信路威视频数据在ETC门架的应用
孙伟
摘要：本文介绍了车辆三维视频数据在ETC门架、收费/稽核系统的应用。
关键词：车辆三维视频数据、ETC门架、收费系统、稽核系统。
1、前言
2019年度全国取消省界收费站，全国高速公路联网，形成世界上最大的高速公路网，形成新的收费体制；该收费体制以“车型”+“里程”为收费依据，采用射频（ETC）+视频技术，保证精准收费和稽核业务。全国范围内共建成了24588套ETC门架系统。
目前高速公路收费系统是“离线计费系统”，车辆驶过ETC门架时，RSU对OBU/CPC进行计费操作。在出口车道依据OBU/CPC内的计费数据完成车辆通行费的收取。由于ETC的精度、环境、人为等多种因素，易出现OBU/CPC内计费额的偏差，出现了“卡内费额”、“在线计费额”、“兜底费额”三种收费情况。
为实现精准计费，实现射频（ETC）和视频的充分融合、互补，利用车辆三维视频数据（车牌、车型等视频特征数据）建立在线计费系统，与“ETC交易数据”、“收费清分数据”进行融合、比对、分析；得出准确的“应收费额”和“收费差额”；在“收费差额”的嫌疑车辆中找出有效证据，即可进行相应的稽核业务。
对高速公路上驶过ETC门架的车辆，采集车辆的三维图像（车头、车尾、车侧），提取出车牌号码、车牌颜色、车辆款式、车身颜色、计费车型等三维车辆特征信息，依据车辆视频特征数据，完成“在线计费数据”处理；与“ETC交易数据”、“收费清分数据”进行融合、比对及分析，精准统计出“应收费额”和“收费差额”，确定ETC交易信息是否正确；如不符，将车辆特征信息和车辆三维图像送至稽核系统作为证据链，进行稽核业务的处理。
2、收费及稽核的应用
高速公路上的行驶车辆驶过多个ETC门架，形成完整的行驶路径、完成OBU/CPC内计费。以ETC门架作为车辆三维视频数据采集点，实现通行车辆的全量采集；自动完成在线计费、发现疑似逃费车辆、自动收集稽核证据为主要功能；方案如下：
1)在ETC门架上设置侧面智能摄像机，与车头和车尾智能摄像机联接，获取车辆的三维图像和特征信息，三维图片和车辆三维特征信息符合在线计费、稽核证据链要求。
2)在线计费/稽核平台，接收ETC门架设备采集的车辆三维视频数据，并导入“ETC交易数据”，通过视频数据与“ETC交易数据”的融合、比对、分析，对驶过ETC门架的车辆进行全量分析，结合“收费清分数据”，统计出精准的“应收费额”和“收费差额”，分析出疑似逃费车辆数据；同时提供通行车辆特征图片作为证据供人工审核；该系统可进行海量车辆通行数据的处理和分析。
3)可整合全路段车辆大数据，拟合还原车辆通行的真实路径，为智慧高速、车路协同提供基础车辆和路况数据。
3、系统架构
3.1系统架构
在ETC门架部署智能视频设备，并现场部署“AI数据终端”（或在就近收费站部署）。ETC门架智能视频设备完成车辆三维特征数据采集，“AI数据终端”进行数据预处理、数据拟合、数据分析等边缘计算工作，并将通行/交易流水、车型不符、计费缺失等数据集中上传至省中心的在线计费/稽核平台，由平台进行数据处理，完成异常车辆的确认、车辆通行轨迹还原、“应收费额”及“收费差额”等大数据处理。
系统架构包括：端（ETC门架数据采集）、边缘计算、在线计费/稽核平台三个部分，通过端、边、域三个层次进行架构设计。
系统架构示意图
3.2“端”——数据采集
3.2.1视频数据采集
在ETC门架设置智能视频设备，采集车辆三维特征结构化数据（车牌、车型、轴数等）与三维特征图片（车头、车侧、车尾）上传至“AI数据终端”。
车辆头/尾部的图像可提取出：车辆号牌、号牌颜色、车身颜色、车辆款式、外廓尺寸、高清图片等特征信息。
车辆侧面图像采集获得车辆完整的侧面图像，可提取出：车辆轮数（单、双轮）、轴数/轴型、轴距、车型/车类、外廓尺寸、侧面特征等信息。
车辆三维图像/特征信息
省中心平台查询界面
3.2.2ETC交易数据获取
门架RSU完成计费后，将计费数据传送至ETC门架服务器，“AI数据终端”定时或实时地向ETC门架服务器采集ETC交易数据。
3.2“边”——预处理
当车辆三维视频数据与ETC交易数据上传至“AI数据终端”后，对视频数据进行进行识别、拟合、分析等处理，结果上传至在线计费/稽核平台。
1）车辆特征二次识别
“AI数据终端”可对接入的视频数据进行二次识别及分析，提高车辆特征信息的识别正确率。
2）数据预处理
将接入的车辆三维视频数据和ETC交易数据进行剔重、清洗、存储等预处理操作。
3）数据拟合
车辆三维视频数据与ETC交易数据进行拟合匹配处理，按照门架号、摄像机IP、车牌号码及颜色、时间范围、车速等判定条件进行整合，完成车辆特征数据的匹配。
4）数据分析
数据拟合后，“AI数据终端”对结果数据进行分析处理，筛选出计费车型与视频车型不符的车辆、有视频数据无ETC交易数据的车辆信息、一车多卡、逆向行驶致等异常数据。
5）数据传输
数据分析结果由“AI数据终端”上传至在线计费/稽核平台。
3.3“域”——云平台
1)数据汇聚
ETC门架数据（ETC门架视频数据、ETC交易数据、前端处理结果），统一汇聚到“在线计费/稽核平台”中，由平台进行统一处理。
2)数据分类
车辆通行ETC门架的全部数据，在线计费/稽核平台以此为基础，将接入的所有门架的车辆视频数据、ETC交易数据、收费清分数据进行拟合、匹配、分析，形成一车一行一档的车辆通行/计费数据。
3)数据分析
ETC门架采集的通行车辆异常行为数据及完整的三维图片，在线计费/稽核平台可根据车辆通行/计费数据，还原车辆行驶轨迹，计算车辆通行费用，与收费清分数据进行融合，获得精确的“应收费额”和“收费差额”、分析出嫌疑车辆，为稽核业务开展提供有力的数据和证据支持。
系统数据流示意图
4、应用展示
4.1在线计费/稽核态势图
以态势图的形式，在系统首页直观展示在线计费/稽核平台的计费数据、稽核工作统计、车辆通行数据等相关统计信息。
4.2关键数据展现
车辆+路径+数据
嫌疑车辆
车型不符
路径不符
车辆数据库
登记车辆历史通行信息记录，包括通行频次、最小费额收费方式次数累计、车辆基本信息、抓拍图片等，可通过车辆信息档案库对车辆动态做关注，及时了解存在的隐藏逃费问题。
4.3稽核业务展现
计费车型与实际车型不符
