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随着近年来我国高速公路的飞速发展，特别是高速公路联网收费管理中的迫切需要，车牌自动识别系统已成为公路通行费征管过程中的重要组成部分。

公路通行费收费系统的主要目的是在保证车辆通行的前提下，最大限度的减少通行费的流失。在现有公路收费系统中由于没有车牌号管理，或是有此管理但仅单靠收费员人工输牌照号，所以依然存在着各种各样的倒卡、换卡以及收费员营私舞弊现象，甚至在某些地方已经形成倒卡团伙。若在已建成的收费系统或新建的收费系统中加入车牌自动识别，不仅可以减轻收费员的劳动强度，更可彻底解决现有收费系统中存在的漏洞。车牌识别技术是以一个特定目标为对象的专用计算机视觉系统，该系统能从一幅图像中自动提取车牌图像，自动分割字符，进而对字符进行识别，它运用模式识别、人工智能技术，对采集到的汽车图像进行处理的方法，能够实时准确地自动识别出车牌的数字、字母及汉字字符，并以计算机可直接运行的数据形式给出识别结果，使得车辆的电脑化监控和管理成为现实。
车辆牌照基本元素
我国机动车使用的牌照主要是根据公安部一九九二年颁布的《中华人民共和国机动车号牌》标准（GA36-92）制作的。此外部队、武警等部门的汽车牌照也有自己的标准，但是无论哪种车辆牌照都由下列基本元素组成：

汉字（牌照中包括的汉字大约60个）、
英文字母（A-Z）
数字（0-9）
颜色（蓝、黄、白、黑）

车牌自动识别技术的组成与原理
系统组成：车牌自动识别系统由车体感应器、彩色摄像机、辅助光源、图像采集预处理器、主控电脑和识别系统软件组成。

系统原理：车牌自动识别系统的工作流程主要分车辆检测、图像抓拍、牌照自动识别、数据传输等；整个具体流程就是当车辆通过埋在车道上的感应线圈时，车辆检测器向处理单元发出车辆通过信号，处理单元收到车辆通过信号后启动抓拍单元的辅助光源，发出一束宽度为0.1MS的脉冲闪光，同时采集牌照摄像头送出的图像信号，通过抓拍单元所得的图像信息，牌照自动识别单元将牌照进行定位、字符边缘提取、字符粗切分、字符细切分、字符特征提取、字符识别、牌照底色识别等处理，完成对车辆牌照的自动识别过程（自动识别过程时间仅需0.5~1秒时间），数据传输单元把识别出的车辆牌照信息及图像传输给上端机处理后并打印出来（整个过程所需时间仅为4~5秒）。

车辆牌照识别技术的特点
高速：把以不高于时速120Km的汽车车牌号码自动识别出来的时间≤0.8秒，并将车牌号数据实时传送至车辆管理中心。
高识别率：采用相关的演算当作基本技术的独特算法，无论白天或夜间都能够保持较高的自动识别率。
软硬结合，独立工作：系统自动完成牌照的识别成像、照明、识别三个过程。
智能补光：自动开启闪光灯，调节闪光灯强弱，达到最佳照明效果。
元素识别齐全：对颜色、汉字、字母、数字的每个元素识别率较高。
全天候工作：解决影响牌照识别率的气候、环境、灯光等因素。

车牌自动识别技术的应用效果
高速公路收费管理系统在收费站入、出口分别完成车牌号码识别和车牌匹配工作，当车辆经过出口时，系统识别车牌并调出车辆的入口资料，自动计算出应缴纳的金额，起到了防止内部人员作弊的作用。

防止车辆通过“换卡”逃费
在封闭式收费中，通行费的依据是车辆的出入口和车型类别，这些信息通常被记录在由入口发放的一张IC卡(或其他通行券)上，但是如果通行卡中不包含车辆的身份信息，就可能出现车辆间利用互换通行卡而偷逃通行费的情况。这种舞弊行为经常发生在营运车辆中，路程越长，问题越为严重。

为了解决这种问题，一个有效的办法是在通行卡中加入持卡车辆的牌照号信息，目前有些系统采用人工输入牌照号的办法，不仅加大了收费员劳动强度（人工输入牌照号所造成的误差远远大于车牌的自动识别），而且增加了车辆的等待时间，同时也很难杜绝人为舞弊行为。有效的解决办法是利用牌照自动识别系统。在入口处，利用牌照识别系统将车辆的牌照号自动地录入通行卡中，在出口处再次识别车牌号，并与通行卡中的车牌号核对，从而保证车与卡的唯一对应，从根本上杜绝了换卡逃费现象的发生。

