CN1779720A

CN1779720A - 一种高速公路联网计算机收费***

Info

Publication number: CN1779720A
Application number: CNA2004100844976A
Authority: CN
Inventors: 陈红洁; 巢国平; 黄波; 王莉萍; 陶勇刚; 原良晓; 杨和平
Original assignee: Shanghai Electrical Apparatus Research Institute Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Seari Intelligent System Co Ltd
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2006-05-31

Abstract

本发明涉及高速公路联网计算机收费***，由三层构成：收费中心计算机网络；收费站计算机网络；收费车道计算机网络。网络之间的联系是：收费中心计算机与收费站计算机连接，最后与收费车道计算机连接。收费中心计算机网络包括中心服务器、磁盘阵列；收费站包括站服务器，收费站再与多条收费车道连接，收费车道包括车道控制器。实现功能还包括收费站/收费中心软件、通讯软件；关键技术是车牌识别方法，分三个步骤：1.车牌区域的定位；2.车牌字符的切分；3.车牌字符的识别。车牌定位是将车牌区域从复杂的背景图像中提取出来；字符切分是将待识别的字符一个一个的切分出来，以便的识别；字符识别是对切分出来的单个字符分类。

Description

一种高速公路联网计算机收费***

技术领域

本发明涉及一种计算机收费***，更确切地说涉及一种高速公路联网计算机收费***。

背景技术

公路的收费对于以收费作为建设资金来源的国家是高速公路管理***中极其重要的环节。目前高速公路收费***技术已趋成熟。国外的高速公路收费***一般是停车收费和不停车收费，如法国、西班牙、荷兰、葡萄牙等国。

在中国国内，高速公路收费***的出现及发展的时间并不长，但发展速度相当快，已经经历了人工判别收费方式、计算机收费方式、电子收费方式等不同的历史阶段，并且随着高速公路建设技术的发展，从停车收费向不停车收费***发展。

目前，工业发达国家如美国、日本等国，已经采取电子收费***，中国香港大劳山隧道也安装的是电子收费***。

中国清华紫光推出了一卡通高速公路联网收费***。

上述***的特点：进入路网的车辆只需缴纳一次通行费，实行入口发卡，出口验卡收费，即实现″一卡通″的服务目标。建立省结算中心，对收费统一管理、集中控制。采用CCTV监视、图像抓拍、车牌号识别、计算机票证管理、通行卡管理，对收费过程中来自收费员、司机的舞弊行为进行有效监管。

但是，从收费***结构设置、投资费用、建设周期、设备维护以及应用软件上，都难以适应中国国情，迫切需要开发新的计算机收费***。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速公路联网计算机收费***，该***包括收费中心、收费站、收费车道，分别由计算机进行控制。收费车道是收费业务的执行单位，具有多项功能；收费站是路网收费***中的基层收费管理单位，也具有多项功能；收费中心是高速公路运营公司的收费管理设施，同样具有多项功能。其目标是采用现代的计算机网络技术，利用高速的通信信道，建立一个先进、高效、安全、统一的计算机网络，该网络将及时准确地传输收费信息和必要的图像信息，实现高速公路的统一管理。

为实现上述目的，本发明的解决技术方案是：收费***由三层构成：最高层为收费中心计算机网；中间一层是收费站计算机网络；最底层是收费车道计算机网络。主干网络以光纤为传输介质，基于ATM或SDH，并兼容OTN，数据传输速率2M以上，提供视频、图像、数据、声音综合信息传输服务平台。

该收费***的结构，解决了几个技术关键是：将CLPR技术用于高速公路收费***中；使用了一种结构简单、操作灵活可靠的发卡装置；提供一种在恶劣环境中的入口/出口车道控制器；安全可靠的通讯模块；收费***有可移植性与故障处理能力。

本发明的有益效果：由于该收费***高起点、高水平地自主开发了适合中国国情的收费***，通行能力强，采用了非接触式IC卡技术和支持中英文字符数字的车牌图像识别技术，在高速公路收费***方面确立了品牌优势，达到了国际先进水平，在近年来在激烈的国内外竞争中，多次中标承包了工程项目，为国家节约了外汇，取得较大的经济效益和较好的社会效益。

附图说明

图1为本发明的高速公路联网计算机收费***结构示意图；

图2为本发明的收费***中车牌识别方法及流程图；

图3为本发明的收费***封闭式收费车道总体操作程序流程图；

图4为本发明的收费***封闭式收费车道收费员上岗流程图；

图5为本发明的收费***封闭式收费车道收费员下岗流程图；

图6为本发明的收费***封闭式收费车道采用通行券操作流程图；

图7为本发明的收费***封闭式收费车道采用带金卡操作流程图；

图8为本发明的收费***封闭式收费车道采用公务卡操作流程图；

图9为本发明的收费***封闭式收费车道采用月票卡操作流程图；

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明的收费***作比较详细说明。

参照图1，这是本发明的高速公路联网计算机收费***结构示意图。

如图中所示，收费***由三层构成：最高层为收费中心计算机网络1；中间一层是收费站计算机网络2；最底层是收费车道计算机网络3。上述网络之间的联系是：收费中心计算机网络1与中间一层的收费站计算机网络2连接，最后与收费车道计算机网络3连接。所述的收费中心计算机网络1里包括中心服务器4、磁盘阵列5；所述的收费站2里包括站服务器6，收费站再与多条收费车道7连接，收费车道7包括车道控制器8；收费车道7与外场设备9连接。

