高速公路车辆路径识别系统

1、高速公路网车辆路径识别系统方案建议书一、概述31.1需求分析31.2高清车牌识别系统解决方案41.3系统扩展功能4二、系统设计63. 1系统规划63.2多路径车辆识别监测系统73. 2. 1点位设计83. 2.2系统构成83.3车辆超速全程监控系统103. 3. 1点位设计113. 3.2系统构成12一、概述11需求分析目前在髙速公路路径识别的主要技术方法有标识法、车牌照识别法、最短路 径法、布瑞尔交通分配法、出口确认法、路网平衡法、最大概率法、协商法、抽 样调查法等等。国比较实用的有标识站法和车牌照识别法。1. 标识站法标识站识别方法是依据精确识别原理，准确识别车辆的实际行驶路径，标识 站法

2、可分为停车式和不停车两种。在本文中重点对停车式标识站进行分析，以下 提到的标识站均为“停车式标识站”。在需要设置标识站的地方设置几条带收费岛的车道，前方设标志说明，收费 车道上安装费接触式IC卡读写设备，司机通过此路段时，需将IC卡在读写天线的 规定距离划过，自动栏杆开启、车辆通行，记录该标识站信息。标识站还需要设 置摄像机（对冲卡车辆进行抓拍）、雾灯等安全设施。该标识站的设立实际上上 相当于主线收费站的建设，由收费亭、带IC卡读写器的计算机、自动栏杆、（摄 像机）、雾灯、通行灯以及通行系统组成。路径的识别主要依靠写入通行卡的标 识站编码，由出口根据入口、标识站信息自动计算车辆行驶路径。由于标

3、识站识别方法是依据精确识别原理，准确识别车辆的实际行驶路径， 因此，标识站识别方法识别的精度较高。标识站的主要缺点是车辆每次经过标识 站时必须停车，导致行车速度降低，降低了高速公路的服务水平，与联网收费的 精神直接想违背，对社会形象也是一种极大的损害。2. 车牌照识别技术随着图像识别技术的发展，也可应用车牌照识别”技术进行多路径的识别。 即髙速公路出、入口设置车牌照抓拍系统，在路网关键点设置车牌照抓拍系统， 摄取通过车辆牌照。车牌照实质上也是一种相对精确的标识方法，可以在很大程度上解决路径识 别的问题。基于视频车牌照识别技术的车辆识别系统不需要降低行车速度，保证 高速公路的服务水平。良好的视频

4、车牌识别系统能够保证较高的车牌识别率，可 以满足高速公路车辆路径识别的需要。1. 2高清车牌识别系统解决方案本系统基于VROAD HDR高清视频综合检测器，利用单台高清摄像机可同时实 现单台设备同时提供车牌识别、交通事件检测、交通数据采集、行为记录、高清 电视监控五大功能。该系统采用CCD高清摄像机和全高清视频触发的多车道车牌 识别技术，不需要在路面上切割线圈，尤其适合在高速公路上使用。先进的LED 智能补光技术能够保证该系统不受夜间影响，满足国家GA-T 497-2009标准。在路段车流量大，大型车、超限车比重高，大型车运行速度低，而且长期占 用超车道现象普遍，小型车受压制，整体处于低速运行

5、状态，无法发挥其髙速公 路的正常服务功能。此外，京石、京沪等高速部分路段路面破损状况日趋严重， 养护维护任务日趋繁重，施工作业点逐年增加，大大降低了这些髙速公路的通行 能力和服务水平。服务水平的降低增加了不规运行的行车行为。利用硬路肩超车 现象普遍，诱发和导致交通安全事故呈不断上升趋势，其安全、快速的运输、保 畅能力开始下降，并逐渐影响到社会经济领域的健康发展。利用VROAD HDR的车 牌识别、交通事件检测、车辆行为检测功能，本车辆路径识别系统还可提供下列 扩展功能：13系统扩展功能髙速公路主线路段卡口记录、超速检测及预警功能设在高速主线路段、主线收费站前2KM（根据需要可以调整），通过全天

