孫凌峰 劉叢

(山東高速股份有限公司濰坊運管中心 山東濰坊 261000)

2020年1 月1 日起，經(jīng)過省界收費站專項工程后，高速公路開啟全國聯(lián)網(wǎng)收費新模式。道路ETC門架系統(tǒng)成為收費過程中最重要的環(huán)節(jié)，當(dāng)前道路ETC門架系統(tǒng)的設(shè)備供電主流采取直流遠供方式。即收費站處局端機送電—直流遠供電纜傳輸—ETC門架處遠端機接收的供電方式。在此供電方式下，受直流遠供高壓電纜通電后對收費站車道中存在線圈的影響，造成了如無車抓拍、同一車輛多次抓拍等車牌識別[1]的抓拍失控異?，F(xiàn)象，本文將對這種現(xiàn)象做出現(xiàn)象表述、原因分析及可行性方案探討。

1 現(xiàn)象表述

1月1 日后，轄區(qū)內(nèi)各收費站部分ETC/MTC混合車道出現(xiàn)以下異?，F(xiàn)象：當(dāng)車道中不存在車輛時，車牌識別攝像機進行自我抓拍[2]，產(chǎn)生大量無用圖片；當(dāng)收費車道中有車輛停留在車道中的存在線圈處時，補光燈不停地進行補光，車牌識別攝像機進行不間斷抓拍，一輛車可能需要抓拍2次、3次甚至更多次，導(dǎo)致每輛通行車輛都生成多張抓拍圖片，長時間下來嚴重影響車道控制機的存儲容量。上述現(xiàn)象在不同時段、不同車道會有不同程度的表現(xiàn)方式，對正常的收費工作造成了嚴重影響。

2 原因分析

根據(jù)上述車牌抓拍異?，F(xiàn)象僅在1月1日時間點后發(fā)生，通過詳細分析當(dāng)前ETC/MTC車道中車牌抓拍的具體工作流程，對車牌抓拍異?，F(xiàn)象做出了相關(guān)的原因分析。

2.1 車牌識別工作流程

當(dāng)前山東省高速公路ETC/MTC車道的車牌抓拍采取線圈觸發(fā)的方式。其工作流程為：車輛駛?cè)胧召M車道后，首先通過存在線圈，車檢器檢測到車輛進入，產(chǎn)生“車輛存在”信號，車檢器將此檢測信號傳遞給車道控制機，車道控制機再將此信號通過軟件傳遞給車牌抓拍攝像機，車牌抓拍攝像機即刻啟動對該車輛進行抓拍車牌圖像，然后將識別后的車牌信息發(fā)送回車道控制機進行處理，本次工作流程結(jié)束。

2.2 原因分析

根據(jù)上述車牌抓拍工作流程，對車牌抓拍異?，F(xiàn)象的原因做出如下分析。

（1）車牌抓拍攝像機可能因為設(shè)備陳舊等原因自身發(fā)生問題，在接收到車道控制機的抓拍信號后，仍不能進行正常的車牌抓拍。

（2）車道中的地感線圈或者車檢器設(shè)備自身發(fā)生故障導(dǎo)致不能正常使用。或者是車檢器關(guān)于存在線圈的靈敏度設(shè)置存在問題，根據(jù)補光燈的不斷補光現(xiàn)象及收費軟件中存在線圈處一直感應(yīng)有車的現(xiàn)象，分析為車檢器的靈敏度可能設(shè)置過高，導(dǎo)致造成車牌抓拍的不正?，F(xiàn)象。

（3）根據(jù)1月1日前后的抓拍現(xiàn)象對比，排除省界收費站工程中收費車道上其它新增設(shè)備的無關(guān)影響，僅剩在收費廣場中收費崗?fù)ふ路降木€纜管廊中新增了為道路ETC門架系統(tǒng)供電的高壓直流遠供電纜[3]。經(jīng)現(xiàn)場測量，高壓直流電纜與地感線圈的垂直距離為0.5m，當(dāng)高壓直流電纜加電后電纜中有電流通過，對存在線圈產(chǎn)生電磁干擾，導(dǎo)致存在線圈處電磁場紊亂，造成存在線圈一直檢測到有車，車檢器將“有車”信號不斷傳遞給車道控制機，車道控制機將信號傳遞給車牌抓拍攝像機，從而造成車牌攝像機不停抓拍。

表1 車檢器靈敏度調(diào)節(jié)前后對比

表2 電纜屏蔽前后對比

表3 車牌抓拍模式更改前后對比

3 解決方案探討

通過對車牌抓拍異?，F(xiàn)象的原因分析，制定了三種解決方案，并選取濰坊西收費站、濰坊收費站、濰坊東收費站進行方案測試。

方案一：更換車牌抓拍攝像機。

對車牌抓拍異?，F(xiàn)象最嚴重的抓拍攝像機進行設(shè)備更換。更換攝像機后，經(jīng)過2d時間的觀察比對，車牌抓拍異?，F(xiàn)象仍然存在。因此本方案不適用于問題的解決。

方案二：更換地感線圈及調(diào)節(jié)車檢器靈敏度。

對抓拍異常現(xiàn)象最嚴重的車道，進行地感線圈更換。更換完新的地感線圈后，經(jīng)過2d時間的觀察比對，車牌抓拍異?，F(xiàn)象仍存在，因此異常現(xiàn)象與地感線圈無關(guān)。