主干网络以光纤为传输介质，基于ATM或SDH，并兼容OTN，数传输速率2M以上，提供视频、图像、数据、声音综合信息传输服务平台。

参照图2，这是本发明的收费***中车牌识别方法及流程图。

车牌识别技术是车辆自动识别技术的重要组成部分，其输入是摄像机拍摄的汽车图像，输出是文本格式的车牌号。其工作原理是：当车辆通过检测区域时，识别装置将车辆通过信号传到图像采集设备，其将采集车辆的正面图像传到计算机；计算机对车牌进行识别并将识别结果送至监控中心或收费处应用场所。在车牌识别过程中，车辆检测、图像采集、车牌识别都是重要环节，其中最关键的是车牌识别。

车牌识别方法，分为三个步骤：1)、车牌区域的定位；2)、车牌字符的切分；3)、车牌字符的识别。车牌定位就是将车牌区域从复杂的背景图像中提取出来；字符切分，就是将待识别的字符一个一个的切分出来，以便进一步的识别；字符识别，就是对切分出来的单个字符进行分类。

对于车牌进行识别，其先决条件为抓拍图像必须清晰。由于不同气侯(晴天、阴、雨)、不同时间(早晨和夜晚)的光照不同，识别装置采用低照度星光级彩色摄像机。该摄像机具有红外补光功能，辅助开光的白平衡调整、自动增益调整、直流或视频两种镜头光圈控制模式，能在不同环境和不同要求中方便地进行设置。抓拍软件也根据不同的时段，对视频捕捉卡的饱和度、亮度、对比度和色调进行调节，从而确保在光照条件较差的情况下也能输出较为优质清晰的画面。

整个识别流程是：从″车辆检测器″到″图像采集设备″到″计算机(识别)″再到″监控中心或收费处″。

在车牌字符的识别过程中，首先将待识别字符区域规一化为12×24的二值图像；然后将二值图像作为神经网络的输入，训练相应的权值矩阵，实现字符的分类。根据其字符所在位置的差异构造了4个神经网络，其中汉字网络具有288个输入单元、25个隐层单元及35个输出单元，字母网络288个输入单元，25个隐层单元及26个输出单元，数字网络288个输入单元，25个队隐层单元及9个输出单元(数字1单独处理)。由于字母数字网络中相似字符太多，***采用分级处理，首先将相似字符(如8/B，2/Z，0/Q/D等)作为一类进行粗分，然后对相似字符进行进一步的细分。平均识别时间为50ms。

所述的车道控制器8是收费车道7里的关键设备，由于工作现场环境是劣，如高温、高湿、低温、多尘、酸碱性有害气体、强震、高噪声等各类强电子干扰，因此选用工业控制机。

参照图3，这是本发明的收费***封闭式收费车道总体操作程序流程图。

所述的封闭式收费车道总体操作程序流程，其步骤是：从“开始流程”到“收费员上岗流程”到“车辆进入”、“收费员键入车型”到“是否特殊车？”进行判断，如果是，进入“特殊车辆的操作流程”，如果不是，进入“是否外地车且需缴贷款费？”进行判断，如果是，“按′贷款费′键”，如果不是，进入“有无通行卡？”进行判断，如果有，进入“采用带金卡、公务卡、月票卡的操作流程”，如果无，则进入“采用通行券的操作流程”，最后进入“收费员下岗流程。

参照图4，图5，图6，图7，图8，分别为本发明的收费***封闭式收费车道收费员上岗流程图；本发明的收费***封闭式收费车道收费员下岗流程图；为本发明的收费***封闭式收费车道采用通行券操作流程图；为本发明的收费***封闭式收费车道采用带金卡操作流程图；为本发明的收费***封闭式收费车道采用公务卡操作流程图；为本发明的收费***封闭式收费车道采用月票卡操作流程图。

这里不再一一详述。

本发明涉及到的软件包括收费站/收费中心软件、通讯软件。通讯软件是高速公路联网收费***中重要一环，在整个***的运行中承担传递数据、联系各级终端和服务器的工作，起着桥梁和纽带的作用。因此通讯软件的可靠性、稳定性以及数据传输的准确性对于整个收费***来说是相当重要的。

考虑到软件的可扩充性以及通用性，采用内部编码与外部编码分离的方式，通过一个转换子模块将不同的外部编码转换为内部编码，使得软件能够适应不同的通讯编码需要，提高了软件的兼容性和可扩充性。

