丁佳
上海锦牧信息技术有限公司
摘要：在全球经济一体化进程不断加快的背景下，海关业务日益增加，在促进区域经济发展中的作用也愈加显著。但在海关监管条件下，卡口检查效率偏低，导致企业无法对进出闸口的运输车辆和驾驶人员进行全方位的监控，而海关卡口系统的研究和应用，则有助于提升卡口检查效率。因此，本文以海关卡口控制系统研究为题，以某海关卡口控制系统项目为例，分析项目的疑难点，并在此基础上，制定解决疑难点的方案，希望通过本文研究，为相关行业提供借鉴。
关键词：海关卡口；控制系统；软件系统
引言：在经济全球化背景下，对外贸易业务逐渐增加，企业为办理业务需要来回奔波，导致业务办理效率下降，为满足新时期的发展要求，电子口岸被正式推出，在电子口岸中，企业海关监管闸口系统就是其中的重要模块。因此，对此项课题进行研究，具有十分重要的意义。
一、项目介绍和疑难点解决方案
（一）项目介绍
本项目的名称为闵行区新虹街道G1MH-0001单元III-F07-01、III-F09-01地块项目（保税仓库）海关监管系统，本项目位于上海市闵行区，北至宁虹路，南至丰虹路，西至申昆路，东至七莘路。功能定位为B型保税仓库及一个海关临时办公用房，包括：两栋2层仓库，一栋1层海关监管仓库、海关卡口、室外总体及海关临时用房。本项目的疑难点为智能卡口系统需与海关金关二期系统对接，满足海关业务管理需求
（二）疑难点解决方案
卡口属于海关内网，为使企业网和海关网物理隔绝目标达成，企业需要借助串口进行数据交互，通过这种方式，确保卡口系统和企业管理系统之间的有效连接。与此同时，还要借助数据服务总线，将信息和接收指令发送到现场服务子系统，由子系统将指令作为依据控制设备。在设计系统架构的过程中，需要对海关相关规范标准进行遵循，通过统一配置管理和报文规范的运用，使系统运行效率、质量、安全和可靠性得到保障[1]。
卡口系统会向后台辅助系统传递所采集到的各类信息，包括货车重量、车牌号和集装箱等信息，同时将后台系统返回的控制指令作为依据，完成相关操作的执行。本次卡口所设计的货物通道为两条A类货物通道，并在每条通道上分别设置一台80吨地磅。一进一出两条C类行政通道，同时将一台80吨复核称重装置配置到海关处。
卡口前端采集系统在完成信息的采集后，需要利用可配置XML文件格式组包，通过Socket短连接的方式，向海关后台验收系统发送组包，海关后台系统会对其逻辑进行解析和验放，之后，向对应的卡口前端采集系统发送，卡口前端采集系统会将后台发送的指令作为依据，对栏杆的起落进行控制。笔者在该项目中主要负责智能卡口系统、视频监控系统、机房工程、综合布线和无线AP系统，这些项目均在规定工期内完成，且通过了海关的验收。笔者接下来会结合自身工作经验，对海关卡口控制系统进行研究。
二、系统组成和车辆进出卡口通道流程
（一）系统的组成
本系统由多个系统组成，分别为现场数据采集系统、视频监控系统、电子地磅称重系统、报警系统、信号灯、显示屏、驾驶员IC卡识别系统、电子档杆系统和其他硬软件管理系统。
（二）车辆进出卡口的通道流程
一般情况下，进出卡口的车辆主要是指定车辆，这些车辆在通过卡口之前，需要向海关进行车辆IC卡的申领，在进出卡口时需要将IC卡作为凭证。
车辆进入卡口的流程如下：第一，车辆在进入闸口候车区后，由司乘人员打印订单，然后向海关工作人员提交IC卡，工作人员会按照IC对单号和车牌号进行记录；第二，在通道允许通行时，车辆需要进入地磅通道；第三，在车辆进入信息采集区后，由系统对车辆信息进行采集，主要采集方式为识别车辆的车牌照信息；第四，系统会发出提示，要求车辆驾驶人员进行IC卡的出示，IC卡自动识别系统会读取IC的信息；第五，系统会通过集中监控中心向卡口核对系统传递所采集的信息，与此同时，地磅系统会对空车重量进行采集；第六，卡口核放系统会存储所接收的信息，同时产生放行指令；第七，在接收到放行指令后，由显示屏显示多种信息，比如：请直行、行驶到查验场地等；第八，直接放行的车辆可以直接离开卡口；第九，如遇特殊情况，需要人口放行车辆[2]。
