1 系统主要功能
1.1 机动车号牌及车型车标识别
可对过往机动车进行图片抓拍，通过前端卡口内置的智能算法分析出该车的车牌号码，同时可以将抓拍图片上传到后端系统，通过车辆二次识别算法识别出该车的车型车标。后期若无法识别车辆车牌号，也可以通过车型车标的方式进行查询。
1.2 机动车套牌分析
在实际情景下，作案车辆往往会使用假车牌躲避警方的追踪，传统的办案方式很难有效识别并追踪套牌的作案车辆。通过大数据研判业务模块下的“套牌分析”功能，可在后台按照预设的规则自动分析、生成全部套牌嫌疑车辆的信息（添加检测条件后，会检测出在相距很短的时间段内一个车牌号出现在不可能以正常行驶速度达到两个区域地点的车辆的过车信息，则该车辆有可能是套牌车辆）。警方可通过车牌号、车牌颜色、车辆类型等筛选条件，筛选出符合条件的套牌车辆，并对车辆进行追踪。
1.3 机动车车辆布控
系统支持单车布控，支持多车布控。通过对过往车辆记录的分析，可按需对单车或多车进行布控，填写布控原因，设定布控时段。例如，某辆车经常出现在某商场门口或者某小区门口，那这辆车就很可能有作案的动机，就可以把这辆车的车牌号录入布控名单，下次再出现在这些位置就可以实时报警。
1.4 机动车跟车关联性分析
大多数情况下，案件往往是团伙作案且涉案的车辆往往不只一辆。“关联分析”可轻松识别并锁定有跟车嫌疑的车辆，通过分析筛选锁定全部的涉案车辆。跟车关联性分析可指定嫌疑车辆，根据嫌疑车辆的过车记录分析出与该嫌疑车辆有关联的其他过车信息。
1.5 机动车车辆轨迹分析
针对指定车辆进行轨迹分析时，在生成轨迹后可以在地图上直观地展示车辆结合时间标签以及路网信息动态轨迹，更直观易用。
1.6 结合GIS地图进行可视化的综合管理
系统建设的抓拍卡口的具体位置都可以标注在GIS地图上，如果有案件发生，通过该系统可快速直观定位到现场，做到可视化指挥。
2 系统总体设计
在城区主要路口和郊区主要道路部署道路监控摄像机，在对道路场景进行实时观看、录像存储的同时，还可对机动车进行抓拍、自动识别号牌，视频、图片、信息等数据通过前端接入交换机传输至公安分局指挥中心，指挥中心部署视频管理服务器、数据管理服务器、媒体交换服务器、交通媒体服务器、IP SAN视频存储、解码器等设备，可对视频进行实时调阅、录像回放，过车图片、信息检索，视频、图片、信息等数据存储在IP SAN存储设备中。解码器将视频数据解码后输出到拼接屏上显示。系统整体结构如图1所示。
图1 系统整体结构
2.1 系统前端设计
系统前端设计包括图像视频采集和夜间补光，图像视频采集采用一体化1080P高清分辨率图像质量的摄像机，对违法车辆的实时侦测、嫌疑车辆的实时布控报警和断面交通流量采集等多种功能。对人、车、物，通过对目标的图像信息获取。夜间补光满足夜间视频监控画质效果，对道路监控摄像机进行夜间补光。
2.2 前端接入组网
前端道路监控摄像机可选择支持多种网络接入方式，提供多种网络传输接口包括以太网电口、SFP光纤接口，能够根据具体环境部署情况灵活选择合适的接入方式。
2.3 中心平台
中心平台部署在公安局指挥中心，包括视频管理服务器、数据管理服务器、媒体交换服务器、交通媒体服务器、IP SAN视频存储、解码器等设备，可对视频进行实时调阅、录像回放，过车图片、信息检索，视频、图片、信息等数据存储在IP SAN存储设备中。
3 系统功能
3.1 视频录像功能
系统能同步提供全天候24小时高清视频流。可以在白天或夜间实现清晰录像，视频编码格式支持主流的H.264，录像中能清晰反映车辆的颜色、车牌号码、车辆类型、运动轨迹。
3.2 历史图像的检索和回放
按照指定监控点、时间、报警信息等要素检索历史图像资料进行回放和下载；回放控制支持秒级的即时回放、正常播放、无损快速播放、慢速播放、逐帧进退、录像倒放、画面暂停、回放预览、回放切片、图像抓拍等功能，可以选择多个摄像机的历史图像，同步回放。也可对录像进行分段回放。
3.3 车辆捕获功能
