高校智慧校园车辆管理系统方案.docx

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高校智慧校园车辆管理系统方案

目录

第1章系统总体设计 1

1.1设计目标 1

1.2设计思路 1

1.3总体结构设计 2

1.3.1逻辑架构 2

1.3.2物理架构 4

第2章系统详细设计 6

2.1车辆管理系统 6

2.1.1总体结构设计 6

2.1.2校园车辆出入口系统 8

2.1.3校园微卡口系统 14

2.1.4校园违停 20

2.1.5校园室内停车场系统 22

第1章系统总体设计

1.1设计目标

系统采用高清视频监控、智能图像分析、车牌识别、RFID/NFC与报警管理等技术，实现整个校园的综合监管，实现全网调度、管理及智能化应用，为用户提供一套“高清化、网络化、智能化、高集成”的安防综合监管系统，满足用户在综合安防业务应用中日益迫切的需求。

本方案主要实现以下目标：

建成统一的中心管理平台：

通过管理平台实现全网统一的安防资源管理，对视频监控、车辆管理、门禁管理、报警管理等系统进行统一管理，实现远程参数配置与远程控制等；通过管理平台实现全网统一的用户和权限管理，满足系统多用户的监控、管理需求，真正做到“坐阵指挥中心，掌控千里之外”。

系统具备以下特征：

系统具备高可靠性、高开放性的特征：

通过采用业内成熟、主流的设备来提高系统可靠性，尤其是录像存储的稳定性，另外系统可接入其他厂家的摄像机、编码器、控制器等设备，能与其他厂家的平台无缝对接；

具备高智能化、低码流的特征：

运用智能分析、带有智能功能的摄像机等提高系统智能化水平，同时通过先进的编码技术降低视频码流，减少存储成本和网络成本，减弱对网络的依赖性，提高视频预览的流畅度；

具备快速部署、及时维护的特征：

通过采用高集成化、模块化设计的设备提高系统部署效率，减少系统调试周期，系统能及时发现前端系统的故障并及时告警，快速相应；

具备高度整合、充分利旧的特征：

新建系统能与原有系统高度整合、无缝对接，能充分利用原有监控资源，避免前期投资的浪费。

1.2设计思路

本方案的总体设计思路如下：

1）统一采用IP化产品，同时在需要的场景中选用智能化产品，实现车辆、人员、门禁、报警等信息的识别与管理功能。

2）建立统一的综合信息管理应用平台，实现对系统的统一管理；

3）充分考虑原有系统利旧，实现新老系统的无缝对接，降低成本，减少资源浪费。

1.3总体结构设计

1.3.1逻辑架构

本方案从逻辑上可分为视频监控、车辆管理、门禁管理、报警管理等几个系统，如下图所示。

图1.逻辑架构图

视频监控系统：

采用先进的高清、智能监控技术，对校园进行全方位、全天候的全面监控，最大限度地减少各种安全隐患；

车辆管理系统：

采用车辆识别和智能分析技术，实现对校园内车辆的统一监控与管理；

门禁管理系统：

以门禁业务为核心，帮助学校在人力防范的基础上，对学校重要场所进行全面管理；

报警管理系统：

以报警业务为核心，帮助学校在人力防范的基础上，最大限度地减少各种安全隐患。

1.3.2物理架构

综合安防系统物理拓扑如下图所示：

图2.物理架构图

该系统图是学校的综合监管架构图，包含视频监控系统、车辆管理系统、门禁管理系统、报警管理系统等，结合智慧校园综合监管平台，实现整个校园的安全综合监管。

学校周界、出入口、校园内部等不同区域安装合适的高清或标清摄像机，在控制中心利用视频综合平台进行视频解码输出，利用海康威视专用大屏系统进行上墙显示，同时在中心架设专用存储系统，对前端视频资源进行中心集中存储。

系统结合智能化管理手段，运用智能分析技术，同时利用车辆管理系统、门禁管理系统、报警管理系统，对学校内外的人，车，物进行综合管理，变被动监控为主动防御，中心管理平台同时可以集成学校其它安防系统，达到信息共享，统一联动，提高学校综合安防管理水平。

