1 海關卡口智能化監(jiān)控系統(tǒng)設計方案 第一章 概述 統(tǒng)設計依據(jù) 依據(jù)國務院關于中華人民共和國海關對出口加工區(qū)監(jiān)管的暫行辦法的批復（國函 200038 號）、中華人民共和國海關對出口加工區(qū)監(jiān)管暫行辦法、海關總署關于印發(fā)出口加工區(qū)隔離設施及有關海關監(jiān)管設施標準的通知（署稅 2000311 號）、海關總署關于印發(fā)關于對出口加工區(qū)卡口設置專用通智能道的要求的通知（署稅 2000680 號）等文件，我公司對電子卡口系統(tǒng)進行了項目總體規(guī)劃和設計。 依照有關法律、法規(guī)和實施細則，對進、 出中心的貨物及中心內相關場所實行嚴格監(jiān)管。為提高海關及地方政府管理部門的監(jiān)管和辦公效率，最大限度的提高監(jiān)管效果，提升企業(yè)通關效率、改善企業(yè)貿易環(huán)境，達到對進 出 中心貨物既有效監(jiān)管，又方便通關的目的，中心需要建設智能卡口系統(tǒng)。 統(tǒng)建設目標 隨著中國入世和世界經(jīng)濟一體化進程的加快，現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為全球產(chǎn)業(yè)結構調整的一大趨勢，現(xiàn)代物流發(fā)展的水平越來越成為體現(xiàn)一個國家和地中心綜合競爭力的重要標志。新的形勢下海關總署適時提出了“依法行政，為國把關、服務經(jīng)濟、促進發(fā)展”的工作指導方針，并且大量利用高 新技術來提高工作質量和工作效率。 智能卡口 系統(tǒng)這一高新技術產(chǎn)品，作為海關物流監(jiān)控的重要手段之一，發(fā)揮著在進出口集裝箱物流監(jiān)控的重要作用。系統(tǒng)進行車輛、集裝箱、電子地磅等現(xiàn) 2 場數(shù)據(jù)的采集工作，結合艙單信息、 關信息和物流監(jiān)控系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的信息，對進出口集裝箱現(xiàn)場稱重、查驗放行。達到在不影響通關效率、不增加企業(yè)負擔、不增加海關工作量的前提下，提高了海關的查驗率和客觀公正性。 同時，大量準確的現(xiàn)場物流數(shù)據(jù)，也是進行數(shù)據(jù)分析、風險布控的數(shù)據(jù)來源。通過分析，可以有目的地、有針對性地在卡口進行查驗、攔截已經(jīng)布控的 集裝箱，提高了查驗的準確性。 本系統(tǒng)是為海關監(jiān)管的集裝箱貨車通道的管理自動化而設計的，主要用于對通過卡口通道的運載集裝箱的貨車自動進行重量采集、集裝箱號碼的拍攝和識別、電子車牌等數(shù)據(jù)采集，并將所有記錄的數(shù)據(jù)和相關圖像存入本機，然后，將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)給海關物流平臺進行比對，系統(tǒng)根據(jù)返回的比對結果確認是否放行，從而實現(xiàn)卡口通道的無人監(jiān)管，保證了數(shù)據(jù)的客觀性和監(jiān)管的力度。 計原則 1、先進性原則 應用系統(tǒng)的設計思想、系統(tǒng)的編程語言、使用的操作系統(tǒng)、系統(tǒng)的安全手段、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的保密措施必須具有先進性，并符 合人性化、智能化。 2、快捷與便捷性相結合原則 對管理機關來說，審批手段、審批程序具有方便、快捷的特點，盡量減少審批程序，增加審批的透明度，提供辦公流程的跟蹤系統(tǒng)，讓企業(yè)明知辦事過程與進度。對企業(yè)來說，大部分業(yè)務的辦理采用無紙申報手段，避免不必要的人工處理。 增強政府的服務意識，避免廉正風險，提高辦事效率。 3、系統(tǒng)設計的長遠性原則 系統(tǒng)設計整體性、長遠性相結合。系統(tǒng)的設計必須遵循一體化的設計原則，達到具有充分擴充性的目的，不能夠就目前的情況設計而設計，要按照智能的發(fā)展，智能的再擴容發(fā)展而設計，留有充分的發(fā) 展空間。 4、系統(tǒng)設計的增值性原則 不論海關也好，還是其他管理部門也好（包括商檢、管委會等），作為一個整體，不分彼此，不分你我。物流中心的信息規(guī)劃和信息技術將大大提升中心內 3 物流項目的先進性、可靠性、高效性與可持續(xù)發(fā)展性。通過系統(tǒng)的設計、應用，使得智能內的管理機關及相關部門的服務水平升值，通過真正優(yōu)良的軟環(huán)境，使得智能的地價升值，使得智能的信譽升值等?？傊?，使得智能的企業(yè)真正感覺到智能的貿易環(huán)境的無比優(yōu)越性。 統(tǒng)簡要說明 智能卡口系統(tǒng)建設在智能的出入境卡口現(xiàn)場。通過在出入口通道處安裝探頭，當載有集 裝箱的貨車通過地磅通道時，位置探頭向計算機發(fā)出信號，啟動集裝箱號碼拍攝系統(tǒng)、電子車牌數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，地磅數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采集集裝箱號碼圖像、電子車牌號碼、車牌數(shù)據(jù)、 據(jù)、集裝箱重量等數(shù)據(jù)。