基于5.8GHz DSRC技术的小区车辆安全与收费管理解决方案

武汉海发科技有限公司基于 5.8GHz DSRC 技术的小区车辆安全与收费管理解决方案前言基于 5.8G DSRC 技术的小区车辆安全与收费管理系统解决方案运用成熟的电子不停车收费（ETC）技术进行车辆远程自动识别（AVI） ，实现了车辆及驾驶员双重认证的全面安全管理，具有防盗、方便、快捷及一卡多用的使用特点。第一章 车辆管理系统设计方案2.1 系统简介基于 5.8G DSRC 技术的小区车辆安全与收费管理系统是针对封闭小区车辆管理特点和需求，结合我司在智能交通系统领域内积累的多年经验而提出的一套集智能化、信息化于一身的车辆安全控制管理解决方案。该系统主要采用先进的单片式电子标签作为车辆身份识别装置，通过车载电子标签标识车辆身份，辅以车牌自动识别技术，使拥有电子标签的车辆不仅可不停车出入小区各个车辆卡口，也具有很强的安保管理功能。同时，系统也利用先进的计算机处理技术和科学的管理手段，构建一个成熟、全面的车辆后台管理平台，为各类车辆提供不同的管理和安保服务，实现车辆的统一、规范、安全地管理。其系统主要的功能特点包括：1、 具备方便、快捷的通行能力，对进出停车场的车辆进行分类识别。2、 兼具车辆不停车通行和停车刷卡通行两种车辆处理方式。3、 车载电子标签一般安装在车辆内后视镜的背后，具有防拆卸功能，防止将电子标签卸换到其他车辆使用。4、 支持电子标签不停车进出：系统具有类似高速公路 ETC 车道的功能，装有电子标签的车辆可以自动识别，不停车进出。内部车辆按规定每年在管理部门办理审核登记后，可以在通过不停车智能道闸时由电子设备自动审核身份，免停车进出，外来车辆，可设置其按限定时间段是否不停车进出。5、 电子标签读写距离根据学校环境设置为 6 米，可根据实际需要调整。6、 使用方便：驾驶员驾驶安装有电子标签的车辆通过道闸时，不需要停车，只需要降低车辆速度即可通过，通过时速可达 10Km/h。7、 系统具有有效的核查功能，确保每辆车的合法身份，能自动识别车辆车牌，管理人员可按照车辆车牌查询车辆进出停车场的车辆通行图像。8、 停车用户分三类：1. 月卡、季卡或年卡，按限定时间内免费停车，选装了电子标签的车辆远支持距离放。2. 冲值卡进行冲值，按次或时长进行计价扣除，支持远距离识别计价扣费并不停车通行方式，如果充值卡上余额不足则不远距离放行，需停车缴纳费用后才放行。3. 每次在票箱内取临时卡，出去时进行缴费放行。9、 可灵活设置收费标准，远距离卡支持免费通行/月票方式/ 不停车收费方式，临时卡采用停车免费/缴费方式。可根据车辆分类对不同分类的车辆按时段使用不同的收费标准。10、 具有中文显示功能，全中文显示时间、卡有效期、储值卡余额、收费信息以及停车场的相关信息。11、 具有语音提示功能，提示欢迎词、读卡、收费、有效期等相关信息，误操作或非法操作做出相应提示。12、 具备防砸车功能，车在道闸下，闸杆不下落，车辆离开后，闸杆自动下落。13、 具备图像对比功能，对固定用户车辆对比车辆登记的原始图像和入出场图像，对临时来校车辆对比车辆入场和出场时的图像，可进行人工对比和干预。14、 具有较强的车辆安全管理，及防盗能力。可脱机或联机使用，任何情况均可记录进出行车信息，当网络断开，处开脱机状态时，系统可单机正常运行，数据保存在车道计算机本地，网络联通，数据自动恢复并上传至管理中心。15、 系统以联网方式运行，车辆登记授权、卡片发行、通行记录查询、收费汇总报表及详细报表都可由小区的车辆管理部门操作。16、 系统具有很高的稳定性，保证系统在长期、频繁的使用情况下能正常运作。2.3 系统结构在本车辆管理系统主要由两大部分组成：出入口控制（通道）子系统和管理中心子系统。