摘要：随着我国高速公路的飞速发展，人们对全国高速公路联网需求十分迫切。应用模糊技术，可使高速公路营运收费工作走向智能化管理，不仅可以解决困惑我们已久的多种难题，还能使全国高速公路的联网成为可能。本文介绍了模糊技术的由来、概念及原理，模糊神经网络及其性质特点，模糊技术在高速公路营运收费中如何应用以及在应用中的技术难点和提高应用效果的建议。
关键词：模糊技术；高速公路；营运收费；智能管理；全国联网。

　　我国高速公路建设成就已是有目共睹的事实，到2006年底，我国高速公路通车里程已达4.54万公里。随着各路段、站点的不断增加，省际之间的交流频繁，人们对全国高速公路联网需求十分迫切。对于高速公路业主单位，联网符合实际需要，对于车主来说，联网能使长途和跨路网行驶的车辆避免多次出入站。
高速公路联网工程中的收费营运工作，是联网工程中最为核心也是难点最为集中的部分。不仅在制度上需要进一步协调，在技术关系、硬件配套、软件应用等环节上，也同样需要改进。当前除了需要一个健全的体制来完善之外，同时，还存在管网各自为政、信息互不连通、数据实时传输、互换性差等现象，需要尽快提出一个全局性、科技含量高的解决方案。
　　我国的高速公路如能充分应用模糊技术，使营运收费工作走向数字化、智能化管理时代，这不仅对内部管理有着积极的意义和深远影响，极大地提高高速公路的利用率，促使高速公路的车流量达到前所未有的高度, 还能使全国高速公路的联网成为可能。
一、模糊技术的由来、概念及原理
　　当今，新科技革命的“宠儿”——电子计算机，已进入社会各个领域，走进千家万户，宣告人类进入电脑时代。然而，电脑只能处理依据的传统数学方法，而不能处理非量化的模糊信息，是因为电脑依据的传统数学方法，无法描述事物的模糊概念。人脑的模糊思维为电脑的发展提供了活的样板。为了探索人工智能，使电脑模仿人脑，进行更多的智力劳动，模糊数学便应运而生。
　　1965年美国计算机专家查德创立的模糊集合论，在电脑与人脑之间架起了一座桥梁。其核心是最大限度地模拟人的思维及其推理功能，来研究实现世界上许多界限不清的事物。后来，经过科学家的不断努力，使之逐渐丰富和发展，成为指导人们实践活动的理论。
　　模糊技术是以模糊数学为理论基础的一门新兴技术。目前它已广泛应用于工农业生产、工程技术、信息、医疗、气象、公路交通等领域。20世纪80年代末开始应用在家用电器的生产中。它的突出特点是以不确定的数值来取代确定的数值，从而开拓出更广阔的天地。模糊家电具有能够进行自我调节的智能化功能，以达到最理想的工作状态，这样会比确定的数值控制更为有益。专家预言，“模糊革命”必将在近几十年内席卷全球，模糊技术也将成为21世纪的重要技术之一。
　　模糊技术的原理：以模糊洗衣机为例来介绍模糊技术的原理。模糊洗衣机由洗衣机、传感器、电脑三个基本部分组成。传感器的作用相当于人的感觉器官，用来采集洗涤物的有关信息，如洗涤物的多少、质地等，并将这些信息转换成电信号输入电脑。这里的电脑实际上是设计人员特制的一块小数点芯片（微处理器），里面存有根据人洗涤衣物的经验编辑成的一套控制规则。比如厚薄不同、脏的程度不同的衣物，应采用何种洗涤方式，用多少水和洗衣粉，以及洗涤时间等。当电脑接收到传感器传来洗涤物的有关模糊信息后，形成模糊量指令，再运用模糊控制规则作出模糊决策，并向洗衣机发出执行控制信息，最后完成整个智能化洗衣操作过程。
二、模糊神经网络及其性质特点
　　各类生物神经元的形态虽然不尽相同，功能也有差异，但通常由细胞体、树突和轴突所组成。其中，细胞体是神经元的主体部分。多个生物神经元以确定的方式和拓扑结构相互联结，形成生物神经网络。生物神经网络是一个灵巧、复杂的生物信息处理系统。
　　对人类大脑中神经细胞的功能进行模拟的数学模型称为人工神经元。由人工神经元相互连接而形成的网络称为人工神经网络。
　　可进行模糊信息处理的神经网络称之为模糊神经网络。模糊神经网络通常由大量模糊或非模糊的神经元相互连接连接形成。模糊神经网络是模糊理论同神经网络相结合的产物。模糊神经网络汇集了神经网络与模糊理论的优点，集学习、联想、识别、自适应和模糊信息处理于一体。
模糊神经网络除具有一般神经网络的性质和特点外，还具有一些特殊的性质，主要表现在：
（一）、由于采用了模糊数学中的计算方法，使一些处理单元的计算变得较为简便，从而使信息处理的速度加快。
(二)、由于采用了模糊化的运行机制，扩大了系统的容错能力。
(三)、扩大了系统处理信息的范围，使系统可同时处理确定性信息和非确定性信息。
(四)、增强了系统处理信息的手段，使系统处理信息的方法变得更加灵活。
三、模糊技术在高速公路营运收费中如何应用