為海關物流平臺提供可靠、客觀的數(shù)據(jù)來源。 集裝箱號碼拍攝系統(tǒng)采用多路攝像系統(tǒng)，整個攝像共由四個攝像機來協(xié)同完成。其中有兩個攝像機安裝在地磅通道入口處兩側，拍攝兩側的集裝箱號碼圖像，兩個攝像機安裝在通道正中的前后方上，負責拍攝集裝箱前側和后側的圖象，拍攝圖像時不要求停車。拍攝到的圖像傳入計算機后，由號碼識別系統(tǒng)自動從圖像中 分離出集裝箱號碼，再進行字符識別后，識別出號碼中的英文字母和數(shù)字，并將識別出的字母和數(shù)字組成集裝箱號碼。 車牌號碼由一個安放在通道旁邊的電子車牌天線和電子車牌讀寫器采集，整個數(shù)據(jù)采集過程不要求停車。當車輛通過卡口集裝箱通道時，計算機系統(tǒng)啟動電子車牌讀寫器進行工作，當天線接受到電子車牌的信息時，將電子車牌中的數(shù)據(jù)讀取出來，并上傳到計算機系統(tǒng)中。 車重的采集通過動態(tài)稱重儀來得到。車輛通過地磅時，車輛的重量由壓感電路采集，由壓感電路產(chǎn)生的模擬信號被轉變成數(shù)字信號，通過標準計算機通訊接口上傳到計算機中。 識別出的集 裝箱號碼、采集到的集裝箱重量和電子車牌號碼存入本地數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)連同相關的車牌、集裝箱圖象通過網(wǎng)絡提供給海關物流平臺的業(yè)務邏輯比對系統(tǒng)，進行驗放處理。最后，根據(jù)物流平臺系統(tǒng)提供的放行信息，控制紅綠燈和交通指示牌及擋桿決定指示車輛前進的方向。 4 統(tǒng)特點 智能卡口系統(tǒng)可以自動地完成對集裝箱貨車進出卡口的監(jiān)測和管理工作。系統(tǒng)實現(xiàn)了監(jiān)管作業(yè)的自動化，無需人員干預，即可自動完成對車輛號牌、集裝箱號的識別、車重數(shù)據(jù)的采集，從而達到節(jié)省人力、客觀公正、全面監(jiān)控的目的，并能夠最大限度地發(fā)揮電子地磅的功能、與電子 艙單等其它子系統(tǒng)進行業(yè)務協(xié)同。 該系統(tǒng)的技術特點總結如下： 箱號識別系統(tǒng) 全天候工作 采用主動光源技術，無論外界光照如何，本系統(tǒng)都能補充一定數(shù)量的光照強度，確保圖像質量不受外界環(huán)境變化的影響。能夠適應白天、晚上任何光線條件，無論是晴天、陰天、雨天、霧天、陽光直射、黑夜、光照不足、車燈干擾等情況，都能采集到穩(wěn)定、高質量的圖像。 適用性 系統(tǒng)適用性強。本系統(tǒng)能夠識別 1836準的集裝箱號碼，可以處理任何號碼的印刷方式，包括一行、兩行、三行、四行、一列、兩列等；可以處理各種 20 英尺箱、 40 英尺 箱、標準箱、冷藏箱、超高箱、超長箱、框架箱等。 箱子在車上可以任意擺放，箱門可以在前，也可以在后。 車輛限速 15 公里 /小時。此外，對運輸車輛沒有任何要求。可以一車一箱，也可以一車兩箱。系統(tǒng)能自動識別出車輛裝載的集裝箱個數(shù)，并識別出各自的集裝箱號碼。 對一車一箱時車輛承載 20 英尺箱時，箱子可以擺放在車輛任何位置，系統(tǒng)都能正確地拍攝到集裝箱號碼圖像并進行識別。 識別系統(tǒng)可靠，一車雙箱時將保證不會丟失集裝箱。 多路圖像拍攝 每個集裝箱都有一個符合 1836準的集裝箱號碼，分別 印刷在箱子的前后左右上下 6 處。由于集裝箱在 6 個側面都印刷有本箱的同一號碼，因此本系統(tǒng)采用多路圖像拍攝，可以保證系統(tǒng)的可靠性和可用性。即使在 5 集裝箱某些側面污損、字符剝落、字跡不清等情況下，通過四面圖像的互補也能保證正確地識別出集裝箱的號碼。 圖像清晰可靠。采用數(shù)碼成像技術，前端采集到的是數(shù)字圖像，可以保證在傳輸過程中無任何損耗。圖像中集裝箱號碼字符大小適中，筆劃清晰，為字符切分和識別提供了良好的數(shù)據(jù)源。 集裝箱號碼識別率 在系統(tǒng)正常運行情況下，由于采用了主動光源技術和數(shù)字圖像拍攝。可以保證圖像的質量是穩(wěn)定可靠 的。因此，可以保證在任何條件下，都能達到穩(wěn)定的識別率。 系統(tǒng)整體識別率超過 95%（連續(xù)識別 10000 箱）。即按照集裝箱個數(shù)計算，由于識別問題造成的人工干預， 100 個集裝箱中不超過 5 個。對系統(tǒng)無法識別的集裝箱，可以通過人工干預的方式，對照拍攝到的圖片，輸入相應集裝箱號碼。這樣可以達到識別所有的集裝箱的目的。 系統(tǒng)識別速度 系統(tǒng)在使用時，如果需要在卡口處實時攔截車輛時，即車輛需要停留在卡口處等待處理結果，則處理每輛車最多需要耗時 10 秒，即車輛在卡口最多停留 10秒就可以離開。 若不需要車輛在卡口處停留，則下一車輛 可以馬上進入通道。系統(tǒng)將并行識別處理上一輛車的圖片和采集當前車輛的圖片。 電子車牌自動識別系統(tǒng) 環(huán)境適應性強，可全天候工作 系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定，不受諸如灰塵、油污、振動、冰雪雨霧、篷布等遮擋物的影響，可在潮濕、振動、粉塵等惡劣環(huán)境條件下工作，抗電磁干擾能力強，可全天候工作。 系統(tǒng)識別精度 識別精度大于 等于 。 