付磊

安徽省高速石化有限公司 安徽 合肥 231300

引言

随着科技发展、社会进步，“无人”风刮起，无人超市、无人加油站、无人餐厅等一大批新技术涌现。在最近几年，由于经济社会的不断发展，高速公路的发展既迎来了机遇，同时也充满了挑战[1]。

1 高速公路收费系统现状

就当下高速公路收费模式而言，主要存在下述两种方式：一种是人工窗口收费，还有一种是全自动ETC收费模式。随着我国经济水平的不断提升，汽车数量也与日俱增，而所导致的交通堵塞问题也愈发严重。当下我国高速公路ETC系统常见为封闭式单车道的栏杆自动收费模式，内部为双片式电子标签，尽管CPU卡电子钱包的消费模式功能较为多样，然而因为需要一定的交易时间，因此务必确保车速临近时不超过30km/h。综上所述，ETC系统的发展主要受系统交易速度、数据通信速率、微波通信距离等因素的影响[2]。

2 高速公路无人智能收费系统实现

2.1 智能监控系统

通过结合高清摄像机以及电子车牌的模式，能够实现对若干种触发方式的有效支持，比方说雷达、视频以及线圈等，具备能够有效对车辆号牌进行识别、瞬时抓拍图片，正确读取电子车牌信息等功能，以此来方便快捷的通过无人智能高速公路出入口。

本系统采用基于灰度图像进行定位和识别：①摄像机提升稳定性。高清摄像机采用CCD+ISP+DSP架构设计，集高清视频采集、视频处理、车牌识别等功能于一体，准确的抓拍车牌等重要车辆收费信息。②支持多种车辆特征识别。识别车牌是从捕获信息的采集到预处理，再到车牌区域的定位和字符分割，最后通过BP神经网络对分割出来的字符进行识别的一系列过程，在此过程中车牌图像采集是含有车牌的图像源；车牌定位是从图像中提取车牌特征区域；字符分割是从车牌图像中分割单个的字符；字符识别是对分割出来的单个字符进行识别。③分析应用与数据挖掘相结合。除具备摄像机功能之外，还于数据中心内部增加了二次识别系统，以此来确保识别的准确率，借助大数据系统来识别车辆，进而能够更为准确且及时的辨别出假套牌车。④电子车牌提供更多车辆信息，确保收费数据的准确性。借助RFID技术特征，各汽车均采用电子车牌，其作为汽车信息的载体，能够和个人银行相关联，凭借射频识别读写器，来收集汽车电子车牌上的数据，进而实现汽车和收费系统相互通信的目的[3]。

2.2 智能计重收费系统

①智能计重收费系统。基于此种收费系统，行驶于EWTC车道的汽车可借助电子车牌的车载设备（OBU）以及收费路侧设备（RSU）等设备，来实现信息交换，所交换的信息通常涵盖下述内容：即车辆信息、联系方式以及缴费信息等，再借助收费系统来分析处理所采集的信息，然最后实现计费以及自动扣除。②EWTC系统总体结构布局。就EWTC系统而言，其运作模式为入口计重，出口收费，主要设备包括路测单元RSU、信息显示屏、报警器、图像抓拍摄像机、字符叠加器、车辆检测器、车辆分离器、计重设备等，计重收费系统设备为室外露天独立设置，固定前置安装，可以检测机动车辆各轴的轴型、轴载荷和总载荷、车辆总重等。计重设备由秤体、车辆分离器、轮胎识别器、中央控制机、软件以及辅助设备等部分组成的独立系统。当汽车以较快速度通过秤台时，后者中的传感器将会输出相应的信号，再由中央控制机进行处理后，显示于信息显示器上，再借助接口传送至收费系统[4]。

2.3 多车道自由流联网收费

就多车道自由流（MLFF）而言，其具体含义为多车道配置，自由流运作的一种通行模式，即汽车在行驶时，不仅允许“自由”变更车道，同时还允许跨线、并行以及超车等操作。

当内部装有电子车牌的车辆通过控制区域时，MLFF路侧设备将会和车内的OBU进行信息交互，自动创建交易记录；除此之外，还具备了车辆定位，瞬时抓拍、车牌识别等功能，能够和电子车牌信息向对比，提升准确率。

①以宽天线协同工作实现交通断面信号完全覆盖。借助宽天线协同工作的模式，来彻底覆盖交通断面信号，其能够保证行驶在交易区域内且装有电子标签的车辆，不存在任何的交易盲区[5]。②采用同步控制，确保发射信号不干扰。同步控制能够有效保证瞬时仅仅存在唯一的RSU处于发射状态，此举能够有效消除重叠区域信号所导致交易失败隐患。此方案妥善处理了信号质量和信号覆盖互相冲突的问题，能够确保汽车成功进行交易。③动态跟踪OBU运动轨迹，避免通信区域边缘交易。因为当处于车道断面时，交易区域几乎重合于定位区域，而借助RSU，能够实现对OBU运动轨迹的动态跟踪，因此能够有效保证交易于信号最佳的RSU区域中进行，妥善处理了因为通信区域边缘信号波动所导致的交易失败问题[6]。

3 结束语

正所谓技术引领未来，随着通信技术的不断发展，可以预见的是将会深入影响高速公路缴费模式。在此种背景之下，所构建的无人智能收费系统，极大地改变了传统收费模式，使得汽车行驶不再受行驶状态、车道以及速度等制约。此系统核心为DSRC技术，主要由电子车牌标签和读写天线等两部分构成。同时，DSRC设备也是关键设备，尤其是“5.8GHz”将成为未来发展的一个主要趋势。融合电子车牌、EWTC、智能识别系统等多种智能化产品而建立的无人智能高速收费系统将完全能被很好地实现并替代现有的收费系统。