《不停車收費系統(tǒng)設計問題研究9800字（論文）》

高速公路不停車收費系統(tǒng)功能需求分析及系統(tǒng)設計摘要：不收費停車系統(tǒng)主要是通過射頻識別技術，通過射頻信號的空間配對，實現(xiàn)非接觸信息的傳輸，然后處理器進行處理，以達到識別信息的目的。該技術具有非接觸，快速識別，安全性高，存儲容量大，可識別多張卡的特點，可以實現(xiàn)高速車輛的非接觸，快速識別，特別適用于高速公路系統(tǒng)，被認為是發(fā)展視界中最先進的科學技術之一。近年來，它已廣泛用于高速公路的進出口和其他各個領域。關鍵詞：高速公路；收費系統(tǒng)；ETC1引言如今我國社會處在一個經(jīng)濟迅猛發(fā)展的時代，高速公路的發(fā)展也得到了質的飛躍，截止2015年年末，我國高速公路通車里程達到了12萬公里，在通車公路里程增加的同時，交通流量也在不斷增加，車輛在高速公路運行的速度卻呈現(xiàn)下降趨勢，擁堵問題困擾著經(jīng)濟的發(fā)展。在許多的收費高速公路管理格局中，由于投資主體，建設單位，運營單位不同，形成高速公路經(jīng)營管理單位的管理格局不符合實際情況，從而導致了以下很多嚴重問題：1、投資成本高，需建設的收費站亭及輔助設施多，導致后期運營壓力大；2、運營成本高，人工費、管理費等維持運營的費用繁雜，運營壓力大；3、站點密集，降低了高速公路車輛的通行能力；4、傳統(tǒng)的人工收費方式，阻礙了高速公路車輛的快速通行；5、緩慢的通行速度使設備的損耗加大，設備的維護費用增高；6、收費站的建設改造大，對環(huán)境的破壞影響較大；7、自動化程度低，不符合高速公路現(xiàn)代化發(fā)展的理念。由此可見，運用傳統(tǒng)的人工收費方式，不但阻礙了高速公路的現(xiàn)代化進程，而且影響了機動車的安全運行，以及交通通行方便，而運用不停車收費管理系統(tǒng)，不但能夠提高高速公路出入口的通行效率，而且擁有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ蔀楦咚俟番F(xiàn)代化的重要保證。2高速公路不停車收費系統(tǒng)及系統(tǒng)需求分析2.1高速公路不停車收費系統(tǒng)的特點ETC不停車收費系統(tǒng)主要的關鍵技術為自動車輛分型（AutomaticVehicleClassificationAVC）、視頻稽查系統(tǒng)（VideoEnforcementSystem，VES）、及車輛自動識別（AutomaticVehicleIdentification，AVI）。與傳統(tǒng)的人工收費方式不同，ETC技術是以頻射標簽作為數(shù)據(jù)載體，通過無線電波傳輸方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，從而達到收費計算機與頻射標簽中的數(shù)據(jù)實現(xiàn)遠程讀取的目的：計算機可以讀取頻射標簽中存放的有關車輛的固有信息（如車牌號碼、車輛類別、車主信息等）、征費狀態(tài)信息、車輛運行記錄，然后按照收費標準，通過計算，扣除本次車輛的通行費用，并將扣除信息記錄到頻射標簽上。在電子收費系統(tǒng)交易中，紙幣現(xiàn)金將不再被當做交易媒介，取而代之的是電子貨幣。這就必須要求電子收費系統(tǒng)擁有超強的數(shù)據(jù)處理能力、快速的計算機網(wǎng)絡、現(xiàn)代的電子信息技術、靈活的電子控制系統(tǒng)以及巨大的數(shù)據(jù)庫，從而可以提升系統(tǒng)的安全等級、系統(tǒng)穩(wěn)定性和通訊能力，滿足客戶的多方面需求，保障系統(tǒng)的安全性，從而實現(xiàn)電子自動收費系統(tǒng)的高速長遠發(fā)展。