6、候监 控路面过往车辆，获取通行车辆的信息。系统根据所拍摄的图像信息进行车牌、 车型等特征信息的自动识别，完成对、被盗抢、嫌疑车辆的记录和信息传输，通 过就近的各高速公路收费站旁的警务工作站将信息送入全省髙速公路警务信息 系统，通过信息平台软件实现卡口信息入库、区间超速检测、盗抢等黑车辆报警， 以及对高速公路主线警务工作站发布的到达车辆的提前预警。卡口预警及髙速公路出口拦截功能出省高速公路主线收费站和各高速公路收费站出口车道设置车道专用装置 完成车辆前部髙清晰图像抓拍、车牌识别、卡口拦截，通过全天候监控车道过往 每一辆车辆，获取通行车辆的详细信息。系统根据所拍摄的图像信息进行车牌、 车型等特征信

7、息的自动识别，完成对、被盗抢、嫌疑车辆的比对确认、声光报警, 收费站每车道设置抓拍机，同样对车辆信息进行比对，如果与预警信息一致则进 行拦截处理。并通过LED显示屏告知当事人事实及相关处罚决定。全部车辆区间测速功能在主线路段道路安装多处车辆卡口检测装置，通过记录一辆车通过一定距离 相邻两处检测装置的时间差，依据车辆前部牌照识别信息，实时传输到总队监控 中心或者各监控指挥分中心，通过专门的区间测速软件自动判断车辆在此区间是 否超速，并自动生成旅程轨迹和超速区段地图，提供符合公安部非现场标准要求 的地点照片序列，供交通处罚后平台客户端使用。设置原则：长大平直路段连续间隔1KM设置；长下坡路段及限速

8、路段间隔500H 设置，隧道出入口各设置1处，事故黑点等事故常发地段根据需要加密设置。特殊的交通行为检测、异常交通事件检测和交通量测量功能利用高清数字摄像机覆盖面大，单个摄像机可以同时检测3条车道的特点， 特殊的交通行为检测，如大货车长期占有小车道行驶、车辆跨实线行驶、车辆走 紧急车道等行为；同时系统进行异常交通事件检测和交通量测量，交通事件检测 的容包括精确到每条车道的交通事故、车辆停驶、车辆逆行、交通拥堵等行为， 交通量检测可以提供按照车道统计的车流量、地点平均速度、时间占有率等基础 交通信息。系统综合建设成本性价比高，可靠性高、较为成熟，后期维护方便简单，非 常适用高速交警的投资、管理模

9、式：前述的介绍充分说明本系统具有初期综合建 设成本低、功能强大、性能优异、维护操作方便的特点，其检测主机均采用成熟 的Linux嵌入式系统设计，采用工业级硬件平台成熟稳定，而且设备均具有自诊断远程管理的功能，具备自维、托管的基础。二、系统设计3.1系统规划本系统由前端系统、传输系统.中心综合应用和管理系统组成。前端系统包括安装在外场的图像采集设备，补光系统,HDR视频检测器（也 可放入中心）；中心综合应用和管理系统包括数据库服务器、各种应用服务器、 存储设备等；前端系统与中心系统通过传输系统连接。声光报警设备I光纤通信网系统结构图高速公路现场安装照片作为多路径车辆识别功能的扩展，本系统还可实现

10、车辆超速全程监控、智能 卡口预警拦截、交通综合监测的功能，能够对行驶在该路段的车辆行为进行管理, 降低交通事故的发生概率，减少交通事故损失。3. 2多路径车辆识别监测系统随着髙速公路联网收费网络规模的扩大，两点之间车辆行驶的多路径识别问 题成为联网收费及网络费用清分模式中迫切需要解决的问题，且随着一次行驶距 离变长，交费金额较多的情况下，一些不法车户就采用倒换通行卡以达到少交费 的目的。在封闭式的收费系统环境下，车辆通过路网时，已经具备了两项信息一 出口信息和入口信息。对于路径识别来说，路径是由出口、入口、路段信息共同 组成，只要三种信息齐全，路径就可以唯一确定。因此，只需要在路网中会产生 歧

