高速公路車輛路徑識(shí)別系統(tǒng)匯總

1、高速公路網(wǎng)車輛路徑識(shí)別系統(tǒng)方案建議書目 錄一、概述31.1需求分析31.2高清車牌識(shí)別系統(tǒng)解決方案41.3系統(tǒng)擴(kuò)展功能4二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)63.1系統(tǒng)規(guī)劃63.2多路徑車輛識(shí)別監(jiān)測(cè)系統(tǒng)7點(diǎn)位設(shè)計(jì)8系統(tǒng)構(gòu)成83.3車輛超速全程監(jiān)控系統(tǒng)10點(diǎn)位設(shè)計(jì)11系統(tǒng)構(gòu)成12一、 概述1.1需求分析目前在高速公路路徑識(shí)別的主要技術(shù)方法有標(biāo)識(shí)法、車牌照識(shí)別法、最短路徑法、布瑞爾交通分配法、出口確認(rèn)法、路網(wǎng)平衡法、最大概率法、協(xié)商法、抽樣調(diào)查法等等。國(guó)內(nèi)比較實(shí)用的有標(biāo)識(shí)站法和車牌照識(shí)別法。1. 標(biāo)識(shí)站法標(biāo)識(shí)站識(shí)別方法是依據(jù)精確識(shí)別原理，準(zhǔn)確識(shí)別車輛的實(shí)際行駛路徑，標(biāo)識(shí)站法可分為停車式和不停車兩種。在本文中重點(diǎn)對(duì)停車式標(biāo)

2、識(shí)站進(jìn)行分析，以下提到的標(biāo)識(shí)站均為“停車式標(biāo)識(shí)站”。在需要設(shè)置標(biāo)識(shí)站的地方設(shè)置幾條帶收費(fèi)島的車道，前方設(shè)標(biāo)志說明，收費(fèi)車道上安裝費(fèi)接觸式IC卡讀寫設(shè)備，司機(jī)通過此路段時(shí)，需將IC卡在讀寫天線的規(guī)定距離內(nèi)劃過，自動(dòng)欄桿開啟、車輛通行，記錄該標(biāo)識(shí)站信息。標(biāo)識(shí)站還需要設(shè)置攝像機(jī)（對(duì)沖卡車輛進(jìn)行抓拍）、霧燈等安全設(shè)施。該標(biāo)識(shí)站的設(shè)立實(shí)際上上相當(dāng)于主線收費(fèi)站的建設(shè)，由收費(fèi)亭、帶IC卡讀寫器的計(jì)算機(jī)、自動(dòng)欄桿、（攝像機(jī)）、霧燈、通行燈以及通行系統(tǒng)組成。路徑的識(shí)別主要依靠寫入通行卡的標(biāo)識(shí)站編碼，由出口根據(jù)入口、標(biāo)識(shí)站信息自動(dòng)計(jì)算車輛行駛路徑。由于標(biāo)識(shí)站識(shí)別方法是依據(jù)精確識(shí)別原理，準(zhǔn)確識(shí)別車輛的實(shí)際行駛路徑，

3、因此，標(biāo)識(shí)站識(shí)別方法識(shí)別的精度較高。標(biāo)識(shí)站的主要缺點(diǎn)是車輛每次經(jīng)過標(biāo)識(shí)站時(shí)必須停車，導(dǎo)致行車速度降低，降低了高速公路的服務(wù)水平，與聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的精神直接想違背，對(duì)社會(huì)形象也是一種極大的損害。2. 車牌照識(shí)別技術(shù)隨著圖像識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，也可應(yīng)用“車牌照識(shí)別”技術(shù)進(jìn)行多路徑的識(shí)別。即高速公路出、入口設(shè)置車牌照抓拍系統(tǒng)，在路網(wǎng)內(nèi)關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置車牌照抓拍系統(tǒng)，攝取通過車輛牌照。車牌照實(shí)質(zhì)上也是一種相對(duì)精確的標(biāo)識(shí)方法，可以在很大程度上解決路徑識(shí)別的問題。基于視頻車牌照識(shí)別技術(shù)的車輛識(shí)別系統(tǒng)不需要降低行車速度，保證高速公路的服務(wù)水平。良好的視頻車牌識(shí)別系統(tǒng)能夠保證較高的車牌識(shí)別率，可以滿足高速公路車輛路徑識(shí)別的需

