1 对项目的理解

1.1 项目概述

为了实现对进出某口岸的车辆进行有效管理，此次在某口岸设置两道卡口，即验放卡口和复核卡口。

1.2 项目范围

根据招标文件要求，本项目建设范围如下：
1进1出验放卡口+1进1出复核卡口。
本次建设的口岸客车通道智能卡口系统，主要由车牌抓拍识别系统、电子车牌自动识别系统、二维码扫描识别系统、闸口放行控制系统、通道视频监控系统、车底监控系统、可视语音对讲系统、LED引导屏系统、跟车报警系统、UPS不间断电源系统等组成，智能卡口系统建设完成后实现与海关后台系统联网对接，满足海关的监管和自动验放要求。

1.3 建设依据和规范

本项目主要依据下列海关标准规范和监管要求进行建设：
《中华人民共和国海关总署令》（第232号）；
《海关监管作业场所（场地）设置规范》（2019年第68号）；
《海关监管作业场所（场地）监控摄像头设置规范》（2019年第69号）；
《海关视频监控系统设备选型规范》（JGS/T 09—2015）；
《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367-2001）；
《安全防范视频监控数字音频视频编解码技术要求》GB/T 25724-2017；
《中华人民共和国海关总署公告》（2018年第194号）；
《海关物流监控前端集成系统建设》（海关总署公告2012年第55号）；
《中华人民共和国海关企业分类管理办法》（总署令2010年第197号）；
《海关物流监控前端集成系统建设数据接口》（JGS/T14-2015）；
《海关智能卡口前端设备技术选型规范》（JGS/T15-2015）；
《海关海空口岸、特殊监管区域及监管场所卡口建设技术指导规范》；
《呼和浩特海关关区卡口联网对接技术指引》；
呼和浩特海关相关监管要求和卡口建设要求；
国家和海关的其它相关建设标准与规范。

2 系统建设目标

依据相关建设标准和业务需求分析，本项目达到以下建设目标：
1.建设符合海关监管要求的智能卡口，配置相应的监管配套设施，包括车牌抓拍识别系统、电子车牌自动识别系统、二维码扫描识别系统、闸口放行控制系统、通道视频监控系统、车底监控系统、可视语音对讲系统、LED 引导屏系统、跟车报警系统、UPS不间断电源系统等。
2.卡口系统与海关后台系统联网对接，实现卡口无人值守和自动放行。
3.系统实现高度自动化，减少人为干预，提高通关速度。能够在卡口值班室内对卡口的通车情况进行监控，并可对卡口采集数据进行补采和人工干预车辆放行处理。
4.系统具有高可靠性及安全性，满足海关系统信息化建设要求。

3 车辆进出业务流程分析

业务流程描述：
1.车辆到达卡口通道；
2.车辆进入通道，通过车辆检测器检测到有车辆到达；
3.车辆检测器发送车辆到达信号到前端采集系统；
4.前端采集驱动各个采集子系统开始对车辆进行数据采集，包括电子车牌
信息、车牌号信息、电子地磅重量信息、二维码信息等；
5.将采集到的数据发送到海关后台系统，并接收海关后台系统返回来的放行控制命令；
1)接收到正常放行指令
卡口抬杆，LED提示屏，提示司机下一步操作，语音播报器播报提示司机下一步操作。进入监管场所内作业。
2)接收到海关不放行指令
系统不抬杆，提示司机车辆为非法车辆，不允许进入监管区，要求现场人工处理。

4 整体技术设计

4.1 系统总体结构设计

 

其中：
1.二维码扫描仪、语音播报器、LED 显示屏安装在室外一体化机柜中。室外一体化机柜高度、宽度及设备位置根据现场条件定制。
2.卡口设备管理系统、卡口采集与控制系统、卡口数据交换系统等软件系统安装在卡口通道应用工控机中，与海关后台系统联接。

4.2 系统总体功能设计

本项目的主要功能要求包括：智能卡口系统主要由电子车牌自动识别系统、车牌抓拍识别系统、电子地磅采集系统、二维码扫描识别系统、闸口放行控制系统、可视语音对讲系统、红外跟车报警系统、UPS不间断电源系统等组成。
其中：
1.电子车牌自动识别系统用于读取车辆的电子车牌标签，并获取标签号码。
2.车牌抓拍识别系统对车辆车牌进行拍照，并通过照片分析出物理车牌号码。
3.电子地磅采集系统用于车辆过磅称重。
4.闸口放行控制系统用于接收海关放行指令，并控制电子栏杆起落。
5.红外跟车报警系统应用红外对射设备，用于通道有跟车现象时的声光报警。

5 功能详细设计

5.1 电子车牌自动识别系统

5.1.1 电子车牌系统原理

电子车牌的基本技术措施是：利用RFID高精度识别、高准确采集、高灵敏度的技术特点，将RFID电子车牌作为车辆信息的载体，在电子标签相应区域存储车型等车辆属性的信息，并由机动车辆在通过装有经授权的射频识别读写器的卡口时，对各机动车辆电子车牌上的数据进行采集。电子车牌识别系统全天候运行，当安装有电子车牌的车辆进入识别区域，识别天线就能够捕获电子车牌内的相关信息，并实时发送至后台，帮助后台做进一步的处理。达到海关卡口前端设备自动获取信息的目的。

