淺談車牌自動識別系統在高速公路收費中的應用

隨著我國高速公路的迅速發展，尤其是高速公路聯網收費范圍的不斷擴大，通行車輛越來越多，為提升高速公路的通行效率，遏止逃費、舞弊行為，在收費系統中應用車牌識別技術成為必然。其作用是減少車輛通行時間，減輕收費員的操作負擔，提高收費員的工作效率，增強路網的通行能力，提升收費系統技術水平、遏止通行卡流失、換卡、逃費、舞弊等現象發生，降低人為因素影響，改善高速公路服務質量、提高收費站通行能力和路網營運管理水平。

車牌號碼是汽車的唯一“身份”，采用車牌識別技術可以自動記錄汽車車牌號碼，通過網絡在高速進出口處對車輛進行識別、對比、查出作弊車輛。徹底解決高速路上換卡、換牌以及內部營私舞弊問題，減少了通行費的流失、提高了工作效率，使進出收費站車輛的通行速度得到較大改善。

一、系統設計思路

為了遏止不同車輛之間的換卡、卡流失、收費員利用車種或降檔車型進行營私舞弊，建立車輛牌照識別系統能夠確定車輛的唯一“身份”，并在路網內任何一個出入口進行跟蹤識別，將有效遏制換卡、倒卡現象，在保護公路所有者利益的同時也可有效地提升高速公路聯網收費管理水平。

車牌自動識別系統在入口收費車道自動識別車牌，收費系統將車牌號碼信息、車牌照二值化圖像及車輛通過的站名、車道號、時間、車輛類別、車型等信息寫入通行卡中，并將這些信息及車牌圖片上傳至收費系統中心數據庫。當車輛車輛到達出口時，系統再次檢測、拍照、識別車牌號碼，出口車道控制主機將識別結果與通行卡中的車牌號碼及車牌照二值化圖像進行進行比對，自動判斷該通行車輛是否有偷換通行卡和偷換車牌的舞弊行為，打擊和威懾逃費行為的發生，減少車輛通行費的損失，減少收費員的工作強度。

二、系統結構

如圖1所示，車牌識別系統由車輛檢測識別單元、高清車牌識別一體機、輔助設備、網絡傳輸部分及收費系統，實現對通行車輛信息的采集、傳輸、分析、處理與集中管理。

1、車輛識別檢測單元

系統采用技術比較成熟的地感線圈檢測方式探測車輛的有無。車輛檢測器與高清抓拍攝像機通信采用開關信號方式，當車輛通過地感線圈檢測區時，車輛檢測器通過電磁感應獲取車輛信號并觸發攝像機對車進行抓拍。

車輛檢測單元主要有地感線圈、車輛檢測器等設備組成。

2、高清車牌識別一體機

此部分主要包括圖像處理模塊和車牌識別模塊。高清車牌識別一體機內部集成了車牌識別軟硬件，可獨立完成圖像抓拍、車牌自動識別獲取功能，減少了計算機的運算量，增加了系統處理能力。

產品特點：

車輛捕獲率高

采用獨特的視頻檢測技術，有效檢測車輛，車輛捕獲率高；且不受攝像機抖動、陰影及天氣的影響。

車牌識別準確率高

從硬/軟件多方面采取有效措施提高車牌識別率，在實際使用中車牌識別準確率達到用戶要求。

環境及光照適應能力高

采用了工業級器件，產品出廠前進行高/低溫等老化測試，具有良好的高/低溫、雨、雪、高濕防護能力。

3、輔助設備

置于外場一體機輔助設備，包括：高清鏡頭、閃光燈、防護罩和立桿等

4、網絡傳輸部分

此部分主要由網絡交換機以及傳輸網絡組成，完成數據信息的傳遞、交互，能夠把高清攝像機圖像和數據傳輸到車道工控機及管理系統。

5、收費系統

在入口車道收費系統將車牌識別系統結果寫入通行卡中。在出口車道收費系統將車牌識別系統結果跟通行卡內的車牌數據進行比對，匹配，收費放行，不匹配，系統調用通行卡內車牌照二值化圖像，進行圖像比對，確有問題及時處理，有效防止換卡現象的發生。

四、系統應用

在安裝車牌識別系統后，收費系統增加了以下的應用。

1、免費車管理

在收費系統中，免費車是指按國家規定不需要繳納通行費的車輛（如軍、警車）。而軍警車的牌照具有不同于其他車牌照的特征（牌照的底板為白色），在出入口車道可以實現對軍警車車牌照顏色的識別，自動判斷和記錄，不發卡，欄桿自動抬起，車輛通行。

2、公務車管理

公務車與其他收費車輛的區別，是每輛公務車配有公務卡，而判斷公務卡是不是本車使用的依據就是車牌照。如果公務車的車牌照是由人工進行核對，那么由于人工核對受客觀條件的限制和收費員責任心不強等原因，公務卡就有被其他車輛使用的可能，從而造成通行費的流失。

3、黑名單管理

將一些違章、肇事、沖卡、通緝、逃逸的車輛牌照寫入黑名單。在出入口車道對通行的每輛車都進行識別核對，對列入黑名單的車輛進行報警處理。

該系統具有如下功能：

1、車輛檢測功能

采用視頻檢測模式，車牌識別系統進行實時逐幀檢測，當車輛進入收費車道內的視頻檢測區域后，進行抓拍和車牌識別，并輸出識別結果。

2、車牌識別功能

識別符合“GA36-92”（92式牌照）和“GA36.1-2001”（02式牌照）標準的民用車牌照和04式新軍車牌照與07式新武警車牌照的漢字、字母、數字、顏色等信息。車牌識別范圍為國內目前正在使用的各式汽車牌照（包括雙層牌、農用牌、軍/警牌等）。

3、二值化車牌圖像輸出功能

車牌識別系統對車輛號牌進行識別的同時可提供車牌二值化圖，將車牌識別結果、車牌圖片上傳到收費車道控制機，收費系統將車牌信息和車牌的二值化圖像寫入通行卡，作為出口車道比對車牌號碼的依據。

五、系統配置

高清車牌識別一體機是一款集圖像抓拍、識別處理于一體的智能高清攝像機，非常適用于此系統。內部集成了工業級 CCD和高速處理芯片，可獨立完成圖像采集、圖像處理等功能，通過以太網接口交換機發送給車道控制機。增強了系統處理能力，使得系統擴展非常方便，結構清晰簡潔。

六.結束語

本系統解決方案能夠實現對每一輛車的車牌進行自動識別、對比、報警，通過智能化識別處理，提高收費工作效率。隨著系統的不斷完善，在進一步完善現有系統和應用的基礎上，拓展車牌自動識別技術在高速公路運營管理上的應用。隨著信息技術的不斷發展，相信車牌自動識別技術等新的信息技術會更多的應用于高速公路管理領域，更有利于提高道路的運營管理水平及服務水平。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國交通部，汽車號牌視頻自動識別系統，JT/T604-2004

[2] 中華人民共和國交通部，公路收費車道圖像抓拍與數字化規程，JT/T605-2004

[3] 高速公路叢書編委會，高速公路運營管理，人民交通出版社，1999

作者簡介： 張靖（1976- ），男，本科、2005年畢業于西安電子科技大學，現任職于溫州大橋管理處。