第2章系统详细设计

2.1车辆管理系统

2.1.1总体结构设计

2.1.1.1逻辑架构

车辆管理方案从逻辑上可分为图像分析和物联网技术、传输网络、出入口控制系统、校园微卡口系统、校园违停系统、室内停车管理系统和车辆管理平台等几个部分，如下图所示。

图1.车辆管理逻辑结构图

图像分析和物联网：

前端设备支持车牌识别等图像智能分析技术，并支持对车牌进行抓拍操作，同时出入口系统支持RFID卡片识别，可以进行无接触主动放行，利用车牌分析技术和物联网RFID技术，进行校园车辆的有效管理。

传输网络：

传输网络负责将前端的视频数据、车辆数据传输到后端系统。

出入口控制系统：

对所有进出校园的车辆进行车牌识别和有效管理。

校园微卡口系统：

完成主干道上所有经过的车辆车牌识别和抓拍保存，为以后的车辆查询提供基础。

校园违停系统：

完成校内违停区域违章停车车辆的车牌识别和违停报警。

室内停车管理系统：

通过视频监控、图像分析技术对室内车辆进行有效管理，进入时可进行诱导应用，离开时可进行寻车应用。

车辆管理平台：

负责对车辆资源、用户资源、设备资源等进行统一管理和配置，用户可通过应用平台进行车辆查询、管理。

2.1.1.2物理架构

车辆管理方案物理拓扑如下图所示：

图2.车辆管理物理架构图

控制中心：

负责对整个校园车辆的统一管理，主要部署核心交换机、大屏显示设备（复用视频监控大屏设备）、中心管理服务器及平台软件等。

出入口：

负责对所有进出校园车辆的有效管理，主要部署出入口道闸、车牌识别单元、出入口控制单元、RFID读卡单元、发卡单元等设备。

微卡口：

主要负责对经过主干道的车辆进行车牌抓拍，主要在校园主干道部署微卡口抓拍单元。

违停：

主要负责对违停区域的车辆违停报警。

室内停车场：

主要负责室内车辆的有效管理，包括进入时的正向诱导和离开时的反向寻车，主要部署车位检测单元、LED显示屏、终端查询机等设备。

2.1.2校园车辆出入口系统

2.1.2.1系统结构

车辆出入口管理系统由前端子系统、传输子系统、中心子系统组成，实现对出入口车辆的24小时全天候监控覆盖，记录所有通行车辆，自动抓拍、记录、传输和处理，同时系统还能完成车牌、卡片（固定卡、临时卡）与车主信息管理等功能。

图3.车辆出入口系统结构图

2.1.2.1.1前端子系统

前端子系统主要负责完成前端数据的采集、分析、处理、存储与上传，负责车辆进出控制，主要由刷卡及电动挡车器模块、车牌识别模块、远距离识别模块等相关模块组件构成。

主要设备如下：

（1）刷卡及电动挡车器模块主要设备：

电动挡车器

Ø手动按钮控制“升闸”、“降闸”及“停止”操作

Ø支持软件控制“升闸”、“降闸”及“停止”操作

Ø停电自动解锁、停电后可用摇把手动抬杆

Ø具有便于维护与调试的“自栓模式”

