大学校园出入口控制系统设计实施解决方案.docx

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大学校园出入口控制系统设计实施解决方案

 

第1章概述

1.1应用背景

随着经济建设和社会建设等快速发展,人们的生活方式发生着深刻的变化。

机动车辆和城市的人口大量增加,在诸多因素影响下,导致出入口管理混乱,违法案例呈上升趋势,社会公共安全形势面临着严峻的挑战,这种挑战迫使人们去寻找高技术的有效手段去解决突出的问题。

出入口控制系统就是顺应这一时代需求的高技术产物。

他不仅可以有效地解决出入口的交通混乱,同时也尽可能地减少车主失车被盗、物品被盗的忧虑。

另外,在技术方面,其高技术性匹配于现有其他智能化系统,具有很好的开放性,易于与其它安防子系统组合成更强大的综合系统,适应多种综合方式的高级管理。

出入口控制系统是上世纪60年代发展起来的安全防范技术,进入九十年代以后,出入口控制应用在国内迅速得到了发展,已成为我国安防领域的一个重要分支。

出入口控制系统发展之初,由于缺乏共同标准,各厂商按照自己的理解和偏好来进行产品的研发和实施,给最终用户的选型、实施和运行带来了很多问题,制约了出入口控制系统的有序发展。

1.2现状分析与发展趋势

随着城市交通的不断发展,城市内的机动车辆日渐增多,各种机动车辆的停车管理问题迫在眉睫,许多大中型场所都面临着数百辆车的日常保安管理工作。

由于环境限制,对固定车辆和临时车辆的便捷管理成为管理人员迫切需要解决的难题。

研究出入口控制系统现在运行的情况,我们可以知道存在以下问题需要解决:

1)出入口车辆通行效率低下,上下班高峰期通行时间较长;

2)车辆一旦被盗,难以找到追踪证据。

3)出入口控制系统往往融合多家厂商的产品。

如道闸、显示屏和视频监控,对接繁琐,系统兼容性不高。

4)道闸控制、收费记录,视频监控、车牌识别在出入口控制系统的融合上不够,未能综合应用各种数据,不能做到高度智能化管理,将人从繁琐重复的工作中解放出来,进而提高了出入口控制系统经营与管理成本。

5)出入口视频图像不能和整个园区或停车场视频图像,甚至与公安监控进行联网,系统孤立单一。

第2章系统总体设计

2.1设计依据

系统设计依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行规划设计,具体如下:

Ø建设单位提供的设计要求及相关资料

Ø《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006

Ø《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007

Ø《综合布线系统工程施工及验收规范》GB/T50312-2007

Ø《安全防范工程技术规范》GB50348-2004

Ø《视频安防监控系统工程设计规范》GB50395-2007

Ø《出入口控制系统技术要求》(GA/T394-2002)

Ø《出入口控制系统工程设计规范》GB50396-2007

Ø《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008

Ø《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004;

Ø《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154:

2003

Ø《民用建筑电线电缆防火设计规程》DGJ08-93-2002

其它有关国家及地方的现行规程,规范及标准。

2.2设计原则

1)先进性:

本系统充分利用科技进步成果,采用当今先进的技术及设备,一方面能充分体现系统具有的先进性水平,另一方面也使得系统具有强大的发展潜力,以便该系统在尽可能长的时间内与需求发展相适应。

2)可靠性:

由于本系统是一实际使用的工程,因此其技术和设备又必须是相对成熟的。

本系统在设计时从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等方面严格把关,使故障发生的可能性尽可能降低,具有防盗、耐高温、抗寒、散热排风等功能设计,使用的各类电气接线端子、过载、漏电及断路保护装置、避雷装置等装置均符合国家有关电气安全标准要求,保证系统能够可靠地、连续地运行,软件采用模块化、分层隔离的设计思想,充分保证系统的高可靠性。

3)规范性:

由于本系统是一个综合性系统,在系统设计和建设初期应着手参考各方面的标准与规范,并且应遵从该规范中各项技术规定,做好系统的标准化设计与管理工作。

4)易维护性:

本系统前端设备数量多、种类多,统一采用系统软件平台的集中管理,可实现远程升级、维护和自动校时,易于故障的排除,系统维护简单方便。

5)扩展性:

本系统考虑今后发展的需要,系统软硬件应采用模块化设计,因而保证在系统产品系列、容量与处理能力等方面的扩充与换代的可能。

这种扩充不仅充分保护了原有投资,而且具有较高的综合性能价格比。

6)安全性:

采取有效的安全保护措施,防止系统被破坏、非法接入、非法访问,系统具有防雷击、过载、断电、电磁干扰和人为破坏等综合安全保护措施。

7)经济性:

系统尽量采用性价比高的产品,既能满足实际需要,又可尽量降低费用,同时在系统化的设计过程中,进行优化设计,便于今后维护,大大降低系统费用。

2.3设计目标

我们希望通过建设出入口控制系统实现传统人工管理模式向智能管理模式转变,达到以下核心业务目标:

1)车辆自动放行和提示,提高系统的智能化;

2)更高效的车辆信息记录和收费信息记录;

3)实现联网布控、黑名单告警功能,为园区或停车场内的盗窃等犯罪逃逸行为提供有力的追踪线索;

4)更完善的数据存储和读取性能;

5)全高清视频图像画面;

6)更高效的系统兼容性,系统主要设备采用TCP/IP协议;

7)更便捷的工程实施与系统维护。

2.4设计思想

出入口控制系统是安全技术防范领域的重要组成部分,是现代信息科技发展的产物,是数字化社会的必然需求,是人们对社会公共安全与日常管理的双重需要,是发展最快的新技术应用之一。

出入口控制系统通常是指:

采用现代电子与信息技术,为出入口管控和安全服务的信息化管理系统,对通过出入口的车辆两类目标的进、出进行放行、拒绝、记录和报警等操作的控制系统。

本方案设计的出入口控制系统应用场所包括通常所说的停车场、居民小区、政府机关大院、学校、厂矿企业等有车辆出入的区域。

系统设计时采用先进的设计理念,本着以最经济的投入实现最强大、实用系统的设计目标。

支持IC卡、射频卡、车牌识别等多种配置方式的出入口控制系统,适应各类出入口场景,实现了出入口控制管理高度智能化,有助于解决现在各类出入口管理问题。

自主研发的高清车牌识别系统准确记录识别车牌号码,确保车辆的进出有据可查,进出可控,固定车辆快速通过道闸,加强停车场的高效和安全管理。

系统在设计上充分考虑开发的体系架构,采用设备代理的方式方便第三方厂家设备的接入,可以灵活的与原有系统或设备进行对接,管理软件与第三方平台通过WebService接口完成交互,具有高度的多业务功能融合能力。

系统管理软件同时具有视频监控功能,可以将出入口控制系统与视频监控系统无缝结合的在一个统一的管理软件下管理。

2.5系统架构

2.6系统性能

序号

项目

指标

1

自动抬杆放行

支持内部车辆、白名单车辆的自动抬杆放行

2

布控报警

支持对黑名单车辆、特殊车辆的布控报警

3

报警联动方式

支持软件提示、声光报警或LED显示等多种方式

4

本地车辆出入记录存储

支持对车辆信息、车辆出入记录的本地存储

5

本地数据管理

支持本地进行数据查询、备份和维护

6

车辆捕获率

≥99%

7

抓拍图像及号牌识别时间

≤200ms

8

车牌识别准确率

≥95%

9

自动识别车牌

能够自动识别车牌类别:

民用车牌(除5小车辆),警用车牌,12式新军用车牌,07式武警车牌。

车牌颜色:

蓝、黄、白、黑。

10

采集图像分辨率

1600×1200(HC121)pixel,1920×1080pixel(5421E-K)

