龐大的高速公路需要巨大的建設和運營維護費用，費用主要來自于收取使用高速公路車輛的高速公路過路費。過路費的收繳一般都是由收費站統(tǒng)一進行，在車輛必經的通道上設置道閘，在收費入口記錄后對車輛進行放行，在收費出口處，結算繳費后進行放行，即收費系統(tǒng)主要由收費入口和收費出口組成，下面分別對收費系統(tǒng)的收費入口和收費出口工作原理進行分析，并根據工作過程指出需要解決的問題：
收費入口
收費入口通常設立在車輛剛剛進入高速公路的位置，有人工發(fā)卡、自動發(fā)卡機發(fā)卡、ETC三種方式，三種方式工作流程基本相同，下面主要以人工收費方式進行分析說明，收費入口主要包括車輛駛入檢測模塊、車道監(jiān)控模塊、車牌識別模塊、道閘模塊、軟件控制模塊等5個部分組成，
車輛駛入檢測模塊：在有車輛駛入收費入口時，該模塊可以給車牌識別儀和車道計算機發(fā)送一個開關量信號，用于啟動車輛的入口工作程序，該模塊一般由地感線圈和車檢器構成(部分現場車道受限也有采用紅外對射或光柵實現的，基本檢測原理相同)。
車道監(jiān)控模塊：該模塊包括車道監(jiān)控攝像機和圖像采集卡，用于給軟件控制模塊提供本車道的實時錄像畫面。
車牌識別模塊：一般包括車牌識別攝像機和車牌識別儀，有些應用現場需要配獨立的補光燈。該模塊用于給軟件控制模塊提供車牌識別結果和車輛圖片等相關信息，供軟件控制模塊使用，國家交通部標準要求該模塊的車牌正確識別率要在97%以上，目前較好的車牌識別算法一般可以在99%。
道閘模塊：根據軟件控制模塊的信息控制道閘桿的抬起和落下，使車道處于通行或禁止通信狀態(tài)。
軟件控制模塊：該模塊為系統(tǒng)的核心控制部分，一般采用一臺計算機或同類設備構成(存放在收費亭內)，與收費監(jiān)控中心聯(lián)網。用于接收車輛駛入檢測模塊的車輛駛入信息，同時接收車牌識別模塊提供的車牌識別結果和圖片，接收車道監(jiān)控模塊提供的實時錄像，根據相關信息，由收費員進行發(fā)卡，同時給道閘模塊提供控制命令信息。上傳剛剛通過的車輛的相關信息到收費監(jiān)控中心。
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車輛首先經過預先鋪設好的地感線圈，此時地感線圈產生過車信號，經車檢器處理，將過車信號以開關量的形式分別傳給車牌識別儀和車道計算機，此時車牌識別儀進行車牌識別，將識別結果信息和車輛圖片通過網口傳給車道計算機，此時車道計算機將收到的識別結果直接在收費軟件界面上顯示。此時車輛繼續(xù)前行，到達收費亭，收費亭內的收費人員通過查看車道監(jiān)控相機上的實時錄像，比對車牌識別結果是否正確，如果不正確將手動修改，車牌識別結果與車輛實際信息相符后，收費員將給車輛發(fā)卡(此卡作為收費出口的收費依據)，同時，通過車道計算機軟件控制道閘開桿，讓車輛通過，車輛通過后，將道閘桿關閉，等待下一輛車駛入后重復上述過程。
收費出口
收費出口通常設立在車輛駛離高速公路的位置，有人工收費和ETC扣費兩種方式，兩種方式工作流程基本相同，下面以人工收費方式進行分析說明。
收費出口工作過程與收費入口類似，主要是將入口發(fā)卡過程替換為收卡計費并收費過程，主要包括車輛駛入檢測模塊、車道監(jiān)控模塊、計重模塊、車牌識別模塊、道閘模塊、軟件控制模塊等6個部分組成，
