ETC車道識別車牌存儲錯位的解決策略研究

李淼

摘 要近年來，交通運輸行業(yè)蓬勃發(fā)展，ETC車道得到了廣泛的使用。這極大的減輕了勞動強度，節(jié)約了大量的成本，但是也出現(xiàn)了大量的超載超限車輛，本文針對這一現(xiàn)象進行了深入的研究。

【關鍵詞】ETC車道 車牌識別 解決方案

ETC系統(tǒng)在高速公路的廣泛應用，確實為人民生活帶來了快捷的通行體驗，大大提升了交通收費站的通行能力和交通服務水平。但是近年來，我國車輛數(shù)量不斷增多，ETC車道的流量逐漸增大，也暴露了一系列的問題，以車輛換卡或換電子標簽方式逃費的現(xiàn)象最為典型。確認逃費需要依靠車牌識別手段，一方面需要識別、對比車牌和卡內車牌，鎖定信息不一致的車輛，另一方面需要人工進行最終的逃票判斷。眾所周知ETC車道是沒有工作人員值守的，所以在實際的車輛通行過程中，識別的車牌與實際的車輛信息不匹配，出此案錯位的現(xiàn)象。因此針對解決錯位問題的研究具有很重要的現(xiàn)實意義。

1 ETC車道探究

1.1 車道布局

車牌錯位現(xiàn)象主要受車道布局中的觸發(fā)線圈和抓拍線圈的影響，按照一般的車道布局設置，觸發(fā)線圈的位置是由天線的位置決定的，而抓拍線圈的位置與攝像機的位置有關。當行駛車輛進入到觸發(fā)線圈，便能立即啟動天線，與電子標簽和CPU卡進行通訊，進行交易。繼續(xù)前進，當車輛駛入抓拍線圈。很明顯，觸發(fā)線圈和抓拍線圈位置的確定參照不同的設備，所以，ETC車道兩個線圈的距離，通常小于2米。

1.2 ETC系統(tǒng)結構分析

如圖1所示。

2 錯位現(xiàn)象分析

從上文車道布局中可知，車輛先經(jīng)過觸發(fā)線圈，在經(jīng)過抓拍線圈，這也決定了進行交易和抓拍車輛的先后順序。因為ETC系統(tǒng)交易記錄采用的是直接傳輸，交易成功后，需要經(jīng)歷儲存、檢索才能上傳，這便造成了車牌識別錯位。此外車輛的交易速度要快于車牌識別儀的處理速度，這也是車牌識別錯位的另一個影響因素。

2.1 系統(tǒng)處理分析

正常情況下，車輛經(jīng)過觸發(fā)線圈，啟動天線，搜尋區(qū)域內的電子標簽，進行交易，交易中會觸發(fā)抓拍事件。交易完成后，正確識別車牌發(fā)生在交易記錄信息儲存之前。

大部分異常情況是由于識別車牌信息提前造成的。第一種情況，當前車輛在觸發(fā)抓拍之前完成了交易，車牌識別儀沒有識別出車輛，而交易信息已經(jīng)被系統(tǒng)儲存。車輛繼續(xù)前進觸發(fā)抓拍，識別儀開始運行，將車牌信息傳送至系統(tǒng)，保存在內存變量中。下一輛車一旦在觸發(fā)抓拍之前完成了交易，此時內存中上一輛車的信息會存儲到當前車輛的交易記錄中，最終造成了車牌錯位。持續(xù)下去會造成連續(xù)的識別車牌錯位。第二種情況，當上一輛車誤闖入車道倒出時，車牌會被識別并儲存，上述過程又會發(fā)生，造成車牌識別錯位。