1.系統(tǒng)穩(wěn)定性和兼容性。系統(tǒng)安全是系統(tǒng)的首要保證，系統(tǒng)必須安全系數(shù)高，硬件服務設施須安全可靠，在確保收費站正常的工作環(huán)境下，以防止突發(fā)事件所引起的誤收費、漏收費的情況出現(xiàn)，同時盡量采用快捷有效的處理方式，將問題控制在系統(tǒng)的預設范圍之內，確保在復雜多樣的環(huán)境條件下，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，所有設施運轉正常。2.易于操作。對于經(jīng)行收費站的用戶來說，收費系統(tǒng)使用的便捷性足夠影響車主對于收費方式的選擇，高速公路不停車收費，就是使車主不需要做任何工作就能便捷通過，同時又保證收費系統(tǒng)和車主能夠清楚自身的過站信息，對于頻射卡中電子貨幣不足的車主，也可通過簡單便捷的電話操作、網(wǎng)絡支付等多種方式進行充值。3.兼容性強。高速公路不停車收費系統(tǒng)的建立，應該適用于各種不同收費道路系統(tǒng)，系統(tǒng)各個配置應該普遍符合通用標準，在適時性基礎上保持兼容性及拓展性，以確保今后收費系統(tǒng)的升級或開發(fā)，例如在系統(tǒng)中并入天氣預報功能、路況提醒功能或者線路導航功能等。4.運行費用低。高速公路收費系統(tǒng)在設計之始，對系統(tǒng)的基礎要求是能滿足對基本功能的要求，在物盡所能原則下，應避免資源浪費，在基礎功能可升級拓展的必要條件下，系統(tǒng)的創(chuàng)建、運行和維護費用，需要盡可能的降低，以保證系統(tǒng)的推廣。5.隱私保護權。管理系統(tǒng)在設計過程中，為防止管理人員對用戶信息的泄露、濫用或其它問題出現(xiàn)，產(chǎn)生侵犯個人隱私的法律問題，須對經(jīng)行收費站的信息進行系統(tǒng)的使用權限的設置，做到相關責任人和相關使用權限的制度和文件的落實。2.3高速公路不停車收費系統(tǒng)功能需求本設計的思路是通過分析不同角色的需求，來拓展系統(tǒng)的各種性能。角色以客戶、收費員、管理人員以及系統(tǒng)維護人員為主要分析對象。1.客戶角度：客戶是高速公路的主要消費者，他們主要是通過IC卡或紙幣到收費站進行消費以達成出入高速公路，使用高速公路到達目的地的需求，對于機動車的通行信息，客戶通常需要到指定地點進行查詢和操作，對于車主來說，這種方式不方便，同時還浪費時間。在不停車收費系統(tǒng)建立后，車主只需要運用網(wǎng)絡，登錄到系統(tǒng)的指定網(wǎng)站進行充值和查詢，操作方法簡單快捷。在系統(tǒng)中，可通過不停車收費的方式，運用頻射卡實現(xiàn)客戶高速通行的需求。2.收費員角度：收費員主要是指在進出站口坐點的員工，在傳統(tǒng)的人工或半人工收費方式中，他們是收費完成的主要執(zhí)行者，他們主要負責車輛的進出站控制、通行費收取、打印收費憑據(jù)、車主信息查詢、收費信息統(tǒng)計，生成報表等工作，同時，收費員在通行費用收取的關鍵作用，由于是人工操作，就必然會存在失誤，而這些失誤通常會對車主或收費站造成損失，同時，越來越多的機動車，人工收費方式更加浪費時間，收費員的過多操作也會影響通行效率。影響到高速公路機動車的高速通行效率，所以在系統(tǒng)中削弱收費員的角色分量。3.管理人員角度：在本系統(tǒng)中，管理人員的主要職責由傳統(tǒng)的管理人員（收費員）轉變?yōu)楣芾硐到y(tǒng)，統(tǒng)計收費數(shù)據(jù)等，大大降低了管理人員的工作量，減少了對人力資源的浪費。4.