《高速公路机电系统集成与维护》课件-04.自动识别系统

1.自动车型分类自动车型分类

自动车型分类简称AVC，它利用对应的软、硬件来测量车辆物理特征，从而确定车辆类型，以便实施正确的收费率。

车型分类技术视频图像识别感应线圈输出的波形识别脉冲激光测量进行车辆三维重构电子车牌识别红外阵列检测器车辆侧面投影图红外传感器光纤传感器压电传感器应力传感器压阻传感器车型自动分类技术常见车型分类设备车辆分离器（光栅）轮胎识别器车辆高度检测器（红外）车辆外形检测器控制柜轮胎识别器地感线圈一体式秤台（2组）光幕(1对)车型分类流程

车型分类的具体流程是：由车道传感器记录车辆的物理特征，这些传感器收集的信息交由AVC处理机汇总，并对车辆进行分类，再把车辆信息送到处理系统，从而确定车型。

在ETC系统中，AVC用于计算费款总额，或对OBU里设置的车型进行检验。

前分类系统&后分类系统AVC系统前分类系统：在车辆通过前计算费率，并通知手工收费人员后分类系统：用于核实车辆是否按照车型实施了收费2.自动车辆识别系统定义计算机视频图像识别技术在车辆牌照识别中的一种应用。通过计算机视频图像识别技术，将运动中的汽车牌照从复杂背景中提取并识别出来。目前最新的技术水平为字母和数字的识别率可达到99.7%，汉字的识别率可达到99%。自动车辆识别系统（AVI，AutomaticVehicleIdentificationSystems）ETC电子不停车收费工控机天线RSU车载设备OBU数据处理单元电子标签车载单元OBU是车辆的身份标签，也是车辆的电子钱包

路侧单元RSU即路旁天线，覆盖通信区域为3到30米，可与车载单元做信息交互，实现自动电子收费

数据处理单元接收RSU传来的有关数据，并与数据库中资料对比，对车辆身份进行验证。车载机IC卡AVI系统

电子标签电子标签只读型读写型带IC卡接口的读写型即所存储的信息包括不可更改部分和可更改部分。分为IC卡和电子标签两部分，电子标签作为车辆识别卡和通信中继器使用而账号、金额等信息则存储在IC卡中安装在车辆上的无线通信设备，允许车辆在高速行驶状态下与路旁读写设备进行双向通信。电子标签电子标签的读写设备天线控制器车道天线RSU3.全自动发卡机全自动发卡机无人值守全自动发卡机全自动发卡机由计算机与IC通行卡处理器组成。将进站车辆总长度、总轴数、总轮胎数、车牌号码、进站名称、时间等信息录于IC通行卡上，进站司机自助取卡，供车辆出站时作为缴费依据。原理发卡机安装于高速公路入口。当车辆经过发卡机时,司机按下发卡按钮，根据语音提示取卡,取卡后通行。这一系列动作,由发卡机与内置的工控一体机协同完成，提供无人值守发卡功能。具有非常高的稳定性、可靠性、方便性。全自动发卡机的特点全自动发卡机工作流程高速公路IC卡早期全自动发卡机使用的是IC卡。CPC复合通行卡自取消省界收费站和高速公路全国联网收费以来，收费模式有了很大的变化，ETC车道和混合车道实现了全覆盖，原先在车道边上的立下汗马功劳的自动发卡机退出了历史的舞台，原有的高速通行卡也全部换成了全国通用的高速公路复合通行卡（CPC卡）。

