一、项目背景
近年来，某些船舶为逃避执法部门的监管，往往关闭AIS、GPS等身份与位置识别设备，或直接驾驶三无船只、高速快艇等进行违法犯罪，给相关执法部门的船舶监管和取证工作造成了很大的困难。目前，根据曹娥江航运的总体业务状况，水上智慧卡口建设也提出了新的要求，需要破解统筹规划、点位布局、联网运行、智能应用、运维保障等多方面难题。
二、系统建设意义
“水上智能卡口监管系统”的建设，用于解决通航水域关键断面的船舶流量、船舶流向、船舶抓拍识别、船舶吨位检测、船舶 AIS 开机状态检查等业务管理问题，是港航部门针对船舶进行的重要自动核查手段和各级管理中心的监管数据来源。将提高管理部门的现代化水平和综合服务能力，实现人在指挥中心就能对重点卡口等地方进行实时监控，实时掌握卡口船舶动态和行程轨迹，可以让监管者在第一时间掌握卡口船舶信息，以便对紧急事态的发展趋势作出及时、准确的预测，同时实时监测船舶行程轨迹和取证拍照。
三、系统建设必要性
1、当前内河航道管理中还存在以下痛点：
（1）夜间、恶劣天气无法清晰监控
（2）船舶目标检测距离短，无法同时识别多艘船的船名和船别
（3）无法联动跟踪、掌握船舶行程轨迹、拍照取证。
（4）无法识别未开AIS的船舶和黑名单船舶的设置告知预警
（5）无法准确掌握船舶进出港流量和时间
（6）无法进行监控视频的快速压缩回放和储存空间的问题
2、系统建设有助于提高管理部门的监管和取证
四、系统概述
“水上智能卡口监管系统”采用AIS、智能摄像机、卡口、执法终端等前端监控设备，通过目标动态感知、智能视频分析、多源数处理、风险行为分析等信息化科技手段，实现船舶进港、在卡口、出港航行过程中对船舶进行自动识别、安全预警、联动跟踪和历史记录等功能，为公安水上缉私部门提供实时、全面、可视化的卡口船舶动态。
五、系统功能
1、夜间、恶劣天气无法清晰监控
违法船舶为逃避执法部门的监管，通常会选择在黑夜凌晨和恶劣天气下进行违法犯罪行为。通过船脸识别采集设备智能水上卡口系统的红外热成像仪和软件分析再加上808NM的激光照明和黑光相机还有长焦镜头的配合，可以准确的对违法船只进行监控识别和拍照取证。
（图一）
2、船舶目标检测距离短，无法同时识别多艘船的船名和船别
航道上经常会出现多艘船舶同时航行在同一航道上，且有些船舶航行距离离卡口监控较远。这种情况下“水上智能卡口监管系统”通过收入的23种船舶类型（目前已增加针对公安专门的大飞、飞机仔、西瓜皮等船舶类型）、百万级船名标识和多语种船名字符再通过独特技术：长焦距镜头远距离拍摄和多摄像机画面实时映射加上人工智能识别（自动判别拍摄距离）来识别多艘船的船别和船名，识别时间仅耗时1秒。
（图二）3、无法联动跟踪、掌握船舶行程轨迹、拍照取证
船舶在行驶过程中，速度快，传统监控无法进行系统接力跟踪，掌握行程轨迹，并拍照取证。“水上智能卡口监管系统”通过提取特征、热点跟踪、雷达/AIS/相机接力视频跟踪等对船舶进行联动跟踪，并拍照取证。
（图三）
4、无法识别未开AIS的船舶和黑名单船舶的设置告知预警
违法船只再进行违法犯罪行为的时候，大部分都会关闭AIS或者更换船名等行为。“水上智能卡口监管系统”通过AIS接收器反馈和独有的分析算法自动识别船舶是否有打开AIS，同时通过船名、船型自动比对船名是否不符进行预警。监控部门也可通过设置黑名单和白名单进行预警告知和白名单放行。
（图四）5、无法准确掌握船舶进出卡口流量统计和时间
传统监控只能体现监控目的，并无计算和掌握船舶进出卡口流量统计和时间。“水上智能卡口监管系统”通过视频联动、目标融合等算法，对卡口船舶进行人工盘点，统计卡船舶数量和船舶进出时间，并可以通过时间和图片进行搜索统计还可提供卡口内当前船舶历史数据，并通过图表和列表的方式显示。（图表样式支持柱状图、条状图、饼图样式）。
（图5）
6、无法进行监控视频的快速压缩回放和储存空间的问题
传统监控只能做单纯监控，并无有针对性的监控和预警提示。“水上缉私侦查船舶识别数据采集设备”会自动保存整个卡口的视频监管动态，监管部门可根据需求调取某个时间段的视频，视频压缩时间比30分：1分，空间压缩比100M：3.2M，同时储存时长超过12个月以上。
(图6）
7、针对多条船舶同时出现，系统可对每条船舶进行同时拍照取证
传统卡口拍照取证系统通常都是定位拍摄，“水上智能卡口监管系统”自带人工智能自动对焦跟拍抓拍功能，船舶只要一进入到我们的隐形电子围栏区域，抓拍摄像机会根据船的船型，对船进行快速抓拍，同时识别第二条、第三条船舶等。
（图7）
8、地图和AIS融合展现功能
客户端具备卡口附近的地图展现功能，在地图上和实时视频画面上，能同时实时叠加来往船只的AIS信息（视频和AIS融合功能），效果如下。
（图8）
9、对无AIS的船舶归类
对于无AIS信息的船、小船、黑名单船，在界面上单独归类并可随时查看。
(图9）
10、数据导出
系统抓拍数据等明细，可根据业务需求随时进行导出，并可发给相关一线执行任务的部门。
（图10）11、船舶历史轨迹实时呈现
系统会自动对监管区域的船只进行保存，同时包含船舶当时经过此监管区域的抓怕照片，实时视频、当时AIS的实时信息、船舶轨迹、等详细信息，给有关部门提供一定的数据对比。效果如下：
（图11）
系统结构
系统组成
目标识别跟踪模块(摄像机), 是一款高性能小尺寸低功耗的嵌入式自动视频识别跟踪模块。该模块提供了船舶目标检测、特征识别、属性识别、联动跟踪、多感知设备辅助等强大功能。
目标检测
特征识别
属性识别
联动跟踪
多感知设备辅助
（3）通信链路
租用运营商网络
（1）系统应用平台软件
系统平台软件均为公司自主开发，可根据实际情况进行以下配置：
作为单独的卡口系统使用，供相关部门定期远程查看；
作为核心的卡口系统，将采集的数字系统对接，上报到相关部门；
作为新建大型监控系统的卡口核心子系统，解决数字化卡口系统中对船舶无法精细监管的难题；
（2）后端综合显示设备
后端综合显示设备是一款易于使用的多功能、多点触控高清显示宽屏设备。融合海图、雷达、视频感知多维度数据于一体可视化展示。
多点触控高清显示宽屏
标准海图解码、显示及自定义图层叠加
标准视频解码、显示、跟踪控制及增强现实AR
各感知设备的数据接入、融合、回放等可视化展示
“水上智能卡口监管系统”通过实时监测、动态跟踪、智能告警、历史回溯、深度学习有效对船舶的行为进行监控，同时可协助有关部门进行船舶违反交通规则的监控，协助缉私部门对于水上走私行为的监控和取证，并让监控卡口工作量最小化，可实行远程实时查看，随时调用拍到的图片和船名等信息。