系統(tǒng)維護人員角度：在系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)是電子的，無人工操作的，所以要加大系統(tǒng)維護人員的投入，系統(tǒng)管理員的主要職責是，管理和維護整個系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)，包括員工表、收費站點表、參數(shù)設置、權限設定等，基本上是高速公路管理系統(tǒng)中的所有功能都可以使用。每個數(shù)據(jù)表均有列表界面、明細界面、確認界面，需求列表如表1：表1需求列表編號描述。1業(yè)務受理2信息查詢3統(tǒng)計分析4角色管理5系統(tǒng)用戶6公路關卡7收費標準8收費記錄按模塊分類的詳細功能需求列表，如表2：表2功能需求表功能子功能需求描述優(yōu)先級業(yè)務受理業(yè)務受理進入高速公路高離開高速公路高信息查詢信息查詢收費情況查詢高操作情況查詢高統(tǒng)計分析統(tǒng)計分析收費詳細統(tǒng)計高財務總核對高系統(tǒng)維護角色管理顯示角色列表高增加角色高修改角色信息高刪除角色高系統(tǒng)用戶顯示系統(tǒng)用戶列表高增加系統(tǒng)用戶高修改系統(tǒng)用戶信息高刪除系統(tǒng)用戶高公路關卡顯示公路關卡列表高增加公路關卡高修改公路關卡信息高刪除公路關卡高收費標準顯示收費標準列表高增加收費標準高修改收費標準信息高刪除收費標準高收費記錄顯示收費記錄列表高刪除收費記錄高顯示操作記錄列表高刪除操作記錄高2.4高速公路不停車收費系統(tǒng)性能需求在高速公路不停車收費系統(tǒng)中，車道控制子系統(tǒng)，主要負責管理和控制收費匝道口的各項設施，內設射頻讀寫器，通過解讀安裝在機動車上的頻射卡發(fā)射的無線電波，獲得機動車信息。然后將獲得的數(shù)據(jù)傳送給收費站管理系統(tǒng)。對車道控制子系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)信息，收費站管理系統(tǒng)在進行處理、整理后，再將信息上傳至結算中心。結算中心對上傳數(shù)據(jù)進行整合、統(tǒng)計后，將數(shù)據(jù)傳至銀行，銀行再根據(jù)數(shù)據(jù)，對車主所綁定的賬戶進行劃賬，從而實現(xiàn)不停車收費的自動化運行。不停車收費系統(tǒng)按照功能區(qū)分為三部分，即收費站及收費車道系統(tǒng)、管理中心系統(tǒng)、結算中心系統(tǒng)組成，它系統(tǒng)的完成了對高速公路通行車輛的管理，對高速公路行駛的機動車都進行控制，該系統(tǒng)也可以對機動車進行嚴格監(jiān)管，對有不良行車記錄的機動車，可管控其不得進入高速公路，同時，將機動車號碼及監(jiān)控視頻上次管理中心，再由管理中心傳送至相關監(jiān)管部門。2.4.1收費站及收費車道系統(tǒng)組成收費站及收費車道系統(tǒng)是收費系統(tǒng)的核心組成部分，承擔著系統(tǒng)“CPU”的角色，同時也是最基礎的管理單元。1、數(shù)據(jù)傳輸管理子系統(tǒng)（1）每天在數(shù)據(jù)流量較小的固定時段，向結算中心上傳匯總數(shù)據(jù)，并接收服務器下達的指令及系統(tǒng)運行參數(shù)；（2）每天在數(shù)據(jù)流量較小的固定時段，向管理中心上傳匯總數(shù)據(jù)，并接收服務器下達的指令及系統(tǒng)運行參數(shù)；（3）接收ETC車道控制系統(tǒng)上傳的收費業(yè)務數(shù)據(jù)，并向車道控制系統(tǒng)傳輸相關信息和命令；（4）將從收費車道傳來的數(shù)據(jù)通過處理器轉換成與收費中心服務器統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，保證了數(shù)據(jù)的完整性和統(tǒng)一性。