在渔政部门日常管理过程中，部分渔船存在超员超载超风级超航区航行和冒险出海作业、伏休期间违规出海捕捞、擅自关闭通导设备、大风天气不服从调度等行为，渔船进出港报备依靠纸质报告单，渔船出海编组无法有效监管，渔港管理缺少有效的信息化手段，执法监督力量不足，单靠人力无法达到执法效果。急需新建一套依靠信息化手段实现全天候实时监管的平台，能够使各类渔船全方位展现在一张图上，渔船动态一目了然，在海洋气象、进出港报告、告警管理、应急救援等方面发挥了关键作用。
针对上述的需求，我们建议在各个渔港航道的出入口，架设一套智慧渔港电子卡口。电子卡口通过人工智能算法和激光雷达、AIS 及 CCTV图像等多种传感器融合控制技术获取到图像后利用图像处理技术对画面中船舶进行检测、结构化存储、识别，在市渔港调度中心架设一套卡口管理平台，形成一套有效的水上智能抓拍与识别的调度管理系统。
重点解决渔港出入口航段内航道截面过往船舶抓拍，船舶未开AIS识别、船舶的图像信息获取，船舶特征识别、特定违章行为查证、船舶流量采集分析、现场实况展示等需求，对渔港的船舶进行 24 小时全天候自动监测和统计，实现对渔港生产作业全天候、全覆盖的动态监控管理，确保渔港运行和渔船作业的安全，提高渔港的信息化管理能力和服务水平。
智慧渔港电子卡口系统架构共分为4层，主要包括数据感知层、基础支撑层（存储层）、决策层、应用层。总体架构图如图所示：
电子卡口总体框架图
(1)数据感知层
数据层主要由激光雷达、AIS收发设备、CCTV信息采集设备等多种传感器组成，通过多传感器融合设备对前端进行基础数据采集，VHF基站实现来往船舶的实时通讯。
(2)基础支撑层（存储层）
基础支撑层主要通过图像处理技术、深度机器学习技术以及多数据融合技术并结合硬件服务器设备提供的硬件算力及存储空间支撑对数据感知层提供的前端数据进行处理、训练、学习和目标融合，为决策层和业务应用层提供算法依据。
(3)决策层
决策层主要由综合视频会议中心和综合运行调度指挥中心组成，其主要作用是对前两层数据进行决策、调度。
(4)应用层
业务应用层主要包括态势监管预警研判及智能船舶识别应用等
电子卡口主要由前端的数据感知设备和后端的卡口管理系统构成。系统组成示意图如下：
电子卡口组成示意图
其中前端的数据感知设备包括AIS基站、固态雷达、抓拍单元（CCTV）（包括广角枪机、双光谱热成像摄像机等）、VHF基站等构成。
1．AIS基站主要提供船舶的AIS数据，包括：船舶的位置、航向、航速等动态信息，以及船名、船号、船型、船长、船宽等静态信息。本项目的AIS数据由已建的AIS基站提供，无需新建AIS基站。
2．VHF通讯可利用现有的VHF基站，通过协议集成到电子卡口平台，当发现船舶的违法或危险航行等情况，可通过VHF频道进行喊话；
3．固态雷达作为主动探测的主要设备，采用电磁波发射形式，可满足全天候24小时对覆盖范围内船舶进行目标检测。利用雷达主动侦测的特点，与AIS信号和雷达信号多传感器融合，可主动发现未开启AIS设备船舶并预警、
4．抓拍单元（CCTV）子系统由广角枪机、双光谱热成像摄像机、硬盘录像机、边缘计算终端等构成。系统通过固态雷达、AIS融合方式采集船舶数据，并启动船舶抓拍设备自动抓拍，广角枪机抓拍船舶的全局图片，双光谱热成像摄像机抓拍船舶的局部细节图片，部署在前端的边缘计算终端，对抓拍的图片进行前端处理，并将录制的视频存储在硬盘录像机。基于AI深度学习算法，用于全天候识别航道通航数据，利用视频AI识别船名并采集关键数据，并对识别到的船舶进行图片抓拍。
后端主要包括数据库服务器、智能卡口管理服务器、管理客户端以及各种应用软件模块构成。多源数据融合处理模块用于前端各类视频、AIS、雷达等数据的分析、融合、整合，并进行数据处理、存储和上传。后端电子卡口管理系统采用B/S架构，由船名核查数据库、抓拍图片数据库、AIS是否开启核查、船舶自动核查、船舶重点跟踪、船舶流量观察和统计、视频图片浏览和查询、告警提醒、规则管理、数据上传和对接、船员行为分析等功能模块组成。