其次進行車檢器的靈敏度調(diào)節(jié)，將車檢器的靈敏度進行適當(dāng)調(diào)低。在進行靈敏度調(diào)節(jié)后，經(jīng)過2d時間的觀察比對，調(diào)節(jié)車檢器靈敏度前后的對比結(jié)果如表1所示。

通過對比結(jié)果發(fā)現(xiàn)，調(diào)低車檢器靈敏度僅能在一定程度上減少無車抓拍頻次、同一車輛的抓拍頻次，但車牌抓拍的成功率并沒有明顯的提升。調(diào)低車檢器靈敏度后，當(dāng)存在線圈處有車輛存在時，部分車輛不能正確地進行車牌抓拍，導(dǎo)致整體的車牌抓拍成功率并沒有較大提升。因此這種方案不適用于車牌抓拍異常問題的解決。

方案三：直流遠供電纜屏蔽及更換車牌識別觸發(fā)方式。

（1）高壓直流電纜影響驗證。

排除上述兩個方案中原因及解決方案，根據(jù)高壓直流遠供電纜對車道抓拍影響的原因分析，首先進行高壓直流遠供電纜對車牌識別異?，F(xiàn)象影響的驗證。

在保證道路ETC門架系統(tǒng)有UPS電源供電保障設(shè)備穩(wěn)定運行的前提下，將道路ETC門架系統(tǒng)在收費站端的局端機切斷電源，在此情境下，高壓直流電纜中便不再有電流通過。經(jīng)過半小時切換穩(wěn)定后，在未來的72h內(nèi)之前出現(xiàn)車牌抓拍異常現(xiàn)象的車道此時車牌抓拍都能夠正常工作，未出現(xiàn)各種異常現(xiàn)象。72h后，當(dāng)把收費站的局端機重新加電后，高壓直流電纜重新開始送電，在切換穩(wěn)定半小時后，各車道的車牌抓拍又恢復(fù)了之前的各種異常現(xiàn)象。經(jīng)過3次反復(fù)的上述試驗，驗證得到1月1日后出現(xiàn)的車輛抓拍異?，F(xiàn)象是高壓直流遠供電纜通電后導(dǎo)致的。

（2）高壓電纜屏蔽。

在確定高壓直流電纜的型號為鎧裝屏蔽電纜后，根據(jù)高壓電纜通電后對地感線圈的影響，選擇對電纜外層加裝紫銅金屬屏蔽網(wǎng)，該屏蔽網(wǎng)能夠一定程度上屏蔽電磁。選取濰坊收費站、濰坊西收費站、濰坊東收費站的3條車道進行對比實驗，驗證加裝屏蔽層后對車牌識別異常現(xiàn)象的作用。實驗時間段選取2h，對同一收費站選取同一車道進行對比，對比實驗結(jié)果如表2所示。

通過對比可以得出，高壓電纜在加裝金屬屏蔽層后，能夠從一定程度上解決車牌抓拍的異?，F(xiàn)象，包括無車抓拍次數(shù)下降、同一車輛抓拍頻次減少以及車牌識別的成功率提升等。但是異常現(xiàn)象仍然存在，依舊影響日常的收費工作。

（3）視頻流觸發(fā)方式。

當(dāng)前車牌識別的主流觸發(fā)方式包括線圈觸發(fā)、視頻流觸發(fā)等。結(jié)合收費站現(xiàn)狀，因線圈觸發(fā)方式受高壓直流電纜影響較大，擬重新選擇視頻流觸發(fā)方式進行車牌抓拍。視頻流觸發(fā)方式即當(dāng)車輛進入車道時，車輛進入車牌抓拍攝像機的范圍區(qū)間，通過車牌提取后將車牌傳遞給車道控制器，完成車牌識別過程。在更換視頻流觸發(fā)方式后，將其與線圈觸發(fā)方式的相關(guān)現(xiàn)象作對比，對比實驗結(jié)果如表3所示。

通過對比可以得出，在采用視頻流觸發(fā)方式進行車牌抓拍后，已經(jīng)不存在無車抓拍現(xiàn)象，同一車輛的抓拍次數(shù)也恢復(fù)正常，每輛車只需要一次抓拍就能夠進行正確的識別。對于不同的車輛，在拋去光照、遮擋等因素情況下，抓拍一次即完成車牌識別的成功率已大大提升。

對于視頻流抓拍模式，其較之線圈觸發(fā)模式存在一定的缺點，例如受強、弱光線的影響較大；當(dāng)車輛無車牌時，該模式的圖片抓拍需求缺失，車牌識別率較之線圈觸發(fā)方式的識別率偏低。但當(dāng)高壓直流電纜在現(xiàn)有條件下不能進行路由更改、使用金屬屏蔽網(wǎng)作用較小的情況下，使用視頻流抓拍模式仍為目前較好的處理方式。

4 結(jié)語

本文針對取消省界收費站工程后車牌識別異常現(xiàn)象做出了相關(guān)的現(xiàn)象表述、原因分析，并通過綜合比較三種解決方案，最終確定了使用視頻流抓拍模式代替當(dāng)前的線圈觸發(fā)抓拍模式，能夠較好地解決當(dāng)前的車道抓拍異?，F(xiàn)象，保障日常收費運營工作。但視頻流抓拍模式仍然存在一定的弊端，所以如何能夠在原有的線圈觸發(fā)車牌抓拍模式基礎(chǔ)上研究更好的解決方案仍是下一步工作的重點。