陳金表

（福州大學(xué)，福建 福州 350116）

福州市城區(qū)加油站車(chē)輛管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳金表

（福州大學(xué)，福建 福州 350116）

文章立足于城區(qū)加油站治安防控需求，通過(guò)在加油站出入口安裝高清抓拍攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)出站的機(jī)動(dòng)車(chē)輛全時(shí)監(jiān)控和車(chē)牌實(shí)時(shí)識(shí)別比對(duì)，提升加油站的安全等級(jí)。

加油站；機(jī)動(dòng)車(chē)；視頻監(jiān)控；識(shí)別

1 項(xiàng)目背景

近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市人口日益增多，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量迅速增長(zhǎng)，加油站也相應(yīng)日益增加。目前，福州市城區(qū)共有77處加油站。加油站內(nèi)車(chē)輛流動(dòng)頻繁，是犯罪分子補(bǔ)充油料和利用油料進(jìn)行犯罪的必經(jīng)之地，同時(shí)加油站本身也是不法分子潛在的犯罪目標(biāo)。針對(duì)越來(lái)越復(fù)雜的治安形勢(shì)，有必要在全市加油站的出入口對(duì)所有進(jìn)入加油站加油的車(chē)輛進(jìn)行抓拍，并將所抓拍的圖片與公安部門(mén)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)與分析，保證社會(huì)的安定。目前，得益于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、圖像處理、模式識(shí)別、智能分析等信息技術(shù)的進(jìn)步，視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)也得到長(zhǎng)足發(fā)展。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)示意圖

福州市加油站系統(tǒng)依托公安視頻專(zhuān)網(wǎng)和視頻共享平臺(tái)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)基于分布式系統(tǒng)的集中管理策略，采用分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)架構(gòu)如1所示。

3 前端監(jiān)控抓拍單元設(shè)計(jì)

前端監(jiān)控抓拍單元部署在每個(gè)加油站出、入口位置。其主要由以下功能單元組成：①車(chē)輛檢測(cè)、圖像采集識(shí)別單元：含抓拍單元和補(bǔ)光燈；抓拍單元內(nèi)可設(shè)置虛擬線(xiàn)圈，完成車(chē)輛檢測(cè)功能；②前端數(shù)據(jù)處理及上傳單元：終端服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)每個(gè)加油站的錄像及抓拍圖像存儲(chǔ)；③網(wǎng)絡(luò)傳輸單元：含可網(wǎng)管交換機(jī)。前端監(jiān)控抓拍單元如圖2所示。

圖2 前端監(jiān)控抓拍單元結(jié)構(gòu)圖

（1）車(chē)輛采集處理單元。車(chē)輛檢測(cè)、圖像采集處理由抓拍攝像機(jī)加補(bǔ)光燈組成。抓拍攝像機(jī)采用高清300萬(wàn)CCD+高清ISP+高性能嵌入式DSP一體化架構(gòu)設(shè)計(jì)，集高清視頻采集、高清視頻處理等核心功能于一體。300萬(wàn)像素以上高清抓拍相機(jī)有效像素不少于2048×1536，所拍攝的圖片能清晰的分辨車(chē)牌、車(chē)型、車(chē)輛顏色、車(chē)標(biāo)等。車(chē)牌識(shí)別率能否保證取決于車(chē)牌在照片中所占像素的多少，系統(tǒng)所采用的號(hào)牌識(shí)別算法可在車(chē)牌橫向像素點(diǎn)不小于120時(shí)保證號(hào)牌識(shí)別的準(zhǔn)確率95%以上。每個(gè)出入口配置1～2臺(tái)抓拍攝像機(jī)，每臺(tái)抓拍攝像機(jī)正常覆蓋7.5m

寬，用于采集行駛車(chē)輛的完整外形圖片和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理。

（2）視頻圖像存儲(chǔ)。由終端服務(wù)器加軟件組成，終端服務(wù)器采用嵌入式低功耗無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，采用大容量工業(yè)級(jí)硬盤(pán)作為存儲(chǔ)介質(zhì)，可保存大容量車(chē)輛信息記錄，當(dāng)超出最大存儲(chǔ)容量時(shí)，自動(dòng)對(duì)車(chē)輛信息和圖片進(jìn)行循環(huán)覆蓋。

抓拍數(shù)據(jù)可以在終端服務(wù)器內(nèi)就地備份存儲(chǔ)，并可上傳至平臺(tái)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)傳輸通道故障情況下，終端服務(wù)器可以暫存車(chē)輛通行數(shù)據(jù)，當(dāng)通信恢復(fù)以后，臨時(shí)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)能自動(dòng)續(xù)傳，補(bǔ)錄到中心管理平臺(tái)集中存儲(chǔ)。續(xù)傳策略有兩種可選：歷史數(shù)據(jù)優(yōu)先上傳、最新數(shù)據(jù)優(yōu)先上傳。