高速公路复合通行卡(CPC卡)高速公路复合通行卡(CompoundPassCard,简称CPC)，具备识别车辆进、出收费站信息，精确记录车辆的实际行驶路径，为跨省通行费计费、清算等提供了重要依据。在封闭式收费公路环境下，MTC车辆通过入口领卡，出口还卡，通行过程中基于5.8GHzDSRC技术通过CPC卡实现MTC车辆的“分省计费.统一收费”。4.车牌自动识别设备车牌自动识别设备定义：以汽车牌照为特定对象，通过图像抓取，上传工控机，通过车牌识别器处理，从而自动识别车牌。车牌识别模块功能：防止车辆换卡逃费防止通行IC卡流失防止车辆倒卡不同车辆区别收费黑名单车辆稽查配合ETC系统，自动记录车辆数据取代车道摄像机车型辅助分类车牌识别模块嵌入式（DSP）车牌识别定义：采用嵌入式单片机产品，主要用于，野外无法安装工控机设备的场地。特点：是由单片机负责车牌识别，识别结果通过接口传送给主机，所以不占主机的资源；缺点是造价高，不易升级。车牌识别模块软件识别特点：造价低、容易维护、便于和主机系统的集成；升级简单:通过拷贝或网络自动升级、极大减少了系统的维护费用；简化系统的外围设备，降低系统的故障率定义：车牌识别模块和应用系统软件安装于一台工控机系统，可以将两个产品集成在一个软件产品里面，减少系统的复杂性和维护难度。适用于具有当代主流计算机设备的环境，只要岗亭工控机能够正常使用，车牌识别模块就可正常工作。固定式车辆识别模块触发单元摄像单元辅助照明单元存储单元软件识别软件识别模块采用高清晰度具有眩光抑制的彩色摄像机扫描线数不低于520线，快门能够调节，具有自动背光补偿功能。摄像单元按照前端检测点的实际环境以及道路情况选择触发设备，包括接触式与非接触式设备。触发单元辅助照明单元:当照度不能满足抓拍设备工作需要时，提供足够的照明。分为见光和不见光。辅助照明单元软件识别模块图像采集、存储单元按每部车辆至少存贮特征图像和全貌图像各一张计算，其磁盘具备不少于300万辆车的图像存贮能力。当超出最大存储容量时，自动对车辆信息和图片进行循环覆盖。采用H.264的压缩方式对前端全景及特写视频进行存储，分辨率≥320×240;视频存储实时记录通行车辆的图像，并完成对车辆号牌的自动识别。识别单元5.自动称重设备1、初始状态：车道内无车辆，栏杆落下。2、车辆匀速驶入车道，车辆轮胎压上秤台，当仪表接收到来自秤台的重量数据超过一定阈值时，系统自动进入动态称重状态。3、车辆匀速通过秤台，仪表检测出各轴的轴重、轴型及车速；轮胎识别器同步检测出轮型。4、当车辆尾部通过光幕后，光幕发出收尾信息，仪表将这些数据和信息进行汇总、编译，并实时将轴重、总重、车速、轴型等数据传送给收费系统计算机。5、计算机收到仪表上传的信息后，由收费软件自动计算出轴超载量、总重超载量等相关内容，最后打印出票据。6、人工收费完毕后，栏杆抬起放行，待车辆驶离车道后，收费员放下挡车器，该车的整个收费过程结束。称重系统工作原理汽车匀速驶入称重区，车轮压上秤台,系统进入动态称重汽车匀速通过秤台，系统得到各轴重、轴速；轮胎识别器同时采集到单双轮信息光幕收尾，仪表处理以上采集的数据，同时进行重量修正。形成车重车型等数据，上传收费计算机收费系统处理数据打印票据，车辆放行称重系统工作流程示意图秤台称重传感器光幕轮胎识别器系统称重控制柜称重仪表等称重系统组成称重设备梅特勒托利多秤台

山西国强秤台重庆大唐轴组秤台上海路杰秤台

山东德鲁泰双秤台

北京万集整车秤、轴组秤典型厂家及产品称重仪表加热光幕罩加热电源DC+24VDC+24V、+12V输出直流电源地感线圈控制器控制柜总电源空开照明灯空开防浪涌模块加热电源保险丝（8A）AJB-010模拟接线盒（图中没有安装）轮胎识别器信号处理单元板托利多控制柜托利多控制柜单秤台双秤台称重设备情况