11

存储图像分辨率、格式及占用空间

1600×1200(HC121)pixel,1920×1080pixel(5421E-K),JPEG,约200KB。

12

系统数据查询时间小于

≤2s

13

系统的接收告警信息响应时间

≤3s

14

平均无故障连续运行时间

MTBF≥30000h

15

工作湿度

≤95%无凝露

2.7系统优势

2.7.1车辆快速通行

系统采用具有极高的车牌识别率的高清车牌识别技术,可确保固定车辆准确识别、快速通行,提高出入口控制系统工作效率和提高固定用户体验感。

2.7.2高清图像

系统采用高分辨率抓拍摄像机,解决传统模拟车牌识别摄像机图像清晰度不高、监控视场太小的问题。

2.7.3系统结构简单稳定

系统前端主要设备全部采用标准化的太网电口、SFP、EPON接口,使用网线或光纤便能完成通讯,同时也容易与其它设备连接。

后端平台可对前端设备状态、使用情况,提供统一的管理,有利于整个系统维护保养。

2.7.4多业务融合

系统已经集成了车辆管控系统、视频监控系统,并实现了统一化管理,可对系统产生的报警进行响应联动处理,具有友好的用户体验。

第3章系统详细设计

3.1设计思想

利用电动挡车器、车牌识别等出入口设备做连动整合,除可管制车辆的进出外,亦可进一步管制车位数量之管控,对于每辆车停车时间亦可计算或限制,更加强防盗/防弊功能,使对通过出入口的车辆能更有效的辩识和管理。

3.2系统结构

针对重庆医科大学现场实际情况做出以下设计:

1、正大门出入口进出车辆包括三类(校内车辆、非校内车辆、摩托车),针对校内车辆与非校内车辆摄像机自动识别抓拍放行进出,摩托车需要取卡。

车辆收费方式分两类(月卡收费、临时停车收费)。

2、后大门出入口进出车辆包括(校内车辆、非校内车辆、摩托车),针对校内车辆摄像机自动识别抓拍放行进出,针对非校内车辆摄像机自动抓拍识别不放行(若强行放行需要人工放行)。

3.2.1车辆进出口策略控制

1)全部放行:

所有车辆全部放行

适用于校园新生报到第一天,大量外地车辆出入校园,为了效率最大化,所有车辆全部放行。

2)自动放行:

车牌能正确识别的都放行,未识别的需人工确认(非校内车辆不能从后门出),适用于校园车辆管理时,客户希望校园出入口效率最大化,但是对于校园安全又有所考虑,希望进出的车辆都要登记在案,则适宜于自动放行策略,自动放行是不收费的。

3)许可放行:

自动收费车辆及免费车辆放行(非校内车辆只能正大门出),需要人工收费及未识别的车辆需要确认,适用于客户对校园校园出入效率要高,同时保证收费利益最大化。

4)收费放行:

免费的车辆放行(月卡车辆未欠费自动放行),其他的车辆都需要确认适用于一些特殊的场景,某些特殊时期,收费策略进行了调整,比如半价收费,则所有的收费需要通过人工操作。

5)人工放行:

所有车辆都需要人工确认

适用于个别特殊时期,比如校园内发生了刑事案件,需要对所有出入车辆进行检查,则适用于人工放行。

Ø校园车辆管理

6)通过校园车辆管理,可以准确的查询到目前在校园停放的车辆,停放时间,通过这些数据可以做后续的一些分析利用,更好的服务于校园车辆管理系统,比如当车辆长时间停在内部内一直未驶出,需要重点关注和处理。

Ø行人管理

7)针对于校内学生统一刷一卡通进行人员出入,同时其他人员还可以通过指纹进出,从而达到进出校内的权限控制。

3.2.2重庆医科大学月卡管理策略控制

针对校内车辆月卡管理:

1)月卡到期若未交费,车辆在校外,首次进入时间算起,按临时停车收费;如果补交月卡费用,则月卡时间按交费时间计费。

例如:

1月30号到期,2月10号车辆首次进入校园,那么月卡计费时间从2月10号开始。

2)月卡到期若未交费,车辆在校内,从到期日算起,按临时停车收费;如果补交月卡费用,则按月卡计费。

例如:

1月30号到期,2月10号车辆首次出校园,则要补交1月30号至2月10号的停车费用。

3.2.3重庆医科大学门岗客户端设计

宇视科技可视化报警管理平台的门岗客户端,主要针对交通大学出入口进行园区停车收费管理,可实现出入口车辆信息的自动识别、自动计算园区内停车时长和自动计费,同时联动道闸控制。