2、實時監(jiān)控子系統(tǒng)（1）實時監(jiān)控車道運行情況，同時可以查控車道設備的運行狀態(tài)以及查看車道的收費情況，控制和管理車道；（2）在通信中斷時，自動存儲并記憶數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹兄固?，在傳輸恢復后，從中止處繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)；3、收費管理子系統(tǒng)（1）即時處理上傳的收費信息，并對數(shù)據(jù)進行存儲；（2）接收管理中心下發(fā)的系統(tǒng)運行參數(shù)；（3）完成各種查詢及統(tǒng)計功能。2.4.2收費管理中心中央管理系統(tǒng)管理中心管理系統(tǒng)的主要功能是匯總高速公路通行機動車的收費信息，對信息進行分類、統(tǒng)計，并將信息數(shù)據(jù)清單反饋到結算中心，進行其他功能的行使。管理中心管理系統(tǒng)通過對所管轄區(qū)內的收費數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，然后將數(shù)據(jù)轉發(fā)給收費結算中心，中心再將數(shù)據(jù)信息匯總后，轉給銀行系統(tǒng)進行劃賬，銀行對賬戶劃賬后，對金額不足的賬戶或者欠費不交的賬戶名單反饋給結算中心，中心再將名單下傳至收費站。同時管理中心也可以聯(lián)同交通監(jiān)管部門，根據(jù)當?shù)亟煌ūO(jiān)管部門提供的車號名單，對部分有不良違規(guī)記錄的機動車或涉及違法刑事案件的機動車，做為特殊名單處理，并傳送至收費匝道管理系統(tǒng)。管理中心管理系統(tǒng)主要功能：1、管理中心系統(tǒng)對照收費站上傳的數(shù)據(jù)，自動生成收費金額、流量、與銀行對賬和開展業(yè)務所用的報表，存儲在本地計算機數(shù)據(jù)庫中，并將收費交易記錄上傳至結算中心；2、接收結算中心傳輸?shù)膶痤~不足的賬戶或者欠費不交的賬戶名單反饋等數(shù)據(jù)信息，并傳送至收費車道管理器；3、協(xié)同相關部門，對于違法或違規(guī)機動車的信息數(shù)據(jù)，下傳至收費站；實時接收采集收費站上傳的違法機動車的數(shù)據(jù)信息及圖像信息，及時傳送至相關監(jiān)管部門；4、監(jiān)控收費站收費管理系統(tǒng)運行情況及設備運行狀態(tài)等，可以設置管理人員的管理權限，同時也可對收費管理人員進行管理；5、接受對頻射卡用戶使用情況、余額狀態(tài)的查詢等；6、按照嚴格的計算機網(wǎng)絡分級管理機制，對下屬各級計算機系統(tǒng)進行管理，通過對系統(tǒng)關鍵信息的加密設置，保證信息只能被訪問，不能被修改，同時對訪問登陸情況進行記錄，通過網(wǎng)絡自動監(jiān)管。由于管理中心管理系統(tǒng)涉及業(yè)務較多，需要進行數(shù)據(jù)交換的部門也較多，所以將管理中心管理系統(tǒng)劃分為：收費管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)、監(jiān)控管理子系統(tǒng)、維護管理子系統(tǒng)4大模塊子系統(tǒng)。1、收費管理子系統(tǒng)對所有的收費數(shù)據(jù)進行分類、管理、存儲。