车辆出区流程：第一，车辆进入闸口候车区；第二，在通道允许通行时，车辆需要进入专用通道；第三，在车辆进入信息采集区后，由系统对车辆信息进行采集，主要采集方式为识别车辆的车牌照信息；第四，系统会发出提示，要求车辆驾驶人员进行IC卡的出示，IC卡自动识别系统会读取IC的信息；第五，系统会通过地磅系统向卡口核对系统传递所采集的信息，这些信息包括IC卡信息和车辆重量信息；第六，卡口核放系统会存储所接收的信息，同时产生放行指令，然后向海关发送必要信息；第七，在接收到放行指令后，由显示屏显示多种信息，比如：请直行、行驶到查验场地等，然后开启电子闸门；第八，放行的车辆可以直接离开卡口；第九，如遇特殊情况，需要人口放行车辆。
三、硬件系统和软件系统
（一）硬件系统
硬件系统的组成包括车牌识别、档杆、地磅称重、视频监控、后备电源、驾驶员IC卡识别、LED显示屏、信号灯系统，接下来，笔者会对这些系统进行简要介绍：
1.电子车牌识别系统
该系统属于硬件系统的重要组成部分，其硬件组成包括自编程信号控制器、高速拍图补光仪、设备安装架、拍图设备、数字图像传输卡和设备连接件。系统可以对装载监管车辆的号码进行识别。与此同时，系统还能利用网络对车辆有关信息进行检索，并对车辆各项信息进行记录。在特殊条件下，系统会提醒工作人员进行人工操作，并对操作人员、时间和车牌号等信息进行自动记录。
2.集装箱号识别系统
该系统的组成部分包括摄像设备、箱体触发监测设备和图像识别设备，系统在采集集装箱箱体触发信号后，会向图像识别设备传送图像，图像中包含集装箱的箱号，而识别设备在接收图像后，会对箱号和箱型进行识别。该系统的功能如下所述：
第一，系统可以借助动态识别车辆行进位置技术和摄像机，获取集装箱照片，这些照片中包含集装箱箱号，且照片数量为4张。
第二，现场照明对补光方式进行了应用，其目的在于使现场环境光线不足的问题得到解决。
第三，能够对符合标准的集装箱号进行识别，同时，还能对全部箱型的号码印刷方式进行处理。
第四，车辆限速为每小时30公里，此外，系统对集装箱数量和位置没有要求，同时可以对车辆装载的集装箱数量和号码进行识别。
第五，本系统能够对箱型信息进行识别，并实现对单双箱功能的有效区分。
3.电子档杆系统
该系统的硬件组成包括地感线圈、箱体、控制系统等。在判别结果为正确时，系统会自动开启闸门。在车辆驶离海关后，闸门会自动关闭。如果判别结果异常或存在车辆强行通过闸口，闸门不会开启，同时发出报警[3]。
4.电子地磅称重系统
该系统的硬件组成包括秤体、显示仪表，其中后者会对数据进行采集。然后与后台软件生成格式文档，并通过对比的方式，判定货物申报重量是否准确。
5.视频监控系统
视频监控系统采用了高清摄像机和监控主机，其中前者具有夜市功能，与海关对视频监控系统提出的要求相符，有利于远程监控目标的实现，工作人员可利用客户端远程控制视频图像和一体化摄像机。本系统的录像资料保存时间长达90天，具有良好的应用效果。
6.后备电源系统
主要由电池组和电源主机构成，其供电时长为3个小时。
7.驾驶员IC卡识别系统
本项目中的驾驶员IC卡识别系统，对微波视频技术进行了运用，因此，系统无需接触IC卡，即可在1m范围内对IC卡的信息进行读取。该系统的硬件组成包括读卡器、控制室发卡和发卡器。载货信息是IC卡中所记录的信息，比如：货物编号、名称和重量报关单号信息，与此同时，还会记录司机和车辆信息。司机和工作人员可以使用读卡器，对卡内信息进行读取，系统会通过对比实际信息与卡内信息的方式进行判定，如果二者之间无差异，则放行，否则不予放行。
8.LED显示屏
显示屏可以显示多种信息，包括请通行、请到XX窗口办理业务、车辆信息等[4]。
9.信号灯
对闸口通行状态进行指示，是信号灯的主要功能。在车辆在通道内经过各种检验后，信号灯的状态为红灯，此时，车辆不能通行。在各项信息检验通过后，信号灯会变为绿灯，车辆可以通行。
10.报警和防漏洞系统
该系统的组成部分包括闪光灯、连接控制设备和喇叭。在系统对比车辆各种信息时，如果发现信息异常，系统会自动报警，主要报警方式为发出报警音和灯光闪烁。在司机在未获得通行指示，强行通行时，报警系统会发出报警。系统还将遮断式红外触发器配置到了地磅两侧，通过这种方式，对人为恶意操作进行规避。比如：在一辆车完成装载并进行过磅结算时，闸口外其他人持有效IC卡，将闸道打开，使车辆通过的行为就属于恶意操作行为。