Ø配备车辆检测器，使具有“车过自动落闸”“防砸车”功能。

Ø可选配路闸及通道两对红绿灯

Ø备丰富的底层控制及状态返回指令，使电脑可对电动挡车器作最完备的控制

Ø可根据需要增加其它特殊功能

车辆检测器

Ø用于防砸线圈检测

出入口管理机

Ø用于临时车辆进入和开出，车主驾车至入口控制机前，地感线圈、车辆检测器自动检测到有车辆，车主取卡入场（凭车取卡），车主出场时缴卡

远距离识别模块：

Ø由远距离读卡器，远距离识别卡、桌面式发卡器等组成

遥控发射接收器

Ø接收无线遥控信号，并转换信号

遥控发射器

Ø发送无线信号

读卡器

Ø读卡器使用TCP/IP协议，通过以太网连接。

用户可自行使用路由器将多台读卡器与管理中心进行网络连接。

在物理连接好后，无需对读卡器进行IP地址设置，可由网络设备自行分配IP地址。

读卡器在局域网内自动广播其IP地址，管理中心在收到广播信息后可以自动与读卡器连接

Ø正常联网状态下，读卡器每次获取卡片信息后，通过管理中心进行鉴权，管理人员可以实时查看操作信息。

在脱机状态下，读卡器可以根据最近一次下载的白名单数据，进行脱机工作，读卡器可存储不少于20000条记录和10000张卡片信息

（2）车牌识别模块主要设备：

出入口视频一体机

Ø出入口视频一体机是由防护罩及视频一体机组成，内置6颗LED高亮补光灯，采用高清晰逐行扫描CCD，具有清晰度高、照度低、帧率高、色彩还原度好等特点

车辆检测器

Ø本系统采用线圈触发方式，由前端车辆检测器来检测来往通行车辆，可与防砸线圈车检器共用

出入口管理终端

Ø停车场管理终端负责进行前端数据（车辆信息/人脸信息）采集、处理、上传后端平台，可实现实时视频、抓拍图片显示、进出抓拍图片关联、实时报警信息显示、系统日志显示、软件开关闸、高峰期锁闸、设备连接状态显示、报警联动等功能

2.1.2.1.2网络传输子系统

负责完成数据、图片、视频的传输与交换。

其中前端主要由交换机、光纤收发器等组成；中心网络主要由接入层交换机以及核心交换机组成。

2.1.2.1.3后端平台管理子系统

平台完成数据信息的接入、比对、记录、分析与共享。

由以下软件模块组成，包括：

数据库服务器、数据处理服务器、Web服务器。

其中数据库服务器安装数据库软件保存系统各类数据信息；数据处理服务器安装应用处理模块负责数据的解析、存储、转发以及上下级通讯等；Web服务器安装WebServer负责向B/S用户提供访问服务。

2.1.2.2系统功能

2.1.2.2.1管理功能

1）车辆管控

固定车辆：

车牌识别、远距离卡识别且比对正确，即可进场，无需任何操作。

贵宾车辆：

车牌识别或远距离卡片识别任一通过，即可进场，无需任何操作，体现尊贵身份。

临时车辆：

停车取卡，抓拍车牌并识别，放行。

布控车辆：

嫌疑车辆则系统自动在前端和中心产生报警，同时人工参与处理。

2）电动挡车器软件控制

客户端或中心管理平台能够远程控制电动挡车器启闭，方便操作人员管理和特殊需要。

3）参数配置功能

设备参数配置可以实现本地配置，也可以进行远程配置。

4）权限管理

用户可配置不同的角色和权限，管理不同的出入口以及功能模块。

5）统计分析

支持车位利用率、车流量的统计分析，支持列表和图形显示。

6）设备运维

支持安装信息、设备维护信息的管理。

7）状态监测

设备运行状态监测，提示设备运行异常信息，系统自动校时。

2.1.2.2.2业务功能

1）图片/视频预览

过车图片和信息实时显示，视频实时预览，进出车辆自动匹配，图片预览按车道轮询。

2）LED屏显示

控制主机包含语音提示系统、信息显示屏，车辆驶入、驶出可以根据客户需要提示语音，显示欢迎信息等。

3）号牌自动识别功能

系统可自动对车辆牌照进行识别，包括车牌号码、车牌颜色的识别。

在实时记录通行车辆图像的同时，还具备对符合“GA36-92”（92式牌照）、“GA36-2007”（新号牌标准）、“GA36.1-2001”（02式新牌照）标准的民用车牌、警用车牌、军用车牌、武警车牌的车牌自动识别能力。

系统能识别黑、白、蓝、黄、绿五种车牌颜色。

4）车辆信息记录

车辆信息包括车辆通信信息和车辆图像信息两类。

在车辆通过出入口时，系统能准确记录车辆通行信息，如时间、地点、方向等。

在车辆通过出入口时，牌照识别系统能准确拍摄包含车辆前端、车牌的图像，并将图像和车辆通行信息传输给出入口控制终端，并可选择在图像中叠加车辆通行信息（如时间、地点等）。

