1．引言
在现代智能交通管理控制系统中，视频技术系统作为一个重要的子系统以其成熟可靠的技术，方便、直观的应用在整个系统的智能化、网络化方面具有不可取代的重要作用。针对由于目前城市对外地车进城收费的收费站布局不太合理，不能起到全面收费的作用，从而对主要道路交通顺畅带来负面影响的情况，我们以广州市为例，提出需要利用银行联网的方式来收取外地车的进入城市的费用，利用先进的城市道路综合监控系统对违章的车辆进行监控，利用视频技术来弥补仅仅依靠收费站来对外地车收费所带来的种种的失误与不足，从而有效的抑制外地车驾驶员的逃避缴费的违章行为。提高交通执法的准确性和效率，使节省的警员用于更需要更重要的地域，从而大大提高城市道路交通的效率和社会效益。
2．系统总体设计思路
2.1 银行联网
凡是要进入广州城区的外地车，其驾驶员无须专门在进入广州市的12个收费站点缴费，只需在本地银行通过现金、转账或电话的方式缴纳进入广州市的进城费，并相应的登记车主信息和车辆信息（如车主姓名、联系方式、车牌号等等）。该地银行通过银行联网的方式将这些信息和费用转入到广州市相应的银行中，广州市交警部门通过与广州市银行联网，收到关于已经缴纳过进城费的要进城的外地车车主信息和车辆信息，将该车的车牌号收录进“进入广州市的外地车车牌数据库”。
2.2 视频采集
广州市交警部门利用视频电子警察在进出广州市市内的主要路口24小时全天候监控，利用视频采集系统拍摄下来在广州市内行驶的外地车车牌号。并且利用车牌自动识别系统，主要是针对外地车标志性的识别字符，识别出车牌号。
2.3 数据库操作
把识别出的车牌号在交警部门的“进入广州市的外地车车牌数据库”中查询，如果有相应的车牌号在数据库中存在，则说明该外地车驾驶员在进入广州市之前已经通过电话或网络的方式缴纳过进入广州市的费用；如果没有相应的车牌号在数据库中存在，那么就说明该外地车的驾驶员没有按照规定缴纳应付的入城费用，属于违章行为，广州市交警部门则在城市卡口处设置电子警察，利用识别出来的车牌号，查出该车及车主信息，从而给予违章的外地车驾驶员重罚。
3．联网收费系统设计
3.1 联网收费系统概述
系统运用成熟的网络通信、软件集成、数据库技术，在银行与交警部门之间建立实时通信连接，利用银行电子商务网络及营业网点实时代理收费，通过互联网、柜台、电话等多种方式，在银行就能查询、缴纳外地车司机的费用。外地车司机可以通过本地的银行网点柜台、电话银行、网上银行主动缴纳费用，交警部门也可以把一批要扣款的外地车司机费用信息形成文件，通过网络发送银行实现小额批量费用托收划转。该系统为收费银行提供“实时扣费”、“批量扣费”等扣费方式，为外地车司机提供“柜台现金缴费”，“电话银行缴费”、“自动终端缴费”等便捷缴费形式，使交警部门迅速的回收资金，及时掌握外地车司机扣费情况。
3.2 联网收费系统网络架构
银行与交警部门代收费业务网关子系统间采用TCP/IP协议，通过DDN数字线路进行通讯，银行与交警部门内部各系统统一通过后台数据库表建立联系，业务处理均由数据库表控制完成。代收费业务网关子系统，代收费业务实时处理子系统、中心管理子系统、与银行电话银行通信平台、与收费单位主机数据交换接口子系统均使用TCP/IP协议通过交警部门内部局域网（100M以太网）对后台数据库进行操作，银行柜台缴费子系统使用TCP/IP协议通过广域网连接后台服务器，与银行主机通信平台以SNA协议与银行主机进行通信。系统网络架构如图1所示。
图1 银行转账收费图
3.3 联网收费系统功能设计
系统用于支持以下业务的实现：
1）银行柜台代缴费
外地车司机可在本地银行网点柜台直接缴纳进入广州市的现金缴费，或者使用转账缴费，并登记车主信息和车辆信息。
2）电话银行缴费
外地车司机通过电话的方式进行缴费并登记车主信息和车辆信息。
3）批量托收
交警部门通过与银行间以网络传递批量托收文件，银行对相应账户完成费用托收、扣划并通过网络返回处理结果。
4．车牌自动识别技术分析
4.1 字符分割
牌照的分割是牌照识别系统的关键技术之一，其主要目的是在预处理后的灰度图像中确定牌照的具体位置，并将包含牌照字符的子图像从整个图像中分割出来，供字符识别子系统识别。由于牌照图像在原始图像中是很有特点的子区域，它在原始图像中的相对位置比较集中，而且其灰度值与周围区域有明显的不同，因而在其边缘就会形成灰度突变的边界，这就便于通过边缘检测来对灰度图像进行分割。根据车牌字符的语法规则以及识别核心给出的字符平均置信度判断识别结果是否可信，如果符合车牌字符的语法规则并且字符识别结果的平均置信度大于某一个阀值就认为切分结果正确，同时输出识别结果，完成了一幅图像的处理；如果不符合上述条件，对下一层的定位结果进行相同的分析，如果在三层分辨率下都没有给出一个符合条件的结果，系统给出拒识通知。
4.2 字符识别
