0 背景
隨著高速公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)很多省份高速公路逐漸向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)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(shè)和管理開始關(guān)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(guān)注，與高速公路發(fā)展、交通管理需求、提高服務(wù)水平以及費用通行費用拆分有關(guān)系。
高速公路網(wǎng)狀發(fā)展和各路段投資主體構(gòu)成復(fù)雜是多義性路徑識別需求產(chǎn)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(dǎo)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(quán)益，必然要求采用技術(shù)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(nèi)解決路徑識別問題主要思路通過技術(shù)措施試圖在現(xiàn)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(shù)措施通常包括：標(biāo)識站法、車牌識別法、標(biāo)簽識別法、RFID射頻標(biāo)識法等。本文主要結(jié)合筆者參與的國內(nèi)某省路徑識別解決方案的設(shè)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(shù)實施方案、主要設(shè)備要求、路徑構(gòu)建實現(xiàn)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(wǎng)中每一車輛的實際行駛路徑，避免路網(wǎng)中出現(xiàn)行駛路徑的歧義，從而解決路網(wǎng)中多路徑問題。通過標(biāo)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(rèn)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(shù)以及網(wǎng)絡(luò)實時傳輸技術(shù)的良好應(yīng)用，在所有高速公路的入口、出口設(shè)置車牌識別系統(tǒng)(或者人工輸入車牌)，在路網(wǎng)內(nèi)關(guān)鍵點設(shè)置主線車牌自動識別系統(tǒng)，將識別出的通過車輛的車牌信息上傳上級系統(tǒng)；在車輛出口時，通過系統(tǒng)查詢該車中途通過關(guān)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(jié)算依據(jù)。
具體實施即在在高速公路網(wǎng)內(nèi)存在二義性路徑兩點之間的路徑斷面上設(shè)立門架，在門架上安裝車牌識別設(shè)備，攝像機結(jié)合實際車道數(shù)進行布設(shè)，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(jié)果（時間、站點和車牌號等）和圖片并保存在本地服務(wù)器，傳輸軟件將識別結(jié)果上傳到省聯(lián)網(wǎng)中心，收費軟件則依據(jù)車牌識別結(jié)果信息計算費額。
2 技術(shù)實施方案
2.1系統(tǒng)構(gòu)成
在主線路段合適位置設(shè)置龍門架，龍門架上安裝300萬像素車牌識別設(shè)備，雙向四~六車道共采用4臺攝像機，每方向設(shè)置兩臺采用熱備方式工作，布設(shè)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(shè)一套龍門架，該龍門架安裝金鹵燈一套/車道。
龍門架路側(cè)安裝設(shè)備柜內(nèi)一套，內(nèi)放置交換機、UPS、配電箱、防雷器等。前端圖像設(shè)備主要是固定在護罩內(nèi)的攝像機、鏡頭和補光燈。高清車牌識別處理設(shè)備安裝在遠(yuǎn)端的收費站內(nèi)。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(qū)域。
高清攝像機通過100M網(wǎng)絡(luò)口傳出JPEG圖像幀，信號通過交換機+光纖方式傳輸?shù)骄徒召M站，上傳圖像幀數(shù)據(jù)通過高清車牌識別處理設(shè)備處理后，識別結(jié)果保存到后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，并通過通信系統(tǒng)傳到省中心，省中心結(jié)算通行費時根據(jù)上傳出入口信息及識別的車牌信息構(gòu)建路徑信息。
同時需要設(shè)置一些輔助設(shè)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(zhǔn)確率，進而提高車牌信息的識別率和穩(wěn)定性。
2.2車牌識別點設(shè)置位置選擇
車牌識別點的設(shè)置位置主要重點考慮以下因素：
（1）每個環(huán)路的每條路段設(shè)1處；
（2）在路段上設(shè)置龍門架的地點盡量靠近收費站或者服務(wù)區(qū)，便于保證電源與數(shù)據(jù)傳輸；
（3）龍門架的地點處單向盡量不超過3個車道，節(jié)約投資成本；
（4）攝像機視角前方500m左右宜為直線段；
2.3 設(shè)計要點
（1）前端龍門架設(shè)計
? 高度6.5米-8.5米；
? 預(yù)留可安裝圖像采集前端設(shè)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(shè)計。
（2）前端圖像采集
? 采用300萬像素高清攝像機，實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)烬堥T架附近的控制機箱內(nèi)。
（3）信號傳輸
? 龍門架旁邊設(shè)置控制機箱，內(nèi)部設(shè)置交換機等設(shè)備；
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