1 對項目的理解
1.1 項目概述
為了實現對進出某口岸的車輛進行有效管理，此次在某口岸設置兩道卡口，即驗放卡口和復核卡口。
1.2 項目范圍
根據招標文件要求，本項目建設范圍如下：
1進1出驗放卡口+1進1出復核卡口。
本次建設的口岸客車通道智能卡口系統，主要由車牌抓拍識別系統、電子車牌自動識別系統、二維碼掃描識別系統、閘口放行控制系統、通道視頻監控系統、車底監控系統、可視語音對講系統、LED引導屏系統、跟車報警系統、UPS不間斷電源系統等組成，智能卡口系統建設完成后實現與海關后臺系統聯網對接，滿足海關的監管和自動驗放要求。
1.3 建設依據和規范
本項目主要依據下列海關標準規范和監管要求進行建設：
《中華人民共和國海關總署令》（第232號）；
《海關監管作業場所（場地）設置規范》（2019年第68號）；
《海關監管作業場所（場地）監控攝像頭設置規范》（2019年第69號）；
《海關視頻監控系統設備選型規范》（JGS/T 09—2015）；
《視頻安防監控系統技術要求》（GA/T367-2001）；
《安全防范視頻監控數字音頻視頻編解碼技術要求》GB/T 25724-2017；
《中華人民共和國海關總署公告》（2018年第194號）；
《海關物流監控前端集成系統建設》（海關總署公告2012年第55號）；
《中華人民共和國海關企業分類管理辦法》（總署令2010年第197號）；
《海關物流監控前端集成系統建設數據接口》（JGS/T14-2015）；
《海關智能卡口前端設備技術選型規范》（JGS/T15-2015）；
《海關海空口岸、特殊監管區域及監管場所卡口建設技術指導規范》；
《呼和浩特海關關區卡口聯網對接技術指引》；
呼和浩特海關相關監管要求和卡口建設要求；
國家和海關的其它相關建設標準與規范。
2 系統建設目標
依據相關建設標準和業務需求分析，本項目達到以下建設目標：
1.建設符合海關監管要求的智能卡口，配置相應的監管配套設施，包括車牌抓拍識別系統、電子車牌自動識別系統、二維碼掃描識別系統、閘口放行控制系統、通道視頻監控系統、車底監控系統、可視語音對講系統、LED 引導屏系統、跟車報警系統、UPS不間斷電源系統等。
2.卡口系統與海關后臺系統聯網對接，實現卡口無人值守和自動放行。
3.系統實現高度自動化，減少人為干預，提高通關速度。能夠在卡口值班室內對卡口的通車情況進行監控，并可對卡口采集數據進行補采和人工干預車輛放行處理。
4.系統具有高可靠性及安全性，滿足海關系統信息化建設要求。
3 車輛進出業務流程分析
業務流程描述：
1.車輛到達卡口通道；
2.車輛進入通道，通過車輛檢測器檢測到有車輛到達；
3.車輛檢測器發送車輛到達信號到前端采集系統；
4.前端采集驅動各個采集子系統開始對車輛進行數據采集，包括電子車牌
信息、車牌號信息、電子地磅重量信息、二維碼信息等；
5.將采集到的數據發送到海關后臺系統，并接收海關后臺系統返回來的放行控制命令；
1)接收到正常放行指令
卡口抬桿，LED提示屏，提示司機下一步操作，語音播報器播報提示司機下一步操作。進入監管場所內作業。
2)接收到海關不放行指令
系統不抬桿，提示司機車輛為非法車輛，不允許進入監管區，要求現場人工處理。
4 整體技術設計
4.1 系統總體結構設計
其中：
1.二維碼掃描儀、語音播報器、LED 顯示屏安裝在室外一體化機柜中。室外一體化機柜高度、寬度及設備位置根據現場條件定制。
2.卡口設備管理系統、卡口采集與控制系統、卡口數據交換系統等軟件系統安裝在卡口通道應用工控機中，與海關后臺系統聯接。
4.2 系統總體功能設計
本項目的主要功能要求包括：智能卡口系統主要由電子車牌自動識別系統、車牌抓拍識別系統、電子地磅采集系統、二維碼掃描識別系統、閘口放行控制系統、可視語音對講系統、紅外跟車報警系統、UPS不間斷電源系統等組成。
其中：
1.電子車牌自動識別系統用于讀取車輛的電子車牌標簽，并獲取標簽號碼。
2.車牌抓拍識別系統對車輛車牌進行拍照，并通過照片分析出物理車牌號碼。
3.電子地磅采集系統用于車輛過磅稱重。
4.閘口放行控制系統用于接收海關放行指令，并控制電子欄桿起落。
5.紅外跟車報警系統應用紅外對射設備，用于通道有跟車現象時的聲光報警。
5 功能詳細設計
5.1 電子車牌自動識別系統
5.1.1 電子車牌系統原理
