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基于車牌識別技術(shù)的IC卡及通行費防流失對策研究
作者:張斌 付江成 胡松利 王勇
來源:中國一卡通網(wǎng)
日期:2009-03-09 17:08:07
摘要:高速公路IC卡及通行費流失是困擾公路收費和管理部門多年的問題。本文從我國高速公路管理現(xiàn)狀出發(fā),將車牌識別技術(shù)與IC卡管理思想相聯(lián)系,在不增加硬件投資的前提下,利用現(xiàn)有成熟的車牌識別技術(shù)及數(shù)據(jù)庫同步技術(shù),構(gòu)建一種有效防止IC卡及通行費流失的解決方案。本文詳細介紹了系統(tǒng)實現(xiàn)思想、原理及特點。
0、引言
隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,高速公路通車?yán)锍滩粩嘣黾?,?lián)網(wǎng)范圍和運營管理單位都逐年增多,隨之而來的IC卡、通行費流失問題越來越受到各級高速公路管理者的關(guān)注。從理論上說,高速公路是封閉的,車輛只能從入口領(lǐng)卡進入高速公路,經(jīng)過出口驗卡交費后出高速公路,出口如果發(fā)現(xiàn)通行車輛丟卡,也需要收取卡成本賠償金,通行卡是不應(yīng)該莫名其妙的流失的。但實際情況是隨著高速公路聯(lián)網(wǎng)收費工作的不斷推進,傳統(tǒng)的路段級的收費、監(jiān)控、通信管理受到聯(lián)網(wǎng)收費的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),卡、費流失的多樣化與復(fù)雜性以成為我們多年來未能完全破解的難題。本文結(jié)合我所多年來開發(fā)高速公路收費及相關(guān)管理系統(tǒng)的經(jīng)驗,就高速公路聯(lián)網(wǎng)收費后造成的通行卡、費流失途徑進行了簡單的分析總結(jié),提出一種應(yīng)用車牌自動識別技術(shù)有效防止IC卡及通行費流失的對策,旨在最大限度地堵塞卡、費流失漏洞。
1、現(xiàn)狀及原因
廣東省自2004年底已實現(xiàn)全省范圍高速公路聯(lián)網(wǎng)收費,運營管理單位包括高速公路總公司、各分公司、省公路局下轄各地市公路局等等。在這種情況下,任何一個管理處,收費站出現(xiàn)漏洞都會導(dǎo)致IC卡及通行費的不斷流失。據(jù)統(tǒng)計,去年廣東全省高速公路IC卡流失在10%以上,除IC卡本身的成本給系統(tǒng)運行帶來額外經(jīng)濟負(fù)擔(dān),由此導(dǎo)致的逃費現(xiàn)象也日益突出,另外,大量的卡流失造成整個路網(wǎng)通行卡總數(shù)短缺,個別收費站因IC卡庫存不足已經(jīng)嚴(yán)重影響收費秩序。
經(jīng)多方調(diào)查,通行卡流失原因主要可分為三類有:
一是硬件條件造成卡丟失。由于部分高速公路封閉不嚴(yán),車輛在入口領(lǐng)卡上高速公路,從未封閉的出口出去,把通行卡攜帶走;
二是車輛闖關(guān)造成卡丟失;
三是收費員原因造成卡丟失。部分出口收費員操作不規(guī)范(在出口通過車隊鍵將車輛操作放行)或收費員作弊(私放車輛、私存通行卡等)造成IC卡流失;
四是流通過程中卡丟卡。特別是部分公務(wù)車、軍警及免費車輛,在入口領(lǐng)取通行卡,出口使用公務(wù)卡,現(xiàn)有營運方式無法有效地防止通行卡的流失。
對于前兩種原因造成的卡丟失,主要應(yīng)采取封閉高速公路上除出入口外可能的開放處和加強監(jiān)管力度來解決。本文重點研究后兩種原因造成的卡流失,將車牌與入口發(fā)卡情況相關(guān)聯(lián),在出口收費處增加收發(fā)卡條件判斷,有效減少IC卡流失。