系統(tǒng)讀寫距離 非接觸 識讀距離可達 8m，最遠超過 10m； 采用廣譜跳頻工作模式，具備超強的抗干擾能力 ； 外場采集到的射頻識別數(shù)據(jù)通過 直接 傳送到卡 6 口前端計算機 中；牢靠的工業(yè)級設計， 環(huán)境適應性強 。 系統(tǒng)電子車牌讀寫時間 從單個標簽上 識 讀 8均時間小 于 12 從單個標簽上寫入 1時 小 于 25 別卡無源使用，具有不可更改唯一代碼，一次性安裝、防偽、防拆卸。 128存可進行讀、寫、擦除再寫操作，還開辟有可永久專用字中心 ，用戶可自定義讀寫標準，使專有應用系統(tǒng)效率更加快捷 ； 無源卡設計，無需電池，內存可反復擦寫 100， 000 次以上，有效使用壽命達 十年， 免維護， 性價比更高 。 可同時讀寫多個標簽（多達 50 個 /秒），而不受工作中心內標簽數(shù)量的限制和影響超寬工作頻段 設計，既符合相關行業(yè)規(guī)定，又能進入進行靈活的開發(fā)應用 。 突破以下關鍵技術 車載單元防拆動技術 車載終端與車輛唯一對應技術 兩階段生命過程卡管系統(tǒng) 系統(tǒng)總體性能 整個系統(tǒng)可靠、安全 軟件系統(tǒng)采用多級監(jiān)控，防止意外情況導致的系統(tǒng)死機。軟件系統(tǒng)具有故障診斷、故障自恢復功能。軟件系統(tǒng)還記錄了系統(tǒng)運行的日志，定時將日志發(fā)送到服務器或保留在本地。當計算機無法自動恢復故障時，通過分析日志可以進行人工故障檢測，實現(xiàn)遠程維護或輔助維護人員進行現(xiàn)場維護。 軟件系統(tǒng)具有自動升級功能。能夠自動檢測服務器上是否存在更新版本的軟件，自 動下載軟件并安裝運行。這樣，可以在全關中心實現(xiàn)遠程自動維護。 系統(tǒng)硬件設備防水、防潮。正常工作溫度為 60。 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)安全可靠。采用自定義協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡或服務器發(fā)生故障時，系統(tǒng)能將采集到的集裝箱數(shù)據(jù)保存在本地，等網(wǎng)絡恢復后，再傳送到服務器端。如此避免了因為網(wǎng)絡或服務器故障而丟失數(shù)據(jù)。 軟件系統(tǒng)根據(jù)的海關監(jiān)管業(yè)務特點量身訂制 7 系統(tǒng)可實現(xiàn)與海關物流平臺業(yè)務系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，通過海關運輸企業(yè)，運輸工具及駕駛人員管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫可自動識別運輸企業(yè)、車輛、承運人合法身份，既方便企業(yè)、又大幅減輕現(xiàn)場關員調閱單證、 簽字、蓋章等各項業(yè)務環(huán)節(jié)的工作負荷。 兼容性強，可以支持不同種類的系統(tǒng)平臺和不同的程序語言。 具備完備的加密與安全機制。 8 第二章 總體介紹 統(tǒng)劃分 智能化卡口系統(tǒng)，根據(jù)功能性拆分，可以分為以幾個子系統(tǒng)： 集裝箱箱號自動識別系統(tǒng)（與海關總署采購設備一致） 電子車牌自動識別系統(tǒng)（與海關總署采購設備一致） 電子閘門檔桿系統(tǒng)（與海關總署采購設備一致） 電子關封系統(tǒng)（接口預留） 系統(tǒng)（與海關總署采購設備一致） 電子地磅采重系統(tǒng)（與海關總署采購設備一致） 統(tǒng)（接口預留） 根據(jù) 智能的功能要求，出口加工區(qū)內設置進出境貨物卡口，進出境貨物卡口建雙向四車道，設有集卡車道、專用車道、客車道、在出區(qū)旁設行政通道進出1 條。 具體部署如下： 進出境貨物卡口設進出通道共 4 條：用來管理進出物流中心出口加工區(qū)的貨車，安裝集裝箱箱號自動識別系統(tǒng)、電子車牌自動識別系統(tǒng)、電子閘門檔桿系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)，電子地磅采重系統(tǒng)、 統(tǒng) （接口預留） 、電子關封系統(tǒng)（接口預留） 。 專用車道設進出通道共 2 條：用來管理出口加工區(qū)內監(jiān)管的專有車輛，安裝電子車牌自動識別系統(tǒng)、電子閘門檔桿系統(tǒng)、 統(tǒng) （接口預留） 、可視對講系統(tǒng)、 管理系統(tǒng)、電子關封系統(tǒng) （接口預留） 。 體設計 9 務要求 進出智能的集裝箱，按直通或轉關運輸方式辦理有關手續(xù)。所有從集裝箱車道進出物流區(qū)的運輸車輛（包括空車）應事先向物流區(qū)主管海關登記、備案，進出區(qū)時向海關填報核放單，經(jīng)海關確認后憑核放單進出物流區(qū)。 企業(yè)向通關部門辦理貨物入?yún)^(qū)申報手續(xù)后（空車不必辦理），由通關部門出具核放單，企業(yè)或承運人憑核放單到閘口辦理進區(qū)放行手續(xù)： 入?yún)^(qū)車輛進入閘口候車區(qū)； 綠色信號燈亮時，車輛進入通道； 顯示屏顯示“請直行”或“請到 查驗場地”，打開電子閘門，放行車輛； 車輛進入電子地磅，由電子地磅系統(tǒng)對車輛重量進行邏輯檢測； 對須查驗的車輛進入查驗場接受海關查驗，查驗完畢后由海關人員對車輛、車架、貨柜進行登記、放行，計算機自動對相關電子底帳進行數(shù)據(jù)核注。 