車(chē)牌識(shí)別技術(shù)在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用

遼寧省高速公路管理局東陵管理處 李俊國(guó) 陳博

車(chē)牌識(shí)別技術(shù)在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用

遼寧省高速公路管理局東陵管理處 李俊國(guó) 陳博

我國(guó)高速公路發(fā)展迅速，形成了規(guī)模不等的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)。在系統(tǒng)運(yùn)行中，面臨著一些共同的問(wèn)題，主要有費(fèi)源流失嚴(yán)重，路網(wǎng)內(nèi)路徑多義性。解決這些問(wèn)題最有效的方法是在高速公路路網(wǎng)內(nèi)的所有收費(fèi)站出入口車(chē)道以及多義性路徑的互通立交等關(guān)鍵標(biāo)志點(diǎn)上安裝車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別設(shè)備，從而確定車(chē)輛是否具有作弊嫌疑及車(chē)輛行駛路徑，達(dá)到防止費(fèi)源流失、增強(qiáng)系統(tǒng)效率的功效。

一、車(chē)牌識(shí)別技術(shù)設(shè)備的工作原理

高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)建立在附加車(chē)牌信息（車(chē)牌號(hào)和二值化圖）的IC卡和車(chē)輛信息數(shù)據(jù)庫(kù)上。通過(guò)車(chē)輛攜帶的附加車(chē)牌信息的IC卡和車(chē)輛信息數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比匹配確認(rèn)車(chē)輛信息合法性和行駛路徑，這樣可防止費(fèi)源流失，實(shí)現(xiàn)收費(fèi)額按行駛路徑拆分的目的。可以建立車(chē)輛車(chē)牌信息數(shù)據(jù)庫(kù)。在車(chē)輛首次通過(guò)高速公路后，系統(tǒng)將自動(dòng)將車(chē)輛的車(chē)型、車(chē)類(lèi)、車(chē)種等信息寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)車(chē)輛再次駛?cè)敫咚贂r(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)車(chē)牌信息自動(dòng)將收費(fèi)員輸入的車(chē)型、車(chē)類(lèi)、車(chē)種等信息和數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行比較。這樣可以防止針對(duì)減免車(chē)輛的舞弊現(xiàn)象。同時(shí)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立黑名單車(chē)信息庫(kù)，根據(jù)車(chē)牌信息在數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún)車(chē)輛信息，并作出適當(dāng)處理。

二、車(chē)牌識(shí)別技術(shù)設(shè)備的工作流程

聯(lián)網(wǎng)高速公路車(chē)牌識(shí)別技術(shù)設(shè)備主要分為2大類(lèi)：第一種是出入口車(chē)牌識(shí)別設(shè)備，用于識(shí)別、對(duì)比出入口車(chē)牌信息；第二種是標(biāo)志點(diǎn)車(chē)牌識(shí)別設(shè)備，用于確定車(chē)輛行駛路徑。

1．出入口流程。出入口車(chē)牌識(shí)別設(shè)備安裝于收費(fèi)車(chē)道，主要包括車(chē)輛圖像識(shí)別采集單元即抓拍單元、識(shí)別單元、補(bǔ)光單元。由車(chē)道抓拍線圈觸發(fā)抓拍單元，抓拍單元采集車(chē)輛圖像傳至識(shí)別單元，識(shí)別單元識(shí)別圖像獲得車(chē)牌信息將這些數(shù)據(jù)傳至車(chē)道控制機(jī)。入口控制機(jī)將車(chē)輛牌照號(hào)及車(chē)牌二值化圖寫(xiě)入IC卡，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將入口車(chē)道的車(chē)輛信息依次上傳至收費(fèi)站、收費(fèi)分中心和路網(wǎng)收費(fèi)中心。出口車(chē)道控制機(jī)將識(shí)別設(shè)備上傳的車(chē)牌信息與IC卡內(nèi)的車(chē)牌信息進(jìn)行比對(duì)。如果車(chē)牌信息比對(duì)錯(cuò)誤，收費(fèi)軟件將入口車(chē)牌二值化圖與出口車(chē)牌二值化圖進(jìn)行匹配，如匹配失敗，則自動(dòng)彈出車(chē)輛的二值化圖進(jìn)行人工比對(duì)；如確認(rèn)車(chē)、卡不匹配，則報(bào)警并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)入口圖像取證予以確認(rèn)。