（二）软件系统
软件系统主要包括闸口软件、闸口集成管理系统和海关通讯系统。其中，闸口软件所采取的设计方法为模块化设计，较为灵活，可以满足多种类型闸口的需要。集成软件具有信息数据统一采集、管理、存储和发送功能，有利于规避工作人员的重复性操作和错误操作行为。此外，工作人员还可以通过该软件，查询闸口采集数据，同时，还能产生统计图表，有助于汇总、分析和决策工作的开展。集成管理系统和海关通讯系统同样是软件系统的重要组成。
集成管理系统：该系统可以按照预先定义完成的通讯协议，将采集的全部数据打包成数据包，然后向海关物流平台发送数据包，在数据发送完成后，系统会对其他方面进行处理。海关物流平台在接收数据后，会将预先定义好的对比规则作为依据，对数据进行对比，然后向集成管理系统反馈对比结果，系统在接收到反馈信息后，如果信息为允许通行，系统会控制电子栏杆抬升，使车辆离开海关，如果信息为不允许通行，则系统会通过报警的方式提醒工作人员，最后由工作人员将反馈信息作为依据开展后续的处理工作[5]。
软件处理系统：软件处理系统由图像预处理、数据压缩功能、车牌定位、字符分割、字符识别和信号输出功能组成。其中，图像预处理可以通过滤波、边界增强的方式，对图像所受到的干扰进行克服，识别效果也会得到改善。
通讯系统：该系统可以对前端采集系统的卡口数据和海关物流系统控制信息进行实时监控，然后向前端采集系统转发信息。并且，还能向远程监控系统传输视频图像，从而为海关监控人员集中监控创造有利的条件。系统可以修正监控卡口所采集的信息，并收集全部卡口的设备状态信息，在发现异常信息后，会向海关关员报告信息。最后，工作人员可利用该系统，对全部卡口车辆通过情况日志进行查询，从而为系统状态监测提供支持。
（三）系统特点
第一，光照适应能力强。白天和黑天光照环境差距极为显著，不同应用场地的光照环境也存在区别，因此，本系统在研发过程中对自动补光系统进行了开发应用，由光感对光线控制模块进行调整，使监控系统在不同的光照环境下正常工作。
第二，环境适应能力强。为与环境温度变化相适应，系统对宽温度范围器件进行了应用，并通过试验的方式，对其使用性能进行检测，试验结果表明，这种器件的应用，有利于增强系统的环境适应能力。对于温度变化较大的地区，系统对内部温度所采取的措施为半导体温度调节技术，并且，该系统还能抵御恶劣的天气。
第三，超高速和超低速行驶车辆的适应能力强。本系统对高速算法和高速硬件平台进行了应用，因此，能够对超高速和超低速车辆的车牌号码进行准确识别，与传统雷达测速相比，其准确性相对较高，且十分稳定。
第四，独立性。在信息技术的支持下，车牌识别技术的发展十分迅速，并成为了研究重点，本系统的车牌辨识系统需要独立于应用系统，才能在系统调整、维护和算法升级过程中，不会对系统正常运行造成影响，简言之，即使车牌辨识系统在其他因素的影响下损坏，也不会使应用系统的正常运行受到影响。
本系统应用了嵌入式结构，将多种算法集成到一起，并将其视为一个整体设备进行设计和实现。在这种结构下，应用系统与其他子系统的连接，需要依靠通讯接口和协议来实现。
结论：综上所述，笔者结合自身工作经验，对海关卡口控制系统进行研究，该系统由硬件系统和软件系统两个部分组成，具有运行稳定和高效的优势。系统运行结果表明，该系统自运行以来，各子系统、系统和海关间的通讯性能十分稳定。但实现海关卡口控制的方案还有很多种，本文只是研究了众多方案中的一种，希望通过本次研究，为海关卡口系统研究提供参考。
参考文献：
[1]程立勋,姚章亮,熊炜,等.深圳海关智能云卡口介绍[J].新型工业化,2021,11(01):15-16.
[2]夏良,刘樱.上海一体化卡口缉查布控系统建设及应用[J].交通与运输,2020,36(05):91-95.
[3]李浩.面向城市卡口交通流量的高效预测方法研究[D].浙江工业大学,2020.
[4]杨冰健.基于交通卡口数据的机动车轨迹提取与关键路段挖掘分析[D].北京交通大学,2020.
[5]李喜源.F快递亚太转运中心智能化监管系统设计与实现[D].广东工业大学,2020.