不須查驗的車輛，閘口自動對車輛、車架、貨柜進行登記、放行，計算機自動對相關電子底帳進行數(shù)據(jù)核注。 放行后，對一車一單或一車多單的，計算機自動向進境口岸發(fā)送貨物入電子 10 回執(zhí)；對一單多車的，在最后一批貨物入?yún)^(qū)后，計算機自動向進境口岸發(fā)送貨物入?yún)^(qū)電子回執(zhí)。 企業(yè)向通關部門辦妥貨物出區(qū)申報手續(xù) 后（空車不必辦理），車輛進入電子地磅，由電子地磅系統(tǒng)對車輛重量進行邏輯檢測； 查驗部門對不須查驗的貨柜施封，對須查驗的貨柜查驗完畢后對允許的貨柜施封（空車不必施封），填寫封志號，出具核放單，企業(yè)憑核放單到閘口辦理出區(qū)放行手續(xù)； 出區(qū)車輛進入閘口候車區(qū)； 綠色信號燈亮時，車輛進入通道； 企業(yè)遞交核放單，單證識別系統(tǒng)自動識別核放單，并讀取有關數(shù)據(jù)進行邏輯檢測； 顯示屏顯示“請直行”或“請到查驗場地”； 對須查驗的車輛進入查驗場接受海關查驗，查驗完畢后由海關人員對車輛、車架、貨柜進行核銷、放行，計算機自動對相關電 子底帳進行數(shù)據(jù)核注。 不須查驗的車輛，閘口放行后自動對車輛、車架、貨柜進行核銷、放行，計算機自動對相關電子底帳進行數(shù)據(jù)核注。 放行后，對一車一單或一車多單的，計算機自動向出境口岸發(fā)送貨物出區(qū)備案清單；對一單多車的，在最后一批貨物出區(qū)后，計算機自動向出境口岸發(fā)送貨物出區(qū)備案清單。 散貨管理車道的業(yè)務流程與集裝箱車道相同，進出智能的散貨車道的運輸工具，必須是在海關備案后的箱式貨柜車。 11 細設計 整個界面由以下幾個功能中心組成： 識別結果：顯示包括當前正在識別的車輛、當前車輛的上一輛車的集裝箱號碼、車牌 號，以及車重。 系統(tǒng)消息：顯示當前來自地磅的重量、當前探頭的狀態(tài)、當前圖象識別信息、設備的連接狀態(tài)，以及系統(tǒng)中其他消息的打印。 照片：顯示當前車輛已經(jīng)和正在處理的集裝箱圖片，上一輛車拍攝到的所有圖片，屏幕上同時可以顯示其中兩幅圖，通過功能鍵來滾動翻看其他圖象。 系統(tǒng)狀態(tài)圖：可以實時顯示當前車輛通過時每一時刻所處的狀態(tài)，包括相機的動作、探頭的狀態(tài)和車輛的位置，以及最后比對結果后車輛放行情況。 12 1. 集裝箱號碼自動識別系統(tǒng) 集裝箱號碼自動識別分為圖像拍攝、識別兩大部分。其中拍攝部分采用多路攝像系統(tǒng)，整個拍攝共 由四個數(shù)碼攝相機來協(xié)同完成。其中兩個攝相機安裝在集 13 裝箱卡口入口處兩側，用于拍攝集裝箱兩側的號碼圖像，另外兩個攝相機安裝在卡口通道正上方的立桿上，負責拍攝集裝箱前側和后側的圖像，拍攝圖像時不要求停車。 集裝箱號碼的識別，是利用智能圖像處理技術將字符從復雜的背景中剝離出來，再利用神經(jīng)網(wǎng)絡識別技術對字符進行識別，最終得到集裝箱號碼。此外，由于集裝箱箱體的各個側面都標有該箱的箱號，這一特性可以用來提高系統(tǒng)的識別率，除了要單獨識別每一個圖像中的集裝箱號碼外，還有將得到的多個識別結果進行相互校驗，從而得出正確的集裝箱號 碼。 電子車牌采集子系統(tǒng) 電子車牌的采集，主要是依靠無線射頻技術的應用。當車輛通過卡口通道時，由時序控制子系統(tǒng)發(fā)來車輛到來的消息。這時，計算機控制電子車牌讀寫器開始讀取。讀取時，由電子車牌天線發(fā)出無線射頻信號，該信號由電子車牌接收后，獲得能量，從而將車牌中存儲的信息讀取出來，采集到了車牌號和車輛自重等數(shù)據(jù)。 地磅稱重子系統(tǒng) 汽車的重量由動態(tài)稱重儀來獲得。為了在本系統(tǒng)中使用，需要計算機與這類設備進行通訊，從設備中獲得重量的數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)考慮到設備的易用性和穩(wěn)定性，采用 行通訊口與地磅進行數(shù)據(jù)通訊。地 磅每秒通過串口實時發(fā)送 5 次重量數(shù)據(jù)，計算機每隔一秒采集一次由地磅發(fā)送的重量數(shù)據(jù)，可以保證重量數(shù)據(jù)的可靠和實時。 海關物流平臺系統(tǒng) 在智能卡口系統(tǒng)獲取了通行車輛的集裝箱號、車牌號碼和車重之后，需要通過與海關物流平臺進行實時比對，及時查驗通行車輛承載的貨物重量和申報的重量是否一致，以檢查其中存在的問題。 同時對于由于污損等原因造成集裝箱號無法識別的，可以由人工方式在平臺上進行識別，并將人工識別結果進行比對。 這部分是屬于平臺上的應用系統(tǒng)，與前端系統(tǒng)有密切關系，但在本設計方案中不做詳細設計。 前端總控制系統(tǒng) 14 前端 總控制子系統(tǒng)主要控制、產(chǎn)生系統(tǒng)工作的時序動作，指揮、協(xié)調各硬件設備進行工作，驅動控制各功能系統(tǒng)相互協(xié)調工作。當接收到車輛到來信號后，前端總控制系統(tǒng)需要控制圖象拍攝、圖象識別、電子車牌數(shù)據(jù)采集、電子地磅數(shù)據(jù)采集以及后臺查驗比對各系統(tǒng)進行相互協(xié)調、相互數(shù)據(jù)交換。