0 背景
隨著高速公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，國(guó)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(diǎn)出行到另外一點(diǎn)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(shí)別成為一個(gè)迫切需要解決的難題。高速公路多義性路徑識(shí)別所以受到社會(huì)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(fèi)用通行費(fèi)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(shí)別需求產(chǎn)生的根本原因。由于各路段投資主體不同，對(duì)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(hù)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(shí)別的精度，解決費(fèi)用拆分模糊的問題。
目前國(guó)內(nèi)解決路徑識(shí)別問題主要思路通過技術(shù)措施試圖在現(xiàn)場(chǎng)精確識(shí)別出車輛行駛的路徑，直接解決收費(fèi)和拆分問題。技術(shù)措施通常包括：標(biāo)識(shí)站法、車牌識(shí)別法、標(biāo)簽識(shí)別法、RFID射頻標(biāo)識(shí)法等。本文主要結(jié)合筆者參與的國(guó)內(nèi)某省路徑識(shí)別解決方案的設(shè)計(jì)工作，闡述基于高清車牌識(shí)別的路徑識(shí)別解決方案，包括車牌識(shí)別解決方案的原理、技術(shù)實(shí)施方案、主要設(shè)備要求、路徑構(gòu)建實(shí)現(xiàn)等。
1 車牌識(shí)別解決方案的原理
識(shí)別的基本思路是識(shí)別出路網(wǎng)中每一車輛的實(shí)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(shí)方法識(shí)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(shí)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(dòng)識(shí)別技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)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(shí)別系統(tǒng)(或者人工輸入車牌)，在路網(wǎng)內(nèi)關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置主線車牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，將識(shí)別出的通過車輛的車牌信息上傳上級(jí)系統(tǒng)；在車輛出口時(shí)，通過系統(tǒng)查詢?cè)撥囍型就ㄟ^關(guān)鍵點(diǎn)的車牌記錄，將入口、出口、路段三種車牌信息比對(duì)，判定車輛實(shí)際行駛的路線，收取車輛通行費(fèi)，并以此作為拆分通行費(fèi)結(jié)算依據(jù)。
具體實(shí)施即在在高速公路網(wǎng)內(nèi)存在二義性路徑兩點(diǎn)之間的路徑斷面上設(shè)立門架，在門架上安裝車牌識(shí)別設(shè)備，攝像機(jī)結(jié)合實(shí)際車道數(shù)進(jìn)行布設(shè)，車牌識(shí)別器自動(dòng)識(shí)別來往車輛的牌照號(hào)碼，車牌識(shí)別管理軟件實(shí)時(shí)采集各車牌識(shí)別器的識(shí)別結(jié)果（時(shí)間、站點(diǎn)和車牌號(hào)等）和圖片并保存在本地服務(wù)器，傳輸軟件將識(shí)別結(jié)果上傳到省聯(lián)網(wǎng)中心，收費(fèi)軟件則依據(jù)車牌識(shí)別結(jié)果信息計(jì)算費(fèi)額。
2 技術(shù)實(shí)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(shí)別設(shè)備，雙向四~六車道共采用4臺(tái)攝像機(jī)，每方向設(shè)置兩臺(tái)采用熱備方式工作，布設(shè)在龍門架上。另外為了提高識(shí)別精度及夜間行車舒適度，在攝像機(jī)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(jī)、UPS、配電箱、防雷器等。前端圖像設(shè)備主要是固定在護(hù)罩內(nèi)的攝像機(jī)、鏡頭和補(bǔ)光燈。高清車牌識(shí)別處理設(shè)備安裝在遠(yuǎn)端的收費(fèi)站內(nèi)。高清攝像機(jī)與AC/DC模塊安裝在護(hù)罩里，護(hù)罩安裝在車道路面的上方，圖像的中心點(diǎn)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(jī)周圍，水平間距0.1米，分別指向三條車道攝像機(jī)視野覆蓋的區(qū)域。
高清攝像機(jī)通過100M網(wǎng)絡(luò)口傳出JPEG圖像幀，信號(hào)通過交換機(jī)+光纖方式傳輸?shù)骄徒召M(fèi)站，上傳圖像幀數(shù)據(jù)通過高清車牌識(shí)別處理設(shè)備處理后，識(shí)別結(jié)果保存到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)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(fèi)時(shí)根據(jù)上傳出入口信息及識(shí)別的車牌信息構(gòu)建路徑信息。
同時(shí)需要設(shè)置一些輔助設(shè)施包括金鹵燈、室外機(jī)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(jī)熱備的方式，提高車牌信息抓拍的準(zhǔn)確率，進(jìn)而提高車牌信息的識(shí)別率和穩(wěn)定性。
2.2車牌識(shí)別點(diǎn)設(shè)置位置選擇
車牌識(shí)別點(diǎn)的設(shè)置位置主要重點(diǎn)考慮以下因素：
（1）每個(gè)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(diǎn)盡量靠近收費(fèi)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(diǎn)處單向盡量不超過3個(gè)車道，節(jié)約投資成本；
（4）攝像機(jī)視角前方500m左右宜為直線段；
2.3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)
（1）前端龍門架設(shè)計(jì)
? 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(jì)。
（2）前端圖像采集
? 采用300萬像素高清攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)2~3個(gè)車道的全覆蓋；
? 采用抱箍安裝在龍門架的橫桿上；
? 夜間補(bǔ)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(jī)箱內(nèi)。
（3）信號(hào)傳輸
? 龍門架旁邊設(shè)置控制機(jī)箱，內(nèi)部設(shè)置交換機(jī)等設(shè)備；
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