其中，车辆后台管理子系统可接入多个出入口控制子系统，具有良好的扩展性能，有利于今后车辆管理系统的升级和车道的扩充。使用手持机为业主和固定车辆发行电子标签和通行卡片，可负担小区的车辆管理、卡片发行、统计、系统设置管理、通行记录查询等功能。2.3 出入口控制子系统出入口控制子系统主要由车道天线、栏杆机、摄像机、车道控制器、读卡机、车辆感应线圈等几部分组成。其系统软件的功能主要包括：对车辆道闸控制的控制、通行车辆身份的验证、对通行车辆的通行图像抓拍、道闸参数管理等。收费工控机栏杆机 摄像机 天线车道控制器室内读卡器立式读卡器地感L E D 显示牌入口车道光纤至管理中心出口车道（ 同入口设备 ）图 2-2：车道设备连接结构图2.3.1 车道布局设计本车辆管理系统的车道设备主要包括有：车道天线、栏杆机、摄像机、车道控制机（设于值班室） 、室内读卡机（设于值班室） 、入口自动发卡机、出口室外刷卡机、车辆检测器、地感应线圈等组成。其车道设备布局如图 2-2 所示：图 2-3：车道平面布局示意图2.3.2 系统功能出入口控制子系统的主要功能主要包括： 能够独立控制道闸，具备车辆的防砸车功能，车辆过杆的自动落闸； 支持控制键盘手动控制道闸的升降，手动控制道闸升降作为车道特殊事件处理，同时各次手动控制会产生相应的手动记录并与抓拍图像对应； 支持一车一卡功能； 可读取电子标签内的信息以识别内部授权车辆和外来非授权车辆； 持授权“电子标签”的车辆可不停车通过出入口； 支持使用 IC 卡作为车辆出入凭证，刷 IC 卡通行； 支持进出车辆的图像和基本信息对比功能； 具备多个出入口管理的联网功能，便于以后扩展使用； 实时显示停车场出入场车的记录和入场未出场的记录，入场并出场的记录自动记入历史记录； 支持误操作及丢卡等特殊情况的处理。 入出口车道具有独立工作能力，网络故障时通行数据自动存入本地数据库。网络故障排除后，能自动将未上传数据和图片发送至后台管理系统。其中，该系统还具有以下四大特色功能模块：车辆身份验证、车辆身份识别、车辆通行模式、特殊事件处理。2.3.2.1 车辆身份验证在本车辆管理系统中，车辆身份验证的方式分为：（1） 电子标签：对于持授权电子标签的车辆可以不停车处理的方式实现对车辆身份的验证；（2） IC 卡：仅持 IC 卡的车辆则可通过常用刷卡方式，验证其车辆的身份。图 2-4：电子标签外观示意图在车辆类型方面，可划分为以下两类：（1） 内部授权车：内部授权车指在管理系统已做登记，配有电子标签，该类车辆通过出入口时可享用快速的不停车处理服务；（2） 外来授权车：对于外来授权车辆，主要采取自动发卡和人工发卡的方式授予其通行权限，并且系统会记录相关通行信息。2.3.2.2 车辆身份识别小区车辆管理部门建立车辆信息库，将车辆车牌、车辆原始图像、电子标签的电子串号等资料登记在管理中心系统中，方便车辆身份认证。当安装有电子标签的登记车辆进入微波通讯区域后，电子标签即被“唤醒”并与微波天线建立通讯链路，核对密码确认身份后，天线读取电子标签内的车牌、车型和其他身份 ID 信息；未安装有电子标签的车辆，车主刷卡也可实现身份识别。本系统支持视频识别车牌号码功能，在车辆进入车道时识别到车牌号码，并显示在软件界面上，所识别的车牌号码与车辆通行记录一并保存，供以后查询使用。车辆离开校区时，可将车牌号码与通行卡所登记的车牌号码对比，将不相符的车辆提醒值班人员检查。2.3.2.3 车辆通行模式本系统可以支持多种车辆通行模式，包括： 普通模式 特殊车辆在普通通行模式下，车辆经过道闸时，停车刷卡，所识别的卡片是合法卡片时，栏杆自动抬起、车道通行信号灯设置为绿色、拍摄车辆通行图像、拍摄车牌图像、车辆通过后自动放下栏杆，对于外来车辆，则采用发放临时卡的方式管理，并在进出时自动拍摄和记录车辆和通行信息。