2、系統(tǒng)實現(xiàn)
2.1實現(xiàn)思想
車輛進入高速公路時,車牌識別設(shè)備自動識別車牌信息,確定是否需要發(fā)卡,并從IC卡發(fā)卡機處獲知是否已對該車輛發(fā)卡,若車輛已發(fā)卡,將車輛牌照、IC卡卡號及車輛前景圖片一起存儲到數(shù)據(jù)庫中。車輛到達高速公路出口時,車牌識別設(shè)備自動識別車牌信息,再根據(jù)車牌信息在數(shù)據(jù)庫中查找該車是否已領(lǐng)取IC卡,若有領(lǐng)取IC卡,則通知收費員必須回收IC卡(無論該車輛是否為免費車)。流程如下圖:
入口車道監(jiān)控攝像機實時監(jiān)控收費車道,當(dāng)有車輛進入視頻界面時,識別模塊檢測到圖像的變化,在控制信號作用下高速抓拍車輛前景圖片,通過識別模塊進行運動圖像分割,確定車牌位置并識別車牌,識別結(jié)果回傳至收費計算機。收費計算機根據(jù)車牌信息快速檢索數(shù)據(jù)庫,如果是公務(wù)車或其它不需要繳費的特權(quán)車輛,則直接放行不進行寫卡及發(fā)卡操作。對于正常收費車輛,收費計算機控制寫卡信息并發(fā)卡,同時將發(fā)卡結(jié)果、車牌信息、車輛前景圖片及發(fā)卡的IC卡卡號存儲入正常車輛數(shù)據(jù)庫。寫入本地數(shù)據(jù)庫的信息同步上傳至遠處監(jiān)控中心服務(wù)器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下:
?。?)管理思想創(chuàng)新。國內(nèi)首次將車牌識別技術(shù)與IC卡管理思想相結(jié)合,有效杜絕公務(wù)車、軍警及其它免費車輛入口領(lǐng)取通行卡,出口使用公務(wù)卡而造成的IC卡流失;
?。?)防止收費員作弊。入口已發(fā)卡的車輛,如在出口處收費員作弊不回收IC卡或不收取卡成本賠償金,系統(tǒng)將報警并予以記錄;
?。?)提高寫卡效率。通過聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)庫同步技術(shù),可以根據(jù)情況減少寫入IC卡中的信息,提高IC卡寫卡速度和準(zhǔn)確性;
?。?)縮短服務(wù)時間。通過在入口和出車口車道安裝基于視頻流的車牌識別系統(tǒng),自動高速獲得通過車輛的車牌號,如果是公務(wù)車直接放行,服務(wù)時間大大縮短;
?。?)車牌識別率高,采用圖像高速識別技術(shù),平均每秒識別25幀以上,每車牌識別用時小于600毫秒,識別率90%以上;
?。?)防止不同車輛換卡。入口收費站車輛前景圖片及已發(fā)卡的卡號均在數(shù)據(jù)庫中存儲,出口收費員收回卡時,如果車牌與數(shù)據(jù)庫中記錄的已發(fā)IC卡號不同,系統(tǒng)調(diào)用入口車牌圖像,進行圖像比對,確有問題系統(tǒng)報警并提示收費員處理;
(7)輔助車型識別。本解決方案與我所原有已開發(fā)的基于車牌識別車型系統(tǒng)協(xié)同工作,可以根據(jù)車牌快速提取車型。在不增加硬件投資基礎(chǔ)上,增加車型識別功能。
4、結(jié)語
目前,我國高速公路通行費、IC卡流失嚴(yán)重,特別是“特權(quán)車”逃漏通行費、卡屢禁不止,造成較大經(jīng)濟損失,已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國高速公路的管理水平和服務(wù)質(zhì)量,越來越引起各級政府的重視。本系統(tǒng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施及硬件基礎(chǔ)上,總結(jié)創(chuàng)新一種解決策略,將原有的車牌識別技術(shù)與IC卡管理方案集成,有效減少IC卡及通行收費用流失,明顯提高各部門工作效率。本系統(tǒng)現(xiàn)已在廣東省部分收費站試運行,客戶反應(yīng)良好,將有效的解決困擾公路收費和管理部門多年的高速公路通行費、IC卡流失嚴(yán)重的問題。
隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,高速公路通車?yán)锍滩粩嘣黾?,?lián)網(wǎng)范圍和運營管理單位都逐年增多,隨之而來的IC卡、通行費流失問題越來越受到各級高速公路管理者的關(guān)注。從理論上說,高速公路是封閉的,車輛只能從入口領(lǐng)卡進入高速公路,經(jīng)過出口驗卡交費后出高速公路,出口如果發(fā)現(xiàn)通行車輛丟卡,也需要收取卡成本賠償金,通行卡是不應(yīng)該莫名其妙的流失的。但實際情況是隨著高速公路聯(lián)網(wǎng)收費工作的不斷推進,傳統(tǒng)的路段級的收費、監(jiān)控、通信管理受到聯(lián)網(wǎng)收費的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),卡、費流失的多樣化與復(fù)雜性以成為我們多年來未能完全破解的難題。本文結(jié)合我所多年來開發(fā)高速公路收費及相關(guān)管理系統(tǒng)的經(jīng)驗,就高速公路聯(lián)網(wǎng)收費后造成的通行卡、費流失途徑進行了簡單的分析總結(jié),提出一種應(yīng)用車牌自動識別技術(shù)有效防止IC卡及通行費流失的對策,旨在最大限度地堵塞卡、費流失漏洞。
1、現(xiàn)狀及原因
廣東省自2004年底已實現(xiàn)全省范圍高速公路聯(lián)網(wǎng)收費,運營管理單位包括高速公路總公司、各分公司、省公路局下轄各地市公路局等等。在這種情況下,任何一個管理處,收費站出現(xiàn)漏洞都會導(dǎo)致IC卡及通行費的不斷流失。據(jù)統(tǒng)計,去年廣東全省高速公路IC卡流失在10%以上,除IC卡本身的成本給系統(tǒng)運行帶來額外經(jīng)濟負(fù)擔(dān),由此導(dǎo)致的逃費現(xiàn)象也日益突出,另外,大量的卡流失造成整個路網(wǎng)通行卡總數(shù)短缺,個別收費站因IC卡庫存不足已經(jīng)嚴(yán)重影響收費秩序。
經(jīng)多方調(diào)查,通行卡流失原因主要可分為三類有:
一是硬件條件造成卡丟失。由于部分高速公路封閉不嚴(yán),車輛在入口領(lǐng)卡上高速公路,從未封閉的出口出去,把通行卡攜帶走;
二是車輛闖關(guān)造成卡丟失;
三是收費員原因造成卡丟失。部分出口收費員操作不規(guī)范(在出口通過車隊鍵將車輛操作放行)或收費員作弊(私放車輛、私存通行卡等)造成IC卡流失;
四是流通過程中卡丟卡。特別是部分公務(wù)車、軍警及免費車輛,在入口領(lǐng)取通行卡,出口使用公務(wù)卡,現(xiàn)有營運方式無法有效地防止通行卡的流失。
對于前兩種原因造成的卡丟失,主要應(yīng)采取封閉高速公路上除出入口外可能的開放處和加強監(jiān)管力度來解決。本文重點研究后兩種原因造成的卡流失,將車牌與入口發(fā)卡情況相關(guān)聯(lián),在出口收費處增加收發(fā)卡條件判斷,有效減少IC卡流失。
2、系統(tǒng)實現(xiàn)
2.1實現(xiàn)思想
車輛進入高速公路時,車牌識別設(shè)備自動識別車牌信息,確定是否需要發(fā)卡,并從IC卡發(fā)卡機處獲知是否已對該車輛發(fā)卡,若車輛已發(fā)卡,將車輛牌照、IC卡卡號及車輛前景圖片一起存儲到數(shù)據(jù)庫中。車輛到達高速公路出口時,車牌識別設(shè)備自動識別車牌信息,再根據(jù)車牌信息在數(shù)據(jù)庫中查找該車是否已領(lǐng)取IC卡,若有領(lǐng)取IC卡,則通知收費員必須回收IC卡(無論該車輛是否為免費車)。流程如下圖:
圖1 系統(tǒng)實現(xiàn)流程圖
入口車道監(jiān)控攝像機實時監(jiān)控收費車道,當(dāng)有車輛進入視頻界面時,識別模塊檢測到圖像的變化,在控制信號作用下高速抓拍車輛前景圖片,通過識別模塊進行運動圖像分割,確定車牌位置并識別車牌,識別結(jié)果回傳至收費計算機。收費計算機根據(jù)車牌信息快速檢索數(shù)據(jù)庫,如果是公務(wù)車或其它不需要繳費的特權(quán)車輛,則直接放行不進行寫卡及發(fā)卡操作。對于正常收費車輛,收費計算機控制寫卡信息并發(fā)卡,同時將發(fā)卡結(jié)果、車牌信息、車輛前景圖片及發(fā)卡的IC卡卡號存儲入正常車輛數(shù)據(jù)庫。寫入本地數(shù)據(jù)庫的信息同步上傳至遠處監(jiān)控中心服務(wù)器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下:
圖2 入口模塊原理圖
圖3 出口收費流程
?。?)管理思想創(chuàng)新。國內(nèi)首次將車牌識別技術(shù)與IC卡管理思想相結(jié)合,有效杜絕公務(wù)車、軍警及其它免費車輛入口領(lǐng)取通行卡,出口使用公務(wù)卡而造成的IC卡流失;
?。?)防止收費員作弊。入口已發(fā)卡的車輛,如在出口處收費員作弊不回收IC卡或不收取卡成本賠償金,系統(tǒng)將報警并予以記錄;
?。?)提高寫卡效率。通過聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)庫同步技術(shù),可以根據(jù)情況減少寫入IC卡中的信息,提高IC卡寫卡速度和準(zhǔn)確性;
?。?)縮短服務(wù)時間。通過在入口和出車口車道安裝基于視頻流的車牌識別系統(tǒng),自動高速獲得通過車輛的車牌號,如果是公務(wù)車直接放行,服務(wù)時間大大縮短;
?。?)車牌識別率高,采用圖像高速識別技術(shù),平均每秒識別25幀以上,每車牌識別用時小于600毫秒,識別率90%以上;
?。?)防止不同車輛換卡。入口收費站車輛前景圖片及已發(fā)卡的卡號均在數(shù)據(jù)庫中存儲,出口收費員收回卡時,如果車牌與數(shù)據(jù)庫中記錄的已發(fā)IC卡號不同,系統(tǒng)調(diào)用入口車牌圖像,進行圖像比對,確有問題系統(tǒng)報警并提示收費員處理;
(7)輔助車型識別。本解決方案與我所原有已開發(fā)的基于車牌識別車型系統(tǒng)協(xié)同工作,可以根據(jù)車牌快速提取車型。在不增加硬件投資基礎(chǔ)上,增加車型識別功能。
4、結(jié)語
目前,我國高速公路通行費、IC卡流失嚴(yán)重,特別是“特權(quán)車”逃漏通行費、卡屢禁不止,造成較大經(jīng)濟損失,已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國高速公路的管理水平和服務(wù)質(zhì)量,越來越引起各級政府的重視。本系統(tǒng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施及硬件基礎(chǔ)上,總結(jié)創(chuàng)新一種解決策略,將原有的車牌識別技術(shù)與IC卡管理方案集成,有效減少IC卡及通行收費用流失,明顯提高各部門工作效率。本系統(tǒng)現(xiàn)已在廣東省部分收費站試運行,客戶反應(yīng)良好,將有效的解決困擾公路收費和管理部門多年的高速公路通行費、IC卡流失嚴(yán)重的問題。