对于车辆收费方式,可实现预付费、包时长和实时缴费。

还可通过事先登记的方法,为特定车辆匹配特殊通行证来实现不同收费策略,并为特许车辆配置免费时间段。

同时实现园区车辆、车位、收费记录的统计和查询,极大地提高了园区车辆的收费效率、加强了对园区车辆通行的管理。

3.2.3.1进口控制

可实时抓拍进入园区车辆照片,自动识别入园车辆信息(车牌号、车辆类型、车辆颜色、进入时间和闸口等),并可实现人工确认车辆信息及控制道闸开关。

对于无抓拍的车辆,也能手动添加车辆进入园区的信息。

3.2.3.2出口收费

可实时抓拍驶出园区车辆照片和进行车辆信息识别,通过对比该车入园时间,自动计算停车时长和计费,并联动道闸控制。

1、当系统中有该车牌号进园区记录时:

可在左侧自动显示车辆驶入图片、驶入时间和车牌等信息,根据车辆停留时长、车型和停车卡类型等自动计算停车费,并可点击“收费开闸”或“校对不开闸”,进行道闸控制。

2、当系统中无该车牌号进入园区记录时:

可在左侧自动显示与该车牌号模糊匹配的若干车牌号,点击某一车牌号,可显示该车牌对应的驶入园区照片,同时下方显示车牌号、进入园区时间等信息,经人工校对、确认车辆入园时间后,按收费策略计算收费及道闸控制。

见下图:

3、当驶出园区车牌无法自动识别时:

可在左侧自动显示入口所有未识别车辆图片,经人工筛选和校对,确认该车驶入时间和停留时间、按收费策略计算收费及道闸控制。

如下图:

3.2.3.3预付处理

进出园区的车辆除可实时付费外,还可实行预付费处理,即通过为车辆配备预付卡,在预付卡内充值,或车辆预先包时长充值,即可实现预先付费。

1、预付卡:

车主通过提前在预付卡内充值,即可实现出闸口时自动从预付卡中扣除停车费用,而无需进行人工缴费。

实现方法:

先为车主添加一个预付卡号,将预付卡与车主车辆(车牌号码和车牌类型)绑定,并登记车主缴费金额,则车辆出园区时将直接凭借此卡号进行预付费,并通过放行策略联动道闸进行放行,为车主和园区收费双方节省时间。

2、预付车辆:

可以根据预付卡号、有效期、持卡人姓名、车牌号码等多种条件查询预付卡车辆。

3、预付记录:

可以根据预付类型和预付日期查询到预付卡和包时长的充值记录。

4、包时长车辆:

可以新增、批量修改包时长车辆信息和有效时长。

车辆包时长后可在该有效时间段内免费通行。

3.2.3.4车辆管理

车辆管理是在系统可配置的常规收费标准之外、针对特殊车辆制定非常规的收费策略。

1、登记车辆:

通过输如车牌号码、车牌类型、车主姓名、通行证类型等信息,可在此新增、修改、批量导入各种已知车辆,为不同车辆定制不同类别的通行证,不同类别通行证的车辆具有不同的收费策略;

在“登记车辆管理”中的“查询页”中,还可根据不同条件(车牌号码、车主姓名等)筛选查找已登记车辆。

2、特许车辆管理:

某些车辆需在特定时间段内免费,可事先将其在特许车辆管理界面中配置添加,配置完毕后该车辆将在该时间段内免费通行.

3、有效期设置:

可对不同类别车辆通行证配置有效时间,超过有效时间的车辆将作为未登记车辆,按系统正常配置的收费策略计费。

4、临时车辆(摩托车)(可选):

根据交通大学现场实际情况,摩托车建议采用“IC卡”作为车辆进出管理凭证,以“图像对比”为辅助管理手段,入场时由司机通过入口控制机取卡或者保安确认后发卡,并抓拍入场车辆图像自动开闸进场,出场时司机将卡交给出口岗亭收费员,由收费员在岗亭内临时卡记费器上刷卡,抓拍出口车辆图像、显示收费金额,自动调出入场车辆图像,由人工对比进出车辆的一致性并完成收费后确认开闸出场,具体进出管理流程如下:

(摩托车入场管理流程)

(摩托车出场管理流程)