对于特殊车辆（如临时来访的高层领导专车） ，可由执勤人员紧急抬杆放行，车辆通过时拍摄车辆图像并与通行记录一并保存，车辆通过后系统自动降栏杆。2.3.2.4 特殊事件处理本系统中，特殊事件的处理内容包括：1、紧急车辆（如军警车、救护车）在入口不需领卡，可手动起杆放行。2、对于闯关车（冲关车），系统作相应记录。3、出现通行卡损坏（物理损坏）时，通过卡号查询入口信息进行响应识别。4、在出口出现抓拍图像不符、车牌不符的情况时，系统进行拦截，由现场负责人员处理。5、在紧急情况下可以由管理中心直接控制各出入口车道的开闭。6、当某出入车道无法发放或读取通行卡时，可采取发纸券并立即通知管理中心，再由管理中心通知其它出入口根据纸券放行。2.3.2.5 图像对比本软件支持建立固定用户车辆的图片库，在车辆进入出口刷卡后，自动调出车辆原始图像、进入入口时抓拍的图像与出口图像一并显示在屏幕上，供值班人员检查核对。因为电子标签不可自行拆卸移装到其他车辆，默认配置装有电子标签的固定车辆在不停车自动通行时只在屏幕上显示图像对比，不等待值班人员确认放行，值班人员可在车辆通过道闸前按键放下栏杆阻止车辆自动通过；对于需要停车刷卡的车辆，则由值班人员对比确认后放行。本软件支持车牌识别功能，可用辅助值班人员对比车辆出入口图像。2.3.2.6 收费功能本产品支持收费功能，包括： 自动计费、费用显示和产生收据 多个出入口收费管理系统的联网功能 收费系统的立即现金查帐功能 收费过程中的自动语音提示功能 每班操作、收费报表和统计报表 灵活的收费标准设置，可按次/按时长、分时间段收费，能满足小区对停车收费的需求 每一次交易都有自动记录 支持误操作及丢卡等特殊情况的处理2.3.3 过车流程2.3.3.1 入口过车处理流程车辆入口 授权车辆人工发卡并刷卡读取卡信息卡有效 ？管理人员处理检测到车辆抓拍记录通行时间和图像拍摄入口图像道闸开启 防砸车检测 道闸关闭车辆进场YNNY与电子标签通信车主自助刷卡NY图 2-5：系统入口过车处理流程图a） 感应线圈检测到车辆进入车道；b）若为外来车辆则在值班室的值班人员手上领取外来车辆授权卡（该卡已由值班人员进行刷卡操作） ，待车主领卡完成后抬起栏杆放行； c） 若为内部授权车辆在进入车道后，天线会与车载电子标签尝试进行通信，以识别车辆身份，身份核对成功后，自动抬起栏杆放行；d）车辆通过道闸时，拍摄车辆通行录像，并且尝试识别车辆车牌号码，将识别到的车牌号码与车辆通行记录关联；e） 检测车辆是否已经离开车道栏杆附近，如果车辆已离开，则关闭车道栏杆；f） 上传车辆通行记录至车辆后台管理子系统；g）车辆通行流程结束，系统回到等待车辆进入车道的状态。2.3.3.2 出口过车处理流程车辆出口 检测到车辆卡有效 ？管理人员处理记录通行时间和图像拍摄图像 道闸开启防砸车检测道闸关闭车辆出场NY授权车辆人工发卡并刷卡读取卡信息抓拍YN与电子标签通信车主自助刷卡NY图 2-6：系统出口过车处理流程图a) 感应线圈检测到车辆进入车道；b) 若为内部授权车辆在进入车道后，天线会与车载电子标签尝试进行通信，以识别车辆身份，身份核对成功后，自动抬起栏杆放行；c) 若持有外来车辆则在值班室的值班人员进行手工刷卡，车辆刷卡后，调出该车辆的进入停车场时的相关信息，计算出应收停车费用，并且显示在屏幕上，待核查完毕，收取应收停车费用后，由值班人员手工确认放行车辆； b）车辆通过道闸时，拍摄车辆通行录像；c） 检测车辆是否已离开车道栏杆附近，如果车辆已经离开，则关闭车道栏杆。d）上传车辆通行记录到车辆后台管理子系统。e） 车辆通行流程结束，系统回到等待车辆进入车道的状态。