系统由以下部分组成：
1.RFID电子车牌(也叫RFID电子标签)
2.RFID电子车牌发卡管理系统（IC卡制发卡管理系统）
3.RFID电子车牌识别系统
4.识别系统对外接口

 

5.1.2 电子车牌采集过程

系统启动后，电子车牌数据采集系统经过必要的初始化操作自行进入待命工作状态，此状态下可以随时接受开始读取的信号。电子车牌读取操作遵循以下过程：
1.当发现车辆已进入数据采集中心域（以车辆进入通道地感应线圈为准）的消息后，向电子车牌采集子系统发送开始读取信号。
2.电子车牌采集子系统收到信号后对该消息进行分析，确定使用两个天线中的一个并完成相应的设置操作。
3.电子车牌采集系统通过控制射频读写器，驱动天线发射无线射频信号。在有效中心域内的电子车牌标签接收到天线发射的无线信号后将其转化成微弱电流提供给内部芯片计算使用，并借此能量将电子车牌标签中存储的数据发射出去；
4.天线接收到电子车牌发射的数据信号，将该电信号传送给射频读写器进行分析。通过读写器对电信号的分析解码，解析出车牌号码、车辆自重等数据，数据无线通信过程中自带校验检查，一旦发生错误，则可判断未读到标签或标签读取不正确。一次读取如果没有成功则可进行多次循环读取操作，直到正确读取标签数据或本次车牌采集任务超时或者被采集结束信号终止。
5.经过射频读写器确认的数据（或者读取失败的消息）通过网络协议被返回给电子车牌采集子系统，并继续传送到前端控制系统等待处理。至此一次车牌号码数据采集完成。

5.1.3 电子车牌系统主要功能

本项目配置的电子车牌自动识别系统具备以下主要功能：
1.采用一体化读写器
1)采用一体化电子车牌读写器，能高效、可靠识别符合ISO10008-6B及6C标准电子车牌标签。
2)采用定向天线，不干扰邻道RFID电子车牌阅读器的工作，不误读相邻车道车辆的RFID电子车牌。
3)具有动态识别能力，保证在电子标签相对读写设备天线在不高于15km/h速度运动时，正确读取ID 号。
4)能够读取海关现有的  RFID 电子车牌及司机识别卡，能够自动识别监管车辆的电子车牌信息。
2.外观和安装
1)表面采用金属外壳，安装于室外通风防尘防雨条件良好的防护箱内，适应在户外条件下工作。
2)表面平整无划痕、毛刺及其他机械损伤，外露金属无锈蚀，文字符号清晰。
3)具有指示工作状态的明显指示装置。
3.数据通讯标准
1)使用的频率经过国家无线电委员会许可，读写器无线发射功率不能对周围其他通信设备产生干扰。
2)数据通讯符合海关总署卡口联网设备接口标准。

5.1.4 电子车牌系统技术优点

通过将识别系统与卡口采集与控制系统连接，可为后台系统提供车辆的实时信息。本项目配置的电子车牌识别系统应用技术具备下列优点：
1)满足工业环境要求。全天候工作，能在严寒、潮湿地带、热带地区和粉尘大的场所正常工作，室外工作温度可在-40℃～+70℃，满足监管场所工业环境需求。
2)信息安全技术。能有效防止内存信息被破解或篡改，确保车辆电子标签中的信息安全性。电子标签具有防拆功能，避免伪造。
3)标签免维护。标签采用UHF无源技术，标签不需主动发射电磁波，所以标签设计简单易用，在现实使用环境中无需维护。
4)RFID信号技术。有效规避了相邻信号干扰，成功解决临道和跟车干扰的问题。
5)数据传输技术。系统采用安全的无线网络传输方式，从而实现设备与控制系统之间的数据同步。支持多种数据通讯功能，便于第三方集成。

5.2 车牌抓拍识别系统

5.2.1 车牌抓拍系统原理

车牌抓拍识别技术以计算机技术、图像处理技术、模糊识别基础，建立车辆的特征模型，识别车辆特征，如车牌、颜色等。它是以一个以特定目标为对象的专用计算机视觉系统，能从一幅图像中自动提取车牌图像，自动分割字符，进而对字符进行识别。然后应用先进的图像处理、模式识别和人工智能技术，对采集到的图像信息进行处理，能够实时准确地自动识别出车牌数字、字母及汉字字符，并直接给出识别结果，使车牌号码的自动采集成为现实。
车辆到达卡口通道时，车牌抓拍识别系统识别过程如下：

