綜合保稅區(qū)通關(guān)中心智能車輛管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

崔博鑫

綜合保稅區(qū)具有“境內(nèi)關(guān)外”的特點(diǎn)，出入車流量大，運(yùn)載貨物類型多，其通關(guān)中心必須配備智能化卡口及信息系統(tǒng)，從而提高通行效率，節(jié)約綜保區(qū)及企業(yè)成本。本文詳細(xì)介紹了綜合保稅區(qū)通關(guān)中心車輛管理信息系統(tǒng)的圖像采集、車牌識別以及數(shù)據(jù)庫管理等各部分的設(shè)計(jì)要求和方法實(shí)現(xiàn)。對于高質(zhì)量、嚴(yán)要求建設(shè)通關(guān)中心，提高通行效率，加強(qiáng)安全防護(hù)具有重要意義。

綜合保稅區(qū);信息系統(tǒng);車輛管理

隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，綜合保稅區(qū)等特殊監(jiān)管區(qū)域得到快速發(fā)展。該綜合保稅區(qū)位于X市的國家級開發(fā)區(qū)內(nèi)，區(qū)位和政策功能優(yōu)勢突出，是我國中西部地區(qū)首個(gè)以航空制造產(chǎn)業(yè)為發(fā)展特色的綜合保稅區(qū)。綜合保稅區(qū)由于出入車流量大，運(yùn)輸貨物類型多等原因，其通關(guān)中心急需配備智能化卡口及統(tǒng)一的車輛信息管理系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)人工驗(yàn)放模式，通行效率可以提高5倍以上。

智能車輛管理信息系統(tǒng)可以利用計(jì)算機(jī)視覺對汽車車牌進(jìn)行識別的一種車輛自動化管理系統(tǒng)，它能在不需要人的干預(yù)下自動識別出車牌，同時(shí)可以進(jìn)行相關(guān)信息的查詢或登記。這樣可以提高通行效率，提升園區(qū)的安全，使得車輛管理更加智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化。

智能車輛管理信息系統(tǒng)主要分為3個(gè)方面：圖像的采集子系統(tǒng)、車牌識別子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)。如下圖所示：

三個(gè)子系統(tǒng)作用如下：

（1）圖像采集子系統(tǒng)用來獲得正面清晰、對比度、亮度比較適中的車輛及其背景圖像，這是為進(jìn)行下一步圖像出打下很好的基礎(chǔ);

（2）車牌識別子系統(tǒng)是通過對采集到的圖像進(jìn)行一系列的圖像處理和算法設(shè)計(jì)，從采集到的車輛圖像中準(zhǔn)確提取出含有車牌的圖像，并進(jìn)行字符分割和識別，然后以文本的形式輸出;

（3）數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)提供與車輛相關(guān)的信息供車牌識別子系統(tǒng)進(jìn)行查詢和登記，并為用戶提供相應(yīng)管理功能。

其中車牌定位子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然這兩個(gè)部分也可以由軟件和硬件結(jié)合共同實(shí)現(xiàn)。

1.圖像采集

獲取圖像這輛的好壞直接影響到車牌定位與字符識別的效果。要獲得比較清晰的圖像，需要考慮許多影響圖像質(zhì)量的因素，如：攝像頭和圖像卡的選取，攝像機(jī)的位置標(biāo)定，汽車的車速，天氣情況對攝像機(jī)所拍攝圖像曝光量的影響等。

2.智能車牌識別系統(tǒng)（ILPRS）

2.1車牌定位

當(dāng)圖像采集系統(tǒng)獲得車輛圖像后，立即需要提取出所需的和關(guān)注的車牌圖像。如果僅以某閾值進(jìn)行二值化來獲得車牌圖像，這樣的話，車輛的車體和其他背景的某些部分都會成為車牌定位的干擾，所以要求對這些干擾進(jìn)行一定的消除，來獲得含有車牌的圖像;同時(shí)要求減少所需處理的信息量，以達(dá)到對車輛圖像進(jìn)行初分割的目的。

2.2字符識別

經(jīng)過前面車牌定位，提取出準(zhǔn)確的含有車牌的圖像然后進(jìn)行灰度處理。但是字符的切割和識別還是有很大的困難，光照條件、車牌表面的光潔度不同，增加了字符切割的難度，字符的切割是字符識別的基礎(chǔ)，它決定孤立字符的狀況。