4、要。1.2高清車牌識(shí)別系統(tǒng)解決方案本系統(tǒng)基于VROAD HDR高清視頻綜合檢測(cè)器，利用單臺(tái)高清攝像機(jī)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)單臺(tái)設(shè)備同時(shí)提供車牌識(shí)別、交通事件檢測(cè)、交通數(shù)據(jù)采集、違法行為記錄、高清電視監(jiān)控五大功能。該系統(tǒng)采用CCD高清攝像機(jī)和全高清視頻觸發(fā)的多車道車牌識(shí)別技術(shù)，不需要在路面上切割線圈，尤其適合在高速公路上使用。先進(jìn)的LED智能補(bǔ)光技術(shù)能夠保證該系統(tǒng)不受夜間影響，滿足國(guó)家GA-T 497-2009標(biāo)準(zhǔn)。在路段車流量大，大型車、超限車比重高，大型車運(yùn)行速度低，而且長(zhǎng)期占用超車道現(xiàn)象普遍，小型車受壓制，整體處于低速運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)法發(fā)揮其高速公路的正常服務(wù)功能。此外，京石、京滬等高速部分路段路面破損狀

5、況日趨嚴(yán)重，養(yǎng)護(hù)維護(hù)任務(wù)日趨繁重，施工作業(yè)點(diǎn)逐年增加，大大降低了這些高速公路的通行能力和服務(wù)水平。服務(wù)水平的降低增加了不規(guī)范運(yùn)行的行車行為。利用硬路肩超車現(xiàn)象普遍，誘發(fā)和導(dǎo)致交通安全事故呈不斷上升趨勢(shì)，其安全、快速的運(yùn)輸、保暢能力開始下降，并逐漸影響到社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的健康發(fā)展。利用VROAD HDR的車牌識(shí)別、交通事件檢測(cè)、車輛違法行為檢測(cè)功能，本車輛路徑識(shí)別系統(tǒng)還可提供下列擴(kuò)展功能：1.3系統(tǒng)擴(kuò)展功能l 高速公路主線路段卡口記錄、超速檢測(cè)及預(yù)警功能設(shè)在高速主線路段、主線收費(fèi)站前2KM（根據(jù)需要可以調(diào)整）,通過全天候監(jiān)控路面過往車輛，獲取通行車輛的信息。系統(tǒng)根據(jù)所拍攝的圖像信息進(jìn)行車牌、車型等特

6、征信息的自動(dòng)識(shí)別，完成對(duì)違法、被盜搶、嫌疑車輛的記錄和信息傳輸，通過就近的各高速公路收費(fèi)站旁的警務(wù)工作站將信息送入全省高速公路警務(wù)信息系統(tǒng)，通過信息平臺(tái)軟件實(shí)現(xiàn)卡口信息入庫(kù)、區(qū)間超速檢測(cè)、盜搶等黑名單車輛報(bào)警，以及對(duì)高速公路主線警務(wù)工作站發(fā)布的到達(dá)車輛的提前預(yù)警。l 卡口預(yù)警及高速公路出口攔截功能出省高速公路主線收費(fèi)站和各高速公路收費(fèi)站出口車道設(shè)置車道專用裝置完成車輛前部高清晰圖像抓拍、車牌識(shí)別、卡口攔截，通過全天候監(jiān)控車道過往每一輛車輛，獲取通行車輛的詳細(xì)信息。系統(tǒng)根據(jù)所拍攝的圖像信息進(jìn)行車牌、車型等特征信息的自動(dòng)識(shí)別，完成對(duì)違法、被盜搶、嫌疑車輛的比對(duì)確認(rèn)、聲光報(bào)警，收費(fèi)站每車道設(shè)置抓拍機(jī)

7、，同樣對(duì)車輛信息進(jìn)行比對(duì)，如果與預(yù)警信息一致則進(jìn)行攔截處理。并通過LED顯示屏告知當(dāng)事人違法事實(shí)及相關(guān)處罰決定。l 全部車輛區(qū)間測(cè)速功能在主線路段道路安裝多處車輛卡口檢測(cè)裝置，通過記錄一輛車通過一定距離相鄰兩處檢測(cè)裝置的時(shí)間差，依據(jù)車輛前部牌照識(shí)別信息，實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇傟?duì)監(jiān)控中心或者各監(jiān)控指揮分中心，通過專門的區(qū)間測(cè)速軟件自動(dòng)判斷車輛在此區(qū)間是否超速，并自動(dòng)生成旅程軌跡和超速區(qū)段地圖，提供符合公安部非現(xiàn)場(chǎng)違法標(biāo)準(zhǔn)要求的地點(diǎn)照片序列，供交通違法處罰后平臺(tái)客戶端使用。設(shè)置原則：長(zhǎng)大平直路段連續(xù)間隔1KM設(shè)置；長(zhǎng)下坡路段及限速路段間隔500M設(shè)置，隧道出入口各設(shè)置1處，事故黑點(diǎn)等事故常發(fā)地段根據(jù)需要加密

