一、項目背景

近年來，某些船舶為逃避執(zhí)法部門的監(jiān)管，往往關(guān)閉AIS、GPS等身份與位置識別設(shè)備，或直接駕駛?cè)裏o船只、高速快艇等進行違法犯罪，給相關(guān)執(zhí)法部門的船舶監(jiān)管和取證工作造成了很大的困難。目前，根據(jù)曹娥江航運的總體業(yè)務(wù)狀況，水上智慧卡口建設(shè)也提出了新的要求，需要破解統(tǒng)籌規(guī)劃、點位布局、聯(lián)網(wǎng)運行、智能應(yīng)用、運維保障等多方面難題。

二、系統(tǒng)建設(shè)意義

“水上智能卡口監(jiān)管系統(tǒng)”的建設(shè)，用于解決通航水域關(guān)鍵斷面的船舶流量、船舶流向、船舶抓拍識別、船舶噸位檢測、船舶 AIS 開機狀態(tài)檢查等業(yè)務(wù)管理問題，是港航部門針對船舶進行的重要自動核查手段和各級管理中心的監(jiān)管數(shù)據(jù)來源。將提高管理部門的現(xiàn)代化水平和綜合服務(wù)能力，實現(xiàn)人在指揮中心就能對重點卡口等地方進行實時監(jiān)控，實時掌握卡口船舶動態(tài)和行程軌跡，可以讓監(jiān)管者在第一時間掌握卡口船舶信息，以便對緊急事態(tài)的發(fā)展趨勢作出及時、準確的預(yù)測，同時實時監(jiān)測船舶行程軌跡和取證拍照。

三、系統(tǒng)建設(shè)必要性

1、當前內(nèi)河航道管理中還存在以下痛點：

（1）夜間、惡劣天氣無法清晰監(jiān)控

（2）船舶目標檢測距離短，無法同時識別多艘船的船名和船別

（3）無法聯(lián)動跟蹤、掌握船舶行程軌跡、拍照取證。

（4）無法識別未開AIS的船舶和黑名單船舶的設(shè)置告知預(yù)警

（5）無法準確掌握船舶進出港流量和時間

（6）無法進行監(jiān)控視頻的快速壓縮回放和儲存空間的問題

2、系統(tǒng)建設(shè)有助于提高管理部門的監(jiān)管和取證

四、系統(tǒng)概述

“水上智能卡口監(jiān)管系統(tǒng)”采用AIS、智能攝像機、卡口、執(zhí)法終端等前端監(jiān)控設(shè)備，通過目標動態(tài)感知、智能視頻分析、多源數(shù)處理、風險行為分析等信息化科技手段，實現(xiàn)船舶進港、在卡口、出港航行過程中對船舶進行自動識別、安全預(yù)警、聯(lián)動跟蹤和歷史記錄等功能，為公安水上緝私部門提供實時、全面、可視化的卡口船舶動態(tài)。

五、系統(tǒng)功能

1、夜間、惡劣天氣無法清晰監(jiān)控

違法船舶為逃避執(zhí)法部門的監(jiān)管，通常會選擇在黑夜凌晨和惡劣天氣下進行違法犯罪行為。通過船臉識別采集設(shè)備智能水上卡口系統(tǒng)的紅外熱成像儀和軟件分析再加上808NM的激光照明和黑光相機還有長焦鏡頭的配合，可以準確的對違法船只進行監(jiān)控識別和拍照取證。

（圖一）

2、船舶目標檢測距離短，無法同時識別多艘船的船名和船別

航道上經(jīng)常會出現(xiàn)多艘船舶同時航行在同一航道上，且有些船舶航行距離離卡口監(jiān)控較遠。這種情況下“水上智能卡口監(jiān)管系統(tǒng)”通過收入的23種船舶類型（目前已增加針對公安專門的大飛、飛機仔、西瓜皮等船舶類型）、百萬級船名標識和多語種船名字符再通過獨特技術(shù)：長焦距鏡頭遠距離拍攝和多攝像機畫面實時映射加上人工智能識別（自動判別拍攝距離）來識別多艘船的船別和船名，識別時間僅耗時1秒。

（圖二）3、無法聯(lián)動跟蹤、掌握船舶行程軌跡、拍照取證

船舶在行駛過程中，速度快，傳統(tǒng)監(jiān)控無法進行系統(tǒng)接力跟蹤，掌握行程軌跡，并拍照取證。“水上智能卡口監(jiān)管系統(tǒng)”通過提取特征、熱點跟蹤、雷達/AIS/相機接力視頻跟蹤等對船舶進行聯(lián)動跟蹤，并拍照取證。

（圖三）

4、無法識別未開AIS的船舶和黑名單船舶的設(shè)置告知預(yù)警

違法船只再進行違法犯罪行為的時候，大部分都會關(guān)閉AIS或者更換船名等行為。“水上智能卡口監(jiān)管系統(tǒng)”通過AIS接收器反饋和獨有的分析算法自動識別船舶是否有打開AIS，同時通過船名、船型自動比對船名是否不符進行預(yù)警。監(jiān)控部門也可通過設(shè)置黑名單和白名單進行預(yù)警告知和白名單放行。