1.车辆检测
采用埋地线圈检测方式感知车辆的经过，触发图像采集抓拍。
2.图像采集
通过高清摄像机抓拍主机对通行车辆进行实时、不间断记录、采集。
3.预处理
噪声过滤、自动白平衡、自动曝光以及伽马校正、边缘增加、对比度调整等。为了便于车牌的分割识别，摄像机摄下的原始图像具有适当的亮度和对比度。但通常经输入系统获取的车牌图像信息由于光照条件、牌照的整洁度、摄像机的状态 (焦距、角度和镜头的光学畸变)以及车速的不稳定等因素都会使图像含有各种各样的噪声与畸变。在对车牌图像进行分析之前，必须要对车牌图像进行预处理。对车牌图像的预处理主要包括三个方面：
1)图像对比度增强。由于车牌图像抓拍识别系统需要全天候工作，自然光照度的昼夜变化会引起车辆图像对比度的严重不足，所以增强图像是很有必要的。
2)图像去噪。通常得到的车牌图像会有一些污点，为了保证识别的效果，需要对图像进行去噪处理。
3)倾斜矫正。摄像机的位置、车辆的运动等因素经常使拍摄出来的汽车图像有一定的倾斜，这就需要对图像进行倾斜矫正，或在分割出车牌区域之后对字符倾斜矫正。
4.车牌定位
在经过预图像处理之后的灰度图像上进行行列扫描，确定车牌区域。
5.字符分割
在图像中定位出车牌区域后，通过灰度化、二值化等处理，精确定位字符区域，然后根据字符尺寸特征进行字符分割。
6.字符识别
对分割后的字符进行缩放、特征提取，与字符数据库模板中的标准字符表达形式进行匹配判别。
7.结果输出
将车牌识别的结果以文本格式输出。

5.2.2 车牌抓拍系统构成

车牌抓拍识别系统主要由车牌识别摄像机、车牌识别器、车辆检测器、地感线圈/补光灯等设备组成。系统结构图如下：

车牌识别系统主要由前端图像采集单元、补光单元、传输单元台中心处理等几个部分组成。
1.图像采集单元：采用数字高清摄机，配套百万像素高清镜头。每台摄像机覆盖1条通道，采集辆前部照片。
2.补光单元：每条通道配置1台智能补光灯，用于夜间及线不足时补光，补光灯可以根据环境光照情况，设定自动开启与关闭的时间。
3.数据传输单元：前端采集到的车辆图片及牌识别结果等信息通过海关专网上传至系统后台数据中心；接口协议满足海关要求。
4.中心数据处理单元：负责收集汇总来自前端监控点的车辆通行数据和照片，并对这些数据进行分析和处理并进行保存，以备相关操作人员进行查询和应用。

5.2.3 车牌抓拍系统主要功能

本项目配置的车牌抓拍识别系统具备以下主要功能：
1.车牌识别
1)支持牌照类型：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。特殊车牌可定制，能够根据不同的车牌字体和字符位置进行调整以适应不同地域的车牌特征。
2)识别特征：车牌图像、车牌号码、颜色。
3)输出结果：车牌图像、车牌号码、颜色、通行时间。
4)补光方式：自动LED光源。
2.成像
1)地感触发方式，高清图片输出。摄像机图像清晰显示车辆正面、车辆后面外观和车牌号码，具有强光抑制功能。
2)数据及图像可通过网络传回后端系统。
3.安装和外观
1)安装、施工简单，维护、使用方便。
2)系统电器装置有过载、接地、漏电、短路保护装置及避雷装置并符合国家相关标准。
3)设备机箱防护符合IP55标准。

5.2.4 车牌抓拍系统主要性能指标

本项目配置的车牌抓拍识别系统满足以下性能指标要求：
1.车辆捕获率≥99%；
2.抓拍图像及号牌识别时间≤200ms；
3.车牌识别准确率≥95%。

5.2.5 车牌抓拍系统技术优点

本项目配置的车牌抓拍识别系统应用技术具备下列优点：
1.高性能嵌入式处理系统
传统的高清系统中，系统将相机拍的图片发送给工控机等处理系统进行识别处理和存储等操作，这样对传输和处理设备的要求非常高，很 难达到系统的设计处理能力要求。新的智能高清摄像机能有效解决这个问题。每个车道配置一台智能高清摄像机，负责车辆牌照和车身颜色的自动识别等工作，直接将处理结果文本通过以太网发送给终端服务器。
2.图像采集处理一体化设计
智能高清摄像机内部集成工业级设备芯片，独立完成整个图像抓拍、车牌识别、车 身颜色识别等功能，车辆信息获取完成后由结果装配与通讯模块打包通过以太网上传终端服务器，增加系统处理能力，使系统结构清晰简洁，扩展方便。
3.反馈控制的全天候高清晰成像
整个成像系统是一个由智能高清摄像机、智能补光灯和成像控制软件组成的精密系统，它们之间的有序配合和反馈控制使白天和晚上抓拍的车辆图像清晰度高，确保车身、车牌特征都清晰可辨。