電子車牌的基本技術措施是：利用RFID高精度識別、高準確采集、高靈敏度的技術特點，將RFID電子車牌作為車輛信息的載體，在電子標簽相應區域存儲車型等車輛屬性的信息，并由機動車輛在通過裝有經授權的射頻識別讀寫器的卡口時，對各機動車輛電子車牌上的數據進行采集。電子車牌識別系統全天候運行，當安裝有電子車牌的車輛進入識別區域，識別天線就能夠捕獲電子車牌內的相關信息，并實時發送至后臺，幫助后臺做進一步的處理。達到海關卡口前端設備自動獲取信息的目的。
系統由以下部分組成：
1.RFID電子車牌(也叫RFID電子標簽)
2.RFID電子車牌發卡管理系統（IC卡制發卡管理系統）
3.RFID電子車牌識別系統
4.識別系統對外接口
5.1.2 電子車牌采集過程
系統啟動后，電子車牌數據采集系統經過必要的初始化操作自行進入待命工作狀態，此狀態下可以隨時接受開始讀取的信號。電子車牌讀取操作遵循以下過程：
1.當發現車輛已進入數據采集中心域（以車輛進入通道地感應線圈為準）的消息后，向電子車牌采集子系統發送開始讀取信號。
2.電子車牌采集子系統收到信號后對該消息進行分析，確定使用兩個天線中的一個并完成相應的設置操作。
3.電子車牌采集系統通過控制射頻讀寫器，驅動天線發射無線射頻信號。在有效中心域內的電子車牌標簽接收到天線發射的無線信號后將其轉化成微弱電流提供給內部芯片計算使用，并借此能量將電子車牌標簽中存儲的數據發射出去；
4.天線接收到電子車牌發射的數據信號，將該電信號傳送給射頻讀寫器進行分析。通過讀寫器對電信號的分析解碼，解析出車牌號碼、車輛自重等數據，數據無線通信過程中自帶校驗檢查，一旦發生錯誤，則可判斷未讀到標簽或標簽讀取不正確。一次讀取如果沒有成功則可進行多次循環讀取操作，直到正確讀取標簽數據或本次車牌采集任務超時或者被采集結束信號終止。
5.經過射頻讀寫器確認的數據（或者讀取失敗的消息）通過網絡協議被返回給電子車牌采集子系統，并繼續傳送到前端控制系統等待處理。至此一次車牌號碼數據采集完成。
5.1.3 電子車牌系統主要功能
本項目配置的電子車牌自動識別系統具備以下主要功能：
1.采用一體化讀寫器
1)采用一體化電子車牌讀寫器，能高效、可靠識別符合ISO10008-6B及6C標準電子車牌標簽。
2)采用定向天線，不干擾鄰道RFID電子車牌閱讀器的工作，不誤讀相鄰車道車輛的RFID電子車牌。
3)具有動態識別能力，保證在電子標簽相對讀寫設備天線在不高于15km/h速度運動時，正確讀取ID 號。
4)能夠讀取海關現有的 RFID 電子車牌及司機識別卡，能夠自動識別監管車輛的電子車牌信息。
2.外觀和安裝
1)表面采用金屬外殼，安裝于室外通風防塵防雨條件良好的防護箱內，適應在戶外條件下工作。
2)表面平整無劃痕、毛刺及其他機械損傷，外露金屬無銹蝕，文字符號清晰。
3)具有指示工作狀態的明顯指示裝置。
3.數據通訊標準
1)使用的頻率經過國家無線電委員會許可，讀寫器無線發射功率不能對周圍其他通信設備產生干擾。
2)數據通訊符合海關總署卡口聯網設備接口標準。
5.1.4 電子車牌系統技術優點
通過將識別系統與卡口采集與控制系統連接，可為后臺系統提供車輛的實時信息。本項目配置的電子車牌識別系統應用技術具備下列優點：
1)滿足工業環境要求。全天候工作，能在嚴寒、潮濕地帶、熱帶地區和粉塵大的場所正常工作，室外工作溫度可在-40℃～+70℃，滿足監管場所工業環境需求。
2)信息安全技術。能有效防止內存信息被破解或篡改，確保車輛電子標簽中的信息安全性。電子標簽具有防拆功能，避免偽造。
3)標簽免維護。標簽采用UHF無源技術，標簽不需主動發射電磁波，所以標簽設計簡單易用，在現實使用環境中無需維護。
4)RFID信號技術。有效規避了相鄰信號干擾，成功解決臨道和跟車干擾的問題。
5)數據傳輸技術。系統采用安全的無線網絡傳輸方式，從而實現設備與控制系統之間的數據同步。支持多種數據通訊功能，便于第三方集成。
5.2 車牌抓拍識別系統
5.2.1 車牌抓拍系統原理
車牌抓拍識別技術以計算機技術、圖像處理技術、模糊識別基礎，建立車輛的特征模型，識別車輛特征，如車牌、顏色等。它是以一個以特定目標為對象的專用計算機視覺系統，能從一幅圖像中自動提取車牌圖像，自動分割字符，進而對字符進行識別。然后應用先進的圖像處理、模式識別和人工智能技術，對采集到的圖像信息進行處理，能夠實時準確地自動識別出車牌數字、字母及漢字字符，并直接給出識別結果，使車牌號碼的自動采集成為現實。
車輛到達卡口通道時，車牌抓拍識別系統識別過程如下：
1.車輛檢測
采用埋地線圈檢測方式感知車輛的經過，觸發圖像采集抓拍。
2.圖像采集