可提供车头图像（可包含车辆全貌），在双立柱方案下，闪光灯补光时拍摄的图像可全天候清晰辨别驾驶室内司乘人员面部特征。

单立柱方案时抓拍摄像机与闪光灯安装在同一根杆子上。

系统采用的抓拍摄像机，具备智能成像和控制补光功能，能够在各种复杂环境（如雨雾、强逆光、弱光照、强光照等）下和夜间拍摄出清晰的图片。

5）数据管理

过车数据自动上传中心，由中心集中存储和管理，支持前端数据缓存以及断点续传。

6）数据查询

可查询通行信息、报警信息、场内车辆、操作日志、设备状态等信息。

7）报警功能

当系统识别出来的车辆车牌不符合条件时，或者车牌在黑名单库时，系统自动报警，提示工作人员进行检查，用户可根据实际需求选择不同的报警联动方式，如预览通道切换、报警输出、软件提示、LED显示等。

2.1.2.3系统部署

2.1.2.3.1系统布局图

图4.车辆出入口系统布局图

2.1.2.3.2现场安装图

图5.车辆出入口现场安装图

2.1.3校园微卡口系统

校园微卡口系统彻底颠覆传统的道路卡口系统，仅借助高清视频监控摄像机就可以完成校园主干道进出车辆的车牌、车标、车身颜色等结构化数据的抓拍，视频测速，速度信息显示等功能，安装简单，使用方便，同时为传统的视频监控应用提供更加具体、规范的结构化数据，快速查找到相关的视频、图像数据，破解工作人员面对海量视频查找缓慢的难题。

可利用校园微卡口，结合架设的双基色LED显示屏，将车辆通过的速度显示出来，如超速，则显示超速字样，同时将报警信息传送到监控中心，并进行弹图和声音提示，并自动记录在案。

可根据规则设置超速几次后，自动设置为黑名单。

当车辆为黑名单时，车辆通过出入口将不会自动抬杆，出入口岗亭会提示该车辆为黑名单车辆，需根据学校管理要求，进行教育或其他措施。

2.1.3.1系统结构

图6.微卡口系统结构图

校园微卡口系统由前端子系统、网络传输子系统和后端管理子系统组成。

实现对监控点道路全断面的视频监视、速度测量、速度显示、图像传输、图像预览、录像存储、录像检索回放及管理，同时实现对机动车进行图片抓拍、识别、传输、处理、分析与集中管理。

2.1.3.1.1前端子系统

前端子系统负责完成校园主干道断面的高清视频图像采集、编码、压缩及图像上传，同时负责完成对机动车的信息采集和分类。

包括车辆特征照片、车牌号码与车牌颜色等，并完成图片信息识别、数据缓存以及压缩上传等功能，主要由微卡口单元、光纤收发器组成。

前端子系统同时可支持通过视频测速、线圈测速、雷达测速等方式，对校园主干道断面的过车速度进行测量，并将获取的速度值上传到平台中，平台将获取的速度值再下发到现场架设的LED显示屏上，如有速度值超过设定值，则以红色醒目字体显示，以提醒超速驾驶员。