2.4 车辆后台管理子系统2.4.1 系统概述车辆后台管理子系统是车辆管理系统的主要管理后台。主要提供对出入口控制子系统的后台管理服务功能，以及一些系统相关的管理功能，如车辆登记、信息查询、统计报表、系统设置、权限管理等。2.4.2 系统功能车辆后台管理子系统的主要功能主要包括： 丢失卡的禁用功能； 各种报表查询功能； 入出口实时接收系统所下发的控制指令，操作员可通过后台控制关闭或开启通道； 系统实时接收从由出入口控制子系统发送的车辆入出场信息（包括图像信息） 、收费信息、操作情况、设备工作状态、警报信息和请求确认信息等。其中该子系统具有以下五大特色功能模块：车辆登记、卡片分类、通行记录查询、报表统计、系统管理。2.4.2.1 车辆登记车辆登记用于登记单位内部车辆信息，包括特权车辆登记、礼宾车辆登记、员工车辆登记登记等。车辆登记时，需要登记下面的信息： 车辆车牌信息 车辆基本信息登记，如原始图像 车辆所属类型（业主车、职工车、外来临时车，公务车等等） 车辆登记信息有效期2.4.2.2 卡片分类在本车辆管理系统中，所使用的 IC 卡根据应用划分，可分为：（1） 内部车辆授权卡：使用 IC 卡的内部授权车辆可选择安装电子标签并在管理系统中登记，系统支持将卡片划分为业主卡、职工卡、公务卡、上级领导卡等多种自定义类型，可按月卡、季卡、年卡和次票卡等形式管理。（2） 外来车辆固定授权卡：外来车辆固定授权卡也需在管理系统中进行登记，在系统中可作为月卡、季卡、年卡和次票卡等等。（3） 外来临时卡：外来临时车辆临时卡也需在管理系统中进行登记，当外来临时车辆进入时，由车主自助取卡或者由值班人员发予车主。2.4.2.3 电话锁车功能（可选功能）本车辆管理系统可选装独特的电话锁车功能。当车主长时间出差，在离家期间不需要使用车辆时，可以打电话到特定的语音自助服务热线上申请锁定自己的爱车，该车辆在锁定期间内通过道闸外出时将会被拦截。此电话锁车功能不仅可以用在长时间锁车，还支持每天固定时段锁车。比如车主可以设置车辆在每天晚上 12 点到第二天早上7 点这一段时间内不能外出，夜里不用再担心车辆被盗，安枕无忧。车辆在锁车期间临时需要外出时，也可以通过语音自助服务热线对车辆进行一次性的临时解锁，当超过设定的时间长度或车辆通过出口时，临时解锁自动失效。就算在锁车期间，车主使用车辆外出都非常方便。电话锁车功能的语音服务流程如下图所示：直 拨服 务电 话1 临时解锁2 临时锁车3 永久锁车4 固定锁车5 修改密码0 退 出1 临时解锁 3 0 分钟2 输入有效时间3 查看临时解锁时间4 删除临时解锁时间1 临时锁车 3 0 分钟2 输入有效时间3 查看临时锁车时间4 删除临时锁车时间1 设置锁车时间2 查询锁车时间3 删除锁车时间输 入 卡 号或 电 话 号 码登 陆图 电话锁车语音流程图 2.4.2.4 通行记录查询模块车辆通行记录查询模块是用于查询管理中心内的车辆通信记录的工具。操作人员输入时间、通行的车牌号码、车辆类型、门口的位置这些信息，可以调用到系统保存的通行流水记录。因为有车牌号码、监控录像、通行记录相对应，因此可以确认车辆进入停车场和离开时间。其主要功能包括： 快速查询功能根据通行卡或者车牌号码快速查询车辆流水资料。 详细查询功能可按出入口、库、时间段、车牌号码、卡挂失、卡发行、卡号、用户名和操作员等关键词进行单个条件查询或几个条件的联合查询车辆通行流水。 入口查询结果 出口查询结果2.4.2.5 报表统计模块报表系统用于管理和查询车辆通行记录，实现对本停车场出入口车辆管理业务数据的综合查询与打印。在这些基本业务数据记录的基础上，可以以表格的形式在计算机显示屏上浏览整个基本业务数据。