通過高清攝像機抓拍主機對通行車輛進行實時、不間斷記錄、采集。
3.預處理
噪聲過濾、自動白平衡、自動曝光以及伽馬校正、邊緣增加、對比度調整等。為了便于車牌的分割識別，攝像機攝下的原始圖像具有適當的亮度和對比度。但通常經輸入系統獲取的車牌圖像信息由于光照條件、牌照的整潔度、攝像機的狀態 (焦距、角度和鏡頭的光學畸變)以及車速的不穩定等因素都會使圖像含有各種各樣的噪聲與畸變。在對車牌圖像進行分析之前，必須要對車牌圖像進行預處理。對車牌圖像的預處理主要包括三個方面：
1)圖像對比度增強。由于車牌圖像抓拍識別系統需要全天候工作，自然光照度的晝夜變化會引起車輛圖像對比度的嚴重不足，所以增強圖像是很有必要的。
2)圖像去噪。通常得到的車牌圖像會有一些污點，為了保證識別的效果，需要對圖像進行去噪處理。
3)傾斜矯正。攝像機的位置、車輛的運動等因素經常使拍攝出來的汽車圖像有一定的傾斜，這就需要對圖像進行傾斜矯正，或在分割出車牌區域之后對字符傾斜矯正。
4.車牌定位
在經過預圖像處理之后的灰度圖像上進行行列掃描，確定車牌區域。
5.字符分割
在圖像中定位出車牌區域后，通過灰度化、二值化等處理，精確定位字符區域，然后根據字符尺寸特征進行字符分割。
6.字符識別
對分割后的字符進行縮放、特征提取，與字符數據庫模板中的標準字符表達形式進行匹配判別。
7.結果輸出
將車牌識別的結果以文本格式輸出。
5.2.2 車牌抓拍系統構成
車牌抓拍識別系統主要由車牌識別攝像機、車牌識別器、車輛檢測器、地感線圈/補光燈等設備組成。系統結構圖如下：
車牌識別系統主要由前端圖像采集單元、補光單元、傳輸單元臺中心處理等幾個部分組成。
1.圖像采集單元：采用數字高清攝機，配套百萬像素高清鏡頭。每臺攝像機覆蓋1條通道，采集輛前部照片。
2.補光單元：每條通道配置1臺智能補光燈，用于夜間及線不足時補光，補光燈可以根據環境光照情況，設定自動開啟與關閉的時間。
3.數據傳輸單元：前端采集到的車輛圖片及牌識別結果等信息通過海關專網上傳至系統后臺數據中心；接口協議滿足海關要求。
4.中心數據處理單元：負責收集匯總來自前端監控點的車輛通行數據和照片，并對這些數據進行分析和處理并進行保存，以備相關操作人員進行查詢和應用。
5.2.3 車牌抓拍系統主要功能
本項目配置的車牌抓拍識別系統具備以下主要功能：
1.車牌識別
1)支持牌照類型：符合“GA36-92”（ 92 式牌照）、“GA36-2007”（新號牌標準）、“GA36.1-2001”（02式新牌照）標準的民用車牌、警用車牌、軍用車牌、武警車牌。特殊車牌可定制，能夠根據不同的車牌字體和字符位置進行調整以適應不同地域的車牌特征。
2)識別特征：車牌圖像、車牌號碼、顏色。
3)輸出結果：車牌圖像、車牌號碼、顏色、通行時間。
4)補光方式：自動LED光源。
2.成像
1)地感觸發方式，高清圖片輸出。攝像機圖像清晰顯示車輛正面、車輛后面外觀和車牌號碼，具有強光抑制功能。
2)數據及圖像可通過網絡傳回后端系統。
3.安裝和外觀
1)安裝、施工簡單，維護、使用方便。
2)系統電器裝置有過載、接地、漏電、短路保護裝置及避雷裝置并符合國家相關標準。
3)設備機箱防護符合IP55標準。
5.2.4 車牌抓拍系統主要性能指標
本項目配置的車牌抓拍識別系統滿足以下性能指標要求：
1.車輛捕獲率≥99%；
2.抓拍圖像及號牌識別時間≤200ms；
3.車牌識別準確率≥95%。
5.2.5 車牌抓拍系統技術優點
本項目配置的車牌抓拍識別系統應用技術具備下列優點：
1.高性能嵌入式處理系統
傳統的高清系統中，系統將相機拍的圖片發送給工控機等處理系統進行識別處理和存儲等操作，這樣對傳輸和處理設備的要求非常高，很 難達到系統的設計處理能力要求。新的智能高清攝像機能有效解決這個問題。每個車道配置一臺智能高清攝像機，負責車輛牌照和車身顏色的自動識別等工作，直接將處理結果文本通過以太網發送給終端服務器。
2.圖像采集處理一體化設計
智能高清攝像機內部集成工業級設備芯片，獨立完成整個圖像抓拍、車牌識別、車 身顏色識別等功能，車輛信息獲取完成后由結果裝配與通訊模塊打包通過以太網上傳終端服務器，增加系統處理能力，使系統結構清晰簡潔，擴展方便。
3.反饋控制的全天候高清晰成像
整個成像系統是一個由智能高清攝像機、智能補光燈和成像控制軟件組成的精密系統，它們之間的有序配合和反饋控制使白天和晚上抓拍的車輛圖像清晰度高，確保車身、車牌特征都清晰可辨。
5.3 二維碼掃描識別系統
5.3.1 系統組成