系统采用视频检测方式对过往车辆进行检测记录，视频检测基于背景重建和背景差来判定并捕获车牌或车灯图像帧，通过跟踪车牌号码、车灯信息和动态图片变化来判定是否有车辆经过，同时检测算法中添加相应的外界干扰过滤器，对外界的干扰源（如树影、雨天、雪天等）进行过滤。
3.4 高清记录功能
前端道路监控摄像机对过往车辆采集1张高清图片。图片能清晰反映路况信息、车辆特征信息，同时将车辆通过时间（精确到秒）、地点、路段信息、车速、限速信息、通行方向、车牌号码、车牌颜色，车身颜色及车标等信息叠加在图片上。摄像机内置测光控制单元，在夜间或者光线不足的情况下，通过内置的补光单元，能够适应各种复杂环境（如雨雾、弱光照、夜间等）。
3.5 车牌识别功能
系统应用先进的计算机视觉算法，高性能DSP设备，实现了大量数据的实时处理，结合路口车道等信息，同步支持多车道车牌的同时识别。
3.6 重大活动保卫预案功能
重大活动保卫预案主要用于重大活动的图像监控，对重大活动的行进路线和涉及区域，设定监控图像切换预案，发布预警信息；实时监控重要警卫活动路线和警戒区域，根据图像监控情况及时提供预警信息。
3.7 预案联动功能
支持预案联动发送短信，联动到预定点位的录像存储，还可以联动到开关量，告警灯显示，联动到实况窗格OSD显示告警等。
3.8 报警和报警联动功能
支持多种报警功能，设备温度报警、开关量报警、视频丢失报警、移动侦测等多种报警方式，并支持第三方告警输入。告警触发时，可联动多个联动动作：联动到电视墙和客户端播放、联动到开关量输出、联动到图像预置位、联动中心存储、联动报警摄像机在地图显示、联动录像备份、联动发送短信、联动发送email、联动抓拍、联动预案、支持告警联动主辅流切换存储（日常低画质存储，告警高画质存储）、联动实况抢占监视器后能恢复到原来的实况、联动实况与警前录像同步播放、联动客户端声音输出。不同用户能根据不同级别、权限进行告警订阅，可指定感兴趣的告警源和感兴趣的告警级别。
图2
3.9 增强业务功能
支持客户端场景共享。客户端A所看到的场景，包括地图、录像、实况、图片、文字等，可以无缝共享给其他客户端，其他客户端可以看到客户端A相同的场景。通过场景共享功能，在紧急事件发生时，一线人员可以将最能直接反映现场的图像共享给远程其他用户，并可可以通过文字方式进行多方之间即时通信，交互意见。
3.10 GIS地图呈现功能
图形化的地理信息系统是应急指挥、调度中非常重要的辅助手段，针对部分未配置PGIS或在视频专网中需要地图应用的应用场合，系统自身可提供电子地图功能。通过点击电子地图上的摄像机图标，可以快速实时查看对应位置的摄像机图像和录像。摄像机图标密集时，密集部位摄像机自动归集为一个图标，图标中用数字表示该部位摄像机数量。框选多个摄像机可以批量播放实况和录像，并能实现地图缩放、漫游、地图图层控制等功能。支持在地图上按照点、线、面（框选）方式快速选取监控点位，在地图上根据时空关系进行多摄像机联动分析，快速找出目标在不同摄像机中出现的画面。能在GIS上显示摄像机的朝向、视角、可视范围，以便根据摄像机可视域快速排查事发时正对着现场的摄像机，提升办案效率。
3.11 车辆管控功能
系统融合车辆管控组件，提供针对车辆的全方位管控业务功能，满足治安、交通管理等多种业务需求功能。
3.12 号牌车型识别功能
除按国标《机动车号牌图像自动识别技术规范》（GA/T833-2009）要求实现对机动车实现号牌自动识别功外，还能对车型进行一体化识别。断面车辆同时经过时，断面车辆识别时间不大于300ms。
3.13 业务查询功能
查询功能由车辆信息查询、报警信息查询、布控信息查询、操作日志查询等功能模块组成。可以按照时间、地点、车辆号牌、号牌颜色、车辆颜色、车辆类型、布控原因、布控组织，报警时间段进行查询。查询结果包括图片和相邻监控点视频信息，支持单监控点查询结果同步回放功能，并可导出相应文件夹，系统支持模糊查询和二次查询。此外，具有特定权限的用户还能查询系统操作日志、设备状态日志等相关信息。系统除支持正常车辆经过信息查询外，还支持对异常车牌、关联性车牌等多样业务化查询的应用。