目前用于车牌字符识别中的算法主要有基于模板匹配的OCR算法。首先对识别字符进行二值化并将其尺寸大小缩放为字符数据库中模板的大小，然后与所有的模板进行匹配，最后选择最佳匹配作为结果。但是任何有关光照、字符清晰度和大小的变化都会影响模板匹配的正确率。基于关键点的模板匹配算法对传统的模板算法做了改进，此算法先对待识别字符进行关键点提取，即对字符进行拓扑分析以得到字符边缘的关键点，然后对关键点去噪，最后再确定字符的分类、使用关键点进行模板匹配有效地减少了模板中象素点的个数。只利用字符关键点进行模板匹配，既提高了识别速度，又具有较高地识别率。
5．结束语
在视频技术在城市电子联网收费系统的建设和运作的过程中，新情况和新问题一定会不断的出现，这样也就需要对该系统反复进行试验与优化工作，并要积极稳妥的寻找合适的对策，果断地采取合理、高效的措施。进一步充实、优化与完善系统的配置与功能，切实提高其实用性。全面实现“数字化、智能化、自动化、规范化和网络化的道路交通监控、管理与服务”的系统发展与追求的总体目标，充分发挥其应有的“实时监视、联网收费、科学高效”的综合效能。
参考文献：
[1] Kim Sunghoon, Kim Daechul, Ryu Younbok, et al. A robust license-plate extraction method under complex image conditions [J]. Proceedings of 16th International Conference on Pattern Recognition, 2002,2(8):216～219.
[2] Chang S L, Chen L S, Chung Y C, et al. Automatic license plate recognition[J]. IEEE transactions on Intelligent Transportation Systems, 2004,5（3）:42～53.
[3] Hsieh Jun Wei, et al. Morphology-based license plate detection from complex scenes[J]. IEEE International Conference on Pattern Recognition, 2002, 3（8）:176～179.
[4] 谢以清、沈伟军，银行综合代收费业务实时处理系统简介[J]，自动化博览，2004（2）:64～67.
[5] 郭勇、吴乐南，行驶车辆的牌照识别系统[J]，电子工程师，2003（11）:37～41.
[6] 燕鹏、叶茂亮、刘长松、丁晓青，复杂背景下的汽车牌照自动识别系统[J]，电视技术，2005（6）: 90～93.
在现代智能交通管理控制系统中，视频技术系统作为一个重要的子系统以其成熟可靠的技术，方便、直观的应用在整个系统的智能化、网络化方面具有不可取代的重要作用。针对由于目前城市对外地车进城收费的收费站布局不太合理，不能起到全面收费的作用，从而对主要道路交通顺畅带来负面影响的情况，我们以广州市为例，提出需要利用银行联网的方式来收取外地车的进入城市的费用，利用先进的城市道路综合监控系统对违章的车辆进行监控，利用视频技术来弥补仅仅依靠收费站来对外地车收费所带来的种种的失误与不足，从而有效的抑制外地车驾驶员的逃避缴费的违章行为。提高交通执法的准确性和效率，使节省的警员用于更需要更重要的地域，从而大大提高城市道路交通的效率和社会效益。
2．系统总体设计思路
2.1 银行联网
凡是要进入广州城区的外地车，其驾驶员无须专门在进入广州市的12个收费站点缴费，只需在本地银行通过现金、转账或电话的方式缴纳进入广州市的进城费，并相应的登记车主信息和车辆信息（如车主姓名、联系方式、车牌号等等）。该地银行通过银行联网的方式将这些信息和费用转入到广州市相应的银行中，广州市交警部门通过与广州市银行联网，收到关于已经缴纳过进城费的要进城的外地车车主信息和车辆信息，将该车的车牌号收录进“进入广州市的外地车车牌数据库”。
2.2 视频采集
广州市交警部门利用视频电子警察在进出广州市市内的主要路口24小时全天候监控，利用视频采集系统拍摄下来在广州市内行驶的外地车车牌号。并且利用车牌自动识别系统，主要是针对外地车标志性的识别字符，识别出车牌号。
2.3 数据库操作
把识别出的车牌号在交警部门的“进入广州市的外地车车牌数据库”中查询，如果有相应的车牌号在数据库中存在，则说明该外地车驾驶员在进入广州市之前已经通过电话或网络的方式缴纳过进入广州市的费用；如果没有相应的车牌号在数据库中存在，那么就说明该外地车的驾驶员没有按照规定缴纳应付的入城费用，属于违章行为，广州市交警部门则在城市卡口处设置电子警察，利用识别出来的车牌号，查出该车及车主信息，从而给予违章的外地车驾驶员重罚。
3．联网收费系统设计
3.1 联网收费系统概述
系统运用成熟的网络通信、软件集成、数据库技术，在银行与交警部门之间建立实时通信连接，利用银行电子商务网络及营业网点实时代理收费，通过互联网、柜台、电话等多种方式，在银行就能查询、缴纳外地车司机的费用。外地车司机可以通过本地的银行网点柜台、电话银行、网上银行主动缴纳费用，交警部门也可以把一批要扣款的外地车司机费用信息形成文件，通过网络发送银行实现小额批量费用托收划转。该系统为收费银行提供“实时扣费”、“批量扣费”等扣费方式，为外地车司机提供“柜台现金缴费”，“电话银行缴费”、“自动终端缴费”等便捷缴费形式，使交警部门迅速的回收资金，及时掌握外地车司机扣费情况。