二維碼掃描識別系統主要由二維碼識別儀及識別系統軟件構成，利用先進的OCR識別技術和條碼識別技術，將紙張、票據、單證、文件等轉換成電子影像信息，用以代替紙張、票據等的傳統存儲方式，減少人工錄入的繁瑣。當車輛通過卡口時，司機將單證條碼在單證識別儀上進行自動掃描，信息將發送到卡口控制主機進行采集。
5.3.2 系統功能
智能的自動操作，真正實現一鍵操作，操作簡單；
強大的掃描功能，通過掃描儀掃描實現單證檔案影像的高速采集，支持自動進紙的高速掃描儀，達到比普通平板掃描儀快幾倍甚至十幾倍的掃描速度；也可以具體需求可以選用不同檔次的掃描儀。可以對“皺”、“臟”、“破”、“膠帶”的單證進行掃描；
快速的單證錄入，采用 OCR 識別技術或流水識別的方法自動建立憑證種類的精確索引，可大大減少手工錄入的工作量；
清晰的影像文件，提供圖像矯正，濾色，字體加深、變淺，剪切黑邊等行之有效的圖像修補技術，可以得到更好、更清晰的影像文件；
先進的影像存儲，采用國際先進的影像壓縮技術，影像文件占用的存儲空間更小，一般一張運單圖片文件在 20~25K；系統支持多種存儲介質，可將影像文件存放在光盤塔、光盤庫或磁盤陣列上，使用數據容錯功能，可以得到很高的安全性；
高效的后臺處理，高速掃描，自動識別條碼，一次可以掃50張，用時不到一分鐘；單張憑證的后臺處理（包括掃描和進行OCR識別）時間最多2秒，單據種類的自動識別的成功率基本達到 100%，對于各種需監督的數據（賬號、金額等）OCR 自動識別的成功率達到 90%以上。另外要提供手工補錄、特殊處理、重要憑證核對、重點監督等功能。100%識別單證條碼，并自動辨認條碼受損的單證。
5.4 閘口放行控制系統
5.4.1 主要硬件設備
閘口自動放行控制系統通過一體化管理終端將前端采集系統采集到的數據信息，包括電子車牌信息、重量信息、IC 卡信息、車牌號信息等上傳給后臺系統，并接收其返回的放行指令，根據放行指令進行放行。
閘口放行控制硬件設備主要由一體化管理終端、網絡交換機、室外控制機柜、LED顯示屏、車輛檢測設備、地感線圈、電子欄桿、紅綠燈、語音播報器、閘口放行控制軟件等組成。主要設備功能如下：
5.4.1.1 一體化管理終端
一體化管理終端提供串口轉網絡功能，能夠將RS-232/485/422串口轉換成TCP/IP網絡接口，實現RS-232/485/422串口與TCP/IP網絡接口的數據雙向透明傳輸。使得串口設備能夠立即具備TCP/IP網絡接口功能，連接網絡進行數據通信，極大的擴展串口設備的通信距離。串口聯網服務器提供了直接通過網絡來訪問工業設備的解決方案。一體化管理終端產品可以提供不同的配置和規格特性以符合特殊應用的需求，支持串口的三合一模式（設置成RS232/RS485/RS422）等等。
閘口放行控制系統應用一體化管理終端實現前端設備數據采集、轉換、傳輸、控制等，主要用于 PLC 控制器、電子車牌、電子地磅、LED 顯示屏等串口設備。提供 TCP Server，TCP Client，UDP和 Driver模式設置。本 項目配置的一體化管理終端具備以下功能：
1.前端卡口設備通過串口接入一體化管理終端。
2.一體化管理終端通過網絡將所有卡口設備聯網，并可以由網絡中的工控機進行控制。
3.工控機通過網絡連接到指定的一體化管理終端，從而對前端設備進行控制和狀態檢測。
4.系統能夠遠程對一體化管理終端進行管理和設置。
5.4.1.2 LED顯示屏
用于顯示卡口系統的放行提示信息。安裝在通道安全島合適位置，能方便司機坐在駕駛室時觀看。室外型，高亮度，在陽光的照射下能夠清楚地辨識屏幕顯示內容。
LED子系統主要通過輸入輸出卡發送組碼指令控制繼電器控制器，控制繼電器的開關，從而接通或斷開LED的顯示位圖信息，達到顯示LED的目的以控制車行方向。
LED顯示屏安裝于車道安全島中，用于顯示各種通行信息及系統操作提示信息。本項目配置的 LED 顯示屏具備以下功能：
1)支持中英文顯示；
2)可單行同時顯示6個漢字，顯示6行；
3)提供多種顯示方式，超過6個漢字可進行換屏顯示；
4)立桿高度不小于1.2米，立桿采用熱鍍鋅鋼材質，結構合理，支撐牢固，抗6級風；
5)屏體采用不銹鋼外殼，色澤與立桿協調統一；
6)屏體整體防反光、防塵、防水、防震、防高溫、防雷擊干擾、防護等級IP65；
7)通過232串口與工控機直接連接，采用外接電源供電。
5.4.1.3 紅綠燈