最后引導車輛按指示方向前進。 15 第三章 集裝箱箱號識別系統(tǒng) 統(tǒng)模塊結構 集裝箱號碼自動識別子系統(tǒng)由圖像拍攝模塊、燈光控制模塊和圖像識別模塊三個主要模塊完成，分別負責集裝箱多側面號碼圖像的拍攝采集、拍攝補光燈燈光控制和集裝箱圖象識 別校驗的任務。其中圖像拍攝模塊作為系統(tǒng)中對集裝箱圖像數(shù)據(jù)的采集源，通過與總控制系統(tǒng)的配合工作，利用時序邏輯完成對集裝箱的前后左右的四個側面的圖像的拍攝，并完成圖像數(shù)據(jù)的壓縮存儲。燈光控制模塊其主要采用射光燈技術，在環(huán)境光亮度達不到拍攝要求時采用泛光燈進行補光。集裝箱圖像識別模塊即對多幅圖像進行識別，生成正確的集裝箱號碼，為后續(xù)的數(shù)據(jù)比對核查做準備。集裝箱號碼自動識別子系統(tǒng)的框架如圖所示： 圖像拍攝模塊 圖像識別模塊 時序控制模塊 燈光控制模塊 集裝箱號碼自動采集識 別 系 統(tǒng) 圖：箱號自動采集識別系統(tǒng)模塊結構 像拍攝模塊 像機 集裝箱號碼拍攝系統(tǒng)的前端采用工業(yè)級專用彩色 像機。 像機 16 使用電子耦合器件作為感光板，在電子快門（閘門）釋放瞬間感光板點陣上的電荷積累經(jīng)過芯片運算還原產(chǎn)生單幀圖像。電子快門連續(xù)釋放形成圖像序列，圖像序列經(jīng)過模擬調制形成視頻流。 我公司使用的專用彩色 像機采用 片處理技術，利用內部評價電路控制光圈和快門的組合關系實現(xiàn)最佳的曝光控制。 理增強了圖像的銳度和清晰度，同時強化了中心域背光補償，圖像色彩還原較好、清晰度較高。制增加了遠程控制的功能，可以利用遠程通信協(xié)議 實現(xiàn)對每個攝像機的運轉參數(shù)的動態(tài)設定，達到更好的拍攝效果。 術的發(fā)展實現(xiàn)了高動態(tài)范圍的感光器件，結合光圈與快門的評價控制電路，可以在白天強烈的日光下（照度 100,000 夜晚溫和的燈光下（照度 200 生成清晰銳麗的圖像。 運動模糊是拍攝運動目標時容易出現(xiàn)的現(xiàn)象，是由于在電子閘門釋放時間段內目標物體運動而使成像點在感光板上產(chǎn)生了位置移動的結果。通過調整攝像機的電子快門速度到 1/500 秒以上，則運動物體的運動對圖像的影響的計算公式為： S = V * T 由此可知一個以 15 公里 /小時運動的物體在快門速度為 1/500 秒時的運動影響為 (15 * 1000) / (3600 * 500) = 96% 字母數(shù)字全牌（字母數(shù)字部分全部正確） 98% 字母數(shù)字全牌中的任意五位正確 98% 單幀識別速度 100 識別響應時間 200 全套設備能全天候 24 小時連續(xù)工作 圖像壓縮采用 準時，車輛圖像壓縮后小于 10保證圖像清晰 視頻捕捉卡（或裝置）：采集圖像輸出分辨率： 768 576 象素。車牌圖像分辨率 110素 32 第五章 電子地磅采重系統(tǒng)（供客戶參考） 術規(guī)格 述 : 梅特勒 州）稱重設備系統(tǒng)有限公司的數(shù)字式電子汽車衡是采用當今世界最先進的數(shù)字式稱重傳感器（ 數(shù)字式稱重顯示儀而設計的全電子模塊化汽車衡。數(shù)字式稱重傳感器采用數(shù)字技術，并對溫度系數(shù)、非線性、滯后和蠕變性能等進行自動數(shù)字化補償；儀表功能豐富，存儲功能強；秤臺結構采用 U 形截面的冷彎型鋼組焊，整體剛度、抗扭性能及臺面的局部剛度都有很大的改進； 模塊化設計 ,可按用戶要求組合 ,適于大批量生產(chǎn) ,運輸方便 ,安裝調試簡單 ,周期短 ;系統(tǒng)質量可靠和長期穩(wěn)定性好。數(shù)字式電子汽車衡廣泛應用于各種工業(yè)及貿易場合 ,如冶金 ,礦山 ,機械 ,化工 ,港口及公路貨站等 ,是各類載重汽車理想的稱重計量設備。 能 : 數(shù)字式稱重傳感器采用不銹鋼焊接外殼 ,防水 ,防塵 ,防化學腐蝕，適用于各種惡劣的工作環(huán)境； 數(shù)字信號輸出，可遠距離傳輸，傳輸距離達 280m； 采用數(shù)字化自動補償技術 ,防作弊效果顯著； 更換數(shù)字式傳感器不用標定； 靜態(tài)稱重，雙熒光顯示屏； 在靜態(tài)稱量狀態(tài)下，具有 500 個車號 50 種貨物累計；車號累計匯總功能、貨號累計匯總功能； 在靜態(tài)稱量狀態(tài)下，配置 印機 ， 可打印三聯(lián)計量單； 振動技術； 兩個串行口： 20流環(huán)和 33 并行口： 4 路輸入， 4 路輸出；輸出點可用作預置點、允差點、狀態(tài)輸出點輸出。（只有在靜態(tài)稱量狀態(tài)下該功能才起作用） 在靜態(tài)稱量狀態(tài)下，可選配 口板、 在靜態(tài)稱量狀態(tài)下，可選配 口 在靜態(tài)稱量狀態(tài)下，可選配 口 在靜態(tài)稱量狀態(tài)下，可選配模擬輸出接口板、繼電器輸出接口板 ,多功能接口板； 整個數(shù)字式稱重系統(tǒng)防二次雷擊功能； 將來可升級為動態(tài)數(shù)字式汽車衡，勿需更改硬件； 術指標 : 合指標 型號 : 制造商 : 梅特勒 州）稱重設備系統(tǒng)有限公司 額定稱量 : 80噸 最大安全過載 : 125% 允許通過的汽車軸載 : 40噸 檢定分度值 : 20千克 臺面尺寸 : 18m (L) 結 構 : 3節(jié)秤臺 ,全鋼結構 ,秤臺做加載預拱 , 秤臺剛性： 1/1000； 安全系數(shù) 面焊接 600 基礎形式 : 無基坑、淺基坑 精度 : 電源 : 220 15 10 ),50 油漆： 一遍集裝箱專用底漆 (和一遍面漆(,干膜厚為 100m 焊接 : 鋼材拋丸除銹后采用全自動焊機焊接，保證焊接質量。 