視頻存儲(chǔ)。存儲(chǔ)容量需求及計(jì)算：300萬(wàn)像素監(jiān)控圖像，碼率按7Mbps（25幀/s）估算。存儲(chǔ)設(shè)備的容量應(yīng)大于所有需存儲(chǔ)監(jiān)控圖像空間總和的1.1倍。即存儲(chǔ)空間要求（Byte）≥監(jiān)控點(diǎn)數(shù)×碼率×3600×24×存儲(chǔ)天數(shù)/8×1.1。

按每路圖像30天存儲(chǔ)估算則：1路7Mbps碼流計(jì)算需存儲(chǔ)容量：（7Mbps×3600×24×30÷8÷1024）×1.1＝2436GB。每個(gè)加油站若在出口、入口各裝1路抓拍機(jī)，需要2436GB×2=4872GB。

圖片存儲(chǔ)。車(chē)輛圖片信息采用JPEG編碼格式，壓縮因子不高于70，300萬(wàn)高清攝像機(jī)輸出照片文件平均大小為400K，按日均2000輛流量估算，每個(gè)出口或入口的圖片信息按不同存儲(chǔ)時(shí)間的容量計(jì)算公式如下：

2000輛×0.4MB×1個(gè)×30天/月×1個(gè)月/1024/1024＝0.22TB

每個(gè)加油站共需圖片存儲(chǔ)容量合計(jì)0.22TB×2=0.44TB

（3）視頻圖像傳輸網(wǎng)絡(luò)。傳輸網(wǎng)絡(luò)單元主要由交換機(jī)、光纖收發(fā)器以及光纖等資源組成，通過(guò)視頻專(zhuān)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)前端子系統(tǒng)與共享平臺(tái)之間的互聯(lián)互通。以每個(gè)加油站布署2臺(tái)高清攝像機(jī)來(lái)計(jì)算，所需要的帶寬為16M，加上加油站原有視頻監(jiān)控圖像，建議每個(gè)加油所需要的傳輸帶寬至少為20M。

4 平臺(tái)模塊設(shè)計(jì)

福州市加油站視頻系統(tǒng)模塊是視頻共享平臺(tái)的重要組成部分，結(jié)合共享平臺(tái)現(xiàn)有硬件資源，作適當(dāng)擴(kuò)容。文章重點(diǎn)設(shè)計(jì)平臺(tái)軟件功能模塊。

（1）電子地圖。具備電子地圖功能，可將區(qū)域的監(jiān)控點(diǎn)位情況直觀(guān)地表現(xiàn)于該區(qū)域的地圖上，用戶(hù)可以從中獲取各監(jiān)控點(diǎn)位設(shè)備的工作情況等數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)需要刻畫(huà)嫌疑目標(biāo)車(chē)輛運(yùn)行軌跡。電子地圖包括電子地圖、地圖查詢(xún)、車(chē)輛軌跡等。

（2）綜合查詢(xún)。用戶(hù)可通過(guò)綜合查詢(xún)的功能，對(duì)系統(tǒng)所涉及的區(qū)域中各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位的往來(lái)車(chē)輛的要素屬性進(jìn)行查詢(xún)，也可根據(jù)公安治安管控業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，設(shè)置查詢(xún)條件，對(duì)系統(tǒng)記錄的車(chē)輛信息進(jìn)行查詢(xún)。根據(jù)用戶(hù)需要查詢(xún)的內(nèi)容，綜合查詢(xún)包含三大部分：即要素查詢(xún)、日志查詢(xún)、工作日志查詢(xún)。

（3）智能研判。智能研判功能，是以系統(tǒng)前端采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)（點(diǎn)位車(chē)輛信息、車(chē)輛號(hào)牌等屬性信息）為基礎(chǔ)，通過(guò)關(guān)聯(lián)算法，挖掘并評(píng)估不同類(lèi)別數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，最終對(duì)事件作出輔助性的判斷與決策，為管理者提供決策建議。

智能研判包括行車(chē)軌跡分析、關(guān)聯(lián)性分析、頻繁加油分析。①行車(chē)軌跡分析。當(dāng)某車(chē)輛連續(xù)通過(guò)多個(gè)加油站時(shí)，系統(tǒng)可以在指定的時(shí)間范圍內(nèi)，根據(jù)車(chē)牌號(hào)碼，在列表中按照時(shí)間先后順序顯示該車(chē)輛在此時(shí)間段內(nèi)的所有過(guò)車(chē)信息，并聯(lián)動(dòng)電子地圖呈現(xiàn)其行車(chē)軌跡，從而進(jìn)行行為分析。選定車(chē)牌號(hào)碼和時(shí)間段等條件，查詢(xún)車(chē)輛在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)通過(guò)各個(gè)加油站的過(guò)車(chē)信息。②關(guān)聯(lián)性分析。針對(duì)刑偵時(shí)犯罪團(tuán)伙車(chē)輛經(jīng)常結(jié)隊(duì)出來(lái)活動(dòng)的特點(diǎn)，對(duì)犯罪嫌疑車(chē)輛進(jìn)行信息查詢(xún)時(shí)，根據(jù)車(chē)牌省份地域分析其相鄰車(chē)輛號(hào)牌，挖掘出有關(guān)聯(lián)的車(chē)輛，為破案提供線(xiàn)索。根據(jù)犯罪嫌疑車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)牌種類(lèi)、車(chē)輛通過(guò)時(shí)間、分析時(shí)間間隔、加油站名稱(chēng)這幾個(gè)條件篩選出與犯罪嫌疑車(chē)輛有關(guān)聯(lián)的車(chē)。選定車(chē)牌號(hào)碼、時(shí)間段、加油站等信息，通過(guò)設(shè)定的跟車(chē)間隔時(shí)間大小，分析出與此車(chē)輛關(guān)聯(lián)的其他車(chē)輛過(guò)車(chē)信息。③頻繁加油分析。根據(jù)設(shè)定的頻度閾值，分析在某一段時(shí)間內(nèi)加油次數(shù)超過(guò)設(shè)定閾值的車(chē)輛，對(duì)這些車(chē)輛進(jìn)行預(yù)警。選定加油站、時(shí)間段，設(shè)定頻度閾值，分析超出閾值范圍的車(chē)輛過(guò)車(chē)信息。