5.3 二维码扫描识别系统

5.3.1 系统组成

二维码扫描识别系统主要由二维码识别仪及识别系统软件构成，利用先进的OCR识别技术和条码识别技术，将纸张、票据、单证、文件等转换成电子影像信息，用以代替纸张、票据等的传统存储方式，减少人工录入的繁琐。当车辆通过卡口时，司机将单证条码在单证识别仪上进行自动扫描，信息将发送到卡口控制主机进行采集。

5.3.2 系统功能

智能的自动操作，真正实现一键操作，操作简单；
强大的扫描功能，通过扫描仪扫描实现单证档案影像的高速采集，支持自动进纸的高速扫描仪，达到比普通平板扫描仪快几倍甚至十几倍的扫描速度；也可以具体需求可以选用不同档次的扫描仪。可以对“皱”、“脏”、“破”、“胶带”的单证进行扫描；
快速的单证录入，采用  OCR 识别技术或流水识别的方法自动建立凭证种类的精确索引，可大大减少手工录入的工作量；
清晰的影像文件，提供图像矫正，滤色，字体加深、变浅，剪切黑边等行之有效的图像修补技术，可以得到更好、更清晰的影像文件；
先进的影像存储，采用国际先进的影像压缩技术，影像文件占用的存储空间更小，一般一张运单图片文件在 20~25K；系统支持多种存储介质，可将影像文件存放在光盘塔、光盘库或磁盘阵列上，使用数据容错功能，可以得到很高的安全性；
高效的后台处理，高速扫描，自动识别条码，一次可以扫50张，用时不到一分钟；单张凭证的后台处理（包括扫描和进行OCR识别）时间最多2秒，单据种类的自动识别的成功率基本达到 100%，对于各种需监督的数据（账号、金额等）OCR 自动识别的成功率达到 90%以上。另外要提供手工补录、特殊处理、重要凭证核对、重点监督等功能。100%识别单证条码，并自动辨认条码受损的单证。

5.4 闸口放行控制系统

5.4.1 主要硬件设备

闸口自动放行控制系统通过一体化管理终端将前端采集系统采集到的数据信息，包括电子车牌信息、重量信息、IC 卡信息、车牌号信息等上传给后台系统，并接收其返回的放行指令，根据放行指令进行放行。
闸口放行控制硬件设备主要由一体化管理终端、网络交换机、室外控制机柜、LED显示屏、车辆检测设备、地感线圈、电子栏杆、红绿灯、语音播报器、闸口放行控制软件等组成。主要设备功能如下：

5.4.1.1 一体化管理终端

一体化管理终端提供串口转网络功能，能够将RS-232/485/422串口转换成TCP/IP网络接口，实现RS-232/485/422串口与TCP/IP网络接口的数据双向透明传输。使得串口设备能够立即具备TCP/IP网络接口功能，连接网络进行数据通信，极大的扩展串口设备的通信距离。串口联网服务器提供了直接通过网络来访问工业设备的解决方案。一体化管理终端产品可以提供不同的配置和规格特性以符合特殊应用的需求，支持串口的三合一模式（设置成RS232/RS485/RS422）等等。
闸口放行控制系统应用一体化管理终端实现前端设备数据采集、转换、传输、控制等，主要用于 PLC 控制器、电子车牌、电子地磅、LED 显示屏等串口设备。提供 TCP Server，TCP Client，UDP和 Driver模式设置。本 项目配置的一体化管理终端具备以下功能：
1.前端卡口设备通过串口接入一体化管理终端。
2.一体化管理终端通过网络将所有卡口设备联网，并可以由网络中的工控机进行控制。
3.工控机通过网络连接到指定的一体化管理终端，从而对前端设备进行控制和状态检测。
4.系统能够远程对一体化管理终端进行管理和设置。

5.4.1.2 LED显示屏

用于显示卡口系统的放行提示信息。安装在通道安全岛合适位置，能方便司机坐在驾驶室时观看。室外型，高亮度，在阳光的照射下能够清楚地辨识屏幕显示内容。
LED子系统主要通过输入输出卡发送组码指令控制继电器控制器，控制继电器的开关，从而接通或断开LED的显示位图信息，达到显示LED的目的以控制车行方向。

LED显示屏安装于车道安全岛中，用于显示各种通行信息及系统操作提示信息。本项目配置的  LED 显示屏具备以下功能：
1)支持中英文显示；
2)可单行同时显示6个汉字，显示6行；
3)提供多种显示方式，超过6个汉字可进行换屏显示；
4)立杆高度不小于1.2米，立杆采用热镀锌钢材质，结构合理，支撑牢固，抗6级风；
5)屏体采用不锈钢外壳，色泽与立杆协调统一；
6)屏体整体防反光、防尘、防水、防震、防高温、防雷击干扰、防护等级IP65；
7)通过232串口与工控机直接连接，采用外接电源供电。

5.4.1.3 红绿灯

红绿灯控制系统由车道红绿灯、逻辑控制装置等组成。通过接收相关指令，变换红绿灯，对业务办理进行告示并对车道交通进行警示和管理。本项目配置的红绿灯设备自动检测电源输入，输出红色“X”或绿色“↓”信号。