这是本发明的收费站/收费中心软件程序流程

收费站/收费中心软件：包括职员管理、权限管理、通行费管理、罚款管理、代收费管理、卡票管理等多项管理软件。

收费站/收费中心软件收费程序流程，其步骤如下：从“收费员从卡箱中取通行并刷卡”到“读写器判断该卡是否有效？”，如果有效，便进入“读写器向通行券写入入口信息”；如果无效，进入“无效卡备案并存放”再返回初始状态“刷卡”；进入“写入成功否？”判断，如果是，进入“读写器生成本次交易记录的认证码，并上传交易记录给车道计算机”；如果不是，进入“重写成功否？”判断，如果是，流程向下进行，如果不是，便进入无效卡备案；如果是，便进入下一步，“通行券交给驾驶员”、“起杆放行”、“收费车道计算机等待上传交易记录”、“收费车道计算机将外设恢复成初始状态”、“等待下次收费”。

Claims

1、一种高速公路联网计算机收费***，用于高速公路收费网络，其特征在于：

该***包括最高层为收费中心计算机网络(1)；中间一层是收费站计算机网络(2)；最底层是收费车道计算机网络(3)；为了实现功能还包括封闭式收费车道总体操作程序流程、收费站/收费中心软件、通讯软件；上述网络之间的联系是：收费中心计算机网络(1)与中间一层的收费站计算机网络(2)连接，最后与收费车道计算机网络(3)连接。

2、如权利要求1所述的高速公路联网计算机收费***，其特征在于：

所述的收费站计算机网络，还包括站服务器6，收费站再与多条收费车道7连接，收费车道7与车道控制器8连接。

3、如权利要求1所述的高速公路联网计算机收费***，其特征在于：

所述的收费站计算机网络还包括车牌识别装置，车牌识别分为三个步骤：1)、车牌区域的定位；2)、车牌字符的切分；3)、车牌字符的识别。

4、如权利要求1所述的高速公路联网计算机收费***，其特征在于：

所述的车牌区域的定位，所谓车牌定位，就是将车牌区域从复杂的背景图像中提取出来。

5、如权利要求1所述的高速公路联网计算机收费***，其特征在于：

所述的车牌字符的切分，所谓字符切分，就是将待识别的字符一个一个的切分出来，以便进一步的识别。

6、如权利要求1所述的高速公路联网计算机收费***，其特征在于：

所述的字符识别，就是对切分出来的单个字符进行分类。

7、如权利要求1所述的高速公路联网计算机收费***，其特征在于：

所述的封闭式收费车道总体操作程序流程，其步骤是：从“开始流程”到“收费员上岗流程”到“车辆进入”、“收费员键入车型”到“是否特殊车？”进行判断，如果是，进入“特殊车辆的操作流程”，如果不是，进入“是否外地车且需缴贷款费？”进行判断，如果是，“按`贷款费`键”，如果不是，进入“有无通行卡？”进行流程”，如果不是，进入“采用带金卡、公务卡、月票卡的操作流程”，如果无，则进入“采用通行券的操作流程”，最后进入“收费员下岗流程。

8、如权利要求1所述的高速公路联网计算机收费***，其特征在于：

所述的封闭式收费车道总体操作程序流程，其步骤是：从“开始流程”到“收费员上岗流程”到“车辆进入”、“收费员键入车型”到“是否特殊车？”进行判断，如果是，进入“特殊车辆的操作流程”，如果不是，进入“是否外地车且需缴贷款费？”进行判断，如果是，“按`贷款费`键”，如果不是，进入“有无通行卡？”进行判断，如果有，进入“采用带金卡、公务卡、月票卡的操作流程”，如果无，则进入“采用通行券的操作流程”，最后进入“收费员下岗流程。

9、如权利要求1所述的高速公路联网计算机收费***，其特征在于：

所述的收费站/收费中心软件：包括职员管理、权限管理、通行费管理、罚款管理、代收费管理、卡票管理多项管理软件。

10、如权利要求1所述的高速公路联网计算机收费***，其特征在于：

所述的通讯软件，采用内部编码与外部编码分离的方式，通过一个转换子模块将不同的外部编码转换为内部编码，使得软件能够适应不同的通讯编码需要，使软件具有兼容性和可扩充性。图所示，收如费站/收费中心软件收费程序流程，其步骤如下：从“收费员从卡箱中取通行并刷卡”到“读写器判断该卡是否有效？”，如果有效，便进入“读写器向通行券写入入口信息”；如果无效，进入“无效卡备案并存放”再返回初始状态“刷卡”；进入“写入成功否？”判断，如果是，进入“读写器生成本次交易记录的认证码，并上传交易记录给车道计算机”；如果不是，进入“重写成功否？”判断，如果是，流程向下进行，如果不是，便进入无效卡备案；如果是，便进入下一步，“通行券交给驾驶员”、“起杆放行”、“收费车道计算机等待上传交易记录”、“收费车道计算机将外设恢复成初始状态”、“等待下次收费”。