点，由甲方提供光纤至各路口，尾纤至机箱，终端盒甲供。
每个路口的光通讯设备为电警/卡口设备提供1路IP信号传输（1路RJ45口，速率百兆），为需要全景监控录像/右转监控录像的路口提供相应数量的视频信号传输（等同标清监控摄像机数量的BNC口）。
通讯子系统设备清单见下表：
通讯系统（10个点）
序号
设 备 名 称
规格型号
品牌/供应商
数量
单位
备注
1
光端机（4V+1E）
N3744
英飞拓
6
对
前端独立式，后端机架式
2
光端机（8V+1E）
N3759
英飞拓
2
对
前端独立式，后端机架式
3
光端机（2V+1E）
N3742TA/RA-IP
英飞拓
2
对
前端独立式，后端机架式
4
光端机机架
N3910-18S2
英飞拓
2
套
18插槽,250W电源，可用18槽
该项目通讯子系统实现前端高清闯红灯兼卡口电警设备、高清卡口设备与中心服务器之间的网络通讯和数据传输；实现前端标清监控设备与中心硬盘录像机之间的网络通讯和数据传输。

2.4 上位系统
管理中心的供电、通讯由甲方负责建设。数据应用子系统（上位系统）涉及的硬件设备及操作系统、数据库软件、上位软件由我方建设。我方负责后台BS上位应用软件实施，当地违法处罚平台的接入（预留接口）。
建设规模
500万电子警察设备：共抓拍82条机动车道/8个路口；
200万高清卡口设备：共抓拍8条机动车道2个路段。
标清监控设备：共监控34个方向、4个独立右转车道。
系统设备抓拍方式
高清电子警察：闯红灯记录抓拍“3张高清全景图片”；卡口记录抓拍“1张高清特写图片”（可选）。
高清卡口：超速记录抓拍“2张高清全景图片+1张高清特写图片”，卡口记录抓拍“1张高清特写图片”。
存储量计算
高清电子警察：20条/(天·车道)×365天×82车道×5MB/条+5000条/(天·车道)×30天×82车道×0.15MB/条=4.838T。
高清卡口：20条/(天·车道)×365天×8车道×0.6MB/条+5000条/(天·车道)×30天×8车道×0.20MB/条=0.275T。
合计：4.838T+0.275T=5.113T，考虑作Raid、HotSpare盘，及系统存储空间，所需硬盘裸容量约为：5.113T/0.6=8.5T。目前，上位配置2.4T裸容量的数据库服务器，满足上位仅作暂存及转发的数据存储要求，若要作长期应用，需增补磁盘阵列。
录像容量计算：按硬盘录像机“录像设置”中“位率/位率上限”取最大值为2048Kb/秒时，单个通道每小时所需要的存储容量为：q=2048÷8×3600÷1024=900MB。16路全景（16个通道）全部录像，按1天计算，存储需求为：900MB×16路×24小时=345.6G。目前，单台硬盘录像机配置8块1T硬盘，理论上满足16路均录像时，约23天的存储。
吞吐量计算
将高清电子警察及折算成标准高清卡口（每车道1台高清摄像机），相当于共有标准高清卡口车道数：82×2.5+8=213车道。以极限机动车流量0.5辆/（秒·车道），极限数据吞吐量为：213车道×0.5辆/(秒·车道)×0.2M/秒=21.3MB/秒。考虑实际道路高峰交通流量的分散性，系统峰值吞吐量估算为：21.3MB/秒×75%=16MB/秒。单台通讯服务器（采用1TB低速硬盘）的吞吐能力约：50张高清图片/秒×0.2MB/张=10MB/秒，需配置通讯服务器数量为16/10=1.6台。
目前，配置1台通讯服务器，负载82个500W高清车道和8个200W高清车道，根据实际运行情况而定，若不能满足，另1台数据库服务器需兼作通讯服务器，承担部分车道的通讯任务。
服务器部署
数据库/Web服务器：Power Edge R710，部署Oracle数据库，实现电警/卡口记录数据存储；部署B/S综合应用软件，实现对电警/卡口上位管理及综合应用；实现对电警/卡口图片数据的暂存和转发。
通讯服务器：Power Edge R710，负载高清电子警察/82车道、高清卡口/8车道；部署ACE通讯软件、Oracle客户端、数据转换软件，实现电警/卡口图片、记录数据的通讯和转发。
UPS配置
中心设备功率估算：按2台服务器2000W、1台网络交换机100W、3台硬盘录像机450W、2套光端机机架500W、原有2台终端700W，合计3750W，所需UPS容量为：3750W/0.8=4688W（其中0.8为逆变器效率）。考虑系统具有一定的富余量，故本系统配置UPS系统为：容量6KVA、后备时间2小时以上。
中心配置
上位子系统设备清单见下表（建议不低于以下配置）：
序号
设备名称
规格型号
品牌
数量
备注
1
数据库/WEB服务器
Power Edge R710：2×四核E5540/8G内存/8×300G硬盘（SAS、1万转）/DVD光驱/双千兆网卡/RAID1、RAID5/导轨/冗余电源/Windows2008 Server企业版（32位，25用户）
DELL
1台
安装Oracle服务端、安装B/S综合应用软件
2
通讯服务器
Power Edge R710：2×四核E5540/8G内存/2×300G硬盘（SAS、1.5万转）/DVD光驱/双千兆网卡/RAID1/导轨/冗余电源/Windows2008 Server 标准版（32位）
DELL
1台
安装ACE、Oracle客户端、转发软件
3
网络交换机
Cisco Catalyst 2960-24TT-L：24口百兆网口，配2块千兆电口模块
思科
1台