8、設(shè)置。l 特殊的交通違法行為檢測(cè)、異常交通事件檢測(cè)和交通量測(cè)量功能利用高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)覆蓋面大，單個(gè)攝像機(jī)可以同時(shí)檢測(cè)3條車道的特點(diǎn)，特殊的交通違法行為檢測(cè)，如大貨車長(zhǎng)期占有小車道行駛、車輛跨實(shí)線行駛、車輛走緊急車道等違法行為；同時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行異常交通事件檢測(cè)和交通量測(cè)量，交通事件檢測(cè)的內(nèi)容包括精確到每條車道的交通事故、車輛停駛、車輛逆行、交通擁堵等行為，交通量檢測(cè)可以提供按照車道統(tǒng)計(jì)的車流量、地點(diǎn)平均速度、時(shí)間占有率等基礎(chǔ)交通信息。系統(tǒng)綜合建設(shè)成本性價(jià)比高，可靠性高、較為成熟，后期維護(hù)方便簡(jiǎn)單，非常適用高速交警的投資、管理模式：前述的介紹充分說明本系統(tǒng)具有初期綜合建設(shè)成本低、功能強(qiáng)大、性能優(yōu)異、維

9、護(hù)操作方便的特點(diǎn)，其檢測(cè)主機(jī)均采用成熟的Linux嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用工業(yè)級(jí)硬件平臺(tái)成熟穩(wěn)定，而且設(shè)備均具有自診斷遠(yuǎn)程管理的功能，具備自維、托管的基礎(chǔ)。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)規(guī)劃本系統(tǒng)由前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、中心綜合應(yīng)用和管理系統(tǒng)組成。 前端系統(tǒng)包括安裝在外場(chǎng)的圖像采集設(shè)備，補(bǔ)光系統(tǒng)，HDR視頻檢測(cè)器（也可放入中心）；中心綜合應(yīng)用和管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、各種應(yīng)用服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備等；前端系統(tǒng)與中心系統(tǒng)通過傳輸系統(tǒng)連接。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖高速公路現(xiàn)場(chǎng)安裝照片作為多路徑車輛識(shí)別功能的擴(kuò)展，本系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)車輛超速全程監(jiān)控、智能卡口預(yù)警攔截、交通違法綜合監(jiān)測(cè)的功能，能夠?qū)π旭傇谠撀范蔚能囕v違法行為進(jìn)行管理，降

10、低交通事故的發(fā)生概率，減少交通事故損失。3.2多路徑車輛識(shí)別監(jiān)測(cè)系統(tǒng)隨著高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，兩點(diǎn)之間車輛行駛的多路徑識(shí)別問題成為聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)及網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用清分模式中迫切需要解決的問題，且隨著一次行駛距離變長(zhǎng)，交費(fèi)金額較多的情況下，一些不法車戶就采用倒換通行卡以達(dá)到少交費(fèi)的目的。在封閉式的收費(fèi)系統(tǒng)環(huán)境下，車輛通過路網(wǎng)時(shí)，已經(jīng)具備了兩項(xiàng)信息出口信息和入口信息。對(duì)于路徑識(shí)別來(lái)說，路徑是由出口、入口、路段信息共同組成，只要三種信息齊全，路徑就可以唯一確定。因此，只需要在路網(wǎng)中會(huì)產(chǎn)生歧義的路段設(shè)立標(biāo)識(shí)，獲取車輛行駛的標(biāo)識(shí)信息，就可以根據(jù)出入口信息、標(biāo)識(shí)信息(可能有多個(gè))識(shí)別出任意車輛的準(zhǔn)確行駛路徑。

11、基于射頻標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)的路徑識(shí)別系統(tǒng)存在一旦標(biāo)簽與路側(cè)的標(biāo)識(shí)站之間的通訊通道被遮擋，那么標(biāo)識(shí)站就無(wú)法將信息寫入標(biāo)簽中，收費(fèi)站只能按最短路徑收費(fèi)（例如將標(biāo)簽放入金屬盒子中）的問題，因此并不能真正的解決路徑識(shí)別問題?；贖DR高清視頻檢測(cè)器的多路徑車輛識(shí)別監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過在收費(fèi)站出入口附近、互通立交橋及二義性路段安裝高清卡口設(shè)備，獲取車輛號(hào)牌信息，從而得到車輛的行駛路徑，有效解決了路徑識(shí)別這一難題。同時(shí)，在服務(wù)區(qū)出入口建設(shè)智能車輛識(shí)別系統(tǒng)（見3.4節(jié)），可以為多路徑車輛識(shí)別檢測(cè)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)補(bǔ)充。點(diǎn)位設(shè)計(jì)根據(jù)需要，本系統(tǒng)高清車輛標(biāo)示點(diǎn)點(diǎn)位有收費(fèi)站、互通立交、服務(wù)區(qū)等三類。充分利用各主線站和主要城市收費(fèi)站現(xiàn)

