高速公路自動發卡機防作弊系統的設計與實現

孫少瑾

摘要：本文對自動發卡機作弊現象進行了說明，介紹了一種利用視頻分析技術的自動發卡防作弊系統的解決方案。

關鍵詞：自動發卡機；防作弊；視頻檢測；事件分析

一、概述

近年來，高速公路入口應用了很多自動發卡系統，代替人工發卡，自動發卡機的應用縮短了發卡時間，減少了發卡人員的占用，極大提高了車輛通行效率。但是由于技術的不完備，已經出現了很多利用發卡系統漏洞非法取得通行卡的現象，這些非法的現象造成了通行卡的丟失、非法換卡等現象，給高速公路運營帶來了很大的經濟損失，同時造成不良的社會影響。

為了解決這一現象和問題，本方案設計一種利用視頻分析技術的自動發卡防作弊系統的解決方案，通過視頻分析技術與自動發卡系統結合，記錄與杜絕非法取卡的現象。

二、系統特點

本方案可對以下作弊行為進行分析檢測和記錄

（1）車輛駛入自動發卡車道，按鍵取卡后，未駛入高速公路，攜卡退出車道，造成通行卡流失。

（2）車輛駛入自動發卡車道，按鍵取卡后，倒出車道，在進入車道，反復多次取卡，造成通行卡流失。

（3）當現有取卡感應線圈被金屬物觸發，或出現故障被屏蔽時，按取卡鍵后非法取走通行卡。

（4）通行卡中無法記錄車牌識別信息，在收費站出道口換卡作弊的現象。

三、解決方案

系統設計為四級遠程監控體系結構，如上圖所示。

1）收費稽查系統。收費稽查系統是通過計算機手段實現數據分析處理，實現高速公路收費稽查電子化，達到打擊各種偷逃高速公路通行費違法、違規行為的信息化管理系統。

通過將本方案的視頻分析與事件檢測系統和原有收費稽查系統結合，從而完善對各種偷逃高速公路通行費違法、違規行為的分析。

2）發卡及外設設備控制系統。發卡及外設設備控制系統是現有的無人值守自動發卡系統。

通過將本方案的視頻分析與事件檢測系統相結合，實現更準確的車輛駛入檢測、駛離檢測、車型檢測、車牌識別、視頻記錄、違規行為檢測等功能。

3）車輛識別與事件檢測系統。車輛識別與事件檢測系統是本方案中新建設的系統，該系統通過部署在車道前端的攝像機實時采集車道內的視頻圖像，分析采集的視頻圖像，實現車型檢測、車牌識別、車輛駛入取卡區域檢測、車輛駛離發卡車道檢測、車輛違規倒車檢測、非車輛取卡檢測等功能。

4）視頻存儲系統。視頻存儲系統是本方案中新建設的系統，該系統存儲前端攝像機采集的視頻圖像和系統判定為違法、違規行為事件的錄像片段。

四、系統結構

本系統分為五層結構：

1）視頻采集層。視頻采集成是通過車道前端布設的高清/標清攝像機，實時采集車道內圖像的模塊。

2）車輛行為分析層。車輛行為分析層是通過視頻分析技術，分析車輛牌照、車輛車型、車輛駛入取卡區域、車輛駛離抬桿區域、車輛倒車行為等車輛行為的功能層。

3）作弊行為分析層。作弊行為分析層是通過車輛行為分析層的結果，進行更深層次的分析，實現非法取卡行為分析、攜卡逃離行為分析、多次取卡行為分析、非法倒車行為分析以及取卡車輛備案等功能。

4）存儲層。存儲層是本方案中所涉及的視頻、圖片、事件等內容的存儲功能層。

5）應用功能層。應用功能層是本方案與外部系統、人機交互的接口以及界面層。

五、結束語

利用視頻分析技術的自動發卡防作弊系統，通過視頻分析技術與自動發卡機軟件及管理手段的結合，可以大大打擊利用發卡機作弊的行為，為提高高速公路的自動化服務水平提供有力的技術保障。

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