4
设备机柜
EH61042：600宽*1100深*2000高，42U，含3块设备隔板、2个六孔位电源模块及配套螺丝螺母等附件，整体黑色
南拓
3个

5
嵌入式硬盘录像机
DS-8016HF-S：16路D1，采用SATA接口硬盘
海康
3台

6
硬盘录像机专用硬盘
SV35系列：7200RPM，SATA口，1T，32M
希捷
24块

7
光端机机架
N3910-18S2：18插槽,250W电源，可用18槽
英飞拓
2套

8
UPS
YDC9106H：含科士达YDC9106H 1台，电池65AH×16节，电池柜A16×1个，质保三年
科士达
1套
需厂家现场安装调试服务
9
现场执法记录仪
PSDVR佩戴式摄录机

10套
业主指定
10
数据库软件
推荐配置：Oracle 10G For Windows 企业版（25用户）
Oracle
1套
甲供
11
通讯软件
BK-EP-SC0103
BK
1套
ACE
12
数据转换软件
BK-EP-SA9902：数据转发至当地违法处罚平台
BK
1套
非标开发
13
B/S综合应用软件
BK-EP-SU0012
BK
90车道
定制
14
设备管理软件
BK-EP-SU0013
BK
10套

15
车辆自动记录系统软件基础许可
BK-EP-SU0014
BK
1套

16
车辆自动记录系统软件接入许可
BK-EP-SU0015
BK
90车道

系统结构见附图4。
该项目上位系统的主要功能：
l 实现高清电警/卡口数据的网络通讯、暂存转发、查询管理和比对报警；
l 实现高清电警/卡口违法数据接入支队处罚平台。（非标开发）

3 项目注意事项
1. 本次项目要求完成交通违法车辆数据上传至支队违法数据库，实现对违法车辆处罚的功能，需要定制转发软件，要求违法数据进行初步审核后转发，数据审核录入方式需现场进一步明确。（非标开发）
2. 招标要求系统可以识别蓝、黄、黑、白、绿五种号牌颜色，并根据不同的号牌颜色区分车辆类型。（非标开发）——根据市场意见，按公司标准，系统可以识别蓝、黄、黑、白四种号牌颜色进行。
3. 主控机箱（落地式）布设在靠近信号机机箱的位置，以方便取电，路口其余方向分别布设车道机箱（背挂式）。
4. 本次项目的设备通讯部分均由甲方负责，建议现场尽早与甲方确认前端设备光纤接入的问题（建议尾纤至机箱）；各路口设备本地取电，与甲方确认提供市电接入点。
5. 目前，数据以转发为主，本地未配置海量数据存储设备，建议卡口图片保存于前端，违法图片和数据上传，若大队数据需要作B/S上位平台的长期应用，则建议增补磁盘阵列。
6. 根据交底会讨论，业主希望服务器自定品牌，我方推荐配置待确定。
7. 本次项目需接入原有2个点3G卡口设备数据，因本次使用B/S架构上位软件平台，需对原有3G设备进行升级改造，升级为ACE通讯后接入。
8. 本次项目需整合浙江银江公司1套卡口、3套电警设备的图片数据及相关信息，此项为招标要求外的增补功能需求，我方向应向银江公司开放数据接口协议，银江公司提供其数据转发软件，以实现数据整合，建议转发服务器甲供或由银江公司提供。
9. 根据现场勘查后，确定是否再增补KVM切换器1台。
3.1 项目变更清单
暂无
3.2 项目增补清单
暂无
4 附图
表 4-1 附图目录
序号
图名
图号
1
前端设备单线图1
1
2
前端设备单线图2
2
3
前端设备单线图3
3
4
系统结构图
4

5 验收标准
宝康公司自主产品以相关国家行业标准及企业标准为验收标准；外购设备的验收以该类产品的国家行业标准及其企业标准为验收标准，并有外购设备生产厂家提供具有检测资质的权威质检部门出具的产品检测报告。

上海宝康电子控制工程有限公司技术部 12