3.14 嫌疑车辆报警功能
嫌疑车辆布控是系统的基本功能，但由于公安各业务部门对嫌疑车辆的定义和关注程度不同，嫌疑车辆布控需要分级分用户。
系统通过手工录入或者批量导入的方式建立车辆布控数据库，车辆布控数据库至少包括车辆号牌、号牌颜色、布控级别、布控单位、布控人、布控原因、布控有效期等字段。
支持系统报警功能，可以对前端设备、网络、管理平台、存储的状态进行监控和报警，同时将报警信息及时地通知管理员。
支持多种报警联动方式，并且针对不同报警类型可设置不同的报警声音，同时系统除支持黑名单功能外，还提供红名单和白名单功能。
3.15 轨迹跟踪功能
对刑侦、经侦、禁毒业务部门比较关心嫌疑车的运行轨迹和出没规律，系统有相应的行车轨迹分析功能。指定特定嫌疑车辆，可以跟踪实时和历史行车轨迹。系统可以同时跟踪5个不同车辆目标，在地图上用不同颜色显示轨迹。
3.16 关联分析功能
针对嫌疑车辆可能会结队出行的特点，在刑侦等业务应用时，确定特定嫌疑车辆后，通过数据挖掘的方式分析其通过多个监测点时相邻的车辆号牌，能够找出与嫌疑车辆有关联的车辆，从而获取破案线索。在作案手法相似的连环案件中，将多个事发地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。
根据嫌疑车辆的车牌号码、车牌种类、车辆通过时间、分析时间间隔等筛选出与犯罪嫌疑车辆有关联的其他车辆。关联性分析的查询条件包括：车牌号码、名称、车道号、开始时间、结束时间、跟车时间间隔。
3.17 套牌检测功能
以前端设备布点比较密集的路段为中心划定几个区域，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。
3.18 GIS地图应用
警用综合地理信息系统就是利用空间地理信息技术（GIS），以电子地图为基础，以公安宽带网络为依托，以信息共享和综合利用为目标，实现公安基础信息基于空间电子地图的可视化查询和分析，提高指挥决策、快速反应、反恐等方面的综合能力，为治安管理、警力部署、巡逻布控、安全警卫等公安业务提供行之有效的管理手段。通过警用地理信息系统的建设，将相关的公安业务系统与警务地理信息系统进行关联整合，在电子地图上实现精确定位展示、综合查询和研判分析，形成跨地区、跨警种的综合应用，做到决策指挥可视化、打防控一体化、信息应用集约化。为提升战斗力、提高决策分析的科学化提供强有力的支持。在警用GIS平台调用视频监控图像，有利于充分发挥GIS系统的指挥调度优势，提供可视化调度平台。
系统支持电子地图的各种操作，包括放大、缩小、全图、移动、打印、点选、框选、等操作，具备鹰眼功能，可以中心定位方式快速定位到某个指定前端。根据用户输入的前端名称关键字搜索符合的结果，并提供定位展现。
3.19 统计报表及考核
可以对日常运维管理内的各种情况进行统计分析，并形成相关报表，用于相关单位组织的监督考核等。
支持前端设备运行状态统计、视频图像质量诊断结果统计、录像完整性诊断统计、卡口设备运行状态统计、平台服务器运行状态统计、存储设备及网络设备运行状态统计等。
针对维护单位的统计考核，对故障维护的及时性闭环形成有效监督管理，包括维护成本统计、维护及时性统计；针对资产设备厂商的统计考核，包括设备平均故障时长统计、故障率统计等；可按周、按月、按年统计等，支持Excel导出。
4 结语
公共安全车辆综合管控系统为公安部门开展车辆管控以及综合研判提供了有效的基础数据及实战业务技术支撑。该系统的建设应用、系统扩容及功能业务应用水平的不断提升，对提高机动车违法犯罪的破案率具有显著效果，为公安部门有效预防和打击犯罪行为、提升社会治安稳定，提供了强有力的科技信息化技术手段，对于维护社会安全和治安稳定、预防和打击机动车违法及犯罪行为，全面推进立体化社会治安防控体系建设具有重要意义。
收稿日期：2018-03-29
作者简介：高汉龙（1966-），男，北京人，北京顺顺通科技有限公司高级工程师，研究生，研究方向：电子信息技术。