紅綠燈控制系統由車道紅綠燈、邏輯控制裝置等組成。通過接收相關指令，變換紅綠燈，對業務辦理進行告示并對車道交通進行警示和管理。本項目配置的紅綠燈設備自動檢測電源輸入，輸出紅色“X”或綠色“↓”信號。
紅綠燈驅動和LED子系統主要通過輸入輸出卡發送組碼指令控制繼電器控制器，控制繼電器的開關，從而接通或斷開紅綠燈的電源，達到顯示紅綠燈的目的以控制車行方向。
5.4.1.4 語音播報器
系統由語音播報器、室外機柜喇叭、語音播報管理系統組成。語音播報管理系統負責對存貯在語音播報器的語音聲音文件進行添加、刪除等維護。安裝于車道室外控制機柜中，用于對車輛駕駛人員進行語音提示指引。
系統將預先錄好的語音信息存在語音播報器中，外接室外機音響，車輛進入通道完成采集數據和接受海關后臺系統放行指令后，系統根據放行指令通過串口控制播放車輛引導聲音。
5.4.1.5 室外一體化機柜
一體化管理終端、PLC控制器、車輛檢測器、開關電源、防雷器、繼電器等安裝在一體化機柜內。
5.4.1.6 電子欄桿
電子欄桿用于最終控制車輛通行設備，由卡口放行控制軟件控制，能根據系統的控制指令自動抬桿或落桿。本項目配置的電子欄桿具備下列功能：
1.具備防砸防撞功能，減少車輛和欄桿受損程度
1)在擋桿下落的過程中，車輛檢測器檢測到有車輛通過，擋桿立即停止下落并回到豎直狀態；車輛離開后自動下落到位
2)在桿件關閉狀態下，如果擋桿遇到外力沖擊，擋桿機的保護裝置使擋桿可轉動90°，從而可以避免或減輕對擋桿和車輛的損壞
3)電子欄桿發生故障時，欄桿保持垂直狀態
2.電子欄桿主控器的電氣和機械傳動裝置安裝在防撞、密封的機箱內，機箱進行防銹處理，為便于維修，機箱留有門、鎖。
3.電子欄桿未提及的技術指標應符合JT/T 428.1-2000 的規定。數據通訊符合海關總署卡口聯網設備接口標準。
4.具有自動落桿功能
5.具有LED紅綠通行控制信號燈。采用綠色“↓”和紅色“×”的顯示方式。
電子欄桿作為閘口放行控制系統的關鍵設備，技術參數滿足現場應用環境，主要設備參數如下：
1)欄桿長度：根據卡口通道距離確定；
2)欄桿臂：高強度鋁合金材料；
3)電機驅動器：轉矩交流電機；
4)起降時間：≤3s；
5)MTBF：大于150萬往復次。
5.4.2 閘口放行控制軟件
智能卡口前端集成模塊需集成海關幾乎所有的卡口通道的業務邏輯，采取了靈活配置的事件觸發機制。每條通道的沒有固定的處理流程，在實際運行中只需要根據維護人員配置的事件動作觸發對應關系，完成通道的運行。
智能閘口數據采集與控制模塊和卡口通道的各類設備進行通信，根據可配置的業務流程，完成通道設備的數據采集，并將采集到的車輛數據發送到海關后臺進行數據驗證，完成車輛的通關作業。同時作為一個中間載體，將通道設備以及通道的狀態發送到后端物流監管平臺，供后端人員進行查看和維護。采集模塊除了具備卡口通道采集驗放功能外，還具備設備狀態反饋、設備調試、通道業務流程動態配置的功能。同時提供統一的驅動加載管理功能，來管理所有需要加載的設備驅動。
讀取卡口集中配置管理系統的事件動作觸發配置，在系統運行過程中從前端驅動中獲取設備數據和通道事件，從后臺獲取驗證及控制事件，通過維護人員配置的事件動作觸發機制，完成系統的業務邏輯。
5.4.2.1 閘口放行控制軟件功能
5.4.2.1.1 軟件總體功能
5.4.2.1.2 卡口設備管理系統
1.設備驅動技術原理
設備驅動管理提供通道設備驅動的加載、移除和驅動注冊的接口。根據配置文件加載指定的驅動文件；將指定的驅動文件從加載列表中移除；當驅動需要更新時，負責停止驅動，并更新相應的驅動文件；注冊加載的驅動模塊，同時將驅動包含的事件以及驅動包含的控制動作進行注冊；所有的驅動模塊提供統一的驅動加載接口；同時每類設備實現對應該類設備接口，同類型的設備使用相同的設備驅動接口，方便系統進行統一的驅動管理。所有的驅動都以動態連接庫的方式存在，模塊之間相互獨立，互不影響。設備驅動開發過程如下：
2.設備驅動功能
系統提供如下的驅動種類，每種驅動可能包含多種同類型廠商不 同的驅動，驅動具備靈活穩定，同時能夠反映驅動設備的狀態以及驅動設備調試的基本能力。
1)PLC驅動
負責和通道 PLC 模塊進行數據通信，通過該驅動能夠檢測到通道線圈的有車無車狀態，可以通過該驅動控制欄桿的升降以及通道的報警器等設備。通過該驅動產生車輛到達、車輛離開、欄桿上到位、欄桿下到位信號。
2)電子車牌驅動
和電子車牌閱讀器進行通信，讀取車輛的電子車牌標簽號及卡內信息。
3)電子地磅驅動
和電子地磅進行通信，同時進行數據過濾和有效數據分析，將采集的地磅重量進行集成。
