基于車(chē)牌識(shí)別技術(shù)的IC卡及通行費(fèi)防流失對(duì)策研究

文章出處：http://www.fang1.net 作者：張斌 付江成 胡松利 王勇   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年09月27日

    0、引言

    隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路通車(chē)?yán)锍滩粩嘣黾?，?lián)網(wǎng)范圍和運(yùn)營(yíng)管理單位都逐年增多，隨之而來(lái)的IC卡、通行費(fèi)流失問(wèn)題越來(lái)越受到各級(jí)高速公路管理者的關(guān)注。從理論上說(shuō)，高速公路是封閉的，車(chē)輛只能從入口領(lǐng)卡進(jìn)入高速公路，經(jīng)過(guò)出口驗(yàn)卡交費(fèi)后出高速公路，出口如果發(fā)現(xiàn)通行車(chē)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(shí)際情況是隨著高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)工作的不斷推進(jìn)，傳統(tǒng)的路段級(jí)的收費(fèi)、監(jiān)控、通信管理受到聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，卡、費(fèi)流失的多樣化與復(fù)雜性以成為我們多年來(lái)未能完全破解的難題。本文結(jié)合我所多年來(lái)開(kāi)發(fā)高速公路收費(fèi)及相關(guān)管理系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，就高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)后造成的通行卡、費(fèi)流失途徑進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析總結(jié)，提出一種應(yīng)用車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)有效防止IC卡及通行費(fèi)流失的對(duì)策，旨在最大限度地堵塞卡、費(fèi)流失漏洞。

    1、現(xiàn)狀及原因

    廣東省自2004年底已實(shí)現(xiàn)全省范圍高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，運(yùn)營(yíng)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(gè)管理處，收費(fèi)站出現(xiàn)漏洞都會(huì)導(dǎo)致IC卡及通行費(fèi)的不斷流失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(yùn)行帶來(lái)額外經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，由此導(dǎo)致的逃費(fèi)現(xiàn)象也日益突出，另外，大量的卡流失造成整個(gè)路網(wǎng)通行卡總數(shù)短缺，個(gè)別收費(fèi)站因IC卡庫(kù)存不足已經(jīng)嚴(yán)重影響收費(fèi)秩序。

    經(jīng)多方調(diào)查，通行卡流失原因主要可分為三類(lèi)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(chē)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(chē)輛闖關(guān)造成卡丟失；

    三是收費(fèi)員原因造成卡丟失。部分出口收費(fèi)員操作不規(guī)范（在出口通過(guò)車(chē)隊(duì)鍵將車(chē)輛操作放行）或收費(fèi)員作弊（私放車(chē)輛、私存通行卡等）造成IC卡流失；

    四是流通過(guò)程中卡丟卡。特別是部分公務(wù)車(chē)、軍警及免費(fèi)車(chē)輛，在入口領(lǐng)取通行卡，出口使用公務(wù)卡，現(xiàn)有營(yíng)運(yùn)方式無(wú)法有效地防止通行卡的流失。

    對(duì)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(kāi)放處和加強(qiáng)監(jiān)管力度來(lái)解決。本文重點(diǎn)研究后兩種原因造成的卡流失，將車(chē)牌與入口發(fā)卡情況相關(guān)聯(lián)，在出口收費(fèi)處增加收發(fā)卡條件判斷，有效減少I(mǎi)C卡流失。

    2、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

    2.1實(shí)現(xiàn)思想

    車(chē)輛進(jìn)入高速公路時(shí)，車(chē)牌識(shí)別設(shè)備自動(dòng)識(shí)別車(chē)牌信息，確定是否需要發(fā)卡，并從IC卡發(fā)卡機(jī)處獲知是否已對(duì)該車(chē)輛發(fā)卡，若車(chē)輛已發(fā)卡，將車(chē)輛牌照、IC卡卡號(hào)及車(chē)輛前景圖片一起存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。車(chē)輛到達(dá)高速公路出口時(shí)，車(chē)牌識(shí)別設(shè)備自動(dòng)識(shí)別車(chē)牌信息，再根據(jù)車(chē)牌信息在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找該車(chē)是否已領(lǐng)取IC卡，若有領(lǐng)取IC卡，則通知收費(fèi)員必須回收IC卡（無(wú)論該車(chē)輛是否為免費(fèi)車(chē)）。流程如下圖： 