封闭式收费中，防止车辆"倒卡"逃费
防止同一车辆进行倒卡（走长缴短）：通过严格的时限检查发现可能有问题的车辆，在中心数据库中搜寻此车的真正入口。如和卡上的入口不符，则为同车倒卡。假使某一车如果通过某种途径（与收费员合谋或从卡贩子处获得）得到一张入口卡，该车就可以在该路段上反复逃费。对于不断往返某路段的营运车辆，这种舞弊现象比较严重。

有效的解决办法是利用车牌识别系统，同时，利用牌照号的自动识别，将每个车辆的出入口情况自动录入收费管理系统。当车辆经过出口时，车牌识别系统自动识别该车的牌照号并上传给车道机，车道机利用汽车牌照号可以自动查询当前车辆最近一次进入的入口名，这一入口名应该与其通行卡上的入口名一致，否则即为“倒卡”。

防止通行卡流失
通过车牌自动识别，收费系统可以自动记录所有通行卡的精确流向，对未收回的通行卡，可将领卡车辆列为黑名单车辆，一旦该车再次进入系统，就会被截获。

车辆的自动放行
如特种车辆（军车、警车）、预交费车辆（如已办理月、年缴费卡的车辆）以及其他授权免费通行的车辆。系统处于自动检测状态的过程与上述情况相同。所不同的是，一旦发现该类车辆经过，给出的控制信号不是驱动拦截装置，而是驱动放行装置。此时系统会自动开启道闸，达到车辆不停车过卡和减少工作人员劳动强度、严化内部管理的目的。通常用于路桥收费卡口专用车道、停车场的收费口以及大型单位出入口。其作用是可以解决车流高峰期的堵塞问题和减少运作费用，维护业主利益。

对黑名单车进行稽查
利用车牌自动识别，可以自动对黑名单数据库中的车辆进行稽查（对"开放式"收费而言，对第二次经过本站进行稽查；对"封闭式"收费而言，对第二次经过本路段时进行联网式稽查）。黑名单车辆包括公安通缉的车辆、有冲卡记录的车辆、欠费车辆（主要是月票车辆）、未交回通行卡的车辆及其它有前科的车辆。

对车型进行辅助分类
由于车辆牌照号与车型具有唯一对应的关系，当系统中积累了大量的车牌与车型信息（或从其它渠道得到）时，可以据此进行车型预分类，可进行车流量和收费对比分析、区域车辆的静态或动态发展分析、从而可折射区域经济的发展。当一辆车通过收费口时，如果该车在数据库中有记录，收费管理系统则可根据汽车牌照号查出该车的车型，并与收费员输入的车型进行对比，可起到辅助核查的作用。

在实际应用中，大多数车辆都是多次通过某路段，而且大多数作弊的车辆也是这些"熟车"。利用车牌自动识别可以将这些车辆每次过往的分型情况记录在案，一旦某次分型与历史严重不符，即交于监控处理，如历史记录错误，则改正历史记录，并处罚造成历史上该次错误的收费员。如属本次分型错误，则可现场处理并对收费员给于处罚。实践调查表明在一个月以上的时间内，75%以上的车辆会重复通过该收费系统，特别是开放式收费站。另外，要想使降档舞弊不被发现，车辆必须在每次经过时，都要作弊降档为同样的车型，随着重复次数的增加，这种可能性会很小，因为不可能所有的收费员都会为某一车辆降档作弊。实行封闭式联网收费的站点则更不可能。

对车辆管理进行统计
车牌自动识别系统在高速公路营运中的应用，使得传统的管理至某一车类的粗放管理变成为管理至每一具体车辆的精确管理，从而使得系统的管理水平发生质的飞跃。对于正常、合理的出行车，经过数据整理仍可实现后续分类管理，不会造成数据量的扩大，但对非正常收费车辆和各种特殊情况则能逐车进行核查。例如，过去收费员的舞弊行为被发现后，由于无法精确查询其所有相关历史记录，所以很难对其进行有效处罚。利用车牌自动识别，可以方便地检索所有的与某车辆或与某收费员有关的非正常收费记录，从而发现其历史上已经发生的所有问题，并对其进行有效处罚。

自动扣费，电子钱包缴费全国通用：自动扣款收费，一方面能实现不停车收费，解决卡口车流瓶颈问题；另一方面又能杜绝人与现金的接触，解决与现金有关的种种问题。车牌自动识别系统与其他相关的系统的有机结合可方便应用于各类封闭式和开放式路桥卡口自动收费系统，根据联网规模的不同，适用于IC卡、金路卡、虚拟储值卡以及金融卡等各种自动扣费方式，可从路段扩展到区域、地区、跨地区以至全国路网。

可替代新一代车道监控设备
车牌自动识别系统能够提供出一路模拟视频图像信号，用于监控车辆的情况，所提供视频图像的视场景深完全能满足车道监控的需要。车牌自动识别系统还能提供一幅清晰的车辆静止图像给道控机，便于收费员观察车况，成功地解决了常规车道监控设备成像受太阳光及车大灯干扰的难题。