發布日期：2022-05-25 點擊率：52
0 背景
隨著高速公路建設的迅猛發展，國內很多省份高速公路逐漸向網狀結構發展，從同一點出行到另外一點的路徑不止一條，高速公路建設和管理開始關注高速公路多義性路徑問題，其精確識別成為一個迫切需要解決的難題。高速公路多義性路徑識別所以受到社會關注，與高速公路發展、交通管理需求、提高服務水平以及費用通行費用拆分有關系。
高速公路網狀發展和各路段投資主體構成復雜是多義性路徑識別需求產生的根本原因。由于各路段投資主體不同，對于因多義性路徑導致不能精確拆分的問題較為敏感，為了維護各投資主體的合法權益，必然要求采用技術手段提高多義性路徑識別的精度，解決費用拆分模糊的問題。
目前國內解決路徑識別問題主要思路通過技術措施試圖在現場精確識別出車輛行駛的路徑，直接解決收費和拆分問題。技術措施通常包括：標識站法、車牌識別法、標簽識別法、RFID射頻標識法等。本文主要結合筆者參與的國內某省路徑識別解決方案的設計工作，闡述基于高清車牌識別的路徑識別解決方案，包括車牌識別解決方案的原理、技術實施方案、主要設備要求、路徑構建實現等。
1 車牌識別解決方案的原理
識別的基本思路是識別出路網中每一車輛的實際行駛路徑，避免路網中出現行駛路徑的歧義，從而解決路網中多路徑問題。通過標識方法識別車輛行駛路徑的基本原理是通過一些手段采集車輛行駛路徑信息，確認車輛行駛路徑。車輛的行駛路徑信息主要包括出口、入口、路段等三種信息，只要三種信息齊全，路徑就可以惟一確定。
車牌識別法的核心是利用高速公路上行駛車輛的車牌具有唯一性的特征，依賴車牌自動識別技術以及網絡實時傳輸技術的良好應用，在所有高速公路的入口、出口設置車牌識別系統(或者人工輸入車牌)，在路網內關鍵點設置主線車牌自動識別系統，將識別出的通過車輛的車牌信息上傳上級系統；在車輛出口時，通過系統查詢該車中途通過關鍵點的車牌記錄，將入口、出口、路段三種車牌信息比對，判定車輛實際行駛的路線，收取車輛通行費，并以此作為拆分通行費結算依據。
具體實施即在在高速公路網內存在二義性路徑兩點之間的路徑斷面上設立門架，在門架上安裝車牌識別設備，攝像機結合實際車道數進行布設，車牌識別器自動識別來往車輛的牌照號碼，車牌識別管理軟件實時采集各車牌識別器的識別結果（時間、站點和車牌號等）和圖片并保存在本地服務器，傳輸軟件將識別結果上傳到省聯網中心，收費軟件則依據車牌識別結果信息計算費額。
2 技術實施方案
2.1系統構成
在主線路段合適位置設置龍門架，龍門架上安裝300萬像素車牌識別設備，雙向四~六車道共采用4臺攝像機，每方向設置兩臺采用熱備方式工作，布設在龍門架上。另外為了提高識別精度及夜間行車舒適度，在攝像機安裝龍門架上安裝金鹵燈一套，另外在該龍門架前方25米再增設一套龍門架，該龍門架安裝金鹵燈一套/車道。
龍門架路側安裝設備柜內一套，內放置交換機、UPS、配電箱、防雷器等。前端圖像設備主要是固定在護罩內的攝像機、鏡頭和補光燈。高清車牌識別處理設備安裝在遠端的收費站內。高清攝像機與AC/DC模塊安裝在護罩里，護罩安裝在車道路面的上方，圖像的中心點與龍門架的水平距離為35米。三只高亮LED輔助光源安裝在高清攝像機周圍，水平間距0.1米，分別指向三條車道攝像機視野覆蓋的區域。
高清攝像機通過100M網絡口傳出JPEG圖像幀，信號通過交換機+光纖方式傳輸到就近收費站，上傳圖像幀數據通過高清車牌識別處理設備處理后，識別結果保存到后臺數據庫服務器，并通過通信系統傳到省中心，省中心結算通行費時根據上傳出入口信息及識別的車牌信息構建路徑信息。
同時需要設置一些輔助設施包括金鹵燈、室外機柜、配電箱、防雷器、雙絞線、單模光纜、電纜等。該方案每車道采用雙機熱備的方式，提高車牌信息抓拍的準確率，進而提高車牌信息的識別率和穩定性。
2.2車牌識別點設置位置選擇
車牌識別點的設置位置主要重點考慮以下因素：
?。?）每個環路的每條路段設1處；
?。?）在路段上設置龍門架的地點盡量靠近收費站或者服務區，便于保證電源與數據傳輸；
?。?）龍門架的地點處單向盡量不超過3個車道，節約投資成本；
?。?）攝像機視角前方500m左右宜為直線段；
2.3 設計要點
?。?）前端龍門架設計
? 高度6.5米-8.5米；
? 預留可安裝圖像采集前端設備的橫桿，橫桿直徑不少于60毫米；
? 電源、傳輸上架；
? 需要防雷設計。
?。?）前端圖像采集
? 采用300萬像素高清攝像機，實現2~3個車道的全覆蓋；
? 采用抱箍安裝在龍門架的橫桿上；
? 夜間補光燈按照1道1套的方式安裝在同一橫桿上；
? 利用5類網絡線將數據傳輸到龍門架附近的控制機箱內。
?。?）信號傳輸
? 龍門架旁邊設置控制機箱，內部設置交換機等設備；
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