34 感器技術指標 : 梅特勒 采用了全新的稱重概念 ,代表了世界傳感器的最新發(fā)展成果。每個數(shù)字式稱重傳感器均有自己的 A/消除了長距離傳輸?shù)碗妷盒盘柕膯栴}。而且每個數(shù)字式稱重傳感器已全部在出廠前進行了各種數(shù)字補償 ,諸如量程輸出、非線性、滯后、蠕變、溫度等 ,均調整至最佳輸出。 支承、外殼及敏感承載梁均為不銹鋼材料制造。 控制數(shù)字信號的微處理器保護在一個密 封的環(huán)境中 ,全部都選用寬溫度范圍的美國軍標部件 ,抗射頻干擾。由于每個數(shù)字式稱重傳感器均含微處理器 ,豐富的自我診斷功能使維修和設置更為簡便快速。通過鍵盤進行全部衡器調整 ,具備最先進的人機對話接口。 能優(yōu)點 : 全部數(shù)字信號輸出 提高精度、穩(wěn)定性和抗干擾能力，數(shù)字傳輸距離 達 280m； 數(shù)字補償技術 采用純數(shù)字補償技術，包括對非線性、滯后、蠕變和溫度補償，來保證數(shù)字式傳感器的精度達到證將來更換的傳感器與原秤性能保持一致。性 能更優(yōu)于模擬式傳感器； 柱式結構 過載能力強； 無需專門工具 安裝維護方便； 自診斷功能 可進行故障報警，故障排除迅速； 偏載調整 保證優(yōu)秀的計量性能； 惡劣環(huán)境防護 可靠的防雷擊性能，提高可靠性； 全不銹鋼焊接密封 防水、防潮、防腐蝕，內有惰性氣體保護 專用電路適用于惡劣工業(yè)環(huán)境； 免標定功能 儀表與數(shù)字式傳感器能實現(xiàn)通訊，以方便維修更換 35 傳感器不 需重新標定； 故障應急使用功能 設備故障應急使用 道口汽車衡出現(xiàn)故障后能應急使用； 通訊速率快 為滿足物流行業(yè)高頻次作業(yè)需要，提高生產(chǎn)效率， 數(shù)字式傳感器通訊速率達到 374K。滿足物流行業(yè)的 連續(xù)速度要求； 能 : 型號 : 制造商 : 梅特勒 結構 : 壓式柱型 ,不銹鋼外殼 ,焊接密封 額定容量 : 45噸 最大安全過載 : 150% 綜合精度 : 蠕變 (30分鐘 ): S 零點溫度系數(shù) : 18 量程溫度系數(shù) : 16 非線性 : S 滯后 : S 重復性： S 使用溫度范圍 +55C 表 型號 : 制造商 : 梅特勒 內分辨率 : 1/1000,000 最大顯示分度數(shù) : 50,000 A/ 300次 /秒 靈敏度 : 最高 度 36 精度等級 : 零點溫度系數(shù) : C 量程溫度系數(shù) : 6C 顯示 : 雙顯示 ,上顯示器為 7位， 13毫米高的熒光段碼顯示器；下顯示器為 16位， 6毫米高的 5 接口 : 二個串行口： 0 和 并行口： 4個輸入， 4個輸出 (可擴展 8輸入、 8輸出 ) 使用溫度范圍 : 45C 相對濕度 : 1095%(無凝露 ) 電源 : 85264763 功率 : 20W 激勵電壓 : +15 包裝尺寸 : 475360316( 鍵盤設置 ; 數(shù)據(jù) 或按鈕輸入皮重 ; 動態(tài)檢測范圍可選 ; 按鈕清零范圍可選 ; 自動零跟蹤 ,跟蹤范圍可選 ; 串行口，以串行 在靜態(tài)稱量狀態(tài)下，可顯示毛重、皮重、凈重、時間、日期、 動態(tài)稱量狀態(tài)下，上顯示顯示瞬間重量，下顯示顯示平均重量。 在靜態(tài)稱量狀態(tài)下，可存儲 500個車號 在靜態(tài)稱量狀態(tài)下，可以車號、貨號分類匯總、調顯或打印累計值； 全部設置和校準數(shù)據(jù)可由 內部自檢 . 多種選購件 1. 模擬式傳感器接口板 2. 防爆式模擬式傳感器接口板 3. 件 37 4. 口板 5. 6. 線接口 7. 多功能接口板 兩個串行口： 22/485 8個輸入 8個輸出（可編程） 587流防浪涌保護器 型號 : 587 制造商 : 梅特勒托利多 電源 : 220A 最大浪涌電壓： 6000 最大浪涌電流： 3000A 購件 重打印機技術指標和功能 (選購件 ) 型號 : 重打印機 制造商 : 改裝者 : 梅特勒 外形尺寸 : 40030090( 打印方式 : 點陣式 打印速度 : 180 150 色帶 : 黑色 #8750 接口 : 并行接口 使用溫度范圍 : 5C 35C 相對濕度 : 10 80%(無冷凝 ) 38 電源 : 220V10%, 功率 : 70W 三種中文打印格式 ; 三種英文打印格式 ; 命令或連續(xù)數(shù)據(jù)輸入 ; 662 大屏幕顯示器技 術指標和功能（選購件） 型號 : 8662 制造商 : 梅特勒托利多（常州）稱重設備系統(tǒng)有限公司 外形尺寸 : 69018565( 顯示 : 6位 7段紅色 字高 100毫米 光標符號 : 紅色 凈重 , 數(shù)據(jù)輸入 : 標準 0另有光纜接口可選購 使用溫度范圍 : 45C 相對濕度 : 1095%(無冷凝 ) 電源 : 22015%+10%),50% 功率 : 30W 磅連接結構及使用規(guī)范 磅室內外連接結構 車重的獲得是通過汽車在地磅上通過時對壓感電路造成的影響來獲得的。