4)安全智能鎖驅動
和安全智能鎖進行通信，對安全智能鎖進行施封和解封操作，支持一次施解封最多二個關鎖的功能
5)LED屏驅動
將通行過程的重要提示信息顯示在前方 LED 屏上，供通道現場人員及司機參考放行提示信息。
6)車牌識別驅動
獲取識別到的車牌數據，并將其返回給監控端進行展示。
7)后臺驗證驅動
提供和本地海關以及總關進行數據通信驗證的功能，將采集到的設備數據發送到海關后臺完成數據的驗證。
3.設備驅動技術優點
1)每個驅動以dll形式獨立存在，驅動實現目前提供的驅動接口。
2)所有的驅動都能夠通過現有的接口進行動態加載和卸載。
3)驅動需及時反映出設備的當前狀態(正常和錯誤狀態)，并調用接口向后臺監控端進行信息發送。
4)調用系統提供的日志接口，有詳細有效的日志記錄。
5)驅動模塊經過嚴格測試，功能和性能穩定之后，通過發布版本集成到現有系統中。
5.4.2.1.3 卡口采集與控制系統
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，能夠接收業務作業人員發送來的管理控制指令，并完成相應的動作，通道管理包括：
1.通道運行管理
管理通道的打開、關閉、重啟等操作，當收到系統指令時，能夠將相應的操作結果反饋給監控人員。
2.通道電源管理
管理通道崗亭的電源設備，需要對崗亭的電源進行遠程的打開、關閉控制時，系統能夠將操作的結果反饋到監控界面上。
5.4.2.1.3.2 事件動作模塊
事件動作模塊需要完成動作事件的觸發管理，動作事件對通道設備的事件作出反應，當一個事件發生時，同時執行相應的動作來完成整個通道的業務邏輯。事件動作是整個通道的業務邏輯核心，支持靈活可配，能夠配置目前海關具有的業務需求，同時具有可擴展性，能夠滿足擴展的需要。
1.設備狀態事件
通道設備狀態發生變化時，會產生一個設備狀態事件，包括數據采集事件、設備運行狀態事件和相應的錯誤信息。
2.車輛狀態事件
車輛在通道中的狀態事件 ；當車輛壓地感時，會產生車輛位置信息的事件。
3.數據采集事件
通道各種設備數據采集的事件，包括數據采集成功，采集失敗等事件。
4.后臺驗放事件
通道向后臺發送數據的事件，包括數據發送成功，發送失敗等事件。
5.后臺控制事件
接受后臺的各種控制事件，包括后臺管理人員的控制和維護人員的控制。
5.4.2.1.3.3 配置加載
加載卡口前端集成系統中的各種配置文件，如卡口系統工作時序及步驟，設備連接信息配置等，并對配置文件進行相應的驗證，如配置異常的信息將會導致卡口采集數據失敗或完全不可采集。
5.4.2.1.3.4 系統狀態監控
系統狀態監控作為一個子系統獨立運行來監控卡口前端集成系統主備之間的狀態同時負責和主備系統之間的業務數據的通信切換來保證整個系統的穩定性，系統狀態監控負責和總線進行通信，同時對系統的穩定性、通信進行監控。主要包括如下：
1.系統進程監控：監控卡口前端集成系統的運行狀態，在系統狀態不正常時，進行系統重啟。
2.系統服務器監控：監測主備服務器的運行狀態。
5.4.2.1.3.5 日志管理
每條通道按日生成一個詳細的日志文件，供系統管理人員查看，同時將重要的日志文件信息按照日期保存到數據庫，方便信息檢索。
定時將日志文件保存到指定的位置，日志文件的保存時間至少為1年。
5.4.2.1.3.6 驅動升級
提供統一的驅動升級功能，可以對監管場所卡口前端設備所有的驅動進行統一的升級。
5.4.2.1.3.7 卡口數據交換系統
卡口數據交換系統是整個項目業務數據的路由與計算中心。采用基于TCP的ActiveMQ 進行通信，系統跨平臺運行，同時為各種接入語言(如：C、C++、C#，JAVA，JavaScript 等)提供了驅動。提供了數據轉發和路由橋接接口，使得系統的部署更加靈活。
1.主題管理
主題管理模塊主要是對系統發布的特定類型的消息生成一個唯一的主題，也就是Topic，其他需要該主題內容的系統，可以進入到該主題訂閱者的隊列中。包括主題的創建，主題的訂閱。目前系統中主要有四個主題：
1)通道系統主題：管理通道系統的相關主題
2)通道狀態主題：通道及其設備的相關主題
3)通道過程主題：通道工作過程的相關數據主題
4)通道控制主題：所有控制命令的相關主題
2.數據路由管理
接入數據交換系統的數據，有些數據需要特殊的路由功能，如把指定的數據轉移到指定的主題隊列中，需要對該主題的數據進行路由設置。主要包括如下兩個方面：