2.2 觸發(fā)線圈和抓拍線圈的相對位置

綜上所述，避免車牌識別錯誤，就要保證車輛在完成交易前觸發(fā)抓拍，所以車輛經(jīng)過觸發(fā)和抓拍線圈的時長要符合下面的關系：

t=L/v （1）

T：車輛經(jīng)過觸發(fā)和抓拍線圈的時長

L：觸發(fā)線圈和抓拍線圈之間的距離

v：車輛的行駛速度

根據(jù)ETC車道布局的設置，兩個線圈之間的距離大都大于2m，以臨界值2m計算。線圈設計寬度一般為1m。所以觸發(fā)線圈和抓拍線圈之間的距離為3m，即L=3m。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，超過百分之九十的車輛成功交易保持在300ms，帶入公式（1），可得行駛速度為36Km/h。所以車輛通過ETC車道的行駛速度低于36Km/h，必定造成識別車牌錯位。

3 解決方案研究

3.1 硬件設備調整

3.1.1 可以將抓拍線圈調整到觸發(fā)線圈之前

因為車牌識別錯位的就是抓拍線圈在觸發(fā)線圈之后造成的。所以可以將車牌識別的過程向前調整，與觸發(fā)天線開啟同步進行。本文踢到過車牌識別處理需要的時間稍長，大部分的車牌識別時長大于300ms，但是大部分車輛的交易時間要小于300ms，所以此種方案不能徹底解決ETC車道識別車牌錯位的現(xiàn)象。

3.1.2 可以縮短觸發(fā)線圈和抓拍線圈的間距

根據(jù)關系式（1）的變形公式：L=vt，假設最慢速度為20Km/h，因為大部分車輛的交易時間在300ms內，可以計算得出，L=1.65m。所以觸發(fā)線圈和抓拍線圈的間距最短可以為0.65m。這和第一種方法雖然可以避免車輛識別錯位，但是此種方案，需要調整設備間距和攝像頭的焦距，會耗費大量的花費，不建議采用。

3.2 軟件優(yōu)化升級

在對錯位現(xiàn)象分析的中提到車牌識別處理時間較長是造成識別車牌錯位的關鍵原因，可以改變ETC記錄信息從本地直接傳輸服務器的方式，采用信息記錄中轉傳輸方式，在中轉文件的過程中拉長記錄上傳時間，從而避免識別車牌錯位的現(xiàn)象。基本流程如下：

不管車牌識別儀的處理過程和交易記錄儲存過程的時間順序，交易信息都會被既定的格式儲存到本地的中轉文件中。在此之前，上一條中轉文件的交易信息會被轉存到傳輸文件內等待上傳，中轉文件中上一條信息將被清除，等待當前車輛本地交易記錄的上傳。

基于交易記錄在中轉文件中暫存的情況，在車牌識別儀識別車牌完成，并傳送到系統(tǒng)后，系統(tǒng)需要對中轉文件進行判斷，若中轉文件內有記錄信息，但是記錄信息顯示車牌信息完整，說明識別車牌過程出現(xiàn)在交易過程之前，識別車牌已經(jīng)完成在記錄中的儲存，反之信息為空，說明交易發(fā)生在車牌識別過程，出現(xiàn)車牌識別錯位，需要把車牌信息更新為當前車牌。

4 結語

本文基于現(xiàn)在ETC車道布局和系統(tǒng)結構的基本情況，通過車牌識別錯位這一問題的研究，為解決車牌識別錯位提出了兩項解決方案，從實際角度出發(fā)，通過硬件的調整來解決問題的方法不太可行，所以不建議采取此類方法。而通過系統(tǒng)軟件的優(yōu)化升級和調試改進，為提高車牌識別成功率有很大的幫助，基本上可以滿足稽查需求。希望對ETC車道識別車牌存儲錯位的解決有所幫助。

參考文獻

[1]李楠，陳波，韓海韋.基于機器視覺的車道標志線檢測研究[J].東南大學學報（英文版），2004.

[2]楊耿，段作義.ETC多車道自由流路徑標識站探析[J].中國交通信息化，2015.

作者單位

唐山市交通運輸局 河北省唐山市 063000