本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中地磅是露天安裝放置的，室外部分為一個鋼結構稱重平臺，全長18 米，全寬 4 米。稱重平臺下面預埋 8 組壓感傳感器， 8 組傳感器的信號統(tǒng)一接入接線盒，在接線盒中集成多股電纜通往室內連接到地磅終端（下面的敘述中也稱為動態(tài)稱重儀）。在地磅終端內通過對 8 組傳感器的信號進行分析計算得到地磅上面準確的重量值。地磅連接部分如下圖： 39 圖 磅硬件室內外連接示意圖 在普通的應用中，在安裝地磅現(xiàn)場有人員職守，地磅采重的時機由現(xiàn)場人員觀察車輛位置決定，地磅示數(shù)由現(xiàn)場人員觀察地磅終端的數(shù)碼顯示屏得到。 磅與計算機連接 為了在本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應用中確保在無人值守的條件下及時準確的采集到地磅示數(shù)，必須將地磅終端與控制計算機相連。 地磅終端提供一 個 行通訊口，這樣地磅終端通過普通串行電纜連接控制計算機。為保證計算機串口電路和地磅稱重儀串口電路的安全，防止意外事件（如瞬間斷開和漏電高壓等）將串口電路燒毀，在連接時還采用了紅外光電隔離設備。該設備通過使用光電轉換電路從物理電路上隔離計算機與地磅終端的連接，但是在數(shù)據(jù)通路上雙方通訊不受任何影響。地磅終端的串口與計算機串行通訊口連接如下圖： 40 圖 口連接光電隔離圖 磅串口使用規(guī)范 地磅終端采用串口通訊協(xié)議，提供了 準 口。串口數(shù)據(jù)格式： 1 個起始位； 7 或 8 個數(shù)據(jù)位，可設置； 0 或 1 個校驗位（偶校驗、奇校驗或無校驗位可設置） 1 個停止位 波特率可設置： 設置握手信號： 收設備從儀表接收數(shù)據(jù)，當它的緩沖中心滿后它會給稱重儀發(fā)送一個 13H）告訴稱重儀暫時停止發(fā)送。 當接收設備可以接收數(shù)據(jù)時它向稱重儀發(fā)送一個 11H）告訴稱重儀現(xiàn)在可以發(fā)送數(shù)據(jù)。 磅采重機制和時機 地磅終端允許兩種采重方式，一種是靜態(tài)稱重，要求被稱物體在地磅上不能移動；另一種是動態(tài)稱重，允許被稱物體在地磅上低速的運動。地磅重量的取得也 有兩種方式，一種是問訊式，即計算機向地磅終端發(fā)送問訊指令，地磅終端回 41 答；另一種是連續(xù)發(fā)送式，即地磅終端動態(tài)的連續(xù)發(fā)送地磅的重量示數(shù)。在本系統(tǒng)的應用中，集裝箱通道無人員職守，不能人為確定車輛的具體位置和采集重量數(shù)據(jù)的時機，所以需要采用動態(tài)稱重的工作模式；如果采用問答式的工作模式地磅終端響應不夠及時，所以需要采用連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)的工作模式。 地磅在連續(xù)工作模式下，稱重終端上面顯示的數(shù)字和通過串行通訊口輸出的數(shù)據(jù)是一致的，稱為地磅示數(shù)。地磅的空載示數(shù)為零，誤差大約為 20 公斤。集裝箱卡車的自重一般不小于 6,000大有 20,000裝箱 20 英尺標準箱重量最小 2,80040 英尺長箱重量最大 5000論是：一輛載有集裝箱的卡車重量不會小于 9,000外，集裝箱數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)的車輛通道專道專用，不放行其他種類車輛和不承載集裝箱的空車，并且按照海關業(yè)務部門規(guī)定，集裝箱卡車通過龍門后應主動依照地磅前方的紅綠燈指示，駛出或停留在地磅上。 為了在車輛通過通道的過程中由系統(tǒng)自動的判斷采集重量的時機，設定了以下的規(guī)則： 在卡車開上地磅的過程中，地磅的示數(shù)會不斷的增加，當?shù)匕醯氖緮?shù)大于某個限定的閾值（如 8,000，認定一輛集裝箱卡車已經(jīng)進入卡口并正在地磅上面通過，作為一個開始記錄的信號。 承載有集裝箱的卡車通過數(shù)據(jù)采集通道時，安裝在龍門上用于控制時序的紅外觸發(fā)探頭必然被遮擋，當卡車完全駛上地磅后，紅外探頭自然經(jīng)歷了從遮擋到連通的過程，同樣可以作為另一個開始記錄的信號。 如果集裝箱車輛遵守業(yè)務部門的規(guī)則停留在地磅上，根據(jù)系統(tǒng)時序設計和物理布局，在集裝箱號碼自動采集子系統(tǒng)完成了圖像的抓拍、傳輸和識別后，集裝箱尾部已經(jīng)完全通過龍門，標志著車輛已經(jīng)完全駛上地磅而且地磅示數(shù)也是一個比較穩(wěn)定的值，可以作為一 個記錄結束的信號。 一旦車輛不遵守規(guī)則擅自駛離地磅，則地磅示數(shù)在開始記錄并達到峰值后，會隨著車輛離開地磅逐漸減小，當?shù)匕跏緮?shù)小于某個閾值（如 5,000者地磅示數(shù)與開始記錄后的最大值之差大于某個閾值（比如 4,000，可以作為一個結束記錄的信號。 從開始記錄信號到記錄結束信號中間每秒采集 5次地磅示數(shù)并將數(shù)值記錄到數(shù)據(jù)隊列，經(jīng)過分析取得合理數(shù)值（通常是取數(shù)據(jù)隊列的最大值）作為當前通 42 過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通道的集裝箱卡車的整車重量（即稱重重量）。 