車牌識別停車場管理系統
設計方案書
二O一五年二月一日
停車場系統專業設計開發公司
昱瑾車牌識別停車場解決方案
第一章 背 景
隨著科技經濟的不斷發展，汽車開始普及普通的家庭， 大量的車輛為停車場的管理帶來了新的問題。傳統的停車場管理主要通過給進入車場的車輛分發IC卡，記錄車輛進出時間，作為計費的主要依據，不管是固定車輛還是臨時車輛，進出停車場都必須在出入口停車刷卡后，才能進出停車場，在車輛出入繁忙的時段，這種管理方式往往造成塞車的現象，耽誤車主寶貴的時間。
針對以上現象，我公司有限公司推出了全新管理理念，利用車牌識別技術取代傳統的IC卡技術，解決車輛進出時必須停下刷卡而造成的停車場進出口塞車現象。該系統是利用我公司車牌自動識別器控制器和軟件模塊，入場車輛不需停車的一種新型無障礙停車場管理系統。司機不需要在出入口停車，當車輛進入停車場入口時，車輛檢測器觸發，自動抓拍車輛照片，并識別車牌號碼，將車牌號碼，顏色，車牌特征數據，入場時間信息等傳給管理計算機，車輛可無障礙進入停車場，為用戶提供了一種嶄新的服務模式。
第二章 關于車牌識別技術
車牌識別技術（License Plate Recognition， LPR）以計算機技術、圖像處理技術、模糊識別為基礎，建立車輛的特征模型，識別車輛特征，如號牌、車型、顏色等。它是一個以特定目標為對象的專用計算機視覺系統，能從一幅圖像中自動提取車牌圖像，自動分割字符，進而對字符進行識別，它運用先進的圖像處理、模式識別和人工智能技術，對采集到的圖像信息進行處理，能夠實時準確地自動識別出車牌的數字、字母及漢字字符，并直接給出識別結果，使得車輛的電腦化監控和管理成為現實。
我公司識別核心汲取了國外及目前車牌識別算法的精華，并在此在基礎上作了優化和改進，使得定位及識別的速度及準確性得到了很大的提升，特別是對光照的要求，因為過多地依賴環境無疑對安裝及推廣應用形成了障礙。由于安裝位置的不固定性，車牌的反光，逆光，背光等因素將直接影響車牌的識別，改進過的算法對以上車牌的識別得到了很大提升。
DLL的集成識別模塊形式和綠色免安裝為客戶集成帶來了許多的便利，在線的及時學習及即時加入技術可以識別新的車牌漢字及即時提升識別的準確率。
第三章 系統建設
3.1 系統作業流程圖
說明：
1）車輛進入：
①、車輛駛入車牌攝像機抓拍區域，觸發地感線圈。
②、車牌識別系統自動抓拍車輛的的圖像并識別出車牌識號，然后通過檢索數據庫得出車輛類別。
③、顯示屏顯示該車的有效期（貴賓車或月租車）或余額（儲值車），歡迎光臨等提示語。
④、語音播放識別出來的車牌，歡迎光臨等提示語。
⑤、如果非滿位或該車屬固定車輛情況，閘機放行，同時記下車輛進入時間。車輛越過進口，駛入停車場內，車位顯示屏刷新車位。
整個過程自動完成，無須工作人員干預。車輛一直處于行駛狀態，無段暫停。
2）車輛離開：
①、車輛駛入車牌攝像機抓拍區域，觸發地感線圈。
②、車牌識別系統自動抓拍車輛的的圖像并識別出車牌識號，然后通過檢索數據庫得出車輛類別。
③、顯示屏顯示該車的有效期（貴賓車或月租車）或余額（儲值車），收費金額（臨時車），祝您一路順風等提示語。
④、語音播放識別出來的車牌，祝您一路順風等提示語。
⑤、如果該車屬固定車輛情況，閘機自動啟竿放行。電腦調出該車入場時的抓拍圖像，入場時間等。如果是臨時停車，則車輛須暫停交費方能離開，這點和IC卡方案相同。如果車輛被列入黑名單，不管是臨時還是固定車輛，閘機不會打開，同時系統都會發出報警信號，通知工作人員注意。
⑥、車輛越過進出口，駛入離開停車場，系統記下車輛離開時間，車位顯示屏刷新車位。
3.2 系統基本功能及特點
固定車輛全自動化管理，臨時車輛半自動化管理，減少車輛通行時間，為車主爭取時間，智能化管理。
①、免去讀卡器安裝、維護帶來的麻煩。
②、車主無須擔心用IC卡掉失造成的麻煩。
③、獨特滾動式LED中文電子顯示屏提示，使車主和管理者一目了然。
④、減少工作人員，效率高。
⑤、省去IC卡的費用，同時無須擔心IC卡不足的問題。
⑥、可與警方報警系統聯動運行，有效打擊違法車輛，協助社會治安管理。
⑦、有防抬桿、全卸荷、光電控制、帶準確平衡系統的高品質擋車道閘。
⑧、可靠性和適應性的數字式車輛檢測系統。
⑨、砸車裝置可保證無論是進場車輛或發生倒車的車輛，只要在閘桿下停留，閘桿就不會落下。
3.3 系統基本設施及特點
如圖
1）全自動擋車道閘
①、特別設計一套卸荷裝置，以防止外力損壞；
②、行程控制以光電開關代替機械行程開關；
③、特別設計一套平衡機構，確保運行輕快、平穩、輸入功率小；
④、增設緊急手動裝置，以防止意外事件的發生；
⑤、增設一套防砸車控制系統，確保車輛安全；
⑥、全電路無觸點控制系統，確保車輛安全。
2）數字式車輛檢測器
①、以數字量邏輯判斷代替傳統的模擬量開關判斷，確保判斷的準確性；
②、全天候性能設計，排除了外界環境變化對系統影響（天氣變化、使用時間變化等）；
③、感應量靈活調節，確保客戶對不同車輛的判別要求；
④、快速反應設計，適應大車流量的運行系統；
⑤、智能邏輯判斷，確保各類復雜組合的判斷。
3）中文電子顯示屏
①、采用全進口LED發光管，確保亮度；
②、采用全進口集成塊和單片機，確保編程可靠，修改方便；
③、全中文滾動顯示，內容豐富；
④、防雨式設計，確保全天候可靠運行；
⑤、板塊式設計，維修，更換便捷，且不影響系統的運行；
⑥、深色底設計，增加顯示亮度。
4）電腦
負責整個系統的控制和管理，包括車牌抓拍識別，起落閘竿。采用工控機，性能穩定，容易擴容。大容量內存和超大容量硬盤，使系統數據儲存量達3年以上，采用Intel CPU I5 或以上，使系統快速處理數據。
5）補光設備
光線不足的環境中必需使用補光燈。
6）車輛監控攝像機
全天候機24小時監控，采用1/3’ 高性能網絡像機，精確抓拍車輛圖像，為系統提供高質量的圖像以滿足車牌識別系統需要，具備強光抑制功能，確保夜晚同標能拍攝到車輛的前景圖像。
第四章 軟件管理系統
4.1 系統管理流程圖
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后臺管理系統
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電腦及軟件