2、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)（1）在數(shù)據(jù)傳輸量較小的時段向其他系統(tǒng)（如收費系統(tǒng)）發(fā)送數(shù)據(jù)信息，對由其他系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)信息及運行參數(shù)進行接收和存儲；（2）定時接收收費站上傳的收費數(shù)據(jù)，并向收費站發(fā)送命令和相關信息；（3）存儲并處理收費站上傳的收費數(shù)據(jù)，保證收費中心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與收費站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完整且同一；（4）系統(tǒng)可以向相關部門傳輸必要交通信息。3、監(jiān)控管理子系統(tǒng)（1）實時監(jiān)控各收費站、各重要路段車流量情況，同時可以查控系統(tǒng)設備的運行狀態(tài)，遠程控制和管理收費站子系統(tǒng)；（2）向各收費站下發(fā)系統(tǒng)時鐘，保證系統(tǒng)的時間同步。4、維護管理子系統(tǒng)收費站信息維護：管理各收費站的信息等；付費類型維護：設定各收費站、各種需付費機動車的類型；費率維護：設定各收費站、各類型車輛的費率等；車輛信息維護：設定所有車輛的相關信息；操作人員維護：設定管理人員的有關信息。2.4.3收費結算中心系統(tǒng)在不停車收費系統(tǒng)下，車輛的收費方式主要以預付費方式和記賬式方式這兩種形式，在收費車道中進行，而同一條高速公路的不同路段可能由不同的管理中心管轄，所以需要建立統(tǒng)一的結算中心系統(tǒng)來管理ETC收費數(shù)據(jù)和收費中心的資金劃撥。結算中心屬于整個不停車收費系統(tǒng)的中樞系統(tǒng)。它負責對收費系統(tǒng)的所有收費數(shù)據(jù)信息進行收集和處理，資金結算，對無效的車載頻射卡清單的處理，其中資金的管理和劃撥由結算中心委托銀行來進行，結算中心系統(tǒng)各功能構成，如圖1。圖1結算中心系統(tǒng)功能構成2.4.4收費系統(tǒng)的技術要求1．收費站及收費車道系統(tǒng)的技術要求主要有：1）數(shù)據(jù)收集上傳功能：在網(wǎng)絡正常情況下，實時采集到車道產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并上傳到站數(shù)據(jù)庫；2）數(shù)據(jù)保存功能：保存車輛數(shù)據(jù)信息；3）數(shù)據(jù)庫備份功能：在正常情況下備份一個8G的數(shù)據(jù)庫，時間不大于1小時；4）監(jiān)控系統(tǒng)性能的功能：在網(wǎng)絡正常運行時數(shù)據(jù)丟失率不超過5%，車道操作信息實時上傳至監(jiān)控室5）系統(tǒng)容錯功能：具有完善的備用系統(tǒng)，在網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時系統(tǒng)系統(tǒng)可以獨立運行，保證數(shù)據(jù)不丟失，并可通過其他方式上傳。6）系統(tǒng)安全功能：有嚴格的用戶權限管理、認證機制保證數(shù)據(jù)不被非法訪問。7）系統(tǒng)兼容功能：在多種操作系統(tǒng)下也可以穩(wěn)定運行8）系統(tǒng)靈活功能：通過配置不同參數(shù)滿足不同業(yè)務管理的需求9）數(shù)據(jù)庫信息保存功能：可即時儲存≥10，000，000車次的過車記錄10）系統(tǒng)運行穩(wěn)定功能：平均故障間隔時間>10，000小時2．