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临时停车场自动收费系统的研究
2013-01-05    来源:


摘要:针对城市停车难, 传统停车场使用和管 理的局限性, 提出了一种基于视频检测与车牌自动识别技术的临时停车场自动收费管理系统。该系统具有设置、移动简便, 停车管理自动化程度高, 可实现不停车自动收费等特点, 特别适用于旅游旺季、大型活动等所增设的各种临时停车场的现代化停车管理收费, 同时可大大缓解因停车难而造成的停车场附近道路交通拥堵等相关问题。

    0 引言

    随着城市化的发展和车辆的普及, 汽车拥有量不断增加, 城市停车难成为当今世界各国面临的共同难题, 无论是发达国家还是发展中国家, 都毫无例
外地承受着停车场容量与汽车拥有量严重不对称的现实, 致使有车无处停, 以及停车场设备科技含量低的困扰。特别是商业区、城市旅游景点的停车比例仅为1:10。这种停车设施建设严重落后于车辆的增长情况, 导致停车矛盾愈加严重, 停车难、乱停车的恶性循环成为城市交通管理的难点, 也直接导致交通堵塞、擦车追尾等交通事故, 不同程度阻碍了城市经济的发展。尤其在景区的旅游旺季, 举办大型展览, 会议及大型社会活动时, 人多车多, 停车更是一件非常不易之事, 因此解决停车难就成了所有开发商首先要考虑的一个问题[ 2 ] 。本文根据这一现状, 提出一种主要用于旅游景区, 大型场馆会议活动等简易、便携的可移动式临时停车场自动收费系统。

    1 临时停车场自动收费系统概述

    临时停车场自动收费系统主要由四部分组成,即车牌采集识别系统, 数据库系统, 收费系统及网络通信系统。

    系统整体构成如图1所示。其基本功能为: 当有车辆进入时, 利用视频检测技术, 通过入口处摄像机自动检测到达车辆, 并触发抓拍系统自动摄取车辆相关图像信息, 进而由车牌识别系统进行车牌号码的识别, 随后将车牌识别结果、车辆图像以及进入时间等保存至停车车辆数据库。当车辆离开时, 出口处同样进行车辆检测、车牌识别等过程, 并将车辆识别结果在停车车辆数据库中进行查询, 提取相同车辆的相关信息, 进行停车时间及收费计算, 并判断该车辆是否已选择自动收费方式等。收费系统最后根据车牌号是否已经与自动收费方式绑定来确定是否采取不停车自动收费, 对于不可自动收费的车辆则进行人工收费。最后将完成收费的车辆存入驶离车辆数据库中, 以备查用。

 

图1 临时停车场移动式自动收费系统构成图

    其系统整体流程如图2所示。

 

图2 系统流程图

    2 各功能模块介绍

    2. 1 车牌采集识别系统

    车牌采集识别主要包括车辆检测, 车牌识别两大部分。停车场入口处, 利用视频车辆检测技术检测到有车辆进入时, 抓拍车辆图像, 识别车牌号码, 然后将车辆图片, 识别结果保存到指定目录或数据库中。

    2. 1. 1 车辆视频检测:目前, 车辆检测技术有很多方法, 如地感线圈检测、红外检测、雷达检测、视频检测等[ 3- 4] 。但考虑到临时停车场的特点及各种检测手段的成本、安装维护、可靠性与便携性等, 本临时停车场自动收费系统将直接采用视频检测技术来检测车辆进出及获取相应的车牌图像信息。

    2. 1. 2 车牌识别:一个完整的车辆牌照识别系统工作流程一般是由图像输入、牌照定位与字符识别三部分组成。由视频检测得到的车辆图像首先经过一系列预处理如灰度变 换, 二值化, 边缘检测, 滤波等过程, 之后通过图像分割、投影定位可得到车牌图像。得到定位车牌后, 下一步为识别。字符识别有多种方法, 如模板匹配法, 神经网络法等, 本文采用BP神经网络法。在字符神经网络识别之前需对定位得到的车牌图像进一步处理, 如二值化, 倾斜校正, 归一化, 细化等。

    2. 2 数据库系统

    本系统的数据库系统主要包括车牌识别结果及车辆图像的存储、车辆进出时间的记录, 停车时间及收费金额的计算等。

    本文采用SQL Server数据库, 建立了两个基本数据库: 停车车辆数据库, 驶离车辆数据库, 其基本格式如表1- 2所示。

 

    停车场停车车辆数据库包含车牌号码, 进入时间, 车辆图像等信息。驶离车辆数据库包含车牌号码, 进入时间, 离开时间, 停车费用, 车辆图像等信息。当车辆离开停车场时, 该车辆相关信息将从停车车辆数据库中删除, 其信息随同车辆离开时间、停车费用、收费方式等写入驶离车辆数据库。