红绿灯驱动和LED子系统主要通过输入输出卡发送组码指令控制继电器控制器，控制继电器的开关，从而接通或断开红绿灯的电源，达到显示红绿灯的目的以控制车行方向。

 

5.4.1.4 语音播报器

系统由语音播报器、室外机柜喇叭、语音播报管理系统组成。语音播报管理系统负责对存贮在语音播报器的语音声音文件进行添加、删除等维护。安装于车道室外控制机柜中，用于对车辆驾驶人员进行语音提示指引。
系统将预先录好的语音信息存在语音播报器中，外接室外机音响，车辆进入通道完成采集数据和接受海关后台系统放行指令后，系统根据放行指令通过串口控制播放车辆引导声音。

5.4.1.5 室外一体化机柜

一体化管理终端、PLC控制器、车辆检测器、开关电源、防雷器、继电器等安装在一体化机柜内。

5.4.1.6 电子栏杆

电子栏杆用于最终控制车辆通行设备，由卡口放行控制软件控制，能根据系统的控制指令自动抬杆或落杆。本项目配置的电子栏杆具备下列功能：
1.具备防砸防撞功能，减少车辆和栏杆受损程度
1)在挡杆下落的过程中，车辆检测器检测到有车辆通过，挡杆立即停止下落并回到竖直状态；车辆离开后自动下落到位
2)在杆件关闭状态下，如果挡杆遇到外力冲击，挡杆机的保护装置使挡杆可转动90°，从而可以避免或减轻对挡杆和车辆的损坏
3)电子栏杆发生故障时，栏杆保持垂直状态
2.电子栏杆主控器的电气和机械传动装置安装在防撞、密封的机箱内，机箱进行防锈处理，为便于维修，机箱留有门、锁。
3.电子栏杆未提及的技术指标应符合JT/T 428.1-2000 的规定。数据通讯符合海关总署卡口联网设备接口标准。
4.具有自动落杆功能
5.具有LED红绿通行控制信号灯。采用绿色“↓”和红色“×”的显示方式。
电子栏杆作为闸口放行控制系统的关键设备，技术参数满足现场应用环境，主要设备参数如下：
1)栏杆长度：根据卡口通道距离确定；
2)栏杆臂：高强度铝合金材料；
3)电机驱动器：转矩交流电机；
4)起降时间：≤3s；
5)MTBF：大于150万往复次。

5.4.2 闸口放行控制软件

智能卡口前端集成模块需集成海关几乎所有的卡口通道的业务逻辑，采取了灵活配置的事件触发机制。每条通道的没有固定的处理流程，在实际运行中只需要根据维护人员配置的事件动作触发对应关系，完成通道的运行。
智能闸口数据采集与控制模块和卡口通道的各类设备进行通信，根据可配置的业务流程，完成通道设备的数据采集，并将采集到的车辆数据发送到海关后台进行数据验证，完成车辆的通关作业。同时作为一个中间载体，将通道设备以及通道的状态发送到后端物流监管平台，供后端人员进行查看和维护。采集模块除了具备卡口通道采集验放功能外，还具备设备状态反馈、设备调试、通道业务流程动态配置的功能。同时提供统一的驱动加载管理功能，来管理所有需要加载的设备驱动。
读取卡口集中配置管理系统的事件动作触发配置，在系统运行过程中从前端驱动中获取设备数据和通道事件，从后台获取验证及控制事件，通过维护人员配置的事件动作触发机制，完成系统的业务逻辑。

5.4.2.1 闸口放行控制软件功能

5.4.2.1.1 软件总体功能

 

5.4.2.1.2 卡口设备管理系统

1.设备驱动技术原理
设备驱动管理提供通道设备驱动的加载、移除和驱动注册的接口。根据配置文件加载指定的驱动文件；将指定的驱动文件从加载列表中移除；当驱动需要更新时，负责停止驱动，并更新相应的驱动文件；注册加载的驱动模块，同时将驱动包含的事件以及驱动包含的控制动作进行注册；所有的驱动模块提供统一的驱动加载接口；同时每类设备实现对应该类设备接口，同类型的设备使用相同的设备驱动接口，方便系统进行统一的驱动管理。所有的驱动都以动态连接库的方式存在，模块之间相互独立，互不影响。设备驱动开发过程如下：