結算中心系統(tǒng)技術要求主要有：1）主服務器處理能力：TMPC值≥30000；2）數(shù)據(jù)庫存儲能力：在正常情況下存儲容量為一個500G的數(shù)據(jù)庫3）系統(tǒng)可靠功能：在網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時系統(tǒng)系統(tǒng)可以獨立運行4）系統(tǒng)安全功能：有嚴格的用戶權限管理、認證機制保證數(shù)據(jù)不被非法訪問5）系統(tǒng)兼容功能：在多種操作系統(tǒng)下也可以穩(wěn)定運行6）系統(tǒng)靈活功能：通過配置不同參數(shù)滿足不同業(yè)務管理的需求7）站數(shù)據(jù)庫信息保存功能：可即時儲存≥10，000，000車次的過車記錄8）系統(tǒng)運行穩(wěn)定功能：平均故障間隔時間>10，000小時3基于射頻技術的高速公路不停車收費系統(tǒng)實現(xiàn)3.1高速公路不停車收費系統(tǒng)的關鍵技術在電子收費過程中，流通的不是傳統(tǒng)的紙幣現(xiàn)金，而是存儲在射頻標簽電子賬戶中的電子貨幣，通過數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)金額流通。因此，電子收費是以現(xiàn)代通信、計算機自動控制等高新技術為基礎，無線網(wǎng)絡通信計算為聯(lián)通方式的實用型新型科學技術。在ETC收費系統(tǒng)中，采用了大量的現(xiàn)代高新電子技術，主要是涉及無線電通信、計算機自動控制等多個領域。ETC主要的關鍵技術為車輛自動識別（AutomaticVehicleIdentification，AVI）、自動車輛分型（AutomaticVehicleClassification，AVC）及視頻稽查系統(tǒng)（VideoEnforcementSystem，VES）。3.1.1車輛自動識別系統(tǒng)車輛自動識別技術（AutomaticVehicleIdentification，AVI）是ETC收費系統(tǒng)的基礎。它是指當車輛通過指定地點時，系統(tǒng)可以不依賴人工而自動地識別車輛身的各種技術的統(tǒng)稱。車輛身份，泛指車輛本身的特定標簽及一切的附加屬性，包括車型、品牌、車號、車主等信息，但這些信息都是可變的，不具有唯一性。所以對于人工來說，車牌號碼可以作為車輛的最佳標識，但對機器來說確是很難的事，所以車輛身份就要通過專業(yè)識別技術來得到。1、車輛自動識別系統(tǒng)（AVI）的組成目前世界各國廠商所生產(chǎn)的AVI種類極多，且彼此之間大多難以兼容，每一家產(chǎn)品皆有其特色。即便如此，一些基本的系統(tǒng)架構卻都基本相同，一般是由車載單元、路側單元和數(shù)據(jù)處理單元三個主要組件組成。（1）車載單元。車載單元（On-BoardUnit，OBU）附屬在車輛上，它提供一種可供識別的唯一信號，可以當做車輛的“身份證”。（2）路側單元。路側單元（Road-SideUnit，RSU）主要負責辨別和轉換頻射卡發(fā)射的信號。（3）數(shù)據(jù)處理單元。數(shù)據(jù)處理單元（DateProcessingUnit，DPU）把路側單元發(fā)送來的文字或數(shù)字資料與數(shù)據(jù)庫中存儲的賬戶資料通過對比進行身份驗證，并進行通行費的計算、交易時間、地點、流水號等資料數(shù)據(jù)處理。由以上分析可得，車輛自動識別系統(tǒng)的基本運作流程為：接收到來自車輛的電磁波信號；將電磁波信號轉換成為數(shù)據(jù)信息；將數(shù)據(jù)信息進行處理工作。