2. 3 收费系统

    当车辆离开时, 经视频车牌采集识别系统检测及车牌识别结果, 可对数据库该车辆的相关记录进行查询, 并计算相应的停车时间及停车费用。而后根据车主选定的收费方式进行自动收费、人工收费或半自动收费等。

    为实现临时停车场的高效收费, 本系统可对停车车辆提供三种不同模式的收费服务, 即手机支付的自动收费模式, 一卡通支付的刷卡收费模式, 以及现金支付的人工收费模式, 并通过设置不同收费模式的专用收费口来实现自动收费与人工收费相结合的高效且人性化的停车收费服务。

    2. 3. 1 手机支付的自动收费模式

    为了实现不停车自动收费, 减缓停车场内外交通拥堵现象, 提高收费管理效率, 本文提出一种利用手机支付的自动收费模式。其主要流程如下:

    ( 1)临时停车场事先与移动通信公司自动收费运营商签订停车费用代收协议。
    ( 2)
车主可事先在旅游或大型活动等介绍网页,或在停车场停车后发送短信至自动收费运营商, 将其车牌号与所要支付停车费的手机号码进行绑定登录。
    ( 3)
自动收费运营商对进行绑定的手机号码发送确认短信, 回复同意后则绑定成功, 该车可通过手机余额支付停车费用。
    ( 4)
当停车车辆欲驶离临时停车场时, 在出口处停车收费管理系统通过车牌识别及车牌与手机号码绑定信息的确认等, 自动判断是否实施自动收费及不停车放行。
    ( 5)
停车场管理系统对自动放行的车辆, 在出口处显示屏自动显示收费金额, 同时向自动收费运营商发送收费金额短信。
    ( 6)
自动收费运营商收到该车收费金额的支付请求短信后, 自动从该手机余额中扣除相应停车费部分的金额, 同时发送短信通知车主扣缴成功。
    ( 7)
车主接到自动收费运营商的收费扣缴成功信息后, 确认是否属实, 若有异议, 可与自动收费运营商与临时停车场协商, 并通过停车管理系统数据库进一步查证。
    ( 8)
为鼓励车辆采取自动停车收费方式, 临时停车场对采用手机支付方式的车辆给与一定比例的停车费用打折优惠。

    2. 3. 2 一卡通支付的刷卡收费模式

    根据城市一卡通的广泛使用, 如北京的市政一卡通、广州的羊城通、大连的明珠卡、武汉的楚通卡等, 均可用于公交, 地铁, 超市, 餐饮、娱乐等小额消费。由于一卡通方式方便快捷, 则本系统对于没有选择自动收费方式的车辆, 在利用现金支付的同时, 也考虑利用一卡通在出口处以刷卡方式来进行停车费用的支付, 以缩短停车付费时间, 提高停车收费效率。

    2. 3. 3 现金支付的人工收费模式

    对于不能通过手机及一卡通方式支付停车费用的车辆, 停车场采用人工收费、现金支付方式。

    2. 4 网络通信系统

    为使临时停车场在各出入口的终端系统设置、移动简便, 同时实现各出入口进出车辆信息相互共享与联网收费等功能, 本系统将采用无线局域网通信方式对各出入口终端设备进行联网, 同时对于临时停车场与移动自动收费运营商的信息交互则采用现有移动通信的飞信方式实现。

    本系统的网络通信系统结构示意图如图3 所示。其中, 停车场管理系统服务器可以单独设立, 也可兼用作为一个出入口的终端使用; 同时各出入口可按收费方式不同分别设为手机支付的不停车自动收费口, 一卡通支付的刷卡收费口以及现金支付的人工收费口。

    此外, 根据停车场设置的大小, 可以通过增设AP来扩大无线局域网的覆盖范围。

 

图3 网络结构

    2. 5 其他辅助系统

    根据需要本系统可增设LED中文显示牌, 并通过与数据库的连接来对出入车辆进行语音诱导、显示欢迎词语及收费金额等, 同时可向等待进入停车场的车辆提供车位满空信息等服务。此外, 各出入口分别通过对讲分机等进行业务及紧急的联络等。

    3 结束语

    本文提出一种设置移动简便、停车管理自动化程度高、可实现不停车自动收费的移动式临时停车场自动收费系统。

    该系统采用了先进的视频车辆自动检测、车牌自动识别、无线局域网通信以及不停车自动收费管理等先进技术, 真正实现了停车场的全自动管理。特别适用于旅游旺季, 大型会议活动等的临时停车场管理。

    该系统的优点在于根据需要可方便地设置和移动临时停车管理设备, 并可实现入口处不停车驶入、出口处设有自动收费、刷卡收费以及现金收费等多种收费模式, 由此可大大提高了停车管理效率, 改善了临时停车场因收费效率低下而造成的附近道路严重拥堵等现象。该系统的提出填补了我国在临时停车场收费系统方面的空白, 将为我国面临的停车难问题提出一个具有广泛市场前景的有效解决方式。

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