内包含称重仪表，传感器接线盒，传输信号接线板、以及备用插座（方便于维护人员用电）。称重控制柜称重仪表称重系统各类设备对比产品型式单秤台一体式弯板秤双秤台轴组秤称重精度动态5级动态5级动态5级动态1~2级防作弊性能软件防作弊防“跳秤”、“压边”、“走S形”；在“液压千斤顶”、“悬浮轴”、“垫钢板”能力差防“跳秤”、“压边”、“走S形”；在“液压千斤顶”、“悬浮轴”、“垫钢板”能力差杜绝“跳秤”、“压边”、“走S形”、“垫钢板”、“高速冲磅”，防“液压千斤顶”、“悬浮轴”等能力强有效称重区域800mm880mm1600mm3200mm，轴组称重，同时称重三联轴，精度高台面防滑处理普通光面钢板，防滑性差普通钢板有横纹，防滑性一般普通光面钢板，防滑性差全花纹钢板，防滑效果较好可维护性能超薄秤台，全密封设计，易安装上翻梁秤台结构，长期使用稳定性差，防护等级低柱式传感器，稳定性高，防水浸，防潮湿，防护等级高轴组秤和汽车衡结构型式及应用对比产品型式轴组秤汽车衡产品图片称重精度静态：Ⅲ级动态：1~2级静态：Ⅲ级动态：0.5~1级防作弊性能最大称重区域3200mm，防“跳秤”、“压边”、“走S形”、“垫钢板”、“液压千斤顶”、“高速冲磅”等能力强整车称重，司机常规偷逃通行费方式，对汽车衡整车计重无效。规格（宽×长，mm）普通：3500×3200超宽：4200×3200普通车道：3000×21000超宽车道：3400×21000有效称重区域轴组称重，3.2m，精度高，和整车计重接近。整车计重，精度高。6.逃费、超速、违章抓拍系统车牌识别系统作用：对未付费或未按正确费率付费的通过车辆，抓拍车辆信息。逃费车辆抓拍技术（VES，VideoEnforcementSystems）车牌识别系统拍照取像技术视频磁带摄像数字摄像技术车牌识别技术

逃费抓拍的工作过程触发图像获得图像识别图像存储图像处理图像删除冲岗逃费

换卡逃费

司机影响称重数据

A

CB

假冒优惠车辆

D逃费类型与应对措施是指应交费车辆在经过收费站时，采取从正常收费车道，或发卡道逆向等方式高速闯卡强行通过收费站从而达到逃交车辆通行费的违法行为。是指交费车辆在经过收费站时，采取在收费道口尾随前面通行车辆后面闯卡从而达到逃交车辆通行费的违法行为。是指普通车辆从ETC车道采取直接闯卡逃费、利用他车信息闯卡逃费或故意在ETC车道停留等待后面自动缴费车辆交费成功后闯卡逃费。冲岗逃费高速冲岗逃费尾随冲岗逃费走ETC专用通道闯卡逃费

逃费类型与应对措施从ETC车道进入高速，出口时拔下ETC卡，尾随前车冲岗逃费；在ETC车道读卡成功后退出ETC车道，从人工车道领卡进入高速（ETC卡上保留了一次入口信息，司机下次通行高速时使用ETC卡走相邻站点出口，少交通行费。有了ETC门架系统，导致其不易操作。）换卡逃费司机影响称重数据垫钢板在计重平台缝隙插螺丝钉遮挡光栅分离器走S形压边通行猛加油、紧急制动安装液压磅安装假轴甩挂运输非鲜活农产品，以及运输鲜活农产品，但不符合装载规定，却要求享受国家绿色通道政策，减免车辆通行费。假冒绿色通道优惠车辆假冒优惠车辆7.联网收费系统高速公路联网收费系统联网收费是指收费公路采用兼容电子不停车收费（ETC）或者人工半自动收费（MTC）的收费技术，以非现金方式缴付通行费，并在高速公路实行“统一收费、系统分帐”的收费管理方式。高速公路联网收费系统1．提高了车辆通行能力，缩短行车时间2．减少了中间主线站收费，降低了运营成本3．全路网监控，提高了突发交通事件的处理能力4．提高了高速公路服务质量5．节约了收费站和各种设备的投资6．减少了车辆停车的次数，减少尾气，有利环保意义高速公路联网收费系统联网收费系统框图银行结算系统收费结算中心路段收