　　在联网高速公路上实现智能化模糊技术的应用，首先需要解决光电控制、数据实时传输、图像捕捉以及图像的数字化等技术关节，而在应用过程中，模糊技术实践应用的准确率则是至关重要的。全过程为：进口是应用模糊技术，自动捕捉车辆车牌号码的图像后，据此形成数字信息，以数据包的形式在线实时发送到各路段，由各联网路段分解至各收费站点；出口进行操作时，首先是根据车辆的车牌照输入信息（或由图像捕捉系统自动识别），这时由系统按数字信息查找相应或相近的数据群，进行比对，对应以后，由系统自动结算费率，继而完成收费过程，以完成“闭合”状态。在此，图像捕捉系统既要在位移上具备精确度（轿车、货车的车牌高度不一），同时还要在图像捕捉后应用模糊技术的原理进行数字化分析，形成有效的数字信息。这里的主要信息应是数字化和特征性的，进口信息处理要尽量避免认为干预和控制，充分以图像捕捉、车道线圈检测、模糊技术、数字信息传输等手段配套使用。这样取消通行凭证在行驶车辆上的滞留，在内部系统稳定的状况下，实现信息的安全和快速传递。
四、模糊技术在高速公路营运收费应用中的技术难点
　　智能化模糊技术的核心和关键在于解决技术上的难点：图像捕捉的智能化，应用模糊技术和车道检测线圈，对车辆的车牌照号码和其他形态特征（车型、颜色、车辆外形特征等）进行自动捕捉、拍摄，转化为数字信息，形成数据包。
　　模糊识别技术是建立在现代图像处理技术之上的，在智能交通上的运用主要体现在车牌自动识别系统上。车牌自动识别系统已经成为智能交通系统的重要组成部分，并已广泛成为车辆追查和跟踪，车辆出入控制，公路收费监控，公路联网收费等领域。完整的车牌识别
　　系统主要由图像采集、图像处理、模糊识别等模块组成，目前国内已有众多单位开展了车牌识别技术的研究。整个车牌的自动识别过程分为五个阶段，第一：图像预处理，通过图像釆集卡将运动的车辆图像抓拍下来，并以位图的格式存放在系统内存中，然后将其进行图像平滑、倾斜校正、灰度修正等处理，使得处理后的图像能够满足车牌识别的要求。第二：车牌定位，在预处理后的车辆图像中，真正的车牌其实只占很少一部分，要识别出车牌，就要驱除其他部分图像的干扰，但是在整个图像中存在着很多类似于车牌的区域，如养路费牌、广告牌、车灯区等，这样就必须通过复杂的数学算法(如自适应边界搜索法)确定出真正的车牌区图像。第三：二值转换，将图像转化为黑白二色的图像，以利于车牌识别。第四：车牌分类和字符分割，根据黑白图像判定车牌的种类，然后根据字符间距将车牌上的各个字符分离开。第五：字符和车牌颜色识别，对字符图像进行优化、匹配，实现字符识别。
　　一个好的车牌识别系统对于联网运行，还需要提供实时通信、网络安全、远程维护、动态数据交互、数据库自动更新、硬件参数设置、系统故障诊断；利普视觉的后台管理体系，采用多任务并行处理机制将前端车牌自动识别与后端图像数据库管理溶为一个整体，可靠保障图像数据和识别结果存储管理。同时，前端在进行实时车辆抓拍和车牌识别时，可以并行操作后台数据查询、统计、打印、存储与通信，互不影响。后台操作数据查询、统计、打印、存储与通信，也不影响前端实时车辆抓拍和车牌识别。利普视觉网络版的车牌识别系统软件，安装在系统客户端和服务端工作站，即可建成一个功能完善的机动车布防网络。操作人员在中心服务端工作站通过监控管理程序远程管理、维护各客户端工作站的系统，包括数据自动上传和下发、设置运行参数、查看系统运行状态和异常信息等。
五、提高模糊技术在高速公路营运收费中应用效果的建议
　　为了提高模糊技术在高速公路营运收费中的应用效果，特提出以下建议。
在营运实践中，最好的方法就是采用多重手段进行进出口的控制，也就是说，对于单位车辆的通行信息，有必要采用重叠技术实施传输，这样就在极大限度内限制了信息发生变异所导致的数据不对应的现象。例如，独立的模糊技术成像系统不能对车辆外观变化后的现象进行识别，也不能对车牌更换后的车辆进行识别。在此，提出的成型方案就是：车辆的GPS系统（全国统一安装）+模糊技术成像系统+车辆携带信息媒介（通行凭证或智能IC卡）。这一包含着模糊技术在内的关键项目若能研究成功，不仅可以解决困惑我们已久的多种难题，还能使全国高速公路的联网成为可能。模糊技术在高速公路营运收费中的充分应用，可推进全国高速公路联网。
参考文献

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4. 童明扬,模糊技术产业化是当务之急,计算机世界报,1997(36):7.
5. 中国自动化网，现代信息技术在智能化交通中的应用，2007-2-14.

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