该部分主要由控制卡、LED屏组成。

2.1.3.1.2传输子系统

传输子系统负责系统组网，完成数据、图片的传输与交换。

一般借用已有的校园网或视频监控专网进行传输。

2.1.3.1.3后端子系统

后端子系统负责实现对辖区内相关数据的汇聚、处理、存储、应用、管理与共享，主要由中心管理平台和存储系统（CVR）组成。

中心管理平台由搭载平台软件模块的服务器组成，包括：

管理服务器、应用服务器、Web服务器、图片服务器和数据库服务器等。

2.1.3.2系统功能

2.1.3.2.1实时监控

实时监控功能，即通过综合管控平台实现前端高清视频监控码流的接入，并在监控界面上实时显示，包括监控点位输出的实时视频、抓拍的图片等等。

系统根据监控前端点位的名称、车道编号对点位进行分类，并显示用户选择的监控通道画面以及与点位关联的车辆通行信息。

2.1.3.2.2车辆查询

用户可以通过车辆查询功能，对系统所涉及地域，在可记录的时间范围内，查询经过各个点位的车辆信息。

能够查询到的车辆信息包括：

车型、车身颜色等。

2.1.3.2.3超速及黑名单报警

当车辆超速时，监控中心将接到报警信息并进行声音提示；可设置黑名单车辆，当校园微卡口设备识别黑名单车辆时，监控中心也会接受到报警信息并进行声音提示。

2.1.3.2.4速度信息显示

当车辆通过时，微卡口测速系统会将车辆的速度信息记录下来，并传输到LED显示屏上显示出来。

当车辆超过限定速度时，LED显示屏上的速度会醒目显示，以告知当前驾驶员超速了。

2.1.3.2.5超速短信提示

当车辆超速后，系统可通过发短信的方式告知车主，并在短信中提示其在指定时间内，超速超过一定次数将会被列为黑名单，或者其他需要告知车主的内容。

2.1.3.2.6自动黑名单

当车辆超速次数超过设定次数，车辆将自动被设置成黑名单车辆。

黑名单车辆信息将记录到系统中，当车辆通过出入口时，可根据需求阻止其进入，或进行适当教育和处罚。

2.1.3.2.7图标报表显示

车辆的过车信息，超速信息等数据，将会由平台统计并输出报表，以图表的形式直观的展现出来，供学校进行参考分析。

2.1.3.3系统部署

2.1.3.3.1系统布局图

图7.微卡口系统布局图

2.1.4校园违停

利用内置智能分析算法的自动跟踪球机实现违法停车自动检测抓拍。

2.1.4.1工作原理

1）在球机设置界面中设置球机检测预置位及相应的违停检测区域，并设置路段违停抓拍模式（不允许停车或允许临时停车）（见图1）；

2）内置的智能分析算法对违停检测区域内的机动车辆进行违停检测（见图2）；

图1图2

3）检测违停车辆后提取定位信息（见图3）；

4）球机利用定位信息对违停车辆进行跟踪放大（见图4）；

图3图4

5）当违停车辆的车牌放大到可以识别时，球机内置智能算法对车牌进行定位特写抓拍和自动识别（见图5）；

6）如识别不到违停车牌号码，球机回到检测预置位，继续检测其它违停车辆；

7）如识别到违停车牌号码，对于不允许停车工作模式，球机自动生成违章记录，包括一张合成图片（二张全景特征图片、一张车牌特写图片）和一段反映机动车违法停车过程的录像，图片上叠加有交通违章日期、时间、地点、方向、图像取证设备编号，防伪等信息。

取证完毕后，球机回到检测预置位，继续检测其它违停车辆（见图6）；

图5图6

对于允许临时停车工作模式，在识别到违停车辆车牌号码后，球机设置该方位坐标为球机的校验预置位，然后球机自动回到检测预置位，继续检测其它违停车辆；在一定时间间隔（可判定为违法停车的时间，时间间隔可设）后，球机回到校验预置位，再次识别到车牌信息，如识别到的车牌号码与之前识别到的车牌号码一样，则判定为违停，球机自动生成违章记录，包括一张合成图片（三张全景特征图片、一张车牌特写图片）和一段反映机动车违法停车过程的录像；如再次识别到车牌信息与之前的不一致，则丢弃该目标。

取证完毕后，球机回到检测预置位，继续检测其它违停车辆。

2.1.4.2系统功能

2.1.4.2.1违法停车自动取证

系统能对道路两旁禁停区域违停车辆进行检测和取证。

可以根据用户的实际需求调整最大停车时限，当车辆在禁止停车区域停车在限定时间以上的，进行违章抓拍取证。

一组取证信息包括不同时间段的三张全景图片、一张能够看清车牌的特写图片、以及一段违章过程录像，图片中叠加时间、地点、车牌号码等信息。

2.1.4.2.2车牌自动识别

系统能够自动对违停车辆进行跟踪放大，自动识别车牌号码，减少人工识别输入车牌的工作，提高效率。

2.1.4.2.3网络远程维护

中心管理软件可以实时查看前端设备的运行状态，支持通过网络实现远程维护、远程设置和远程升级等功能。

2.1.4.2.4扩展前端声光报警提示及语言喊话功能

本系统的基础上，可以在前端球机接入喇叭和声光报警器实现以下扩展功能：

1）可以在检测到的违法停车事件后，能够在监控中心管理软件上实现声音、语音、弹图片等提示报警。

2）可以触发前端的声光警和语音喊话功能，进行自动语音喊话提示和声光报警提示，提示声音可以录制语音提示或者声音提示。

2.1.5校园室内停车场系统

2.1.5.1系统结构

校园室内停车场系统，即车位诱导与反向寻车系统是将机械、电子计算机、自控设备、智能IC卡技术和智能算法技术有机的结合起来，可实现车辆出入管理、自动计费存储数据、车位引导与反向寻车等功能。

