杨志勇

摘要：高速公路监控系统为高速公路管理部门从收费站、监控分中心、监控中心直至监控总中心提供多级管理体系。智能化监控系统取代了监控任务中人的大部分工作，是新一代的具有高度智能的监控技术。为使高速公路监控系统智能化，应至少具有以下几个智能功能系统。

关键词：车辆检测 自动识别 不停车收费 系统

1 车辆检测系统

交通流量等的检测是智能交通系统（IntelligentTransportSystem，ITS）的重要组成部分，车辆检测系统是交通流量等检测的重要手段，是道路监控系统非常重要的一部分。车辆检测系统是高速公路、一般公路、城市道路对过往机动车辆的车型、行驶速度、车流量、道路占有率等进行检测的专用设备。据此检测数据，可以判断道路阻塞等情况，并可通过检测信号控制监控系统中的可变情报板等外场信息发布系统发出警告等信息。

由于交通需求的不断增加，有越来越多的车辆检测器用于交通检测。现行的车辆检测器很多：如磁感应车辆检测器、波频车辆检测器、视频检测器、无线车辆检测器与激光车辆检测器等。这些不同的车辆检测设备，各有其优劣，可以考虑分别安装在高速公路不同路段、城市快速路、城市主干道和交警巡逻车上，以充分发挥不同设备的技术优势。

2 车辆异常行为检测系统

用来检测车辆行驶行为，当行驶异常时即预/报警。通常，系统首先通过背景减除提取运动图像，并进行跟踪和目标类型识别。如有一辆汽车驶入人行道时，系统会自动在该车周围打出两个红色问号，表示其行驶异常，并同时发出警报声，以引起监控人员的注意。当车辆退出人行道后，红色问号消失，警报解除。又如有一辆小汽车快速在停车场或高速公路收费广场逆行，这时系统会在其周围打出两个红色惊叹号，并发出警报声，表示其行驶行为已经发生异常。再如，那种频繁超越各车道正常行驶车辆的超速行驶的车辆，多为被劫或逃窜等车辆，也属行驶行为异常车辆，这时系统要发出急促的警报声等。这种车辆异常行为检测系统，尤其在城市道路监控中有非常大的作用。

显然，这种报警功能的实现，可以在无人巡视的条件下，自动检测车辆的违章行驶，从而可实现高效智能化的交通管理。

3 汽车身份自动识别系统

汽车牌照识别系统和汽车类型识别系统组成。而汽车类型识别系统用上述的车辆检测器即可完成，这里只介绍车牌自动识别系统。车牌自动识别系统能将输入的汽车及车牌图像通过处理识别，输出为几个字节大小的车牌字符串，它无论在存储空间的占用上还是与管理数据库相连方面，都有无可比拟的优越性。这在大型停车场，交通部门的违章监测（电子警察）、高速公路及桥梁的收费站管理等方面，有着广泛的应用前景。在CCD摄像机对好汽车牌照的最佳位置处设置有汽车位置传感器，因此，当汽车驶入所设计的位置时，车辆检测部分就可检测到汽车位置传感器发来的信号，并同时发送一个触发信号给图像采集部分；图像采集部分将采集的汽车车牌图像信号送入图像处理与识别部分，以对图像进行预处理、二值化、字符切分、特征提取、再经字符识别程序，最后将识别结果写入数据库，供查询部分使用。

4 收费数据视频叠加显示系统

当前，高速公路收费系统一般采用封闭式联网收费系统，且大多采用人工半自动的收费方式，即“人工判型，人工收费，计算机管理，闭路电视监视，检测器校核”的半自动方式。有的采用非接触式IC卡作为收费介质，即入口发行通行卡并写入入口信息，出口按照车型和行驶里程收取通行费或在储值卡内扣款。为杜绝少数不法收费员贪污路费，避免国家损失财政收入，高速公路收费系统必需要增加收费数视频叠加显示，以监督统计收费站收费人员的收费数以及不同类型的车辆数，方便交通管理部门的管理。为此，我们研发了高速公路收费数据视频叠加显示器。收费数据视频叠加器的核心是字符叠加芯片，其周边部分有：行、场同步信号分离部分；叠加字符的水平与垂直位置的调节部分；叠加字符宽窄调节部分：叠加字符的输出与亮暗调节部分；存储器部分；单片机部分等。这样，该收费数据通过单片机输入到叠加芯片，被叠加到高速公路收费站监控的视频上。它除显示在监视器上外，还上传到监控中心的计算机上，同时也被记录在DVR中，以方便交通部门的管理。

5 收费站不停车收费系统

5.1 ETC不停车收费系统高速公路收费站不停车收费系统，是一种电子不停车收费系统（ElectronicTollCollection简称ETC），是国内外正在开发并且推广普及的一种用于高速公路、大桥和隧道的一种收费系统。它通过路侧天线与车载电子标签之间的专用短距离通讯，在不需要司机停车和其他收费人员采取任何操作的情况下，能自动地完成收费的全过程。ETC系统主要由ETC收费车道、收费站管理系统、ETC管理中心、专业银行及传输网络组成。ETC系统是利用微波（或红外或射频）技术、电子技术、计算机技术、通信和网络技术、信息技术、传感技术、图像识别技术等高新技术的设备和软件（包括管理）所组成的先进系统，以实现车辆无需停车即可自动收取道路通行费用。目前，大多数ETC系统均采用微波技术。当汽车通过路边车道设备控制系统的信号发射与接收装置（路边读写设备简称RSE，即图中的阅读器）时，经天线，能识别车辆上设备（即图中的射频卡或标签，因放在汽车前玻璃上也称为车载器，简称OBU）内特有的编码、车牌号、判别车型、计算通行费用，并自动从车辆用户的专用账户中扣除通行费。对使用ETC车道的未安装电子标签或标签无效的车辆，则视作违章车辆，并立即自动实施图像抓拍和识别，以传送交警部门事后处理。

5.2 GPS不停车收费系统高速公路GPS（GlobalPositioningSystem）不停车收费系统，是GPS技术、GIS（GeographicInformationSystem）技术、移动通信技术等高度融合。它将装有GPS接收机的移动车辆位置数据，经过单片机的处理，经GSM通信模块以短信息的方式发送至移动通信网的短消息中心（SMC），SMC再通过专线把车辆定位信息传递给收费中心，当收费中心接收到移动终端发送来的位置信息，利用GIS软件和快速的投影匹配算法，准确将车辆的行驶路线与数据库中的道路网进行匹配，获得其在收费道路上的行驶轨迹，然后由收费软件按照各条公路收费标准分开进行计费，以实现道路联网收费；车主可在网上查询自己的收费详细情况，使收费过程透明；收费中心然后再通过专线与银行进行交割。系统可实现全天候24小时不停车收费与分时段收费；实现车辆全程跟踪与定位以及道路信息查询等功能。

与传统人工收费方式不同，不停车收费系统的好处有：杜绝少数不法收费员贪污路费；无需收费广场，节省收费站的占地面积；节省能源消耗，减少停车时的废气排放和对城市环境的污染；降低车辆部件损耗；减少收费人员，降低收费管理单位的管理成本；无需排队停车，节省出行人的时间；避免因停车收费而造成收费口堵塞，形成新的瓶颈等。