2.设备驱动功能
系统提供如下的驱动种类，每种驱动可能包含多种同类型厂商不 同的驱动，驱动具备灵活稳定，同时能够反映驱动设备的状态以及驱动设备调试的基本能力。
1)PLC驱动
负责和通道 PLC 模块进行数据通信，通过该驱动能够检测到通道线圈的有车无车状态，可以通过该驱动控制栏杆的升降以及通道的报警器等设备。通过该驱动产生车辆到达、车辆离开、栏杆上到位、栏杆下到位信号。
2)电子车牌驱动
和电子车牌阅读器进行通信，读取车辆的电子车牌标签号及卡内信息。
3)电子地磅驱动
和电子地磅进行通信，同时进行数据过滤和有效数据分析，将采集的地磅重量进行集成。
4)安全智能锁驱动
和安全智能锁进行通信，对安全智能锁进行施封和解封操作，支持一次施解封最多二个关锁的功能
5)LED屏驱动
将通行过程的重要提示信息显示在前方   LED 屏上，供通道现场人员及司机参考放行提示信息。
6)车牌识别驱动
获取识别到的车牌数据，并将其返回给监控端进行展示。
7)后台验证驱动
提供和本地海关以及总关进行数据通信验证的功能，将采集到的设备数据发送到海关后台完成数据的验证。
3.设备驱动技术优点
1)每个驱动以dll形式独立存在，驱动实现目前提供的驱动接口。
2)所有的驱动都能够通过现有的接口进行动态加载和卸载。
3)驱动需及时反映出设备的当前状态(正常和错误状态)，并调用接口向后台监控端进行信息发送。
4)调用系统提供的日志接口，有详细有效的日志记录。
5)驱动模块经过严格测试，功能和性能稳定之后，通过发布版本集成到现有系统中。

5.4.2.1.3 卡口采集与控制系统

5.4.2.1.3.1 通道管理

通道管理主要提供通道管理的接口，能够接收业务作业人员发送来的管理控制指令，并完成相应的动作，通道管理包括：
1.通道运行管理
管理通道的打开、关闭、重启等操作，当收到系统指令时，能够将相应的操作结果反馈给监控人员。
2.通道电源管理
管理通道岗亭的电源设备，需要对岗亭的电源进行远程的打开、关闭控制时，系统能够将操作的结果反馈到监控界面上。

5.4.2.1.3.2 事件动作模块

事件动作模块需要完成动作事件的触发管理，动作事件对通道设备的事件作出反应，当一个事件发生时，同时执行相应的动作来完成整个通道的业务逻辑。事件动作是整个通道的业务逻辑核心，支持灵活可配，能够配置目前海关具有的业务需求，同时具有可扩展性，能够满足扩展的需要。
1.设备状态事件
通道设备状态发生变化时，会产生一个设备状态事件，包括数据采集事件、设备运行状态事件和相应的错误信息。
2.车辆状态事件
车辆在通道中的状态事件 ；当车辆压地感时，会产生车辆位置信息的事件。
3.数据采集事件
通道各种设备数据采集的事件，包括数据采集成功，采集失败等事件。
4.后台验放事件
通道向后台发送数据的事件，包括数据发送成功，发送失败等事件。
5.后台控制事件
接受后台的各种控制事件，包括后台管理人员的控制和维护人员的控制。

5.4.2.1.3.3 配置加载

加载卡口前端集成系统中的各种配置文件，如卡口系统工作时序及步骤，设备连接信息配置等，并对配置文件进行相应的验证，如配置异常的信息将会导致卡口采集数据失败或完全不可采集。

5.4.2.1.3.4 系统状态监控

系统状态监控作为一个子系统独立运行来监控卡口前端集成系统主备之间的状态同时负责和主备系统之间的业务数据的通信切换来保证整个系统的稳定性，系统状态监控负责和总线进行通信，同时对系统的稳定性、通信进行监控。主要包括如下：
1.系统进程监控：监控卡口前端集成系统的运行状态，在系统状态不正常时，进行系统重启。
2.系统服务器监控：监测主备服务器的运行状态。

5.4.2.1.3.5 日志管理

每条通道按日生成一个详细的日志文件，供系统管理人员查看，同时将重要的日志文件信息按照日期保存到数据库，方便信息检索。
定时将日志文件保存到指定的位置，日志文件的保存时间至少为1年。

5.4.2.1.3.6 驱动升级

提供统一的驱动升级功能，可以对监管场所卡口前端设备所有的驱动进行统一的升级。

5.4.2.1.3.7 卡口数据交换系统

卡口数据交换系统是整个项目业务数据的路由与计算中心。采用基于TCP的ActiveMQ 进行通信，系统跨平台运行，同时为各种接入语言(如：C、C++、C#，JAVA，JavaScript 等)提供了驱动。提供了数据转发和路由桥接接口，使得系统的部署更加灵活。
1.主题管理
主题管理模块主要是对系统发布的特定类型的消息生成一个唯一的主题，也就是Topic，其他需要该主题内容的系统，可以进入到该主题订阅者的队列中。包括主题的创建，主题的订阅。目前系统中主要有四个主题：
1)通道系统主题：管理通道系统的相关主题
2)通道状态主题：通道及其设备的相关主题
3)通道过程主题：通道工作过程的相关数据主题
4)通道控制主题：所有控制命令的相关主题
2.数据路由管理
接入数据交换系统的数据，有些数据需要特殊的路由功能，如把指定的数据转移到指定的主题队列中，需要对该主题的数据进行路由设置。主要包括如下两个方面：
1)特定业务的数据路由：如有特殊的业务需要将相关主题的数据做特殊的转移处理，可根据实际业务情况设置特定的数据路由。
2)特定事件的数据路由：在系统中，遇到特殊的系统事件，需要触发系统中特殊事件时的数据路由。