1)特定業務的數據路由：如有特殊的業務需要將相關主題的數據做特殊的轉移處理，可根據實際業務情況設置特定的數據路由。
2)特定事件的數據路由：在系統中，遇到特殊的系統事件，需要觸發系統中特殊事件時的數據路由。
5.5 可視對講系統
5.5.1 可視對講系統技術原理
根據卡口通道管理需要，在卡口通道上安裝配置可視對講系統，可視對講系統應能實現卡口值班室與卡口通道現場的非可視語音對講。并能夠同時對主卡口和內卡口的可視對講主機進行統一管理。
卡口非可視對講電話系統采用“一對多”的通話模式，系統由安裝在卡口控制室內的控制中心管理員機（即可視對講電話主機機）和對應安裝在現場通道的非可視對講通道機（即可視對講電話分機）及中央控制器組成。卡口控制室通過可視對講電話，可分別與通道中的車輛司機進行通話聯系。
在對講系統中，對講系統將車道緊急救援及對講結合為一體，采用先進的數位式通訊控制方式，系統構架采用總線制，每一組總線都由一根四芯電纜(通訊線、語音線、電源線、共地線)和一根視頻電纜組成。系統布線簡明，構架完整，可滿足各種類型的可視對講的功能需要。模塊化和積木化的安裝方式，使施工維護更便捷。非可視、保全、非保全各種機型可組合在一個系統內。整個系統易于拆卸，適合分批安裝，不易損壞，容易確保施工成果。
5.5.1.1 可視對講系統主要功能
本項目配置的卡口可視語音對講實現以下主功能：
1.一臺管理主機應能同時管理多臺分機。
2.管理主機能夠雙向主或被動與任何一臺分機呼叫連接，進行可視對講。對講時圖像、聲音要求清晰，音量可以根據需要進行調節。
3.分機呼叫主機時，能立即響應。
4.室外分機具有防水、防塵等功能。
5.對講主機和分機具有免提、一鍵直呼功能。
6.可視語音對講系統支持網絡功能。
5.5.1.2 可視對講系統配置
通道上配置可視分機產品，該產品配有對講麥克風、對講喇叭、呼叫按鍵、呼叫指示燈等。
在卡口控制室配置公司的控制中心管理員機該產品配有對講手柄、功能按鍵等。
1.室內對講機
1)可雙向主/被動與任何門口機或警衛機相連接，進行對講。
2)門口機呼叫室內機，響應時間快。
3)數位式智能型保護設計，即使室內機故障也不會影響系統運行。
4)安裝背板提供所有接線端子，無需任何焊接。
2.門口機（安裝于一體機內）
1)中文階段式操作指引指示設計；
2)高密度結構防水設計；
3)夜間操作冷光照明背景燈設計；
4)可通過按鍵直呼警衛機。
3.電源
1)切換器自帶 2 組總線接口，可擴展至8組。
2)切換器每增加一組總線要加配一條4芯電纜線及一條視頻線。
5.6 LED引導屏系統
5.6.1 系統組成
根據招標文件要求及對招標清單卡口系統需求分析，需在卡口通道上配置LED引導系統。
LED 引導屏系統由LED顯示屏、管理PC及遠程客戶端等組成。
系統結構圖如下：
5.6.2 系統功能
LED引導屏能夠顯示對應通道的類型、狀態、運行情況等信息；
LED引導屏系統能夠與卡口智能化管理系統進行交互，通過卡口智能化管理系統獲取車道狀態、運行情況、設備故障等多種信息，并且能夠根據這些信息統一自動控制前端 LED 顯示屏的顯示內容，從而實現通道類型、運行狀態（開/閉/故障）的自動更改、顯示；
系統管理人員能夠通過 LED 引導屏系統客戶端監視系統顯示、運行狀態，并且能夠在需要時熱工修改 LED 顯示屏顯示內容；
系統具備完善的系統日志功能，以備操作人員進行查詢、瀏覽；
陽光照射下，動態 100 米外顯示內容清晰可見；可顯示24×24點陣漢字2行×4列。可顯示漢字、序號、及車道通行狀態；系統具有光亮探測、自動修正功能；實現遠程群顯群控；
系統能對用戶分級管理，能正確指定操作人員的不同角色和權限，便于系統的管理。
5.7 通道視頻監控系統（含車底監控）
5.7.1 系統結構
本系統主要由通道監控攝像機、地埋攝像機、硬盤錄像機組成。
本系統在前端每條車道內配置 3 臺攝像機，安裝于車道的入口、出口及通道頂部，入口攝像機鏡頭對準行車方向，出口攝像機鏡頭對準來車方向，用于拍攝通過閘口車輛的前景。另在卡口出入口安裝 2 臺高清網絡球機，用于對整個卡口通道區域實現全覆蓋。具體位置如下圖所示：
在驗放卡口和復核卡口各安裝一套地埋相機，用于對過往車輛的車底情況進行實時監控。
5.7.2 系統功能
實現高質量的流暢的視頻監控；系統可靈活配置：可靈活地增加或去除監控點；可實現靈活配置，實現對監控點的備案，及控制權限管理；同時可以實現以下一些功能：
1)錄像存儲：系統能夠實現對車道圖像的數字化壓縮存儲功能，并能夠實現動態錄像、24 小時不間斷錄像等多種錄像方式；