（4）動(dòng)態(tài)抓拍。需要抓拍時(shí)，可啟動(dòng)動(dòng)態(tài)抓拍功能，記錄圖像。在動(dòng)態(tài)抓拍控制界面中，用戶(hù)可以選擇前端資源，并通過(guò)控制配置功能窗口，對(duì)前端云臺(tái)、視頻參數(shù)進(jìn)行調(diào)控。系統(tǒng)可對(duì)前端攝錄的視頻進(jìn)行分類(lèi)管理，用戶(hù)可以通過(guò)違法錄像處理窗口查詢(xún)到所有攝錄的視頻，并可以實(shí)現(xiàn)回看等操作。通過(guò)違法信息管理窗口，用戶(hù)可根據(jù)不同的監(jiān)控點(diǎn)位，查看經(jīng)過(guò)車(chē)輛的違法信息和車(chē)輛基本屬性。

（5）布控管理。布控管理包括布控配置、紅名單管理、批量布控和撤控信息，用戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)單一車(chē)輛布控、單雙號(hào)布控、限時(shí)禁行布控、單行線(xiàn)布控、反向布控和強(qiáng)力布控。

（6）信息融合。用戶(hù)通過(guò)該功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝有前端設(shè)備的監(jiān)控點(diǎn)位、抓拍圖片的實(shí)時(shí)瀏覽，監(jiān)控類(lèi)型包括實(shí)時(shí)過(guò)車(chē)監(jiān)控。功能界面的主畫(huà)面可顯示實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面，其左側(cè)為前端點(diǎn)位資源列表，列出了轄區(qū)內(nèi)所有前端攝像機(jī)的名稱(chēng)；其下方為抓拍車(chē)輛的類(lèi)型以及相關(guān)違法信息。

（7）用戶(hù)管理。管理員通過(guò)用戶(hù)管理功能，可創(chuàng)建不同的用戶(hù)類(lèi)型，并可添加、刪除不同類(lèi)型的用戶(hù)。系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)名稱(chēng)、所屬部門(mén)以及登錄角色，將用戶(hù)加以分類(lèi)，分配操作權(quán)限，并在資源窗口中顯示，管理員能夠了解所有用戶(hù)的登錄情況。

（8）系統(tǒng)管理。通過(guò)系統(tǒng)管理功能界面，用戶(hù)可以查詢(xún)到系統(tǒng)記錄的加油站往來(lái)車(chē)輛信息，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)車(chē)輛信息的歸檔，生成出數(shù)據(jù)字典，用戶(hù)可根據(jù)數(shù)據(jù)字典完成相關(guān)信息查詢(xún)。此外，用戶(hù)可通過(guò)聲音報(bào)警、區(qū)間設(shè)置、短信報(bào)警設(shè)置和分組管理，添加或刪除用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的配置操作。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在加油站設(shè)計(jì)部署視頻監(jiān)控系統(tǒng)，使對(duì)進(jìn)出加油站車(chē)輛做到全時(shí)監(jiān)控和實(shí)時(shí)預(yù)警，強(qiáng)化加油站安全防控等級(jí)，對(duì)不法分子和各種潛在的犯罪隱患形成有力威懾，進(jìn)一步提升了加油站安全效能。

［1］2013-2017年中國(guó)加油站行業(yè)深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告［S］.中國(guó)加油站企業(yè)高層戰(zhàn)略參考必備，2013.

［2］張秀玲.視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)［J］.科技信息（學(xué)術(shù)研究），2008，（36）.

Design of Vehicle Control System in Fuzhou City Gas Station

CHEN Jin-biao
（Fuzhou University，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350116，China）

This article is based upon increasing public security demands and puts forward the idea that installing high-definition snapshot surveillance cameras at the entry of petrol stations cam identify and monitor all motor vehicles that enter and exit the station all around the clock，which can improve security ratings of petrol stations.

petrol stations;motor vehicles；video surveillance；recognition

TP277；U473.8

A

2095-980X（2016）10-0025-02

2016-09-14

陳金表（1984-），男，福州人，主要研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)。