5.5 可视对讲系统

5.5.1 可视对讲系统技术原理

根据卡口通道管理需要，在卡口通道上安装配置可视对讲系统，可视对讲系统应能实现卡口值班室与卡口通道现场的非可视语音对讲。并能够同时对主卡口和内卡口的可视对讲主机进行统一管理。
卡口非可视对讲电话系统采用“一对多”的通话模式，系统由安装在卡口控制室内的控制中心管理员机（即可视对讲电话主机机）和对应安装在现场通道的非可视对讲通道机（即可视对讲电话分机）及中央控制器组成。卡口控制室通过可视对讲电话，可分别与通道中的车辆司机进行通话联系。
在对讲系统中，对讲系统将车道紧急救援及对讲结合为一体，采用先进的数位式通讯控制方式，系统构架采用总线制，每一组总线都由一根四芯电缆(通讯线、语音线、电源线、共地线)和一根视频电缆组成。系统布线简明，构架完整，可满足各种类型的可视对讲的功能需要。模块化和积木化的安装方式，使施工维护更便捷。非可视、保全、非保全各种机型可组合在一个系统内。整个系统易于拆卸，适合分批安装，不易损坏，容易确保施工成果。

5.5.1.1 可视对讲系统主要功能

本项目配置的卡口可视语音对讲实现以下主功能：
1.一台管理主机应能同时管理多台分机。
2.管理主机能够双向主或被动与任何一台分机呼叫连接，进行可视对讲。对讲时图像、声音要求清晰，音量可以根据需要进行调节。
3.分机呼叫主机时，能立即响应。
4.室外分机具有防水、防尘等功能。
5.对讲主机和分机具有免提、一键直呼功能。
6.可视语音对讲系统支持网络功能。

5.5.1.2 可视对讲系统配置

通道上配置可视分机产品，该产品配有对讲麦克风、对讲喇叭、呼叫按键、呼叫指示灯等。
在卡口控制室配置公司的控制中心管理员机该产品配有对讲手柄、功能按键等。
1.室内对讲机
1)可双向主/被动与任何门口机或警卫机相连接，进行对讲。
2)门口机呼叫室内机，响应时间快。
3)数位式智能型保护设计，即使室内机故障也不会影响系统运行。
4)安装背板提供所有接线端子，无需任何焊接。
2.门口机（安装于一体机内）
1)中文阶段式操作指引指示设计；
2)高密度结构防水设计；
3)夜间操作冷光照明背景灯设计；
4)可通过按键直呼警卫机。
3.电源
1)切换器自带  2 组总线接口，可扩展至8组。
2)切换器每增加一组总线要加配一条4芯电缆线及一条视频线。

5.6 LED引导屏系统

5.6.1 系统组成

根据招标文件要求及对招标清单卡口系统需求分析，需在卡口通道上配置LED引导系统。
LED 引导屏系统由LED显示屏、管理PC及远程客户端等组成。
系统结构图如下：

 

5.6.2 系统功能

LED引导屏能够显示对应通道的类型、状态、运行情况等信息；
LED引导屏系统能够与卡口智能化管理系统进行交互，通过卡口智能化管理系统获取车道状态、运行情况、设备故障等多种信息，并且能够根据这些信息统一自动控制前端 LED 显示屏的显示内容，从而实现通道类型、运行状态（开/闭/故障）的自动更改、显示；
系统管理人员能够通过 LED 引导屏系统客户端监视系统显示、运行状态，并且能够在需要时热工修改  LED 显示屏显示内容；
系统具备完善的系统日志功能，以备操作人员进行查询、浏览；
阳光照射下，动态 100 米外显示内容清晰可见；可显示24×24点阵汉字2行×4列。可显示汉字、序号、及车道通行状态；系统具有光亮探测、自动修正功能；实现远程群显群控；
系统能对用户分级管理，能正确指定操作人员的不同角色和权限，便于系统的管理。

5.7 通道视频监控系统（含车底监控）

5.7.1 系统结构

本系统主要由通道监控摄像机、地埋摄像机、硬盘录像机组成。
本系统在前端每条车道内配置 3 台摄像机，安装于车道的入口、出口及通道顶部，入口摄像机镜头对准行车方向，出口摄像机镜头对准来车方向，用于拍摄通过闸口车辆的前景。另在卡口出入口安装 2 台高清网络球机，用于对整个卡口通道区域实现全覆盖。具体位置如下图所示：

在验放卡口和复核卡口各安装一套地埋相机，用于对过往车辆的车底情况进行实时监控。

5.7.2 系统功能

实现高质量的流畅的视频监控；系统可灵活配置：可灵活地增加或去除监控点；可实现灵活配置，实现对监控点的备案，及控制权限管理；同时可以实现以下一些功能：
1)录像存储：系统能够实现对车道图像的数字化压缩存储功能，并能够实现动态录像、24 小时不间断录像等多种录像方式；
2)视频管理、回放：系统能够对存储的录像按照一定的规律分段保存，工作人员可根据相关查询条件进行查询，并能够对相关视频进行回放；
3)网络传输：系统具有网络传输功能，工作人员能够通过视频监控端对视频图像进行实时监控、回放等功能；

