识别车牌仅需0.3秒，港珠澳大桥的收费系统堪称一绝！
出品| 网易新闻
作者| 须臾千秋，清华大学土木工程博士
即将通车的港珠澳大桥一桥跨三地，堪称世界之最。其所带来的作用完全可以跟英吉利海峡隧道工程相提并论。然而如今，大桥虽然修好了，但在通车上还有许多的麻烦事。
这一识别速度已经足以令系统的反应能力跟上车流的速度了。到通车之前，这一识别率还将继续上升到接近100%，让港珠澳的车辆可以毫无阻碍地通过收费站。珠澳是三个h不同体制的区域，大家的车牌、行驶规则和缴费系统都各不相同，当这些车辆在大桥上混在一起时，如何妥善地协调、管理？
此外，车辆要过海关、边检，还要缴纳过桥费……好好的大桥，通车不成问题，可不能在这些琐事上耽搁了效率。
这可难不倒中国的工程师们，他们为港珠澳大桥设计了一套十分给力的收费系统，识别车牌只需0.3秒，而且正确率高达96.7%甚至更高。
（一）5个地面感应区，平均0.3秒就能识别一个车牌号
大桥通车后，包括私家车、公交车、货车在内，平均每天要有5-6万辆车通过大桥，在高峰时段每秒就要过两辆车。
如果收费站的设置不合理，在收费的位置就难免排出长队，本来半个小时就能通过的大桥不一定多久才能过去，大桥相比起绕行的时间优势也就失去了。
内地很多重要的高速公路上，已经采用了带有电子标签的ETC系统进行收费，通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站 ETC 车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，直接在银行进行后台结算处理，车辆通过路桥收费站不需停车就可以交纳路桥费，这在目前已经是一项比较成熟的技术了。
然而，要实行大规模的ETC电子收费模式，就必须要有一致的标准和技术规范，要求ETC的设备与车辆的电子标签必须兼容。
港珠澳大桥的麻烦事就在于，内地车辆使用的电子标签是ETC系统，而港澳车辆使用的则是快易通系统。两种收费模式的软件和代码区别非常大，后台数据的存储模式也完全不同。
要使二者兼容，如同在血型和组织相容较低的两人间进行器官移植。
除了这两者外，港澳还有一些外国车牌，以及没有注册过电子标签的车辆……所有这些不同的车牌都混跑在大桥上，如何高效地对它们分别收费呢？
原来，为了兼容香港与内地的ETC标准和系统，港珠澳大桥的收费站采用了基于5.8G和2.45G两套电子标签的集成单车道ETC收费技术，统一安装了两套ETC天线，设计非常复杂。
它看上去虽然与普通收费站别无二致，但却包含了5个地面感应区，分别行使不同的职能，同时满足了陆港澳三地多种用户的需求。
（港珠澳大桥的收费站）
在距离收费站大约25米处，进站车辆首先进入第一个光栅感应区。通过地下感应线圈和地面两侧的红外线感知后，车牌扫描系统和快易通扫描系统自动工作，完成识别。
如果车辆属于港澳车辆，系统会自动识别、收费并升起匝道拦杆。同时，拦杆旁边的信息牌显示出车牌、金额、车型以及"快易通交易成功"的信息。如果车辆不是港澳车牌，匝道拦杆仍然关闭。
随后，车辆进入第二感应区，重复扫描车牌和电子标签。如果车辆属于大陆车辆，此时则系统自动识别和收费，升起匝道拦杆，信息牌也会显示相应信息。如果车辆既不输于港澳车辆也不属于大陆车辆，则匝道拦杆仍然关闭。
接着，车辆前进至第三感应区，感应系统提醒收费员开始人工收费。随后，车辆进入第四感应区，开始人工缴费，通过匝道。
之后离开，经过第五感应区，栏杆自动下降关闭。
如此复杂的缴费系统，属于世界首创兼容不同制式的自动收费模式，会在系统的后台造成很大的压力。
为此，中国铁建电气化局集团的技术人员历时两年，花费了很大的精力，从软件代码及软件程序着手进行技术攻关，进行了累计1110次的模拟测试，并根据实验测试情况不断修改后台软件。终于，在136次的测试版本修改后，车牌平均识别率从不到30%提高到96.7%，平均识别时间从0.5秒缩短到0.3秒。