車輛駛入檢測模塊：在有車輛駛入收費出口時，該模塊可以給車牌識別儀和車道計算機發(fā)送一個開關量信號，用于啟動車輛的出口工作程序，該模塊一般由地感線圈和車檢器構成(部分現場車道受限也有采用紅外對射或光柵實現的，基本檢測原理相同)。
車道監(jiān)控模塊：該模塊包括車道監(jiān)控攝像機和圖像采集卡，用于給軟件控制模塊提供本車道的實時錄像畫面。
車牌識別模塊：一般包括車牌識別攝像機和車牌識別儀(有些應用現場需要配獨立的補光燈)。該模塊用于給軟件控制模塊提供車牌識別結果和車輛圖片等相關信息，供軟件控制模塊使用。
計重模塊：計重模塊通常也稱作地秤，用于給經過的大型貨車稱重，給車道計算機提供車輛的重量信息，因為高速收費數量與車輛的重量有關，重量越重的車輛所需要交納的高速費也越多。
道閘模塊：根據軟件控制模塊的信息控制道閘桿的抬起和落下，使車道處于通行或禁止通信狀態(tài)。
軟件控制模塊：該模塊為系統(tǒng)的核心控制部分，一般采用一臺計算機或同類設備構成(存放在收費亭內)，與收費監(jiān)控中心聯(lián)網。用于接收車輛駛入檢測模塊的車輛駛入信息，同時接收車牌識別模塊提供的車牌識別結果和圖片，接收車道監(jiān)控模塊提供的實時錄像，根據相關信息，由收費員進行收費確認，同時給道閘模塊提供控制命令信息。上傳剛剛通過的車輛的相關信息到收費監(jiān)控中心。
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車輛首先經過預先鋪設好的地感線圈，此時地感線圈產生過車信號，經車檢器處理，將過車信號以開關量的形式分別傳給車牌識別儀和車道計算機，此時車牌識別儀進行車牌識別，將識別結果信息和車輛圖片通過網口傳給車道計算機，此時車道計算機將收到的識別結果直接在收費軟件界面上顯示。此時車輛繼續(xù)前行，經過計重模塊計重后到達收費亭，收費亭內的收費人員收回車輛在入口取得的收費卡，經過讀卡，獲取車輛入口信息，通過查看車道監(jiān)控相機上的實時錄像，比對車牌識別結果是否正確，如果不正確將手動修改，車牌識別結果與車輛實際信息相符后，再確認車輛的車型信息，通過輸入車輛的車型信息，配合入口信息和重量信息，軟件自動計算出車輛需要交費金額，收費員依據軟件顯示繳費金額收費后打印發(fā)票給繳費車輛，同時，通過車道計算機軟件控制道閘開桿，讓車輛通過，車輛通過后，將道閘桿關閉，等待下一輛車駛入后重復上述過程。
需要解決的問題
1)車牌識別率問題 目前國家標準要求車牌識別率大于97%，該識別率是指剔除污損和遮擋車牌后的識別率，而實際應用現場中，很多車輛存在污損和遮擋的問題，如何對污損和部分遮擋的車牌進行識別，提高車牌識別準確率一直是車牌識別廠商在探索的技術領域。
2)環(huán)境對攝像機的影響 因為車道監(jiān)控相機和車牌識別相機都是在戶外環(huán)境下工作，需要適應風、霜、雪、雨、霧、強順光、強逆光的環(huán)境變化，往往在惡劣環(huán)境下相機拍攝的錄像和圖片質量會受到一定的影響，這也是攝像機廠商需要解決的問題之一。
3)車檢器調節(jié)問題 收費站多采用線圈觸發(fā)模式，車檢器一般存在靈敏度調試問題，如果靈敏度高，會出現誤觸發(fā)，在靈敏度低的情況下，會出現漏車(即過車不觸發(fā))，同時，絕大部分車檢器都存在大型車多次觸發(fā)問題，即同一輛大車經過時產生多個觸發(fā)信號，在大車貨較多的現場，該問題尤為突出，需要車檢器廠商進行解決。
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