3.2 联网收费系统网络架构
银行与交警部门代收费业务网关子系统间采用TCP/IP协议，通过DDN数字线路进行通讯，银行与交警部门内部各系统统一通过后台数据库表建立联系，业务处理均由数据库表控制完成。代收费业务网关子系统，代收费业务实时处理子系统、中心管理子系统、与银行电话银行通信平台、与收费单位主机数据交换接口子系统均使用TCP/IP协议通过交警部门内部局域网（100M以太网）对后台数据库进行操作，银行柜台缴费子系统使用TCP/IP协议通过广域网连接后台服务器，与银行主机通信平台以SNA协议与银行主机进行通信。系统网络架构如图1所示。
图1 银行转账收费图
3.3 联网收费系统功能设计
系统用于支持以下业务的实现：
1）银行柜台代缴费
外地车司机可在本地银行网点柜台直接缴纳进入广州市的现金缴费，或者使用转账缴费，并登记车主信息和车辆信息。
2）电话银行缴费
外地车司机通过电话的方式进行缴费并登记车主信息和车辆信息。
3）批量托收
交警部门通过与银行间以网络传递批量托收文件，银行对相应账户完成费用托收、扣划并通过网络返回处理结果。
4．车牌自动识别技术分析
4.1 字符分割
牌照的分割是牌照识别系统的关键技术之一，其主要目的是在预处理后的灰度图像中确定牌照的具体位置，并将包含牌照字符的子图像从整个图像中分割出来，供字符识别子系统识别。由于牌照图像在原始图像中是很有特点的子区域，它在原始图像中的相对位置比较集中，而且其灰度值与周围区域有明显的不同，因而在其边缘就会形成灰度突变的边界，这就便于通过边缘检测来对灰度图像进行分割。根据车牌字符的语法规则以及识别核心给出的字符平均置信度判断识别结果是否可信，如果符合车牌字符的语法规则并且字符识别结果的平均置信度大于某一个阀值就认为切分结果正确，同时输出识别结果，完成了一幅图像的处理；如果不符合上述条件，对下一层的定位结果进行相同的分析，如果在三层分辨率下都没有给出一个符合条件的结果，系统给出拒识通知。
4.2 字符识别
目前用于车牌字符识别中的算法主要有基于模板匹配的OCR算法。首先对识别字符进行二值化并将其尺寸大小缩放为字符数据库中模板的大小，然后与所有的模板进行匹配，最后选择最佳匹配作为结果。但是任何有关光照、字符清晰度和大小的变化都会影响模板匹配的正确率。基于关键点的模板匹配算法对传统的模板算法做了改进，此算法先对待识别字符进行关键点提取，即对字符进行拓扑分析以得到字符边缘的关键点，然后对关键点去噪，最后再确定字符的分类、使用关键点进行模板匹配有效地减少了模板中象素点的个数。只利用字符关键点进行模板匹配，既提高了识别速度，又具有较高地识别率。
5．结束语
在视频技术在城市电子联网收费系统的建设和运作的过程中，新情况和新问题一定会不断的出现，这样也就需要对该系统反复进行试验与优化工作，并要积极稳妥的寻找合适的对策，果断地采取合理、高效的措施。进一步充实、优化与完善系统的配置与功能，切实提高其实用性。全面实现“数字化、智能化、自动化、规范化和网络化的道路交通监控、管理与服务”的系统发展与追求的总体目标，充分发挥其应有的“实时监视、联网收费、科学高效”的综合效能。
参考文献：
[1] Kim Sunghoon, Kim Daechul, Ryu Younbok, et al. A robust license-plate extraction method under complex image conditions [J]. Proceedings of 16th International Conference on Pattern Recognition, 2002,2(8):216～219.
[2] Chang S L, Chen L S, Chung Y C, et al. Automatic license plate recognition[J]. IEEE transactions on Intelligent Transportation Systems, 2004,5（3）:42～53.
[3] Hsieh Jun Wei, et al. Morphology-based license plate detection from complex scenes[J]. IEEE International Conference on Pattern Recognition, 2002, 3（8）:176～179.
[4] 谢以清、沈伟军，银行综合代收费业务实时处理系统简介[J]，自动化博览，2004（2）:64～67.
[5] 郭勇、吴乐南，行驶车辆的牌照识别系统[J]，电子工程师，2003（11）:37～41.
[6] 燕鹏、叶茂亮、刘长松、丁晓青，复杂背景下的汽车牌照自动识别系统[J]，电视技术，2005（6）: 90～93.
