高清卡口解决方案视频触发样本.doc

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第 1 章 用户需求分析
1.1 前端信息采集需求分析
为满足公安各部门的业务需求, 系统建成后应能包含尽量可能多信息的”全拍”功能, 这里的”全”至少包括两个维度:
( 1) ”全”对象监控: 对经过监测区域的所有对象, 包括机动车特征、 机动车驾驶人、 非机动车、 非机动车驾驶人、 行人, 都能够清晰捕获。
( 2) ”全”时间监控: 系统一年365天, 每天24小时均有效工作。对经过外场设备记录下来的信息, 不但能够进行实时信息监控报警, 还能经过查询和数据挖掘手段进行历史信息回溯以及对该信息进行有效处理分析。
为实现上述功能, 并在实际应用中结合各单位的业务职能要求, 前端信息采集子系统的主要需求信息如下:

前端信息采集
对象
基本信息采集单元
信息构成
获取程度
所属信息集
机动车
号牌号码
GA36-92/GA36.1-
识别数据信息
车辆基础特征信息
号牌结构
单排/双排字符结构
号牌颜色
黑、 白、 黄、 蓝
车身颜色
10种车身颜色
车辆类型
4种车型( 大、 中、 小、 其它)
装载情况

图片信息
车辆动态信息
地点车速

实时记录数据信息
经过地点

行驶方向

经过时间

司乘人员
面貌特征

图片信息

机动车道混行非机动车
同非机动车道该部分

图片信息

非机动车
驾驶员衣着主体颜色

识别数据信息
车辆基础特征信息
经过地点

实时记录数据信息
车辆动态信息
经过时间

行驶方向

行人
行人衣着主体颜色

识别数据信息

面貌特征

图片信息

经过地点

实时记录数据信息

经过时间

行驶方向

非机车道混行机动车
同机动车道该部分

识别数据信息

采集设备
实时运行状态
摄像机、 补光灯、 机箱等状态信息
实时记录数据信息

故障报警信息
摄像机、 补光灯、 机箱等故障信息

1.1.1 前端信息采集功能要求
结合公安各业务部门的职能需求, 高清视频监控卡口系统前端信息采集需要完成如下功能:
( 1) 对经过卡口的目标实时记录并保存记录信息: 系统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, 能提供高清晰的图片。所提供的图片能够清晰辨认车辆类型、 车身颜色、 所载货物和所处位置, 对于人员能清晰辨别人员衣着穿戴等主要特征, 还可提供完整的车头信息, 包括完整的牌照, 清晰可辨的牌照颜色、 驾驶前排乘坐情况等, 对于驾驶前排乘坐人员能提供清晰可辨的面貌特征。系统需自动保存所捕获车辆( 人员) 的信息, 包括车辆( 人员) 的图片、 车牌号码、 司乘人员的面貌、 车辆经过时的时间、 经过的地点等。
( 2) 图片信息提供: 可提供机动车道图片、 非机动车道图片。要求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目标需提供一张全景图片。
( 3) 车辆基础特征信息提取: 可从机动车图片中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、 装载情况等信息。其中号牌识别功能为系统能够经过对机动车号牌定位、 字符切分、 字符匹配和图像预处理实现号牌自动识别, 可识别”92式””02式”民用车牌和军车、 警车等特殊号牌, 能够识别车牌颜色。
( 4) 车辆动态信息: 实时记录车辆经过卡口断面的时间、 地点、 行驶方向。
( 5) 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。
( 6) 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。
( 7) 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。