11、义的路段设立标识，获取车辆行驶的标识信息，就可以根据出入口信息、标识 信息（可能有多个）识别出任意车辆的准确行驶路径。基于射频标签识别技术的路径识别系统存在一旦标签与路侧的标识站之间 的通讯通道被遮档，那么标识站就无法将信息写入标签中，收费站只能按最短路 径收费（例如将标签放入金属盒子中）的问题，因此并不能真正的解决路径识别 问题。基于HDR髙清视频检测器的多路径车辆识别监测系统通过在收费站出入口附 近、互通立交桥及二义性路段安装高清卡口设备，获取车辆号牌信息，从而得到 车辆的行驶路径，有效解决了路径识别这一难题。同时，在服务区出入口建设智能车辆识别系统（见3. 4节），可以为多路径车 辆识别

12、检测系统提供数据补充。3. 2. 1点位设计根据需要，本系统高清车辆标示点点位有收费站、互通立交、服务区等三类。充分利用各主线站和主要城市收费站现有车牌识别系统的资源，将上述收费 站的车牌数据接入本系统；在未建设车牌识别系统的收费站，建设基于高清视频的车牌识别系统，该系 统利用单台高清CCD摄像机可实现最多3个车道的车牌识别，一般在每个收费站出 入口匝道各设置1套即可；可根据需要在高速公路服务区出入口安装高清车牌识别系统，对进出服务区 的车辆进行管理，对车辆套牌、倒卡逃费现象进行管理。在重点路段可根据需要增设路段车牌识别点，对过往车辆进行标识。上述标识点的数据存储入全省统一的车辆信息数据库，由

13、管理中心生成车辆 行驶轨迹信息，当车辆驶离髙速公路时，收费站根据车辆行驶轨迹进行收费，有 效遏制车辆逃费现象。3. 2.2系统构成多路径车辆识别监测系统可模拟髙速公路各车辆行驶路线，确定其行驶路 径。系统结构图如下：互通立交工业以人网 （环网）数据库服务任询终端综合应用服务超道打印机高速公路出入口3. 3车辆超速全程监控系统从2003年开始，全国高速公路陆续启用超速电子监控系统，加大对超速违章 行为的查处力度，在一定程度上降低了交通事故的发生率。现有的高速公路超速监控系统不能有效的判定超速行为，因为现有的测速手 段多是测定瞬时速度，超速车可以在测速区减速，过了测速区又超速；系统功能 单一，未能

14、实现所采集信息（特别是视频图像资源）的充分利用：自动化程度低, 主要靠人工分析图像，实时性差，耗费大量人力等。由于区间测速比定点测速更科学更精确地对超速进行实时监控和抓拍，近几 年，国道路建设区间测速系统的呼声越来越高，并且，区间测速正在写入下一版 本的超速执法国家标准。高速公路区间测速是指在高速公路的主线上设置覆盖道路所有车道（含路肩 的紧急行车道）的断面车辆检测系统，利用车牌自动识别技术采集每个断面的车 辆通行信息，如车辆牌号、通过时间、车辆特写及全景图片等，用这些信息进行 超速判定、犯罪车辆检测、实时动态交通信息统计工作等，便能对其原有超速执 法系统的功能进行弥补和提升，主要表现在以下方

15、面：应用车牌识别技术以后，所有经过检测断面的车辆都会被识别并抓拍下 来，根据相邻两检测断面上识别的车牌号可以精确测定同一辆车在两断面问的路 段上的区间车速，最有效的遏制超速现象。利用同一套设备，还可以开展对不按 道行驶等交通行为的监测。打击髙速公路涉车犯罪。犯罪车辆通过多个检测断面时，除了根据识别出 的车牌号和黑库比对辨识出犯罪车辆外，还能指出车辆的行驶路径，对公安部门 抓获犯罪车辆有很大意义。对查辑被盗抢机动车、肇事逃逸车、套牌车成效显著。实时采集动态交通信息。传统的高速公路监控系统无法得到路段旅行时间 等实时交通信息。另一方面与髙速公路的安全运行密切相关的那些交通事件的图 像往往淹没在海量的正常图像里未能被H前的人工观察图像方式及时识别，监控 系统并未发挥预想的作用，更不能及时将与这些交通事件相关的路网信息及时告 知社会公众（特别是交通出行者）。安装车牌识别系统以后，交通信息采集的实时 性大为提髙，通过网络可以及时提供相关管理部门，也可以