12、有車牌識(shí)別系統(tǒng)的資源，將上述收費(fèi)站的車牌數(shù)據(jù)接入本系統(tǒng)；在未建設(shè)車牌識(shí)別系統(tǒng)的收費(fèi)站，建設(shè)基于高清視頻的車牌識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用單臺(tái)高清CCD攝像機(jī)可實(shí)現(xiàn)最多3個(gè)車道的車牌識(shí)別，一般在每個(gè)收費(fèi)站出入口匝道各設(shè)置1套即可；可根據(jù)需要在高速公路服務(wù)區(qū)出入口安裝高清車牌識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)進(jìn)出服務(wù)區(qū)的車輛進(jìn)行管理，對(duì)車輛套牌、倒卡逃費(fèi)現(xiàn)象進(jìn)行管理。在重點(diǎn)路段可根據(jù)需要增設(shè)路段車牌識(shí)別點(diǎn)，對(duì)過往車輛進(jìn)行標(biāo)識(shí)。上述標(biāo)識(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)入全省統(tǒng)一的車輛信息數(shù)據(jù)庫(kù)，由管理中心生成車輛行駛軌跡信息，當(dāng)車輛駛離高速公路時(shí)，收費(fèi)站根據(jù)車輛行駛軌跡進(jìn)行收費(fèi)，有效遏制車輛逃費(fèi)現(xiàn)象。系統(tǒng)構(gòu)成多路徑車輛識(shí)別監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可模擬高速公路各車

13、輛行駛路線，確定其行駛路徑。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：互通立交高速公路出入口3.3車輛超速全程監(jiān)控系統(tǒng)從2003年開始，全國(guó)高速公路陸續(xù)啟用超速電子監(jiān)控系統(tǒng)，加大對(duì)超速違章行為的查處力度，在一定程度上降低了交通事故的發(fā)生率?，F(xiàn)有的高速公路超速監(jiān)控系統(tǒng)不能有效的判定超速行為，因?yàn)楝F(xiàn)有的測(cè)速手段多是測(cè)定瞬時(shí)速度，超速車可以在測(cè)速區(qū)減速，過了測(cè)速區(qū)又超速；系統(tǒng)功能單一，未能實(shí)現(xiàn)所采集信息(特別是視頻圖像資源)的充分利用：自動(dòng)化程度低，主要靠人工分析圖像，實(shí)時(shí)性差，耗費(fèi)大量人力等。由于區(qū)間測(cè)速比定點(diǎn)測(cè)速更科學(xué)更精確地對(duì)超速進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和抓拍，近幾年，國(guó)內(nèi)道路建設(shè)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)的呼聲越來(lái)越高，并且，區(qū)間測(cè)速正在寫入

14、下一版本的超速執(zhí)法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。高速公路區(qū)間測(cè)速是指在高速公路的主線上設(shè)置覆蓋道路所有車道(含路肩的緊急行車道)的斷面車輛檢測(cè)系統(tǒng)，利用車牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)采集每個(gè)斷面的車輛通行信息，如車輛牌號(hào)、通過時(shí)間、車輛特寫及全景圖片等，用這些信息進(jìn)行超速判定、犯罪車輛檢測(cè)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交通信息統(tǒng)計(jì)工作等，便能對(duì)其原有超速執(zhí)法系統(tǒng)的功能進(jìn)行彌補(bǔ)和提升，主要表現(xiàn)在以下方面：應(yīng)用車牌識(shí)別技術(shù)以后，所有經(jīng)過檢測(cè)斷面的車輛都會(huì)被識(shí)別并抓拍下來(lái)，根據(jù)相鄰兩檢測(cè)斷面上識(shí)別的車牌號(hào)可以精確測(cè)定同一輛車在兩斷面問的路段上的區(qū)間車速，最有效的遏制超速現(xiàn)象。利用同一套設(shè)備，還可以開展對(duì)不按道行駛等交通違法行為的監(jiān)測(cè)。打擊高速公路涉車犯罪。犯罪車輛通過多個(gè)檢測(cè)斷面時(shí)，除了根據(jù)識(shí)別出的車牌號(hào)和黑名單庫(kù)比對(duì)辨識(shí)出犯罪車輛外，還能指出車輛的行駛路徑，對(duì)公安部門抓獲犯罪車輛有很大意義。對(duì)查輯被盜搶機(jī)動(dòng)車、肇事逃逸車、套牌車成效顯著。實(shí)時(shí)采集動(dòng)態(tài)交通信息。傳統(tǒng)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法得到路段旅行時(shí)間等實(shí)時(shí)交通信息。另一方面與高速公路的安全運(yùn)行密切相關(guān)的那些交通事件的圖像往往淹沒在海量的正常圖像里未能被H前的人工觀察圖像方式及時(shí)識(shí)別，監(jiān)控系統(tǒng)并未發(fā)揮預(yù)想的作用，更不能及時(shí)將與這