系統(tǒng)主要是利用二值化后的白點(diǎn)投影信息和灰度投影信息，輔以各種判斷條件來進(jìn)行字符切分，由于車牌字符區(qū)有一定的高度，所以事先進(jìn)行水平投影，這樣可以利用水平投影信息將相當(dāng)一部分非字符后選點(diǎn)抹去，在經(jīng)過二值化和規(guī)格化使之成為二值圖像輸出給字符識別部分。

3.車輛數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)

車輛數(shù)據(jù)庫管理的主要功能是為了車牌識別系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)查詢和匹配，并記錄與車輛相關(guān)的信息;為用戶提供友好的車輛管理信息界面。

3.1根據(jù)需求建立的數(shù)據(jù)庫管理

（1）對出入車輛相關(guān)的信息的錄入、刪除、修改;

（2）對車輛進(jìn)出入情況記錄。如按車牌號碼，出入時(shí)間段記錄和單位進(jìn)行查詢;

（3）對異常情況的實(shí)時(shí)記錄。如新增車輛、違禁車輛登記等;

（4）所有查詢結(jié)果可由打印機(jī)輸出;

（5）提供詳細(xì)的單機(jī)/網(wǎng)絡(luò)使用文檔;

（6）為識別系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)查詢和匹配;

3.2數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)

（1）分布式數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

分布數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要采用了現(xiàn)在流行的NT局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，它的網(wǎng)絡(luò)安全性和多用戶及支持多平臺等良好的特性使它成為許多局域網(wǎng)組網(wǎng)的首選。同時(shí)，要求數(shù)據(jù)庫建立在已經(jīng)管理良好的NT網(wǎng)上。

（2）車輛管理數(shù)據(jù)庫記錄的設(shè)計(jì)

根據(jù)用戶提供所需數(shù)據(jù)和管理信息來設(shè)計(jì)。這些信息如車型、車號、出入時(shí)間、車輛圖像等。根據(jù)用戶應(yīng)用程序的要求，在考慮更新和查詢管理方便安全以及數(shù)據(jù)庫的大小等綜合因素的條件下，主要設(shè)計(jì)了模塊如入駐企業(yè)車輛管理、臨時(shí)車輛管理、車輛信息查詢與統(tǒng)計(jì)、用戶管理和系統(tǒng)設(shè)置。

（3）車牌識別系統(tǒng)C/S分布數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫管理功能的實(shí)現(xiàn)需要根據(jù)硬件的具體要求，決定是在客戶端還是在服務(wù)器端上實(shí)現(xiàn)。即在分布處理時(shí)考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)荷，來設(shè)計(jì)合理的功能分布。C/S分布數(shù)據(jù)庫管理的結(jié)構(gòu)如下圖：

服務(wù)器的程序?yàn)镸S-SQL SERVER，客戶端查詢和管理程序用VFP開發(fā)，智能車牌自動識別系統(tǒng)（ILPRS）的管理程序用VC開發(fā)。其中智能車牌識別系統(tǒng)（ILPRS）應(yīng)用進(jìn)程中包含有數(shù)據(jù)庫管理的過程，自動管理和與用戶相互管理功能，其管理過程是通過網(wǎng)絡(luò)把所需匹配的車牌數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器上，匹配查詢工作由SQL服務(wù)器完成，ILPRS獲得匹配結(jié)果，系統(tǒng)根據(jù)獲得匹配結(jié)果，進(jìn)行“交互”操作或自動更新數(shù)據(jù)庫。

4.結(jié)束語

文中智能車輛管理信息系統(tǒng)是一個(gè)智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化綜合實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)，包括了數(shù)據(jù)采集、ILPRS技術(shù)和數(shù)據(jù)庫管理等技術(shù)。系統(tǒng)在硬件上包含PC機(jī)、攝像頭、云臺、圖像采集設(shè)備、相應(yīng)的圖像處理軟件。通過綜合保稅區(qū)通關(guān)中心智能車輛管理信息系統(tǒng)的開發(fā)，確保達(dá)到優(yōu)化通關(guān)業(yè)務(wù)流程的效果，切實(shí)降低企業(yè)運(yùn)行成本，節(jié)約關(guān)卡驗(yàn)放人員，提高通關(guān)效率。

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