（圖四）5、無法準確掌握船舶進出卡口流量統(tǒng)計和時間

傳統(tǒng)監(jiān)控只能體現(xiàn)監(jiān)控目的，并無計算和掌握船舶進出卡口流量統(tǒng)計和時間。“水上智能卡口監(jiān)管系統(tǒng)”通過視頻聯(lián)動、目標融合等算法，對卡口船舶進行人工盤點，統(tǒng)計卡船舶數(shù)量和船舶進出時間，并可以通過時間和圖片進行搜索統(tǒng)計還可提供卡口內(nèi)當前船舶歷史數(shù)據(jù)，并通過圖表和列表的方式顯示。（圖表樣式支持柱狀圖、條狀圖、餅圖樣式）。

（圖5）

6、無法進行監(jiān)控視頻的快速壓縮回放和儲存空間的問題

傳統(tǒng)監(jiān)控只能做單純監(jiān)控，并無有針對性的監(jiān)控和預(yù)警提示。“水上緝私偵查船舶識別數(shù)據(jù)采集設(shè)備”會自動保存整個卡口的視頻監(jiān)管動態(tài)，監(jiān)管部門可根據(jù)需求調(diào)取某個時間段的視頻，視頻壓縮時間比30分：1分，空間壓縮比100M：3.2M，同時儲存時長超過12個月以上。

(圖6）

7、針對多條船舶同時出現(xiàn)，系統(tǒng)可對每條船舶進行同時拍照取證

傳統(tǒng)卡口拍照取證系統(tǒng)通常都是定位拍攝，“水上智能卡口監(jiān)管系統(tǒng)”自帶人工智能自動對焦跟拍抓拍功能，船舶只要一進入到我們的隱形電子圍欄區(qū)域，抓拍攝像機會根據(jù)船的船型，對船進行快速抓拍，同時識別第二條、第三條船舶等。

（圖7）

8、地圖和AIS融合展現(xiàn)功能

客戶端具備卡口附近的地圖展現(xiàn)功能，在地圖上和實時視頻畫面上，能同時實時疊加來往船只的AIS信息（視頻和AIS融合功能），效果如下。

（圖8）

9、對無AIS的船舶歸類

對于無AIS信息的船、小船、黑名單船，在界面上單獨歸類并可隨時查看。

(圖9）

10、數(shù)據(jù)導(dǎo)出

系統(tǒng)抓拍數(shù)據(jù)等明細，可根據(jù)業(yè)務(wù)需求隨時進行導(dǎo)出，并可發(fā)給相關(guān)一線執(zhí)行任務(wù)的部門。

（圖10）11、船舶歷史軌跡實時呈現(xiàn)

系統(tǒng)會自動對監(jiān)管區(qū)域的船只進行保存，同時包含船舶當時經(jīng)過此監(jiān)管區(qū)域的抓怕照片，實時視頻、當時AIS的實時信息、船舶軌跡、等詳細信息，給有關(guān)部門提供一定的數(shù)據(jù)對比。效果如下：

（圖11）

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)組成

目標識別跟蹤模塊(攝像機), 是一款高性能小尺寸低功耗的嵌入式自動視頻識別跟蹤模塊。該模塊提供了船舶目標檢測、特征識別、屬性識別、聯(lián)動跟蹤、多感知設(shè)備輔助等強大功能。

目標檢測

特征識別

屬性識別

聯(lián)動跟蹤

多感知設(shè)備輔助

（3）通信鏈路

租用運營商網(wǎng)絡(luò)

（1）系統(tǒng)應(yīng)用平臺軟件

系統(tǒng)平臺軟件均為公司自主開發(fā)，可根據(jù)實際情況進行以下配置：

作為單獨的卡口系統(tǒng)使用，供相關(guān)部門定期遠程查看；

作為核心的卡口系統(tǒng)，將采集的數(shù)字系統(tǒng)對接，上報到相關(guān)部門；

作為新建大型監(jiān)控系統(tǒng)的卡口核心子系統(tǒng)，解決數(shù)字化卡口系統(tǒng)中對船舶無法精細監(jiān)管的難題；

（2）后端綜合顯示設(shè)備

后端綜合顯示設(shè)備是一款易于使用的多功能、多點觸控高清顯示寬屏設(shè)備。融合海圖、雷達、視頻感知多維度數(shù)據(jù)于一體可視化展示。

多點觸控高清顯示寬屏

標準海圖解碼、顯示及自定義圖層疊加

標準視頻解碼、顯示、跟蹤控制及增強現(xiàn)實AR

各感知設(shè)備的數(shù)據(jù)接入、融合、回放等可視化展示

“水上智能卡口監(jiān)管系統(tǒng)”通過實時監(jiān)測、動態(tài)跟蹤、智能告警、歷史回溯、深度學習有效對船舶的行為進行監(jiān)控，同時可協(xié)助有關(guān)部門進行船舶違反交通規(guī)則的監(jiān)控，協(xié)助緝私部門對于水上走私行為的監(jiān)控和取證，并讓監(jiān)控卡口工作量最小化，可實行遠程實時查看，隨時調(diào)用拍到的圖片和船名等信息。