2)視頻管理、回放：系統能夠對存儲的錄像按照一定的規律分段保存，工作人員可根據相關查詢條件進行查詢，并能夠對相關視頻進行回放；
3)網絡傳輸：系統具有網絡傳輸功能，工作人員能夠通過視頻監控端對視頻圖像進行實時監控、回放等功能；
5.8 跟車報警系統
5.8.1 跟車報警系統技術原理
跟車報警系統主要利用紅對對射設備和聲光報警器來實現。紅外對射全名叫“主動紅外入侵探測器”，其基本的構造包括發射端、接收端、光束強度指示燈、光學透鏡等。其偵測原理是利用紅外發光二極管發射的紅外射線，再經過光學透鏡做聚焦處理，使光線傳至很遠距離，最后光線由接收端的光敏晶體管接收。當有物體擋住發射端發射的紅外射線時，由于接收端無法接收到紅外線，所以會發出警報。紅外線是一種不可見光，而且會擴散，投射出去之后，在起始路徑階段會形成圓錐體光束，隨著發射距離的增加，其理想強度與發射距離呈反平方衰減。當物體越過其探測區域時，遮斷紅外射束而引發警報。
紅外對射應用非常廣泛，其中以報警最為普遍，跟車報警系統是紅外對射裝置在海關卡口的一種應用。主要目的是為了防止在前一輛車還沒有離開卡口通道，第二輛車即跟隨進入通道，導致智能卡口采集時序和數據出現誤差。在卡口使用紅外對射分離器探測到跟車時，進行聲光報警。
5.8.2 跟車報警系統主要功能
本項目配置的紅外對射車輛分離器和聲光報警，其功能與性能完全滿足海關要求。
1.紅外對射分離器主要功能
1)穿透能力強，對準簡單快速：使用高能量、高穿透率光電管，性能穩定可靠，現場安裝對準簡單快速，在粉塵、雨雪、濃霧、溫度異常等惡劣環境下仍能保證可靠工作。
2)準確的車輛分離與檢測：能對各種類型車輛進行可靠分離。
3)智能化屏蔽功能：該功能使系統可避免飛鳥、昆蟲或污泥引起系統的誤動作，又能可靠檢測拖掛車的掛鉤。
4)抗干擾，適合惡劣環境：在高寒和炎熱地區使用穩定可靠。最大可抵抗 4,0000LUX光源直射，可完全消除各種強光和電磁干擾。
5)防破壞：當紅外接收端電源線或信號線被剪斷時，報警信號輸出電路將自動輸出無線報警信號。
2.聲光報警器主要功能：
1)能夠根據指令發出閃光和聲音；
2)具備狀態自檢和抗干擾功能。
5.8.3 跟車報警系統技術優點
本項目配置的跟車報警系統具備下列技術優點：
1.內置自動調節強光過濾系統,避免受強光或汽車燈光的影響。
2.獨特的光學設計：光電射束可穿透多層玻璃，具有特殊的抗環境能力。
3.全密封防雨、霧、塵、蟲等的一體化結構設計，使其能在惡劣的環境中正常工作。
4.接收信號強度多級LED 指示燈，使其校準更精密。
5.紅外射束遮斷周期可調，使其更加靈活、適應性更強。
5.9 UPS 不間斷電源系統
UPS 后備電源系統的設計，在滿足本次所建卡口系統設備正常供電的同時，兼容考慮卡口系統 UPS 后備電源系統由于設備老化、供電功率下降，以及供電時間縮短等問題，對卡口系統 UPS 后備電源系統進行補充，并給部分卡口設備提供供電。
UPS不間斷供電系統是一套將交流電變為直流電的整流/充電裝置和一套把直流電源再轉變為交流電的 PWM 逆變器。一旦市電中斷，蓄電池立即對逆變器供電以保證 UPS 電源交流輸出電壓的連續性。當電力發生故障時，UPS在柴油發電機工作前代替市電向用電設備供電，此外采用 UPS 還可以避免由于工頻干擾給計算機造成的影響。
因為智能卡口系統大量使用計算機設備及網絡設備，因此電源必須得到保證，因此為使供電不中斷，UPS 必須包括電池、充電器、逆變器、電池架、靜態開關、保護裝置、聯鎖設備、儀表設備和有效的絕緣以保證車道設備不受基本電源的波動和中斷的影響而使車道的正常通行受阻。
UPS及其控制裝置、配電箱、電池充電器等均裝配在卡口機房內，該機箱為可立于地板上的高質量加工的機箱，機箱內裝有絕緣端子以使輸入電源和機箱內的設備絕緣。每臺 UPS 都包括高級輔助電池、保護、絕緣和配電裝置，整流器和升壓充電器的設置，保證電池自動處于正常的充電狀態，此時保證基本電源是有效的。
當基本電源或后備發電機正常工作時（電壓和頻率變化在正常范圍內），UPS不用電池放電即可保證所有設備的連續正常工作。
UPS的開關裝在機箱的前面板上，儀表、LED、開關等的排列使用戶可方便得知運行和操作監視的信息。
UPS電池采用全密封免維護鉛酸電池，電池的設計壽命為10年，并安裝在相關室內，當主電源恢復后經過長時間放電的電池可在最短的操作時間內以升壓檔自動充電，而不影響負載工作。電池適應擴充浮動負載和臨時升壓充電。