3.2.3.5园区车辆

可根据驶入日期、驶入闸口等条件查询出园区所有车辆的通行记录,显示剩余车位信息,并用图表显示目前园区内的各种类别登记车辆数量。

3.2.3.6收费记录

根据收费日期或收款人,可查询出服务器或本地的收费记录——车牌号、车牌类型、驶入时间、驶离时间、停留时长、应收金额、实收金额、优惠金额、收款人、备注。

并可将查询的收费记录进行导出,方便用户对账。

3.2.3.7系统配置

可对园区、闸口、系统参数进行配置管理。

1.园区管理:

对园区名称、车位数量等进行配置。

2.闸口管理:

对进、出口的闸机信息和车位显示屏信息等进行配置。

3.系统参数:

可针对开闸策略、计费参数等进行详细配置。

◆出入口开闸策略

入口开闸策略分以下5种,可由用户自行选择:

全部放行

入口:

抓拍到图片就开闸

自动放行

入口:

抓拍到图片并识别就开闸,否则手动开闸

许可放行

入口:

免费车辆+预付车辆能识别就开闸,否则手动开闸

免费放行

入口:

免费车辆自动开闸;其他车辆都手动开闸

人工放行

入口:

所有车辆都手动开闸

 

出口策略分以下5种,可由用户自行选择:

全部放行

出口:

抓拍到图片就开闸

自动放行

出口:

抓拍到图片并识别就开闸,否则手动开闸

许可放行

出口:

免费车辆+预付车辆能识别就开闸,否则手动开闸

收费放行

出口:

免费车辆自动开闸,其他车辆全部手动开闸

人工放行

出口:

所有车辆都手动开闸

◆计费参数

下图中各计费参数指针对普通车辆(非登记车辆)的收费策略,各参数都可由用户自行设定,(登记车辆收费策略需事先根据项目需求定制),下图中各参数定义如下:

A.大型车/中型车/小型车每单位收费:

指分别针对大、中、小三种类型车的每单位收费标准。

大、中、小型车识别依据为视频抓拍的车牌颜色。

B.其它类型每单位收费:

指无法判断为大/中/小型车(如车牌无法抓拍)的车辆类型收费标准,可自行设定,一般取大、中、小型车收费标准中的最小值。

C.免费停车时间:

指该时间段内无需收费(如免费停车时间=1小时,则停车时间≤1小时,无需收费;停车时间>1小时,按标准计算收费);

D.计费精度:

是针对免费停车时间而言,若免费停车时间=1小时,计费精度=60秒,则停车时间≤1小时60秒时无需收费;停车时间>1小时60秒时,按实际停车时间计算收费。

E.超出多少小时收费一次:

指超出多少小时开始计入一次总费用。

F.计费单位:

即以多少个小时作为收费单位。

G.重新计费单位:

指超出多少个小时后重新开始计费,若设置为24,则:

8小时≥停车时间小于≤24小时,都按停8个小时(8小时为系统默认)计算费用。

停车时间>24小时,则24小时内的部分按8个小时计费,超出24小时的部分,重新开始计费。

举例说明计费方法:

若大型车每单位收费=5元,免费停车时间=1小时,计费单位=1小时,超出0.5小时收费一次,计费精度=60秒,重新计费单位=24小时。

则某一大型车(非包时长车辆)各种停车时长的应收费为:

✧停车时长≤1小时60秒,应收费=0元;

✧停车时长=1小时61秒,应收费=5元/小时*(1+0.5*1)小时=7.5元;

✧停车时长=1.9小时,应收费=5元/小时*(1+0.5*2)小时=10元

✧8小时≤停车时长≤24小时,应收费=5元/小时*8小时=40元;

✧停车时长=25小时,应收费=5元/小时*(8+0.5*2)小时=45元

注意:

对于包时长车辆来说,系统计算的停车时间不是按实际时间,而是计费单位的整数倍,超出的小数点部分视为1个计费单位。

比如,免费停车时长为1小时,计费单位为2小时,实际停车时间为2.1小时,则系统计算的停车时间为2+2=4小时。

H.最大收费金额、12小时最大收费、24小时最大收费:

均可根据需要自行设定。

◆其它参数

A.同门出免费时长:

某些园区为防止外来车辆借道穿越园区,可将免费停车时间设置为0小时,将同门出免费时长设置为>0分钟,若同门出免费时长=30分钟,则30分钟内从同门进出是免费的,非同门进出则需收费。

B.登记车牌模糊匹配:

若设置为0,则驶出车辆必须与登记车牌完全符合,才能按已登记车辆收费标准收费;若设置为1,则驶出车辆与登记车牌有1个数字区别时,可被认为是登记车辆,可按登记车辆收费标准收费。

C.同时还可自行设定其它参数,比如清除若干天前的数据,启用黑名单等。

3.3系统组成

出入口控制系统由前端子系统、传输子系统、中心子系统组成,实现对车辆的24小时全天候监控覆盖,记录所有通行车辆,自动抓拍、记录、传输和处理,同时系统还能完成车牌与车主信息管理等功能。

1、前端子系统

负责完成前端数据的采集、分析、处理、存储与上传,负责车辆进出控制,主要由道闸模块、车牌识别模块等相关模块组件构成。

主要设备如下:

1)道闸模块主要设备:

Ø电动挡车器

●手动按钮能作“升闸”、“降闸”及“停止”操作

●支持软件控制“升闸”、“降闸”及“停止”操作

●停电自动解锁、停电后可用摇把手动抬杆

●具有便于维护与调试的“自栓模式”

●配备车辆检测器,使具有“车过自动落闸”“防砸车”功能。

●可选配路闸及通道两对红绿灯

●备丰富的底层控制及状态返回指令,使电脑可对道闸作最完备的控制

●可根据需要增加其它特殊功能

Ø压力电波防砸

防止砸车或砸人。

Ø车辆检测器

用于防砸线圈检测。

2)车牌识别模块主要设备:

Ø出入口抓拍单元

成像清晰是牌照识别的技术关键。

本系统采用专用抓拍摄像机,整个图像成像控制系统是一个由抓拍摄像机、智能补光灯、成像控制软件组成的精密系统,它们之间的精确配合使得白天和晚上抓拍的车牌图像都更利于车牌识别。

无论是环境照度比较低的情况下(例如夜晚),还是在强光照射下(例如晴天正午),系统均会自动调整抓拍摄像机的成像模式,使用软硬件结合的方法控制图像的曝光,保证车牌成像清晰度,非常有利于人工辨认和机器自动识别车辆牌照信息。

Ø补光单元

智能补光灯由抓拍摄像机控制,在环境照度不足的情况下,抓拍摄像机执行精确的控制指令控制智能补光灯补光,这样保证了在全天候环境下本系统都能拍摄到包含清晰牌照图像的理想图片,本方案采用闪光灯补光,可以清晰看清驾驶室人脸图像。

Ø车辆检测器

本系统采用线圈触发方式,由前端车辆检测器来检测来往通行车辆,可与防砸线圈车检器共用。

2、网络传输子系统

完成前端采集子系统与中心子系统之间的数据传输。

将前端采集的各种数据、图片及视频流实时的传送给中心管理平台,满足系统对前端系统内的各种数据的调用和指令传送,操作人员通过平台软件对前端设备进行远程管理、状态监测及设备参数设置等。

系统提供以太网口、SFP光口及EPON接口用以传输系统前端设备记录的违法车辆信息,可以采用数据专线、宽带网络及光纤网络等多种方式进行数据的传输,系统在设计时充分考虑灵活性和节约性,针对不同的现场应用选用不同的接入模式,大大的增加了系统的健壮性和节省了网络资源。

3、后端平台管理子系统

中心子系统是整个系统的核心业务,是用户访问整个系统的窗口。

主要由设备接入、数据存储、集中管理、平台对接和用户应用四大块组成。

主要实现前端数据的接收与存储、设备的管理、数据的应用、各级平台之间的对接等功能。

完成图片和数据信息的接收、处理及存储,实时显示系统中各设备的状态以及对系统的日常管理;根据实时车辆信息,进行数据的查询、黑名单比对,为业务分析提供参考依据。

3.4系统功能

3.4.1车辆管控

固定车辆:

对园区内部车辆或白名单车辆,道闸自动放行,无需人工操作。

非固定车辆:

对于黑名单车辆,系统自动在前端和中心产生报警,同时人工参与处理。

非黑名单车辆前端识别记录,并依照出入口控制规格管理车辆进出入。

3.4.2道闸软件控制

客户端或中心管理平台能够远程控制道闸启闭,方便操作人员管理和特殊需要。

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