可按基本业务数据中定义的数据项类别进行检索查询，检索的方式需要有精确匹配、区段间隔匹配、多重匹配等功能，检索结果以表格的形式显示。对这些记录的综合查询与打印具有操作安全权限控制，只有在对操作人员进行操作权限的认证后才能进行操作。可提供的报表内容包括： 交接班报表管理 收费员收费即时查询统计 生成合计数报表 生成报表数据 车辆通行记录 临时车辆通行记录 特权车辆通行记录，等2.4.2.6 系统管理模块系统管理模块实现对车辆后台管理子系统和出入口控制子系统的参数管理，以及操作员及其操作权限的管理。系统管理模块的主要功能包括：1、系统参数设置 停车场出入口信息管理：配置停车场信息以及对应的出入口车道信息； 费率信息管理：费率管理包括车道费率管理和用户卡费率管理，可根据用户需要自由灵活的设置； 卡相关参数管理：卡相关参数包括内部车辆授权卡黑名单、外来车辆授权卡黑名单等，以及内部车辆授权卡、外来车辆授权卡和电子标签的启用日期； 班组信息管理：主要包括值班人员轮班上班的工班信息，以及值班人员分组信息管理。2、操作员管理本功能包括： 操作员信息的增加、删除、修改和查询 添加、修改、删除和查询系统中的操作员帐号。 操作员的授权操作员主要信息内容包括： 操作员编码 操作员姓名 操作员角色 操作员密码，等操作员的角色可根据实际情况分配一个或多个角色。操作员管理的主要功能是对系统操作人员信息进行管理，并设置其操作权限。当操作人员进入应用程序时，系统就应该根据给其分配的角色核查该操作员是否具有当前模块的操作权限。3、角色和系统功能模块管理此功能是对系统功能模块和角色信息进行管理。实现功能模块和角色对应起来，根据角色分配所能使用的功能模块，对操作员分配不同的角色从而达到系统的权限控制。角色可根据实际需要分超级用户、系统管理员、车道值班员等，每个角色有特定的操作权限，每一级创建操作员可根据实际需要创建下一级操作员，可将自身拥有的权限根据不同的需要进行再分配。4、日志管理日志管理包括日志的浏览、查询和删除。系统工作日志记录了所有操作员的登录情况以及所有重要操作的记录，还包括系统运行发生异常情况的记录。5、数据管理数据管理应由经授权的系统操作人员进行，包括下列功能：a) 数据导入和导出；b) 数据库备份和恢复；c) 与车道系统间手工传送数据。2.5 视频监控子系统监控子系统包括收费监控和亭外车道全景监控两部分。亭内监控使用固定的半球彩色监控摄像机，安装在每个岗亭的收费员座位上方。亭外车道全景监控使用枪式摄像机，针对每个出入车道安装。第三章 特色及技术指标3.1 系统特色3.1.1 严格保障车辆安全系统采用一车一卡、车卡绑定的模式，充分利用单片式电子标签的使用优势，实现车辆安全管理,有效避免普通车管系统中因IC/ID卡安全性能不高、无法识别换卡车辆而导致盗车案件等情况的发生。1、一车一卡的管理方式。业主车辆安装车载电子标签，电子标签具有不可拆卸性，一经拆卸需要重新到小区管理部门安装才可使用，极大的保障了车辆的安全。2、严格的卡片管理功能。系统所使用的卡片严格遵守进场-出场流程，没有合法进场授权的卡片将不能在出场时使用。此外，系统具有严格的卡片追查跟踪体系，卡片何时由何人发给哪一辆车，何时由哪一辆车持有出场，都可以追查的到，杜绝管理漏洞。卡片报失后，立刻锁定卡片，保障车辆的安全。3、车牌自动识别辅助功能。系统对车辆进行图像抓拍，自动识别车牌信息，用于车辆图像信息核查和出入口车辆信息对比。系统对出入口现场进行24小时监控，所有通过的车辆都会抓拍车辆图象资料，并可通过记录查询系统进行全面查询或则抽查，大大提高系统安全性能。3.1.2 方便快捷本方案采用 DSRC 不停车收费技术识别车辆身份，当安装有电子标签的内部车辆进出时,车主无需下车或开车窗系统即能迅速读取电子标签