这一识别速度已经足以令系统的反应能力跟上车流的速度了。到通车之前，这一识别率还将继续上升到接近100%，让港珠澳的车辆可以毫无阻碍地通过收费站。
也就是说，作为三地任何一名普通的司机，你只要按照限定时速正常通过收费口，既无需停车，也不必办理任何手续，就可以方便快捷地自动缴费，您行程的效率丝毫不受影响。
这种自动收费模式还提高了运营效率，减小人工成本的同时还大大降低了收费口的噪声水平和废气排放，让港珠澳大桥节能减排的功效进一步提升。
（二）为保证通过效率，边检与收费如何布置最省时间？
在国内的许多高速公路上，往往存在着收费站过多的情况，许多桥梁也往往是上桥一个站，下桥一个站。在车流量大的时候，即使收费站的通过效率很高，这些收费站也一定会给交通造成很多的卡顿节点，经常发生拥堵。
港珠澳大桥在设计时，就考虑到应当尽可能减少这样的收费节点。因此，港珠澳大桥将收费系统设置在了大桥中间的两座人工岛上。来自内地、香港和澳门的车辆恰好在人工岛上汇合，集中进行收费。
（港珠澳大桥收费站布置图）
而边检与收费不同，采用的则是"三地三检"模式。
内地、香港和澳门各自的边检均设置在各自的境内，再分别由各方建设、各自独立管辖。
其中，香港口岸坐落于香港国际机场东北水域，通过填海建造了一个面积约为150公顷的人工岛，岛上包含各种清关设施、边检大楼、政府部门办公楼等建筑。澳门接线则从澳门口岸人工岛西南侧通过桥梁方式接入澳门填海新区。
由于边检分别在三方境内各自负责，这样既可以保障需要严格边检的货车有足够的空间进行检查，又不会妨碍到需要快速通关的普通私家车通关。
（三）两岸三地车辆行驶方向规则不同，左右舵如何转换？
除了决定大桥通行效率的收费系统外，普通人最关心的，恐怕就是车辆的行驶方位问题了。
我们知道，香港、澳门的车辆是右舵靠左行驶的，而大陆的车辆则是左舵靠右行驶。因此，很多人就想不通这港珠澳大桥到底应该靠左还是靠右，甚至有人在网上说，中国是花了几百亿，修了一座"不能通车的大桥"。
事实上，这个担心完全是多余的。港珠澳大桥是与大陆一致靠右行驶的，但在港澳的对应一侧，设置有一个非常巧妙的换向系统。它将两条车道分开，其中一条车道从底部穿越另一条，在另一侧与之合并，进而完成换向。
（港珠澳大桥换向系统）
至于桥上左右舵车辆混开，其实也不会造成什么问题。
在大桥通车之前，过去的几十年间，港澳与内地之间的陆路运输就不少。每天都有大量的汽车，尤其是货车，往来于大陆与港澳之间。大陆的左舵货车从大陆驶进香港靠左行驶，操作上完全没有问题。
事实上，无论左右舵，只要能够匹配驾驶员个人的驾驶习惯就好。
在一些欠发达国家，公路上行驶着大量的进口二手车。它们既有左舵，也有右舵，对于交通的负面影响非常有限。在交通状况繁忙复杂的市中心尚且如此，在畅通无阻的港珠澳大桥上就更不是个问题了。
（四）大桥要高效运行，工程师们还做了哪些看不到的工作？
港珠澳大桥的收费系统是大桥整体性工程的一部分。事实上，港珠澳交通工程包括了收费、通信、监控、照明、消防、供电、给排水和防雷等12个子系统，其中共有7项取得了突破性科研成果。它们统一都由一个功能强大的BIM系统集中控制。
如果某个点发生交通事故或者火灾，视频监控将随时捕捉，信息传递到监控终端，警报在几秒钟内就会响起，人工岛上24小时待命的消防和机构就会迅速运转起来。
包括自动收费系统在内的大桥交通工程，最终目的都是为了保障大桥交通的高效运转，避免"过桥半小时，上桥排队三小时"的情况发生，让港珠澳大桥真正将珠三角城市群高效地连为一体。
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编辑| 史文慧
来源：知乎 www.zhihu.com
作者：网易《了不起的中国制造》
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