2、車輛自動識別系統(tǒng)（AVI）的分類按AVI系統(tǒng)使用的工作頻率分類，可分為三種，即917MHz、2.45GHz和5.8GHz，在實際應用中，5.8GHz已成為國際電信聯(lián)盟（ITU）劃分給專用短程通信（DSRC）的頻段。按AVI系統(tǒng)的通信方式分類，可分為主動式和被動式。主動式射頻標簽一定含有電源，當檢測到讀寫器向射頻標簽發(fā)送詢問信號后，射頻標簽利用自身的電池能量發(fā)射載波和數(shù)據(jù)給車到讀寫器，其工作距離較遠。在被動式系統(tǒng)中，由讀寫器發(fā)射無線波信號后，射頻標簽被激活進入通信狀態(tài)。被動式射頻標簽的電源是供存儲數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)用的，其工作距離較近。按目前的技術水平，主動式和被動式的性能比較如下表3所示。表3主動式與被動式通行方式性能對比類別主動式被動式通信距離/m約30約8可同時通信車輛數(shù)最多8輛原則上1輛信息量/kbit53946按AVI讀寫方式分類，可分為只讀型和讀寫型。只讀型系統(tǒng)采用只讀型射頻標簽，只讀型射頻標簽的內容只能被讀出，而不能被修改或寫入，其內容存儲器是只讀型存儲器。讀寫型AVI系統(tǒng)采用讀寫型射頻標簽，其內容既可被車道讀寫器讀出，也可由車道讀寫器寫入或修改，內容存儲器是RAM或EEPROM。讀寫型射頻標簽內部通常還帶有ROM存儲區(qū)，供存放固定信息和初始化信息。按有無使用射頻標簽分類，不帶射頻標簽接口的一般稱為單片式AVI，帶射頻標簽接口并在使用時需插入射頻標簽的稱為兩片式AVI。單片式AVI比較簡單，價格低；兩片式AVI價格較高，具有較多優(yōu)點，系統(tǒng)功能極易擴展，是今后各個領域使用的主要形式，但兩片式AVI設計需要遵循的技術規(guī)范較多，設計過程較單片式更為復雜。可如果系統(tǒng)方案設計的好，設計標準遵從有關技術標準，單片式AVI系統(tǒng)也可以過渡到兩片式AVI系統(tǒng)。3.1.2車型自動分類系統(tǒng)關于車輛的類別，通常我們認為可以通過識別射頻標簽信息獲取，射頻標簽上儲存有車號和車型類別代碼，射頻標簽儲存的車型代碼無法隨意修改，也無須運用新系統(tǒng)既可通過通信得到準確度較高的車輛類型，可是，如果用戶將卡從原有車輛上拆卸下來，安裝到與車輛類型不同的另一類車輛上，那么單憑通信而獲取的車類信息就無法分辨其真?zhèn)?。所以，這種情況下，就需要通過特定的檢測設備對車輛進行判別，通過對各種車輛特征進行綜合分析從而確定車型類別。這種方法需要安裝多種檢測設備用以檢測車輛外部幾何尺寸、軸數(shù)和輪數(shù)等特征參數(shù)，還需要配以專門的軟件進行綜合判別，但是這樣又提高了系統(tǒng)投資，同時也增加了管理維修費用。綜上所述，結合兩種判別方法的優(yōu)缺點的綜合考慮，我們宜采用雙管齊下，主次相輔的操作方法。以通過卡上獲取信息為主，然后再通過檢測進行校核，這種作法既考慮了投資設備的資金問題，同時對車輛有更準確的信息，大大降低了差錯率。3.1.3視頻稽查系統(tǒng)在整個ETC不停車收費系統(tǒng)中，視頻稽查系統(tǒng)（VideoEnforcementSystem，VES）作為對違規(guī)行為的依據(jù)，運用攝影機采集圖像并處理，作為未按規(guī)定付費的違法行為的證據(jù)。VES不依賴于ETC系統(tǒng)的頻射卡，而是通過攝取車牌圖像來獲得車號、車主及車籍資料等信息，并將繳費通知郵寄或以短信方式發(fā)送給車主，對此項業(yè)務大部分的電子收費系統(tǒng)均會征收費用，且收費標準不低，其主要目的在于防止車主對于繳費的習慣性違規(guī)。