43 第六章 電子閘門欄桿系統(tǒng) 綠燈和 動子系統(tǒng) 能描述 紅綠燈驅動和 系統(tǒng)主要通過輸入輸出卡發(fā)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和 顯示位圖信息，達到顯示紅綠燈和 目的以控制車行方向。 繼電器控制器 L E D 紅綠燈 輸入輸出卡 計算機通過并口將紅綠燈開關的編碼通知單片控制器，由單片將控制編碼轉換成相應的繼電器動作，接通或斷開紅綠燈的電源。 紅綠燈 44 示信息 桿驅動子系統(tǒng) 能描述 擋桿驅動子系統(tǒng)主要是接收時序控制子系統(tǒng)的指令，控制擋桿的升降，達到指示車輛放行的目的。 構 繼電器控制器 擋桿 輸入輸出卡 計算機通過輸入輸出板將擋桿開關的編碼通知繼電器控制器，相應繼電器作出開關動作，從而控制擋桿。 45 第七章 電子關封系統(tǒng) 待海關總署確定兼管模式，本方案只做接口預留 第八章 其他控制子系統(tǒng) 序控制子系統(tǒng) 序控制基礎 系統(tǒng)中采用了紅外光傳感器用于判斷集裝箱是否到位的觸發(fā)信號。采用紅外傳感器的原因是利用固定波長且經(jīng)過調制的紅外光來排除了外界可見光的干擾和觸發(fā)的靈敏性。由于系統(tǒng)需要適應室外工作的條件，室外光照條件變化較大。采用紅外傳感器后，就可以不受太陽光中的大量可見光的影響。 傳感器是由一個信號發(fā)送器和信號接受器組成，正常情況下信號發(fā)送器產(chǎn)生一定波長經(jīng)過調制的紅外光，接受器接收到信號后，將信號進行解調，并產(chǎn)生一個高電平。當集裝箱的邊緣擋住了傳感器的信號通路后，接收器無法接收到紅外光，于是產(chǎn)生一個低電平，這樣利用這個特性，來作為系統(tǒng)圖像拍攝的準確時機。 統(tǒng)工作流程 當一輛載有 集裝箱的卡車通過通道的龍門時，因為紅外探頭的高度小于集裝箱上沿的最低高度，所以在卡車前行的過程中會發(fā)生遮擋和連通的兩種狀態(tài)，圖像拍攝就是利用這兩種狀態(tài)的變化來判斷觸發(fā)快門的時機。 當車上裝載的集裝箱為雙箱時，拍圖時序為： 在車行進過程中前面的兩對紅外探頭先后由接通變?yōu)檎趽鯐r，同時后面 47 的兩對探頭都被遮擋，則 A， C， D 相機同時被觸發(fā)，由圖像采集卡采集這三路通道的圖像，即拍到雙箱前箱的前側圖、左側圖和右側圖，送識別器識別； 在車行進過程中后面的兩對探頭由遮擋變?yōu)榻油〞r，同時前面的兩對探頭被遮擋，則 B， C， D 攝相機同時被觸發(fā)，由圖像采集卡采集這三路通道的圖象，即拍到雙箱后箱的左側圖、右側圖和后側圖，送識別器識別； 當車上裝載的是集裝箱長箱時，拍圖時序為： 在車行進過程中前面的兩對紅外探頭先后由接通變?yōu)檎趽鯐r，同時后面的兩對探頭都被遮擋，則 A， C 相機同時被觸發(fā)，由圖像采集卡采集這兩路通道的圖像，即拍到集裝箱長箱的前側圖和左側圖，送識別器識別； 48 在車行進過程中后面的兩對探頭由遮擋變?yōu)榻油〞r，同時前面的兩對探頭被遮擋，則 B， D 攝相機同時被觸發(fā)，由圖像采集卡采集這兩路通道的圖象，即拍到集裝箱長箱的后側圖和右 側圖，分別送識別器識別； 當車上裝載的是集裝箱短箱，則拍圖時序為： 在車行進過程中后面的兩對探頭由接通變?yōu)檎趽鯐r，同時前面的兩對探頭被接通，則 A、 B、 C、 D 攝相機同時被觸發(fā)，由圖像采集卡采集這四路通道的圖象同時確認為短箱，即拍到集裝箱短箱的前側圖、左側圖、右側圖和后側圖，送識別器識別； 這樣卡車通過龍門后，如果是一個集裝箱可以拍下前后左右共 4 幅圖像，如果是雙箱可以拍下前箱的前左右和后箱的后左右各三幅圖像。 當車輛監(jiān)測器被觸發(fā)后，表示有集裝箱車進入通道。這時，啟動電子車牌讀寫器和天線接收電子車牌發(fā)射的電子 車牌信息。 當完成所有的數(shù)據(jù)采集后，將數(shù)據(jù)、圖象和車重發(fā)送到后臺的查驗比對系統(tǒng)進行比對，最后接收比對結果，指示紅綠燈、 擋桿。 這樣就實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的時序。如圖所示： 49 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 后車在停車線外等候前車處理完畢 通過地磅 接受檢測 讀車牌 采重 采圖結束 11 比對 采集 B 識別 B 采集 C 識別 C 采集 A 識別 A 示 “請停車” 示 “請直行” 紅綠燈變紅 紅綠燈變綠 紅綠燈變紅 擋桿降下 擋桿升起 擋桿降下 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 注： 根據(jù)比對結果或識別結果， 示“請直行”或“請去查驗場地 ” 初始狀態(tài)為地磅上無車輛，紅綠燈為紅燈， 示請停 車，擋桿處于落下狀態(tài)，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)。 當車輛通過龍門時，集裝箱的前沿引起紅外觸發(fā)器的動作，系統(tǒng)拍攝到了集裝箱圖片；紅綠燈為紅燈，擋桿處于落下狀態(tài)，表示系統(tǒng)正在處理，當前車輛需要在地磅上等候處理結果，后車需要在龍門外等候前車處理結束。 停