( 8) 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。
( 9) 能够提供前端采集设备实时运行状态信息与故障报警信息, 采集范围包括触发单元、 抓拍单元、 传输单元与预处理单元等设备。
1.1.2 前端信息采集性能要求
综合前文所述, 为保证公安各业务部门职能的有效执行、 提高办案效率, 高清视频监控卡口系统首先要确保前端采集信息的完整性、 准确性与实时性, 以及采集图片应具有的高清晰度要求。
1.1.3 术语和定义
( 1) 车辆信息: 包括车辆的经过时间、 地点、 行驶方向、 号牌号码、 号牌结构、 号牌颜色等数据;
( 2) 全景图片: 包含车辆全貌、 车型、 颜色及装载情况及清晰的车头、 车牌、 司乘人员等特征, 同时可用于号牌识别;
( 3) 号牌信息: 包含汉字字符、 英文字母、 阿拉伯数字及号牌颜色;
( 4) 识别时间: 从机动车图像加载完成到给出识别结果所需的时间;
1.1.4 实时性指标
( 1) 号牌识别时间为从车辆图像捕获到至号牌信息提供所需要的时间, 要求该时间: ≤200mS。
( 2) 前端信息采集本地写库的时间要求
前端各断面采集设备, 在实时采集并处理生成数据和图片信息后, 到信息全部实时写入本地数据库所需要的时间, 要求该时间小于20ms。
( 3) 数据采集中心写库的时间要求
前端各断面采集设备, 在实时采集、 处理信息后, 到这些信息全部写入指挥中心计算机系统数据库所需要的时间, 要求该时间小于200ms。
( 4) 信息查询与检索时延
信息查询与检索时延为用户对信息的请求与实际获得之间的时间差, 用户对中心内存储信息的直接查询与检索时延时间小于5s, 用户对前端存储的信息查询与检索, 要求其平均时延控制在3s之内。
1.1.5 准确性指标
( 1) 车辆图像捕获率指所记录的有效车辆数( 指车辆图像中包含全景图像要求的车辆数) 与实际经过断面车辆数的百分比: ≥99%(5～120km/h), ≥97%(120～200km/h);
( 2) 号牌识别准确率指号牌信息识别正确( 指单排字符结构的号牌信息识别结果全部与实际号牌信息相符; 军队、 民用双排字符结构的号牌, 其识别结果为下排序号的识别结果与实际号牌信息相符; 武警号牌信息识别结果为序号的识别结果与实际号牌信息相符) 的车辆数与断面号牌信息有效( 指车辆号牌完整、 安装规范, 且无遮挡、 无污损) 的车辆总数的百分比: 白天≥90%, 夜间≥85%;
( 3) 号牌颜色识别准确率指号牌颜色识别正确的车辆数与断面号牌信息有效的车辆数的百分比: 白天≥99%, 夜间≥97%;
( 4) 号牌结构识别准确率是指号牌结构识别正确的车辆数与断面号牌信息有效的车辆数的百分比: ≥95%
( 5) 车身颜色识别准确率指车身颜色识别正确的车辆数与断面所记录的有效车辆数的百分比: 白天≥70%, 夜间≥65%;
( 6) 车辆类型识别准确率指车辆类型识别正确的车辆数与断面所记录的有效车辆数的百分比: ≥90%;
( 7) 非机动车及行人捕获率指非机动车及行人捕获数与实际经过断面数量的百分比: 白天≧99%, 夜间≧97%;
( 8) 行人特征颜色识别率: 白天≥60%。
1.1.6 信息存储
由于本系统采集的信息量庞大, 为保证信息的安全性以及分担系统各部分的存储压力, 采用分布式的存储架构, 具体如下:
( 1) 前端控制主机对本地图片和数据信息至少应保存7天( 该数据做为指挥中心卡口数据集中存储的远程备份, 并可应对网络故障引起的通讯中断) 。
( 2) 指挥中心存储的信息主要包括前端所有卡口的图片、 数据和系统业务数据信息, 采用磁盘阵列存储整个系统信息。其中在磁盘阵列上图片至少可保存1个月的信息量、 数据信息至少可保存1年的信息量。
第 2 章 系统方案设计
本次系统建设, 能够分为3个组成部分: 前端信息采集, 传输汇聚交换, 高清视频检测应用。如下图示:

图 1 系统整体框架图
2.1 系统组成
本次系统规划对X个机动车道建设高清前端, 以全区主要道路和通往外区各主要路口作为布点原则, 图像质量需满足高清视频监控识别的需求, 达到1600×1200P的分辨率水平。
2.1.1 前端信息采集系统
数据采集子系统在逻辑上属于采集设备层, 主要包括高清主控制器、 高清摄像机、 辅助照明设备及摄像机立杆等, 一般安装在前端路段。该系统经过采集控制实现全天候不间断的机动车的图片抓拍、 图片处理和图片存储等功能, 对于抓拍的机动车图片实现自动的号牌识别, 所有信息先由通讯链路传输至后端数据应用、 存储子系统。
从治安卡口布控的工作性质考虑, 系统需要对所有运动状态的目标( 包括机动车, 非机动车, 行人) 有高图像捕获率, 同时还必须抓拍到清晰的图像( 车牌、 前排司乘人员、 行人) , 作为事后查询和取证的重要依据。
1) 目标抓拍触发技术比选
常见卡口运动目标的抓拍触发方法有以下几种:
( 1) 红外触发
由红外光发射器和接收器两部分组成, 经过光束聚焦, 在收发器之间形成红外光束, 有移动物体经过这条无形的封锁线, 必然全部或部分遮挡红外光束, 从而产生触发。检测区域受限于红外光束数量, 在遇到狂风暴雨等恶劣天气时, 设备外表积水珠, 也会经常出现不抓拍或者误触发等。
( 2) 超声波触发
当风速超过6级或有人经过超声波探头时, 误触发较多, 更为严重的是, 在灰尘极大的恶劣环境下, 工作寿命非常短。
( 3) 线圈触发
线圈触发是利用车辆的金属车身切割环形检测线圈磁力线圈产生电流变化的原理, 由车辆检测器感应到线圈内的电流变化, 当系统检测到监测区域有车辆经过时, 控制模块对抓拍点的光照度进行判断, 高清晰摄像机对经过车辆进行抓拍, 抓拍的BMP格式原始图片被发送到号牌识别模块识别后压缩成易于保存和传输的JPEG格式图片传送到控制主机。其优点是对机动车触发准确率高。线圈触发主要的一个缺点是对非机动车和行人无法触发抓拍。线圈触发缺点如下:
n 铺设线圈需要一定的施工量, 安装比较复杂, 安装过程对可靠性和寿命影响很大, 维修或安装需中断交通, 破坏路面, 影响路面寿命;
n 线圈有老化保养的问题, 同时线圈易被重型车辆、 路面修理等损坏, 从而导致系统的故障率高, 而且它的维护难度较大, 后期维护成本较高;
n 其实际使用效果受线圈、 车辆检测器、 跟车距离等因素的影响: 如果线圈坏则不能抓拍; 车辆检测器坏则不能抓拍; 线圈或车辆检测器灵敏度不好时, 有漏抓拍或误抓拍的现象; 如果灵敏度调太高, 相邻线圈又可能互相有干扰;
n 触发瞬间, 前车挡后车车牌时将无法完成后车号牌的抓拍识别。

( 4) 视频触发
视频触发方式是指系统不需要接收外部触发信号控制其进行图像的采集, 而是由车牌识别系统本身自行完成对输入视频流的检测分析, 并由算法控制其自身, 自行决定抓拍图像, 并进行车牌识别。其优势在于:
n 不依赖外部硬件来触发信号, 只需接入视频信号便可自行完成从采集图像到完成车牌识别的全部功能;
n 视频触发方式能够抓拍包括机动车、 非机动车、 行人在内的所有运动目标。避免了前面提到的外部触发方式中所涉及到的外部触发信号源装置的使用年限、 安装调试、 维护等工作, 不会造成对监测点路面的破坏;
n 施工、 安装、 调试方便, 不受线圈、 车辆检测器、 前车挡后车、 后车跟前车太近等问题影响;
n 由于系统对每一帧图像都进行采集, 分析图像, 定位车牌, 识别车牌, 经多次识别车牌号码选取结果最好的识别结果为最终的车牌识别结果输出, 因为是多次识别, 因此能有效的避免前车挡后车的现象, 同时多次识别能提高车牌识别率。

其缺点是由于对每帧均进行识别处理, 算法复杂性较高。同时其抓拍准确率性能依赖于视频分析算法的性能, 如果算法设计不当, 则可能导致漏拍或者误拍。视频触发技术受环境光照影响较大, 不同的外界光照环境对其触发的准确性影响较大, 特别是需要解决好晚上的补光问题。
上述四种卡口运动目标的检测触发模式, 各有优缺点。卡口系统不同于普通的车牌识别系统, 对机动车、 非机动车与行人的抓拍同样重要。综合考虑系统的可用性、 稳定性和可维护性, 视频触发具有最广泛的目标触发/跟踪能力, 对机动车、 非机动车与行人都能进行抓拍触发, 而且结构简单, 施工方便, 故障率低, 抓拍准确率高, 而且无需破路施工, 后期维护简单, 不会被重型车辆、 路面修理等损坏, 是当前最为切实可行的方式。
综上所述, 在本解决方案中采用视频触发的方式。
2) 目标抓拍补光方式比选
根据信息需求和功能要求, 以及信息获取的对象特点不同, 必须采用合适的补光方式。当前, 常见的补光光源主要有惰性气体( 氙气、 氦气等) 及LED。
①气体灯
利用电子激发气体发光, 瞬间产生强光。例如35w氙气灯能产生3200流明的强光, 亮度提升300%。
虽说气体灯在视场照度提升方面有着无与伦比的优势, 但其在视觉上会给人以爆闪的感觉。对驾驶员视力造成干扰, 影响正常驾驶, 对环境形成光污染, 既不节能也不环保。
②LED
LED点阵光源, 光线柔和、 照射距离远、 功耗低、 寿命长; 冷光源, 对人眼无刺激, 不影响行车安全。
在LED补光方式中, 有一种可控窄脉冲高亮度LED灯补光方式, 与摄像机同步触发。该技术不同于普通闪光灯, 脉冲时间1毫秒, 仅为普通闪光灯的1/3; 亮度高, 色温高达5600K, 图像色彩还原性好; 长寿命, 其寿命>50000小时, 而且其寿命与频闪次数无关, 对系统的成像质量作出了保证; 对周围环境和驾驶员的正常通行无影响, 由于采用窄脉冲频闪方式, 在保证瞬时亮度的同时, 其平均功耗仅为约25W, 不会造成光污染, 节省能源, 保护环境, 质量可靠。
根据需求分析, 本项目对车辆及行人进行抓拍, 均推荐采用LED灯进行补光。
2) 方案设计
如图2所示, 对机动车道, 本方案采用200万像素的高清晰摄像机, 一台高清晰摄像机抓拍两个机动车道的车辆并兼顾相邻车道的交叉, 同时提供全景照片, 彻底解决了跨线漏车问题, 能够清楚记录车辆图像, 同时还能够清晰的显示前排司乘人员的面貌和行人特征信息, 充分体现了高清晰系统的优势。非机动车道采用200万像素的高清晰摄像机抓拍非机动车道上的非机动车、 行人和机动车, 同时提供全景照片。