本系统提高了停车场的信息化、智能化管理水平，给车主提供一种更加安全、舒适、方便、快捷和开放的环境，实现停车场运行的高效化、节能化、环保化，降低管理人员成本、节省停车时间，使停车场形象更加完美。

图8.室内停车系统架构图

2.1.5.1.1系统组成

校园室内停车场系统主要包括诱导部分与寻车部分，其中诱导部分目的为将降入校园的车辆导引到空余的车位，寻车部门目的为帮助车主快速找到自己的车辆。

1）诱导部分

诱导部分主要由：

数据采集模块（包括车位检测相机、车位引导灯等）、中央控制模块（包括诱导管理器、中心服务器等）、数据库服务器、信息发布模块（包括室内引导屏等）组成。

2）寻车部分

诱导部分主要由：

数据采集模块（包括车位检测相机、车位引导灯等）、中央控制模块（包括诱导管理器、中心服务器等）、数据库服务器、信息发布模块（包括室内引导屏、一体化终端查询机等）组成。

2.1.5.1.2系统流程

2.1.5.1.2.1车位诱导

车主驾车进入停车场前，可以通过安装在停车场总入口处的“入口信息引导屏”上空车位的显示，了解停车场各层当前的空车位数。

车辆进入停车场后，位于车位内部各个分岔路口的上方，安装有“信息指示屏”，显示该分岔路口所通往的各个方向当前空车位数。

每个车位正上方安装有“车位监控相机”，前置式车位监控相机集成的指示灯为绿色时表示该车位为空车位。

当车主将车辆停放到该空车位时，指示灯会由绿色变成红色。

表示车位上已经有车辆停放。

车辆停放完毕后，户外及室内的信息指示屏会自动将当前位置的空车位数扣减掉1，完成本次车位引导。

车主进入停车场取车时，通过任一查询机即可根据查询条件（车牌查询、无牌查询、车位查询、停车时间查询）查询自己的车辆状态、所停位置，车牌查询支持模糊查询，如果车主只记住了自己车牌号码的一部分，可根据车牌号码其中几位查询，查询机列出匹配车牌，用户通过查询关联实时视频预览图像，进一步确认当前的查看是否为自己所要查询的车辆，并可规划最优路线。

2.1.5.1.2.2反向寻车

一旦确定车辆，并由系统规划出最优的寻车路线，按照指示的路线车主可以最快速的寻找到自己的爱车，车辆驶出车位后，户外及室内的信息指示屏会自动将当前位置的空车位数增加1，完成本次反向寻车。

2.1.5.2系统功能

2.1.5.2.1POE供电

系统支持POE供电，诱导管理器自带16口POE百兆交换机，可直接给车位检测相机（带POE功能）进行供电，可有效节省施工布线成本，使工程调试更加方便。

2.1.5.2.2车位引导功能

系统具备车位引导功能，通过车位引导系统技术和车位检测相机引导车辆进入停车场并寻找到空车位进行停放。

2.1.5.2.3反向寻车功能

系统具备反向寻车功能，通过计算机视觉技术，利用前端车位检测相机实时回传视频图像，获得车辆的车牌号码信息，进行车辆定位。

2.1.5.2.4广告投放

系统具备广告投放的功能，预留投放广告接口，可在查询机内植入广告，增加运营收入。

2.1.5.2.5监控录像功能

系统具备监控录像功能，车位检测相机覆盖到每个车位，实现停车场监控功能。

前端可以配置诱导管理器，提供前端强大的录像存储功能，同时提供了现实依据，一旦车辆发生刮擦，可通过查询录像的功能，减小了车主与停车场管理部门之间的纠纷。

2.1.5.2.6终端查询功能

终端查询机集成有视频寻车、打印、办事指南、播放视频画面等功能。

车主可通过输入车牌号码的方式定位车辆，系统自动规划寻车路线，并且将停车区域通过打印方式呈现给车主。

终端查询机集成视频播放功能，车主可通过中心服务器点播，查看车辆实时状