一、項目背景

近年來，某些船舶為逃避相關部門的監管，往往關閉AIS、GPS等身份與位置識別設備，或直接駕駛三無船只、高速快艇等進行違法犯罪，給相關相關部門的船舶監管和取證工作造成了很大的困難。目前，根據曹娥江航運的總體業務狀況，水上智慧卡口建設也提出了新的要求，需要破解統籌規劃、點位布局、聯網運行、智能應用、運維保障等多方面難題。

二、系統建設意義
“水上智能卡口監管系統”的建設，用于解決通航水域關鍵斷面的船舶流量、船舶流向、船舶抓拍識別、船舶噸位檢測、船舶 AIS 開機狀態檢查等業務管理問題，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管數據來源。將提高管理部門的現代化水平和綜合服務能力，實現人在指揮中心就能對重點卡口等地方進行實時監控，實時掌握卡口船舶動態和行程軌跡，可以讓監管者在第一時間掌握卡口船舶信息，以便對緊急事態的發展趨勢作出及時、準確的預測，同時實時監測船舶行程軌跡和取證拍照。
三、系統建設必要性
1、當前內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置告知預警
（5）無法準確掌握船舶進出港流量和時間
（6）無法進行監控視頻的快速壓縮回放和儲存空間的問題
2、系統建設有助于提高管理部門的監管和取證
四、系統概述
“水上智能卡口監管系統”采用AIS、智能攝像機、卡口、終端等前端監控設備，通過目標動態感知、智能視頻分析、多源數據融合、地理信息處理、風險行為分析等信息化科技手段，實現船舶進港、在卡口、出港航行過程中對船舶進行自動識別、安全預警、聯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。
五、系統功能
1、夜間、惡劣天氣無法清晰監控
違法船舶為逃避相關部門的監管，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備智能水上卡口系統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
航道上經常會出現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控較遠。這種情況下“水上智能卡口監管系統”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）、大級別船名標識和多語種船名字符再通過獨特技術：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，傳統監控無法進行系統接力跟蹤，掌握行程軌跡，并拍照取證。“水上智能卡口監管系統”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置告知預警
違法船只再進行違法犯罪行為的時候，大部分都會關閉AIS或者更換船名等行為。“水上智能卡口監管系統”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警。監控部門也可通過設置黑名單和白名單進行預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計和時間
傳統監控只能體現監控目的，并無計算和掌握船舶進出卡口流量統計和時間。“水上智能卡口監管系統”通過視頻聯動、目標融合等算法，對卡口船舶進行人工盤點，統計卡船舶數量和船舶進出時間，并可以通過時間和圖片進行搜索統計還可提供卡口內當前船舶歷史數據，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、無法進行監控視頻的快速壓縮回放和儲存空間的問題
  傳統監控只能做單純監控，并無有針對性的監控和預警提示。“水上緝私偵查船舶識別數據采集設備”會自動保存整個卡口的視頻監管動態，監管部門可根據需求調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，系統可對每條船舶進行同時拍照取證
傳統卡口拍照取證系統通常都是定位拍攝，“水上智能卡口監管系統”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域，抓拍攝像機會根據船的船型，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融合展現功能
客戶端具備卡口附近的地圖展現功能，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、數據導出
系統抓拍數據等明細，可根據業務需求隨時進行導出，并可發給相關一線執行任務的部門。
（圖10）11、船舶歷史軌跡實時呈現
系統會自動對監管區域的船只進行保存，同時包含船舶當時經過此監管區域的抓怕照片，實時視頻、當時AIS的實時信息、船舶軌跡、等詳細信息，給有關部門提供一定的數據對比。效果如下：
（圖11）
系統結構
系統組成

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、聯動跟蹤、多感知設備輔助等強大功能。
?目標檢測
?特征識別
?屬性識別
?聯動跟蹤
?多感知設備輔助
（3）通信鏈路
  租用運營商網絡
（1）系統應用平臺軟件
系統平臺軟件均為公司自主開發，可根據實際情況進行以下配置：
?作為單獨的卡口系統使用，供相關部門定期遠程查看；
?作為核心的卡口系統，將采集的數據與現有的信息系統對接，上報到相關部門；
?作為新建大型監控系統的卡口核心子系統，解決數字化卡口系統中對船舶無法精細監管的難題；
（2）后端綜合顯示設備
后端綜合顯示設備是一款易于使用的多功能、多點觸控高清顯示寬屏設備。融合海圖、雷達、視頻感知多維度數據于一體可視化展示。
?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、跟蹤控制及增強現實AR
?各感知設備的數據接入、融合、回放等可視化展示
“水上智能卡口監管系統”通過實時監測、動態跟蹤、智能告警、歷史回溯、深度學習有效對船舶的行為進行監控，同時可協助有關部門進行船舶違反交通規則的監控，協助緝私部門對于水上違規行為的監控和取證，并讓監控卡口工作量最小化，可實行遠程實時查看，隨時調用拍到的圖片和船名等信息。