前端信息采集子系统主要组成为高清摄像机、 辅助照明设备、 视频检测器、 通信单元及设备基础设施等, 安装在外场路段, 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自动识别等功能, 所有信息在前端控制主机内进行存储, 并由专用通信软件将获取的所有信息实时传递给指挥中心。
现对前端信息采集子系统组成图做如下具体说明:
( 1) 前端设置的高清晰摄像机、 控制主机完成了图像抓拍、 号牌识别到图片信息采集等处理的一个完整过程。
( 2) 对应每两条机动车道设置一套高清摄像机, 用于捕捉机动车、 前排司乘人员、 非机动车和行人的信息。机动车道的高清摄像机除了拍摄车牌、 车头信息和前排司乘人员信息, 也用于采集行驶车辆的完整外形和断面情况。每一机动车道高清摄像机的布设, 应考虑变道车辆对系统的影响, 相邻抓拍摄像机视场要有一定交叉。
( 3) 每一套高清摄像机还需要配以辅助照明设备, 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, 确保图片的清晰捕获和有效识别, 但同时必须保证辅助照明设备对人和环境的光污染极少。
( 4) 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信息中心。视频检测器主要包含车辆检测、 图像采集、 号牌识别、 中央控制、 数据传输和其它辅助功能模块, 其处理能力与断面的高峰交通量有关, 需要结合每一断面的具体位置和车道实际情况考虑设置控制主机的数量。配置原则如下:
l 每两条机动车道摄像机配置一台视频检测器; 前端设备每套包含工业级高清摄像机X1、 高清镜头X1、 补光灯X2、 高清视频检测器X1、 防护罩X1等; 每一套前端设备覆盖2个机动车道。
机动车道采用视频检测触发的方式。经过视频检测分析方式, 抓拍机动车道上的机动车辆和非机动车辆及行人。检测到的车辆图片则被发送到号牌识别模块识别后压缩成易于保存和传输的JPEG格式图片, 其余物体则直接经过目标跟踪的方式选择合适的图片压缩成JPEG格式。同时在图片下方叠加地点、 车道、 时间、 号牌等信息, 并保证图片的不可修改性。同时也能够经过视频检测输出交通流量和车辆速度。
工业级高清摄像机采用200万像素的逐行扫描CCD, 具备10比特数模转换以及数字电路处理技术( DSP) , 有高的灵敏度、 好的信噪比、 以及极小的垂直拖尾电平, 输出1600×1200P/25帧的高清图像。
摄像机的使用可满足现场环境的照明情况。
前端摄像机的防护措施与现场环境相适应。
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。
以一个单侧断面( 单向四条机动车道) 为例, 前端设备安装示意图如下:

断面设备安装示意图
2.1.2 传输系统
本系统的传输将利用已经建设的公安网作为视频和视频检测数据的传输网络, 传输系统的结构需详见已经建成的公安网络。主要经过以太网光端机, 将前端采集的视频图片以及机箱报警信号等传输至中心端网络。以太网光端机具备TCP/IP网络接口, 以及RS232 和RS422数据传输通道, 低速数据通道用于传输前端的机箱报警信号。