圖1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程圖

    2.2實(shí)現(xiàn)原理

    入口車(chē)道監(jiān)控?cái)z像機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控收費(fèi)車(chē)道，當(dāng)有車(chē)輛進(jìn)入視頻界面時(shí)，識(shí)別模塊檢測(cè)到圖像的變化，在控制信號(hào)作用下高速抓拍車(chē)輛前景圖片，通過(guò)識(shí)別模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)圖像分割，確定車(chē)牌位置并識(shí)別車(chē)牌，識(shí)別結(jié)果回傳至收費(fèi)計(jì)算機(jī)。收費(fèi)計(jì)算機(jī)根據(jù)車(chē)牌信息快速檢索數(shù)據(jù)庫(kù)，如果是公務(wù)車(chē)或其它不需要繳費(fèi)的特權(quán)車(chē)輛，則直接放行不進(jìn)行寫(xiě)卡及發(fā)卡操作。對(duì)于正常收費(fèi)車(chē)輛，收費(fèi)計(jì)算機(jī)控制寫(xiě)卡信息并發(fā)卡，同時(shí)將發(fā)卡結(jié)果、車(chē)牌信息、車(chē)輛前景圖片及發(fā)卡的IC卡卡號(hào)存儲(chǔ)入正常車(chē)輛數(shù)據(jù)庫(kù)。寫(xiě)入本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的信息同步上傳至遠(yuǎn)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

    出口處同樣安裝車(chē)道監(jiān)控?cái)z像機(jī)，進(jìn)行車(chē)牌車(chē)型識(shí)別。根據(jù)識(shí)別到的車(chē)牌檢索數(shù)據(jù)庫(kù)，如果數(shù)據(jù)庫(kù)中沒(méi)有存儲(chǔ)該車(chē)牌的相關(guān)信息，則由收費(fèi)員人工識(shí)別車(chē)牌、車(chē)型，確定是否收回IC卡，進(jìn)行打印發(fā)票收費(fèi)或直接放行等操作；否則根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的是否已發(fā)卡的信息，確定是否收回IC卡，并放行車(chē)輛。 

圖3 出口收費(fèi)流程

    3、系統(tǒng)特點(diǎn)

    （1）管理思想創(chuàng)新。國(guó)內(nèi)首次將車(chē)牌識(shí)別技術(shù)與IC卡管理思想相結(jié)合，有效杜絕公務(wù)車(chē)、軍警及其它免費(fèi)車(chē)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； 

    （2）防止收費(fèi)員作弊。入口已發(fā)卡的車(chē)輛，如在出口處收費(fèi)員作弊不回收IC卡或不收取卡成本賠償金，系統(tǒng)將報(bào)警并予以記錄； 

    （3）提高寫(xiě)卡效率。通過(guò)聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)同步技術(shù)，可以根據(jù)情況減少寫(xiě)入IC卡中的信息，提高IC卡寫(xiě)卡速度和準(zhǔn)確性； 

    （4）縮短服務(wù)時(shí)間。通過(guò)在入口和出車(chē)口車(chē)道安裝基于視頻流的車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)，自動(dòng)高速獲得通過(guò)車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)，如果是公務(wù)車(chē)直接放行，服務(wù)時(shí)間大大縮短； 

    （5）車(chē)牌識(shí)別率高，采用圖像高速識(shí)別技術(shù)，平均每秒識(shí)別25幀以上，每車(chē)牌識(shí)別用時(shí)小于600毫秒，識(shí)別率90%以上； 

    （6）防止不同車(chē)輛換卡。入口收費(fèi)站車(chē)輛前景圖片及已發(fā)卡的卡號(hào)均在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)，出口收費(fèi)員收回卡時(shí)，如果車(chē)牌與數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的已發(fā)IC卡號(hào)不同，系統(tǒng)調(diào)用入口車(chē)牌圖像，進(jìn)行圖像比對(duì)，確有問(wèn)題系統(tǒng)報(bào)警并提示收費(fèi)員處理； 

    （7）輔助車(chē)型識(shí)別。本解決方案與我所原有已開(kāi)發(fā)的基于車(chē)牌識(shí)別車(chē)型系統(tǒng)協(xié)同工作，可以根據(jù)車(chē)牌快速提取車(chē)型。在不增加硬件投資基礎(chǔ)上，增加車(chē)型識(shí)別功能。

    4、結(jié)語(yǔ)

    目前，我國(guó)高速公路通行費(fèi)、IC卡流失嚴(yán)重，特別是“特權(quán)車(chē)”逃漏通行費(fèi)、卡屢禁不止，造成較大經(jīng)濟(jì)損失，已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國(guó)高速公路的管理水平和服務(wù)質(zhì)量，越來(lái)越引起各級(jí)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(chē)牌識(shí)別技術(shù)與IC卡管理方案集成，有效減少I(mǎi)C卡及通行收費(fèi)用流失，明顯提高各部門(mén)工作效率。本系統(tǒng)現(xiàn)已在廣東省部分收費(fèi)站試運(yùn)行，客戶(hù)反應(yīng)良好，將有效的解決困擾公路收費(fèi)和管理部門(mén)多年的高速公路通行費(fèi)、IC卡流失嚴(yán)重的問(wèn)題。
 
    （廣東省電子技術(shù)研究所  張斌 付江成 胡松利 王勇 ）