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智慧城市中高速公路收费站无感知通行解决方案研究

2018-02-01宋高雁杨玉柱

智能建筑与智慧城市 2018年1期
关键词:车牌收费站高清

宋高雁,杨玉柱

(中国联通济南市分公司)

1 引言

随着互联网技术的发展,物联网、大数据、云计算等技术正在改变着智慧城市的管理及服务模式。目前高速公路收费站出入口通行效率已经成为高速收费管理及群众关心的热点问题,特别是在节假日出入口通行慢造成车辆拥堵的现象时有发生。手工取卡、人工收费等服务模式已经不适应智慧城市的要求了,而 ETC 方式由于需要预存及绑定银行卡办理等原因,用户使用占比也不超过40%。随着车牌识别及支付宝、微信支付等技术的发展使高速出入口不停车收费成为可能。

2 高速公路目前出入口通行中存在的问题

2.1 取卡困难

手工取通行卡时,需要车与通行卡按钮距离非常近,很多司机难以掌握技巧造成车辆与卡口路基刮擦、距离太长拿不到卡、误踩油门等现象时有发生。在济南北收费站中将取卡按钮突出了2CM 左右,同时出卡时有个机械手将卡送出,算是解决了取卡问题,但还是从跟本上解决不了出入口通行效率问题。

2.2 人工收费问题

在车辆到达终站出口时,人工收费窗口需要司机递交通行卡,核算费用,打印发票,找零钱等复杂的程序,每辆车大约需要 1 min的时间才能完成收费,容易造成车辆拥堵。

2.3 ETC 识别率

高速 ETC 卡的使用在一额上程度上解决了通行及收费问题,但由于 ETC 卡需要办理预存及与银行卡绑定等原因导致 ETC 用户占比并不是很高,目前 ETC卡的使用率在 40%左右,并且 ETC 识别率也存在一定的问题,有时车辆需要反复后退及前进才能识别出来。

2.4 车辆违法监管

由于高速通行收费系统车辆识别与公安交警系统没有联网,因此对于车辆套牌、无牌、违法运输等现象不能很好的监管。

3 高速公路出入口无感知通行解决方案

3.1 高清车牌识别

车牌识别系统(Vehicle License Plate Recognition,VLPR) 是计算机视频图像识别技术在车辆牌照识别中的一种应用。高清车牌识别系统由车辆检测单元、高清图像采集识别处理单元及通讯单元组成。实现对通行车辆信息的采集、传输、分析、处理与集中管理。车牌识别技术要求能够将运动中的汽车牌照从复杂背景中提取并识别出来,通过车牌提取、图像预处理、特征提取、车牌字符识别等技术,识别车辆牌号、颜色等信息,目前最新的技术水平为字母和数字的识别率可达到 99.7%,汉字的识别率可达到 99%。目前车辆识别系统不仅可以识别车牌,还可以对车型及车辆特征、驾乘人员进行精准识别[1]。

高速公路出入口通过收费站闸口摄像机改造实现车辆车牌自动识别,识别后自动分配虚拟通行卡号,并自动开启闸机放行。高清车牌识别系统主要包括地磁检测单元、高清图像采集单元、收费接口单元、通信单元等组成。车辆检测单元主要为地感线圈、车辆检测器等设备组成。一般情况下,线圈触发沿安装在距收费亭边 300mm 的地方,正好在收费窗口下。车辆检测器与高清抓拍摄像机之间采用 IO 控制线方式通信,当车辆通过检测区域时,车辆检测器获取信号并触发摄像机进行过车抓拍[2]。高清图像采集单元主要包括抓拍单元、补光单元和立柱单元等装置,智能高清摄像机内部集成了工业级逐行扫描 CCD 和高速DSP 芯片,可独立完成整个图像抓拍、车牌识别获取等功能。收费接口单元按照统一协议提供一个标准的输入输出接口,将识别结果传输给车道控制机。通讯单元完成数据信息的传输与交换。主要由交换机以及传输链路组成,完成数据信息的传递、交互。

高清车牌识别原理如图1 ,高清图像采集及识别处理单元如图2所示:

3.2 自动收费

司机通过微机公众号或手机 APP 与支付宝、微信支付关联后确认自动扣费功能,到出口时车牌识别查询扣费后放行,目前山东高速、齐鲁高速等实现了微信、支付宝扫码技术等服务,但仍需要手工打开支付宝客户端扫描二维码,只是解决了无现金技术问题,从跟本上也解决不了通行效率问题。

图1 高清车牌识别原理

图2 高清图像采集及识别处理单元

3.3 大数据分析

车牌识别后可以记录识别辆车的起点及终点的日期时间,结合道路监控等数据实现车辆通行大数据分析。

3.4 车辆违法监控

通过收费站系统与公安交警系统的联网实现车辆的后台比对,对套牌车辆、无牌车辆、其它违法车辆、可疑犯罪人员实现智能化分析并实时报警。

4 高速公路出入口无感知通行方案特点

4.1 系统升级简单

车辆识别后自动生成虚拟卡号,对原有系统只需要做对很小的改动即可完成系统的升级功能,对原有系统功能没有任何影响。

4.2 实现快速通行

通过车辆识别及自动支付手段,结合快速 闸机改造,可使每辆车的通行时间控制在10s以内,极大地改善出入口通行效率。

4.3 改善用户体验

实现快速通行后可在很大程度上改善用户体验,结合大数据分析可以与旅游、酒店等合作,实现驾驶人员的精准化服务。

4.4 节省人力成本

采用车辆识别不停车通行及自动收费后每个收费站将会减少 50%以上的值班人员,可有效地降低各收费站的人力成本。

5 高速公路出入口无感知通行方案优点

开发高速公路手机 APP 及微信公众号,基本功能为车辆与驾驶人员支付宝及微信支付实现绑定功能,用户确认后可实现自动扣费功能,同时可以扩展其它增值服务。

5.1 绑定扣费

车牌与驾驶人员支付宝或微信支付绑定后实现出口自动扣费。

5.2 车辆服务

与交警部门及保险公司、汽车 4S 店等平台合作,实现车辆保险、年审、保养、购车、维修、二手车等增值服务。

5.3 大数据分析

通过大数据分析及目的地出口数据等信息自动推送车主相关的城市生活导航信息。

5.4 服务区服务

下载 APP 后可以享受服务区免费WIFI、加油、购物、餐饮、住宿等优惠内容。

6 后记

随着国内消费互联网向产业互联网的发展,如何运用新技术打造新产业,改善用户感知、提高服务能力及经营效益成为智慧城市高度关注的内容,在交通运输行业铁路通过网上购票选座、网上换乘、网上支付、自助售票机、人像识别入站等措施大大提高了人们乘车的体验感知,高速通行在这方面还有待于进一步通过新技术提高人们的通行效率。

[1]潘国辉(西刹子). 智能高清视频监控原理精解与最佳实践[M]. 北京:清华大学出版社,2014(06).

[2]熊璋.智慧城市[M]. 北京:科学出版社,2017(07).

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