5.8 跟车报警系统

5.8.1 跟车报警系统技术原理

跟车报警系统主要利用红对对射设备和声光报警器来实现。红外对射全名叫“主动红外入侵探测器”，其基本的构造包括发射端、接收端、光束强度指示灯、光学透镜等。其侦测原理是利用红外发光二极管发射的红外射线，再经过光学透镜做聚焦处理，使光线传至很远距离，最后光线由接收端的光敏晶体管接收。当有物体挡住发射端发射的红外射线时，由于接收端无法接收到红外线，所以会发出警报。红外线是一种不可见光，而且会扩散，投射出去之后，在起始路径阶段会形成圆锥体光束，随着发射距离的增加，其理想强度与发射距离呈反平方衰减。当物体越过其探测区域时，遮断红外射束而引发警报。
红外对射应用非常广泛，其中以报警最为普遍，跟车报警系统是红外对射装置在海关卡口的一种应用。主要目的是为了防止在前一辆车还没有离开卡口通道，第二辆车即跟随进入通道，导致智能卡口采集时序和数据出现误差。在卡口使用红外对射分离器探测到跟车时，进行声光报警。

5.8.2 跟车报警系统主要功能

本项目配置的红外对射车辆分离器和声光报警，其功能与性能完全满足海关要求。
1.红外对射分离器主要功能
1)穿透能力强，对准简单快速：使用高能量、高穿透率光电管，性能稳定可靠，现场安装对准简单快速，在粉尘、雨雪、浓雾、温度异常等恶劣环境下仍能保证可靠工作。
2)准确的车辆分离与检测：能对各种类型车辆进行可靠分离。
3)智能化屏蔽功能：该功能使系统可避免飞鸟、昆虫或污泥引起系统的误动作，又能可靠检测拖挂车的挂钩。
4)抗干扰，适合恶劣环境：在高寒和炎热地区使用稳定可靠。最大可抵抗  4,0000LUX光源直射，可完全消除各种强光和电磁干扰。
5)防破坏：当红外接收端电源线或信号线被剪断时，报警信号输出电路将自动输出无线报警信号。
2.声光报警器主要功能：
1)能够根据指令发出闪光和声音；
2)具备状态自检和抗干扰功能。

5.8.3 跟车报警系统技术优点

本项目配置的跟车报警系统具备下列技术优点：
1.内置自动调节强光过滤系统,避免受强光或汽车灯光的影响。
2.独特的光学设计：光电射束可穿透多层玻璃，具有特殊的抗环境能力。
3.全密封防雨、雾、尘、虫等的一体化结构设计，使其能在恶劣的环境中正常工作。
4.接收信号强度多级LED 指示灯，使其校准更精密。
5.红外射束遮断周期可调，使其更加灵活、适应性更强。

5.9 UPS 不间断电源系统

UPS 后备电源系统的设计，在满足本次所建卡口系统设备正常供电的同时，兼容考虑卡口系统  UPS 后备电源系统由于设备老化、供电功率下降，以及供电时间缩短等问题，对卡口系统  UPS 后备电源系统进行补充，并给部分卡口设备提供供电。
UPS不间断供电系统是一套将交流电变为直流电的整流/充电装置和一套把直流电源再转变为交流电的 PWM 逆变器。一旦市电中断，蓄电池立即对逆变器供电以保证 UPS 电源交流输出电压的连续性。当电力发生故障时，UPS在柴油发电机工作前代替市电向用电设备供电，此外采用 UPS 还可以避免由于工频干扰给计算机造成的影响。
因为智能卡口系统大量使用计算机设备及网络设备，因此电源必须得到保证，因此为使供电不中断，UPS 必须包括电池、充电器、逆变器、电池架、静态开关、保护装置、联锁设备、仪表设备和有效的绝缘以保证车道设备不受基本电源的波动和中断的影响而使车道的正常通行受阻。
UPS及其控制装置、配电箱、电池充电器等均装配在卡口机房内，该机箱为可立于地板上的高质量加工的机箱，机箱内装有绝缘端子以使输入电源和机箱内的设备绝缘。每台 UPS 都包括高级辅助电池、保护、绝缘和配电装置，整流器和升压充电器的设置，保证电池自动处于正常的充电状态，此时保证基本电源是有效的。
当基本电源或后备发电机正常工作时（电压和频率变化在正常范围内），UPS不用电池放电即可保证所有设备的连续正常工作。
UPS的开关装在机箱的前面板上，仪表、LED、开关等的排列使用户可方便得知运行和操作监视的信息。
UPS电池采用全密封免维护铅酸电池，电池的设计寿命为10年，并安装在相关室内，当主电源恢复后经过长时间放电的电池可在最短的操作时间内以升压档自动充电，而不影响负载工作。电池适应扩充浮动负载和临时升压充电。