智能交通之优化交通和治安卡口综合管理系统

      本文从功能、系统、技术三角度介绍公安治安卡口系统优化方法，并提供一个实际优化应用的典型案例

    公路车辆智能监测记录系统，也称公安治安卡口系统，是具有汽车图像记录、速度测定、号牌识别、自动报警、数据管理、流量统计、远程维护等功能的综合技术应用系统，已被广泛应用于国道、省道、高速公路等路路面的交通事故预防和有关车辆案件的侦破。一个完善的治安卡口管理系统应该具备车牌自动识别、卡口应用系统和中心联网管理三个功能。

车牌自动识别

       车牌自动识别是卡口系统的核心，其功能要求包括：

       车牌捕获率要尽量高，也就是说，尽可能不漏车。如果采线圈触发采集车辆图像，理论上车辆捕获率可以达到近100％；

       识别率尽可能高，至少达到全天候全牌识别率不低于85-95％（国际ITS识别率实用技术指标）；

       拒识率要尽可能低，至少达到全候1％以下。才能有效实现事后排查，否则会降低事后排查的效率。通常一个卡口的日通行量大约是2千－1万辆车次，要求存储的车辆数据是3个月。如果拒识率过高，将会有大量的车辆信息无法通过车辆识别结果进行有效查询；

       识别速度要尽可能快，如果识别速度不够快的话，就很难保证系统的实时性，特别是对快速通行的车辆，或者车队通行时，会出现大量漏车现象。一般来说，从车辆图像采集，自动识别，比对报警，到存储整个过程的时间要求不超过1秒，并且越快越好。

卡口应用系统

       卡口应用系统是符合卡口工作需求的后台应用管理软件，其任务是接受从车辆自动识别传来的车辆图像和识别结果，自动比对黑名单数据库，提示报警，存储车辆图像和识别结果，查询、统计、打印、数据上传。卡口应用系统的功能要求包括：

       车辆图像数据和识别结果的可靠存储，当多功能的系统运行出差错时能保护图像数据不会丢失；

       有效的自动比对和查询技术，被识别的车辆照号码要同数据库中成千上万的车辆号码自动比对和提示报警，如果车辆照号码没有补正确读取时就要采用模糊匹配技术才能得出相对“最佳”的比对结果；

       一个独立的卡口应用管理系统至少需要保存3个月的图像数据，以日通行量1万辆车次计算，至少需要存储100万条数据，因此必须具备好的图像压缩和存储技术；

       必须具备人工查询、统计、打印、数据导入导出功能；

       系统必须稳定、可靠、不能因为软件而导致死机。

中心联网系统

       中心联网系统将所有卡口联网，以指挥中心为核心，形成分布式网络系统，可以建设区域、城市、省际或更大规模的车辆监控管理系统。中心联网系统进行数据交互，实现整个网络系统的远程管理和维护。中心联网系统的功能要求包括：

       系统必须稳定、可靠，中心能够直观明了地显示和监控各个现场卡口；

       中心管理系统与各个卡口应用管理系统能够进行点对点实时数据交互；

       中心能够实时或分时可靠地接收和存储所有卡口数据，并具备传输容错功能；

       中心能够接收、显示、存储、分发和处理各个卡口实时报警信息；

       中心能够远程管理和维护各个卡口，包括设置系统软硬件运行参数、查看运行状态和异常信息；

       中心能够对各个卡口进行点对点以及分布式实时数据查询；

       黑名单车辆数据库在整个系统中的自动更新；

       各个卡口系统既能够独立实现现场应用管理功能，又能够实现中心网络化管理要求；

       必须具备人工查询、统计、打印、数据导入导出功能。

系统优化

       治安卡口建设的真正挑战，并不在于局部是否能实现卡口功能，而晨大规模应用之下的整体性能和稳定性，系统要求包括：系统结构至少能达到总队、支队、大队联网管理，并且可以扩展形成区域、城市、省际或更大规模的中心管理系统；工程适用性，能满足各种现场环境和施工条件，能够对新系统建设和老系统改造都具有足够的适应性；系统开放性、可扩展性及与第三方系统如110指挥中心等的集成；成本合理，包括建设成本、使用成本、维护成本、更新成本；系统升级，包括对原有系统的升级和将来系统的扩展能力。

技术优化

提高车辆照识别率

       车辆自动识别的识别率指标的重要性在于，只有达到实用识别技术指标的卡口系统才能有效实现自动比对报警，否则会出现大量误报。同时，识别率高，系统需要调用图像、人工介入的可能性就小，系统网络的运行负担就小。一个中等城市的卡口系统，如果识别率不够高，选择4位或5位比对正确报警的频率大约是1分钟报警一次，现场值班警员几乎无法用报警信息正常工作。

强化图像管理

       随着卡口数量的增加以及卡口运行时间增长，卡口应用系统和中心联网系统必须能够承受大数据量图像传输、存储、查询的压力。

       以在国际行业协会 排名第12的利普视觉图像压缩技术为例。

       在编码率相同的情况下，其图像压缩技术可以比标准JPEG方式得到更好的图像重建质量，以PSNR（峰值信噪比）来衡量，平均提高0.5～2DB，或者在相同的PSNR值时，编码率可以提高20％～50％。也就是说，可以为建设方减轻1/2传输带宽，同时减少1/2硬件存储设备，以一个较大规模的卡口系统为例，可以节省近100万元的硬件存储设备投资。

提高识别速度

       提高识别速度可以提高单台主机管理的车道数量，减少系统节点降低直接成本，减少计算机硬件、系统软件平台（操作系统和数据库）、网络构架成本，减少整个网络的规模，提高可靠性，减少维护成本。

       此外，系统就应支持公安、交警系统有效联接，数据共享，实现公安交警联动，为“三台合一”，“交巡合一”系统提供技术支持，避免重复建设投资。

实际应用案例

       昆明市公安局的治安卡口系统，其系统建设软件选择了利普视觉PS800.net，该中心联网系统硬件选用一台IBM服务器作数据通信和数据库平台，四台服务端工作站安放在公交分局指挥中心。所有卡口应用系统硬件包括工控机、图像采集卡、摄像机均选用通用的标准工业产品，以便上日常技术维护、升级和备品备件采购。系统管理12个卡口工作站22个车道。

       卡口道路形式有单机6车道、4车道、3车道高速公路收费站，普通国道单向单车道，普通国道单向双车道，一级快速干道单向双车道。从车辆检测技术上，系统形式包括圈触发、红外触发、视频触发。

       该系统于2003年5月28日通过鉴定，为远郊警务站对机动车的查辑提供<