汽车牌识别器在高速公路收费系统中应用

本文以GW—PR—9902T 型汽车牌识别器为例，提出了汽车牌识别在高速公路收费系统中的一种新的应用方案。该应用方案的主要要点是：1)牌照识别自成相对独立的系统；2)利用牌照识别可实现高速公路收费中的多项功能。

一、牌照识别在高速公路收费中的功能
汽车牌照自动识别器与收费系统联接，可以实现以下功能：
1、防止车辆倒卡、换卡
保证通行车辆与通行卡的一一对应，防止由于倒卡、换卡造成的通行费流失和通行卡流失；
2、车型辅助分类
由于汽车牌照号与车型关系的唯一性，当系统中积累了大量的车牌与车型信息时，可以依据此系统进行车型预分类，当一辆车通过收费口时，如果该车在数据库中有记录，收费管理系统则可根据汽车牌照号查出该车的车型，并与收费员输入的车型进行对比，可起到辅助核查的作用。
3、免费车、军警车的管理
建立免费车辆牌照数据库，只有进行数据库的车辆才能免费放行。杜绝“人情车”和借免费车舞弊逃费。免费车包括军车，警车、公务车及特殊车辆；
4、黑名单车稽查
黑名单车辆包括公安通缉的车辆、有冲卡记录的车辆、欠费车辆及其它有前科的车辆；
5、实现免费车辆不停车收费
实现90％以上军警车、公务车和本地持“年卡”或“月卡”车辆的不停车自动放行；
6、取代车道监控设备
提供车道的实时监控图像，并具有字符叠加和静态图像叠加功能。
7、车辆管理统计
汽车牌照自动识别使得系统对车辆的管理可以精确到每个车辆，从而使得系统的管理水平发生质的改变。

二、系统结构：
1、概述
从目前国内已安装牌照识别的十几条高速公路的应用情况看，要想使牌照识别系统真正发挥作用，必须将牌照识别的应用管理从车道机中相对独立出来，而由单独的工作站在监控室专门处理，理由如下：
1)、牌照识别应用功能的充分实现涉及到较为复杂的过程，包括数据库实时检索查询、牌照号的各种比对方式和策略、牌照图像自动匹配比对、基于牌照号的车型分类等，这些处理如果放到车道机中，会大大增加车道收费软件的复杂性，给收费系统软件提供商的软件设计造成很大麻烦；
2)、收费系统软件提供商一般比较习惯传统的收费管理方式，而牌照识别的应用是一个新的东西，他们对如何应用好牌照识别系统的理解还不太深入，所以最终实现的效果很难像车道收费软件一样完善和理想；
3)、由于牌照识别的应用是一个新的东西，它的应用方案远没有形成一个标准的模式，目前来看，一次设计不可能将所有功能考虑全面，有些功能甚至是在系统应用中不断提出的， 因此其应用软件需要在实际运行中不断修正、完善和补充。而如果将它放在车道收费软件中，这种修正修正、完善和补充是非常不方便的甚至是不可能的，因为车道收费软件是不可能方便改动的，他会直接影响收费的进行，而且收费车道软件交工验收后，软件商一般是不会再愿意免费改车道软件的。
4) 牌照识别系统的一些重要应用(如辅助车型分类)需要较高的计算机配置，如果放在车道机必然要求提高车道机配置，系统造价就会有较大增加。而相比较如放在监控室，一个站仅需要一台较高配置的工作站就可以了，系统造价要低，系统设计也合理。
2、与车道软件相对独立的牌照识别系统结构
1)结构示意图：（略）
2)各个组成设备的功能：
车道机
完成传统的收费功能；
汽车牌照识别器
．通过串口送识别结果给车道机，通过局域网送静态图和牌照二值化图给车道机；
．通过同轴电缆送动态视频信号(字符叠加和静态图象叠加)给电视墙；
．通过局域网送静态图。牌照二值化图、识别结果给牌照识别管理工作站；
牌照识别管理工作站
．实时处理出口处通过车辆的出人口的牌照信息，给出车辆是否倒换卡、车型是否降档、是否公免车辆或是否黑名单车辆的判断，并实时通知车道机；
．基于牌照号的车辆统计管
．车型辅助分类；
．牌照识别应用功能的扩展；
．照识别器状态监视、软件升运行维护。
3)工作流程
入口
车道机接收来自牌照识别器的牌照号、牌照二值化图、静态图像，并将牌照号和牌照二值化图写入IC中，静态图像上传监控工作站；
出口
工作过程：
牌照识别器将牌照号、牌照二值化图和静态图通过局域网上传牌照识别处理工作站。牌照识别器通过局域网送静态图、牌照二值化图给车道机。牌照识别器通过串口送牌照号识别结果给车道机；
出口车道机接收来自牌照识别器的牌照号、牌照二值化图、静态图像，并从IC中读出入口处的牌照号和牌照二值化图，读出的人口牌照号、牌照二值化图、入口号、人口时间和入口车型分类通过局域网上传牌照识别处理工作站，字符叠加信息传给牌照识别器；
牌照识别管理工作站收到出口车到机发来的入口牌照号、牌照二值化图、入口号、入口时间和入口车型分类信息后，进行有关牌照号应用的处理，并立即通过局域网向车道机发送判断结果代码(包括正常、非法免费、黑名单，车型降档、换卡等)。
处理时间分析：
由于牌照识别器是在车辆停下交费之前处理和向牌照识别管理工作站发送数据的，在车道机刷卡时，数据就已上传完毕。所以这个传输时间是不需要车道机等待的。
车道机和牌照识别管理工作站以消息的方式交换数据，数据量加在一起不超过1K字节(是牌照二值化图占主要，约280字节)，按10M 的局域网速度，数据传输的时间是小于100微秒。再保守些，数据传输的时间也不超过l毫秒。所以数据传输时间在应用中可以忽略。
剩下就是牌照识别管理工作站的处理时间，由于照识别管理工作站配置较高，它的处理时间要小于在车道机中完成同样工作的时间。
所以将牌照管理处理的任务放在工作站上并不会造成收费时间的延长。

三、防止车辆换卡的处理流程
该流程出发点是尽可能减少人工干预量(1％左右)。

四、系统对牌照识别器的要求
1、整牌识别率的要求整牌识别率≥90％；
2、接口要求
①串口
②网口
③模拟视频输出口
④状态输出口
3、模拟视频输出要求
①视场要求：视场宽度 车牌长度=5.5-6；
②动态图象中叠加静态图象；
③具有字符叠加功能。
4、处理时间
T≤750ms
5、供电要求：
220±l0％V、单相、可靠接地。