【摘 要】 随着国家高速公路路网的不断完善，如何提高高速公路智能化管理和服务水平，从而进一步拓展高速公路的社会效益和经济效益，成为了高速公路建设者和管理者越来越关注的话题。高速公路自动发卡系统具有识别率高、服务便捷、运行稳定、维护费用低等优势，为越来越多的新建高速公路、改建高速公路所采用。本文介绍了自动发卡系统在高速公路收费系统中的应用，以及该系统的背景和工作过程，并对两种自动发卡机的安装方式进行了探讨。
　　【关键词】 高速公路;自动发卡系统;技术;应用
　　一、高速公路自动发卡系统概述
　　目前，我国越来越多的封闭式高速公路在收费系统上采用了自动发卡技术，该技术具有操作简便、发卡效率高、车牌识别准确、通行卡自动回收循环等优势，有效降低了管理成本，提升了服务质量。
　　自动发卡系统由车辆牌照自动识别系统、车道控制器以及无人值守自动发卡机组成，涉及机械力学、自动化、传感、光学成像识别、数据库、通信等多类学科。高速公路应用中，对自动发卡系统的要求相对较高，通常对设备主要参数要求如下：
　　●IC卡总容量：1600张至2000张
　　●读写器：内置非接触IC卡读写器3套（或更多）
　　●噪音：≤60dB
　　●平均无故障时间MTBF：5000小时
　　●滞卡率：≤1/20000张
　　●发卡速度：1000张/h
　　●切换响应时间：<2s
　　●换卡夹时间：<10s
　　●使用寿命：≥400万张
　　二、自动发卡系统的构成及工作过程
　　自动发卡系统主要由车辆牌照自动识别系统、车道控制器以及无人值守自动发卡机组成。
　　自动识别系统的核心是一块具有高速计算处理能力的芯片，其主要功能是计算并处理由摄像机通过快速扫描算法所采集的高清车牌数据，结合线圈触发设备，通过车道控制器发出控制指令，完成发卡操作。整个自动发卡环节中，无人值守自动发卡机的主要功能是对卡机当前的卡夹编号、工位卡数量、工作状态等进行检测，同时协调上位机，按照预置的程序进行相应的报警或操作。其整个的工作流程如下图所示：
　　三、自动发卡系统在高速公路中的应用
　　无人值守自动发卡机的安装分为嵌入式和外置式两种，两种安装方式各有特点。
　　1、嵌入式安装方式
　　优点：收费岛面占用面積小，对车道摄像机、栏杆机、车牌识别系统的影响相对较小，IC卡更换预置操作环境更佳，对无人值守自动发卡机箱体防水等级要求较低，一般有收费亭防撞护栏保护，设备运行环境更可靠;
　　缺点：对收费亭亭内空间要求较高，对无人值守自动发卡机的箱体尺寸要求较严格，设备安装、调试、维护环境有限;
　　2、外置式安装方式
　　优点：不占用收费亭空间，设备安装、调试、维护环境较佳;
　　缺点：占用较大的收费岛面积，往往需要反复调试车道摄像机、车牌识别仪等设备的监控角度，对无人值守自动发卡机箱体防水等级要求较高，由于没有专门的防撞护栏保护，较易受损坏;另因安装位置一般较靠近栏杆机，故对栏杆机相应时间要求较高，对于司机误操作的响应距离较短。
　　以湖北省某高速公路为例，此高速公路每个收费站的各入口车道均安装了该系统，综合考虑建设、运营、维护成本等因素，建设期间选择了嵌入式的安装方式。通过一段时间的实际应用，系统运行稳定，识别率高，基本实现了无人值守。
　　四、结语
　　自动发卡系统的应用仍有较大的发展空间，笔者认为，目前的自动发卡机仍存在体积大，取卡操作不够人性化（取卡操作的距离要求较高），缺少人机互动环节（视频或语音），集成度不高，自冗余自修复功能不强，服务功能单一等问题，将来，自动发卡系统应结合自动收卡、电子或现金收费等技术，同时与ETC系统进行兼容并协同工作，真正做到无人值守。