VES涉及的相關技術包括照相取像、錄像取像、數(shù)字取像和車牌識別等。1、照相取像初期的VES使用照相機取像的方式，通過相片來獲取車牌的相關信息，這種方法效率低、耗費人力資源多、失誤率大。因此這種方法已經(jīng)不被采用。2、錄像取像許多地方已采用以錄像形式進行分析，拍攝圖像后重新播放，檢測圖像并攝取車輛的相關信息，但此方式無論從圖像的獲得定位或者對違規(guī)的處理哪一方面，都依然需要耗費大量的人力物力。3、數(shù)字取像數(shù)字取像是近年來采用的更普遍的方式，是應用攝影機攝取數(shù)字影像并加以存儲，然后系統(tǒng)再將影像數(shù)字化、自動儲存或可將其通過網(wǎng)絡傳送至其他服務器。同時，車牌識別提升了系統(tǒng)數(shù)字化效率，使VES達到自動化的作業(yè)目標，降低了對人工操作的需求，也降低了ETC系統(tǒng)的運作成本，但由于本身的若干限制因素，使得其尚未普遍地應用于VES系統(tǒng)。4、光學字符識別近年來，光學字符識別技術已相當成熟，有些廠商已經(jīng)將車牌自動識別與光學字符識別(OpticalCharacterRecognition，OCR)結合起來，通過光學掃描圖像信息獲取車牌號碼信息，這樣所取得的圖像更具有足夠的品質。VES的運作流程為：（1）攝影激活。埋設于車道的傳感器測得車輛到達時，即通知VES激活攝影開關拍攝車輛。（2）圖像獲取。主要使用攝影機獲取車輛圖像或車輛影像。（3）圖像確認。攝影機攝取車輛照片后傳輸給車道管理系統(tǒng)，由車道管理系統(tǒng)對車輛進行判定，若車輛為違規(guī)車輛，系統(tǒng)將自動存儲圖像資料以及車牌號碼、收費站編號、通行日期、通行時間、違規(guī)情形及攝影機的編號等信息。（4）圖像存儲。車道控制器將存儲的圖像資料傳送至收費站上的處理系統(tǒng)，系統(tǒng)再將存儲的圖像檔案傳送至管理中心服務器。（5）圖像處理。圖像資料由管理中心監(jiān)控系統(tǒng)進行處理。（6）圖像刪除。當車輛對違規(guī)行為進行糾正后，處理器將即刻刪除車輛的違章圖像資料，若違規(guī)者對違規(guī)行為不糾正，圖像資料將會一直被存儲于收費站的檔案處理器，并在固定時間傳送到高速公路客戶服務中心及高速公路管理中心，當下次違規(guī)者進入高速公路時，將予以限制通行等處理。違規(guī)資料將被一直保存，直到違規(guī)者對違規(guī)行為進行糾正以后再刪除。3.2高速公路不停車收費系統(tǒng)的實現(xiàn)本文所設計的基于射頻技術的高速公路不停車收費系統(tǒng)，主要是通過無線射頻的方式進行數(shù)據(jù)交換，其中在車輛自動識別技術下所應用的工作頻率我們采用抗干擾能力更強、安全性更高的5.8GHz電磁波頻率；射頻標簽作為數(shù)據(jù)載體，要求辨識迅速、安全性高、可讀寫、可拓展的信息存儲空間大、系統(tǒng)升級兼容性好，故采用主動可讀寫兩片式；不停車收費系統(tǒng)中的讀寫器主要采用非接觸式讀寫器，實現(xiàn)計算機與射頻標簽之間的遠程數(shù)據(jù)存取功能；在自動車輛分型技術中所應用的軸數(shù)與軸距檢測器，其具體檢測過程為：在機動車沿行車方向駛入收費站時，由車輛分離器向檢測器發(fā)出駛入一輛車的信息，然后車輛通過軸距檢測區(qū)域時，激光傳感器就會感應到輪胎壓力，通過計算得出車輛的軸距范圍，再根據(jù)軸距范圍和軸數(shù)以及車身高度等參數(shù)，從而可以確定車輛的類型。軸距與軸數(shù)檢測原理如圖2所示：圖2軸距與軸數(shù)檢測原理圖在視頻稽查系統(tǒng)為了提高圖像采集的清晰度，采集圖像系統(tǒng)采用可對圖像進行自動調焦，補光，去雜功能