2．標(biāo)志點(diǎn)流程。標(biāo)志點(diǎn)車(chē)牌識(shí)別設(shè)備安裝在多義性路徑的互通立交等關(guān)鍵路段門(mén)架上，其工作單元分工和車(chē)輛信息獲取過(guò)程與車(chē)道識(shí)別設(shè)備相同。標(biāo)志點(diǎn)自動(dòng)識(shí)別的車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)牌二值化圖、車(chē)輛圖片等數(shù)據(jù)上傳至路網(wǎng)收費(fèi)中心數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)匹配確定車(chē)輛行駛路徑。

三、車(chē)牌識(shí)別技術(shù)設(shè)備應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

聯(lián)網(wǎng)高速公路車(chē)牌識(shí)別設(shè)備按功能主要分為4大類(lèi)：第一類(lèi)是防止費(fèi)源流失，第二類(lèi)是便于管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，第三類(lèi)是確定車(chē)輛行駛路徑，第四類(lèi)是防止IC卡的流失。

1．防止費(fèi)源流失。

（1）防止倒換卡。在入口處，車(chē)道控制機(jī)將車(chē)牌信息寫(xiě)入IC卡后，由司機(jī)攜帶IC卡到出口。在出口處，車(chē)道控制機(jī)自動(dòng)比對(duì)出入口的車(chē)輛信息，如確認(rèn)車(chē)、卡不匹配，則報(bào)警并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)出入口圖像取證予以確認(rèn)。

（2）輔助辨別車(chē)型。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立車(chē)牌號(hào)和車(chē)型對(duì)應(yīng)表。當(dāng)車(chē)首次通過(guò)時(shí)，監(jiān)控程序?qū)⒃撥?chē)的車(chē)牌號(hào)和收費(fèi)員判定的車(chē)型存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)該車(chē)再次通過(guò)，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)收費(fèi)員判定的車(chē)型和數(shù)據(jù)庫(kù)中的車(chē)型不符時(shí)，則自動(dòng)報(bào)警，提醒收費(fèi)員和監(jiān)控員。收費(fèi)員根據(jù)車(chē)輛行車(chē)本重新判定車(chē)型，監(jiān)控員對(duì)收費(fèi)員判定過(guò)程進(jìn)行稽查，并更新數(shù)據(jù)庫(kù)。

（3）免費(fèi)管理車(chē)。系統(tǒng)建立免費(fèi)車(chē)輛數(shù)據(jù)庫(kù)，只有車(chē)牌號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息匹配時(shí)才能免費(fèi)放行。當(dāng)收費(fèi)員判定車(chē)輛為免費(fèi)車(chē)時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)查詢(xún)此車(chē)是否是免費(fèi)車(chē)。

（4）黑名單管理。黑名單車(chē)輛管理的實(shí)現(xiàn)原理與免費(fèi)車(chē)管理一樣，都是建立黑名單數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)黑名單車(chē)輛通過(guò)車(chē)道時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提示收費(fèi)員和監(jiān)控員進(jìn)行處理。黑名單車(chē)輛數(shù)據(jù)庫(kù)需由具有相應(yīng)權(quán)限的人進(jìn)行添加、修改、刪除等操作。

2．便于管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控。車(chē)輛通過(guò)出入口時(shí)，車(chē)道上的圖像、車(chē)牌號(hào)、車(chē)型等信息實(shí)時(shí)上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)中，并在監(jiān)控平臺(tái)界面上直觀顯示。

（2）收費(fèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。系統(tǒng)可根據(jù)選定的車(chē)型、車(chē)類(lèi)、時(shí)間段等不同條件生成各種車(chē)流量統(tǒng)計(jì)報(bào)表，為提高收費(fèi)管理水平提供依據(jù)。

3．確定車(chē)輛行駛路徑。系統(tǒng)以識(shí)別的出口車(chē)牌號(hào)碼為檢索條件，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)?cè)撥?chē)經(jīng)過(guò)的收費(fèi)站入口以及各標(biāo)志點(diǎn)的時(shí)間，從而確定其行駛路徑。

4．防止IC卡流失。在收費(fèi)系統(tǒng)中每一張IC卡擁有唯一的編號(hào)，因此根據(jù)車(chē)牌識(shí)別的結(jié)果，收費(fèi)系統(tǒng)可以查詢(xún)出長(zhǎng)期未回收的卡在哪輛車(chē)上，并可以把該車(chē)列為黑名單。

基于車(chē)牌識(shí)別技術(shù)設(shè)備的收費(fèi)系統(tǒng)是一種完全智能化的收費(fèi)模式，能有效解決費(fèi)源流失以及路網(wǎng)內(nèi)路徑多義性等問(wèn)題，提高公路運(yùn)營(yíng)及管理效率，在現(xiàn)今高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，該模式可與人工收費(fèi)模式、ETC收費(fèi)模式以及MTC收費(fèi)模式結(jié)合使用，具有很強(qiáng)的兼容性。