2.1.3 中心应用系统
数据应用子系统从逻辑上由通信服务层、 数据服务层和数据存储层组成, 主要实现所有前端数据的集中式存储、 系统数据展示调用、 远程嫌疑布控、 实时比对报警、 数据统计分析、 系统管理维护, 及与各个外部系统的数据共享和协调联动等功能, 一般由数据库服务器、 存储磁盘阵列、 应用/WEB服务器、 通信服务器、 及操作终端等构成。为系统控制中心和各相关业务部门提供数据服务和业务支撑。
2.1.3.1 系统管理软件
系统管理软件主要包括用户管理、 日志管理、 报警管理、 系统对时、 设备管理等方面的管理及应用, 各功能模块设计如下:
n 用户管理模块: 系统管理员经过此模块功能, 完成对用户进行名称、 密码、 权限管理、 能够对用户做增、 删、 改、 查功能。并可完成用户的名称、 密码、 权限及计算机IP绑定功能。
n 日志管理模块: 该模块对系统运行的所有状态, 包括操作、 调用、 控制、 调试等等均进行运行日志记录, 其记录由系统管理员进行操作和管理。日志记录的大小由配置模块设定, 先进先出。
n 报警管理模块: 对中心应用系统的应用软件、 接入及交换处理系统设备故障和视频检测器故障进行监测, 故障发生时经过异常信息显示进行报警并生成故障记录; 故障记录保存在日志文件中, 能够方便进行查询。操作员确认后取消报警。
n 系统对时模块: 支持NTP校时功能, 保证整个系统具有一个标准一致的时间, 确保所有的业务子系统准确的时间同步, 保证系统联动的实时性、 准确。
n 设备管理模块: 对系统设备( 摄像头、 检测器等) 进行管理, 根据需要能够增加、 删除、 编辑监控摄像机、 检测器设备。
n 设备状态监视: 能够提供直观的设备列表界面, 对综合接入及交换处理系统设备状态进行监视
2.1.3.2系统支撑软件
支撑软件主要为系统的功能应用提供数据和信息的输入输出, 包括与各子接口驱动等。主要功能模块设计如下:
n 数据接入模块 提供机动车辆及非机动车辆信息及图片、 交通流量、 设备状态等业务设备数据接入服务。
n 数据入库模块 提供将各类业务数据实时高效存入数据库服务
n 系统/设备监测模块 提供各摄像机、 检测器、 后台服务器设备以及运行的支撑业务组件的状态收集及报警通知功能
n 数据应用模块 对庞杂的多源、 多维、 多层次、 多粒度、 多应用的海量综合信息, 进行分析和查询, 为各种业务应用供强有力的数据应用支持。
n 数据发布服务 提供多种数据发布方式, 供外部系统(如110指挥中心等)使用。
n 信息订阅模块 提供基于各种形式的信息数据元素订阅以及实时通知的服务组件, 具体内容如车牌订阅、 报警信息订阅等功能。
n 数据通信模块 提供数据转发以及数据缓存服务。
2.1.3.3业务应用软件
n 统一布控报警模块 系统根据用户手工添加的黑名单车牌号码自动进行比对与监测, 一旦发现布控的车辆及时向指定的系统或人员发出报警。

n 行驶轨迹回放模块: 对嫌疑车辆的历史轨迹进行回放。方便警方寻找更多的办案线索。

n 套牌车辆检测分析模块: 系统根据不同区域之间设定时间差对车辆进行交叉比对, 如果发现车辆号牌相同, 号牌颜色相同的车辆, 则弹出报警框, 由人工复核号牌识别结果, 如果确认号牌相同, 则认为该车辆为套牌嫌疑车辆, 导入套牌嫌疑车辆数据库中。

n 跟车关联性查询模块: 系统根据指定车牌号码, 指定时间段, 指定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。

n 车辆区域关联性查询模块: 系统根据指定区域, 将指定区域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。

n 车辆特征数据查询模块: 对区域内车辆的相关特征数据( 属地、 属性、 车型等) 进行查询分析, 为了解区域内车辆运行状况提供信息支持。
车型:

颜色:

n 非机动车与人员的特征查询模块: 系统提供根据车身颜色、 行人衣服颜色) 进行非机动车和人员的相似性查询, 减轻工作人员的目标筛选工作负担。

n 交通流量统计分析模块: 系统提供交通流量日, 月, 年统计报表

n 故障统计分析模块: 系统在日常运行中, 设备及重要软件进程出现的故障, 都将被记录在故障数据库中。此模块可对平台设备及重要软件进程在历史运行中的故障或状态信息进行统计分析和管理。
2.1.3.4网管
系统设置统一网管平台, 监测系统状态、 配置系统参数等。
2.1.3.5存储系统
本次存储建设的重要目标之一就是为道路违章监控数据提供可靠的存储平台, 将监控设备采集数据集中保存到分局存储设备上, 延长采集到的数据在系统中的保存时间。
存在问题和建设目标
n 存在问题
当前, XX公安局的整个信息系统主要面临下面的几个问题:
1） 道路违章监控等系统数据量较大, 数据保存周期短, 分布较为分散, 不具备全局化的管理功能, 难以集中管理和充分利用数据资源;
2） 缺乏专业的高性能存储设备, 数据保护级别还不够高;
3） 存储容量很有限, 难以满足大量数据的存储需求;
4） 数据库系统需要较高性能的存储架构支撑;
n 建设目标
本次项目将在XX公安分局建立存储系统, 设计科学、 有效的信息系统构架和功能, 组织派出所、 分局的各项数据, 使得整个系统完整、 可靠性强、 性能较高、 易于管理。具体体现在实现以下目标:
1） 采用XX专业的存储设备和合适的系统架构, 整合各项业务数据, 将道路监控数据、 数据库系统以及其它重要业务数据做集中存储和数据保护;
2） 采用XX存储架构, 使得数据能够易于在多台主机间共享, 比如多台客户端回放;
3） 配置足够容量, 以满足当前和将来数据存储的需求;
4） 存储设备需要具备足够高的性能和稳定性;
5） 考虑系统性价比和可扩展性, 使得投资效益最大化;
我司在详细考察和论证XX公安分局的信息系统和与之相关周边系统, 充分利用XX公安局现有的设备, 建设科学合理的存储系统架构, 达到数据最大程度保护和利用, 性能进一步优化, 满足XX公安分局的各项功能需求。高可用性和高性价比是本方案的建设出发点。
存储容量计算
本次项目将建设X个监测点, 共X个机动车道, 抓拍每辆机动车记录由约200K的图片文件和约300bytes记录数据组成。
( 1) 记录保存要求
按照招标文件要求: 车辆图像存储时间≥30天, 车辆号牌信息的存储时间≥1年, 车辆的布控/撤控信息及报警信息的存储时间≥3年。
( 2) 系统存储容量估算
参考X区的实际交通状况, 初步估算: 一个机动车道极限通行能力: 0.5辆/(车道·秒); 平均一个机动车道的日车流量为15000辆/天; 每天的嫌疑车辆报警量为5000辆/天。
系统高峰需处理图片能力( 吞吐量) :
0.5辆/(车道·秒) ×190车道=95条记录/秒
95条记录/秒×0.2MB/条=19MB/秒
系统每天卡口记录图片总量
15000条记录/(天·车道)×190车道=285万条记录/天
285万条/天×0.2MB/条=570GB /天
系统每天卡口记录号牌信息总量
285万条/天×0.3B/条=0.855GB /天
系统每天卡口报警信息总量
5000条/天×0.2MB/条=1GB /天
系统总存储容量需求
570GB/天×30天+0.855GB/天×365天+1GB/天×365天×3=18.5T
存储系统选择
当前普遍采用的存储系统结构有: FC-SAN结构存储系统、 IP-SAN结构存储系统、 NAS结构存储系统。SAN( 包括FC-SAN和IP-SAN) 结构的存储系统的显著优点是: 性能卓越, 适用于实时相应要求高的OLTP数据库环境。但其缺点主要是: 服务器众多的异构平台, 构造复杂, 成本趋高。
NAS数据存储系统是经过TCP/IP以太网络连接的存储设备, 经过标准的网络拓扑结构连接到多台计算机或者服务器上。NAS建立自有的文件系统, 数据传输协议是TCP/IP over GbE, 数据存取的协议则有NFS、 CIFS、 HTTP、 DAFS等。在网络中的用户能够随时将数据盘映射到本地, 获取数据共享服务, 因此说, NAS数据存储系统是最好的文件共享方案。NAS系统的显著优点是: 天然文件系统共享, 构造灵活, 适用于媒体系统、 文件服务系统。
存储系统设计
根据XX分局城区车辆进出监管系统的数据存储与应用需求, 对本项目数据存储系统进行如下设计:

2.2 主要设备技术规格
2.2.1 前端设备
2.2.1.1摄像机
l 分辨率: 1600X1200
l 像元尺寸: 4.4 x 4.4µm
l CCD传感器: 1 / 1.8”
l 时钟: 65MHz
l 帧频: 25fps
l 数据格式: 8 、 10 bit 黑白/Bayer彩色 mini Camera Link/HD-SDI/GigEVision 输出
l 环境温度-10℃～+50℃
2.2.1.2高清镜头
l 200万像素高清镜头(自动光圈、 手动变倍)
l l在整个屏幕范围内都具有高对比度及清晰度的图像
l 规格: 1/1.8＂或1/2＂
l 焦距: 10~60mm
l 光圈范围: 至少支持F1.4
l 变焦: 手动
l 聚焦: 手动
l 光圈: 自动
l l 标准C固定架
2.2.1.3高清视频检测器
1) 采用高可靠、 低功耗的嵌入式设计, 机壳表面散热形式( 无风扇设计) , 能够在野外高污染、 多尘、 高低温的恶劣环境下长时间可靠工作。
2) 操作系统采用嵌入式Linux操作系统, 以电子盘方式存储, 开机运行释放到内存, 具有速度快、 资源利用率高、 稳定可靠、 无病毒、 防侵入的优点, 而且在断电恢复后能够迅速自启动。
3) 单台控制主机具有2条机动车道或者1条非机动车道单向的控制处理能力, 并能够循环保存7天的车道处理信息, 约4万条记录, 每条记录包括一张图片和相关数据信息, 每张图片约280K, 数据平均约900bytes。
4) 能够经过通信网络由中心系统进行控制、 设置和管理, 能够由中心系统编辑修改本地数据库的表格、 各种传输参数、 运行参数、 以及检测门限等; 前端的软件升级能够由中心系统集中管理和远程控制实现。
5) 系统故障检测功能, 能识别检测摄像机的故障状态和前端设备的故障状态, 并实时回报中心计算机系统。
6) 在通信中断时, 能完整保存相关信息, 一旦通信恢复正常, 设备能自动恢复上传信息的功能。
2.2.1.4 补光灯
不能采用常明灯或疝气大灯爆闪方式, 采用可控窄脉冲高亮度LED灯补光方式, 与摄像机同步触发。该技术不同于普通闪光灯, 脉冲时间1毫秒, 仅为普通闪光灯的1/3; 亮度高, 色温高达5600K, 图像色彩还原性好; 长寿命, 其寿命>50000小时, 对系统的成像质量作出了保证; 对周围环境和驾驶员的正常通行无影响, 功耗小于30W, 节省能源、 质量可靠。
2.2.2 视频检测应用平台
2.2.2.1Web服务器( 包括GIS)
( 1) 处理器个数: 2( 4核) x86支持64位
( 2) 标称主频( MHz) ≥3000
( 3) 内存: 8GB
( 4) 双千兆以太网
( 5) 硬盘: 500G以上
( 6) 支持操作系统Windows
( 7) ArcGis   serve9.2以上版本
2.2.2.2卡口后台服务器( 包括数据库服务器)
( 1) 处理器个数: 2( 4核) x86支持64位
( 2) 标称主频( MHz) ≥3000
( 3) 内存: 32GB
( 4) 双千兆以太网
( 5) 硬盘: 500G以上
(6) 支持操作系统UNIX/LINUX
(7) 数据库: Oracle 10g x86_64
2.3 系统抓拍效果图

第 3 章 施工组织方案
3.1 施工总体指导思想
根据上海市公安局XX分局城区车辆进出监管系统建设工程要求, 我们要求工程项目严格按照有效的质量保证体系和管理办法进行运作, 要质量、 安全、 工期、 文明建设一起抓, 并制定和贯彻执行本工程的质量计划和工期计划, 对管理职责、 文件和资料、 材料采购、 施工过程、 检查和试验、 不合格品的预防和纠正、 产品保护、 质量记录、 服务质量等进行全方位严格控制, 以确保工程质量。同时要求项目操作严格按照施工规范、 操作规程和有关安全生产、 文明施工要求施工, 认真做好技术安全交底和落实安全技术措施, 强化安全检查和整改工作, 以保证施工安全。经过系统和科学的组织管理, 确保工期按期完成的目标。
根据工程的要求, 我们将人力、 机具、 仪器、 设备和其它资源根据项目工作的要求做深入、 细致的调配, 形成切实可行的、 体现高质量和高效率的详细进度计划; 采取交叉平行的动态作业方式, 将安装准备工作安排在室内进行, 做到设备现场安装前完成预调试和装配, 提高场外工作效率。严格遵照有关规定和程序, 深入、 细致的落实每一项工程工作, 并在保证质量的前提下, 各工作组之间根据工程进度灵活调配, 实行动态管理, 以保证工程的有序顺利进行进而保证工期目标的实现。
3.2 施工准备
施工安装调试是本项目的重要组成部分, 其工艺和质量将直接影响到项目系统的正常运转, 特别对高清摄像机来讲其敷设、 接线的质量要求高于普通摄像机兑线缆工艺的要求。对此我们将对项目进行详细的工程工艺设计, 以确保项目中不因施工而产生的图像质量、 系统稳定因素。同时考虑到本次项目的安装地点都是在黄浦辖区内进出道口以及重要道路路段, 环境美化也是至关重要。我们将对摄像机杆件、 辅助照明杆件及其位置的设计、 安装、 尽量考虑环境美化。
施工前的准备主要包括:

3.2.1 技术准备
1. 现场勘查与核实
Ø 确定前端X个卡口点位、 X条车道的具体位置和安装位置;
Ø 详细勘查各监控点现场情况, 对前端监控点设备安装位置、 附近的施工环境、 施工条件等做详细考察, 熟悉场地情况;
Ø 落实施工方案的具体内容, 包括各卡口点位具体情况、 线缆敷设方案等;
Ø 对外XX上位机房进行现场勘察, 了解机房现有设备安装情况;
Ø 与甲方协调本系统新增设备安装位置、 光缆汇聚路由、 供电等。
2. 系统深化设计
Ø 进行系统详细的深化设计和量化设计;
Ø 提供详细的配置清单、 配置图纸及技术规划;
Ø 对所选用的设备器材, 对每一项技术指标逐一落实, 对每一个技术方案都要进行必要的试验, 使设备的选型配置达到最佳程度, 及时处理可能出现的问题;
Ø 组织有关专业人员和施工人员熟悉图纸、 规范及施工要求, 编制进度计划;
Ø 准备有关的记录、 资料。
3. 落实卡口点建设准备情况
Ø 在完成系统深化设计工作后, 需甲方确认:
Ø 前端接入节点、 上位平台软硬件安装情况;
Ø 在进行卡口前端设备安装前, 确定各卡口机箱安装完毕、 供电到位等情况;
Ø 在确保所有卡口系统符合安装条件的情况后, 开始进行设备安装。
4. 工程量复核
在基本的施工方案确定后, 根据技术方案深化设计的情况和现场情况, 进一步准确核算工程量, 以便作业组的施工准备。工程量复核的内容包括:
Ø 各监控点安装位置工作面的分解, 安装、 调试的任务量;
Ø 单组单点施工的工时和工程日历;
Ø 材料、 机具、 仪器、 仪表、 安全防护设施以及其它后勤工作的供给量;
Ø 主材、 辅材、 辅料的型号、 规格确定以及采购清单, 资金预算复核;
Ø 辅助工作( 资料准备、 培训准备) 的工作量和预算复核;
Ø 工艺优化方案和项目节约方案。
3.2.2 物资条件准备
在完成项目详细设计等各项技术准备并得到业主确认后即可进行项目开工。开工涉及: 基础施工、 杆件安装、 设备安装、 线缆敷设、 配线、 设备调试等7道工序, 应按其先后顺序实施。
在开始施工前, 请有关工程实施人员认真阅读各相关工序说明, 并确认本规范中所列出的所有工器具及相关材料, 准备好施工所需要的各项设备, 主要包括:
Ø 空气压缩机( 附塑胶管) : 推荐公称容量6立方米/分, 额定排气压力0.7Mpa;
Ø 冲击电( 汽) 锤;
Ø 三相发电机: 在无法就近取电情况下使用, 推荐使用三相38KV, 43A设备;
Ø 振动棒: 浇注基础时用。
Ø 登高车: 在需要登高作业而登高梯无法达到的情况下使用。
Ø 工程车: 运输工程材料用。
Ø 工具箱: 含各种安装调试用工具。
3.2.3 技术培训
在内部技术培训的过程中, 参与工程工作的所有人员均要求了解项目情况。项目总工、 专项工程师负责参照系统设计, 与安装工程师、 测试工程师和技工进行技术交底, 下达作业指导书。所有现场工作人员必须熟悉系统的原理、 系统信息流程、 系统正常的工作条件和合理工作状态、 设备性能和工作原理、 设计图纸、 设备技术指标、 设备的包装储运方式、 安装调试方法等内容。
3.2.4 开工报告
严格遵守工作程序, 执行开工报告制度。必须坚持没有做好施工准备不准开工的原则。只有在