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顯示器
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UPS
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UPS
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電腦及軟件
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顯示器
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中文電子顯示屏
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防砸車控制器
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全自動擋車道閘
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數字式車輛檢測器
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通行車輛
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攝像機抓拍
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全自動擋車道閘
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防砸車控制器
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中文電子顯示屏
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語音
提
示
機
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語
音
提
示
機
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收費顯示
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攝像機抓拍
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4.2系統軟件組成
車牌識別系統+收費管理系統。
1)車牌識別系統
車牌識別模塊屬于純軟件識別方式，系統可根據車輛全景圖片及特征圖片，完成車輛特征的判斷，結合觸發機制，系統提供車輛行駛方向、經過時間、地點、車輛類型、車牌號碼等基本信息。
車牌識別模塊技術參數
①、視頻觸發捕獲率：
監控區域內對5km/h～160km/h行駛的車輛圖像捕獲率達99%以上。
②、車輛號牌識別準確率：
白天車輛號牌識別準確率大于95%；夜間車牌識別準確率90%以上。
③、車牌捕獲類型：
可識別02式牌照（GA 36.1-2001）；92式牌照（GA 36-92）；軍車牌照；警車牌照；武警車牌照；港澳車內地牌照；使館車輛等牌號。如出現新型車輛牌號，系統建設單位應免費升級軟件。
⑤、車牌顏色識別
系統對彩色（要求顏色）及黑白車牌的顏色（不要求顏色）均能有效的識別。
⑥、升級
車牌識別模塊可以動態地添加一些新的漢字，以提高程序的健壯及包容性，并且可以通過后臺服務器進行升級。
2) 收費管理系統
ParkWatch-2015感應式智能停車場系統采用車牌識別系統開發研制而成，它將計算機視覺技術、神經網絡系統技術、機械、電子自動化設備、計算機以及智能卡技術有機的結合起來，從而對各類出入車輛進行有效的管理。
ParkWatch-2010智能停車場系統軟件是基于Microsoft Windows XP、Borland C++ Builder 6.0、Microsoft IE 6.0平臺開發而成的圖形化中文版應用程序，采用穩定可靠的大型數據庫軟件Microsoft SQL Server 2000。
操作界面統一，全程在線幫助，超強的兼容性。車牌自動識別，實時監視，語音報價，個性化語音，車位提示，萬能化收費標準，報表詳盡（可打印輸出四十種報表），車輛管理完善，自由組合權限控制。
部分界面：
第五章技術指標
1）環境條件
①、環境溫度：-20℃～+60℃
②、環境濕度：5%～95%
③、使用環境：室內外全天候條件
2）自動道閘
技術參數：
1、工作電壓：220V±10%、50Hz±5%
2、環境溫度：-40℃～+80℃
3、輸出功率：70W~150W
4、打開/關閉時間：2s～6s（直桿）6s（柵欄桿）
5、直臂臂長：2000～6000mm
6、配桿長度：≤6米直桿≤6米曲桿≤5.5米二欄≤4.5米三欄
7、柵欄臂重量：2～6kg
8、機箱尺寸（長/寬/高）：360*290*1080
產品特點：
本產品采用最優化的設計，嚴格成熟的工藝，保證了產品的質量。符合視覺原理的色彩調配，并采用靜電噴塑技術進行表面處理，本產品具有運轉平穩，機械振動小，躁聲小，無機械沖擊，機械和電氣時間常數小，動態響應速度快，多重防砸車措施，改進的防水結構。
1、采用具有扭矩作用免維護一體化電機，低功耗，極小的沖擊電流，確保長期可靠工作。
2、具防顫動機構，動作快捷穩定。
3、內置彈簧平衡機構，為自動欄桿提供了精確的平衡系統。
4、優質表面噴塑，長期室外工作不褪色、不生銹。
5、具遙控、線控雙重控制，停電時可手動。
3）車輛檢測器
技術參數：
1、交流電壓：~ 220V 50Hz
2、直流電壓：12V
3、功耗：小于3W
4、工作環境溫度：-40℃ ~ +65℃，存貯溫度：-40℃ ~ +85℃
5、規格：113mm x 76mm x 38mm
6、靈敏度：三檔調節（見面板）
7、反應時間：100mS
8、線圈連接線：最大長度可為10米，連接線每米最少應扭絞20次
4）高清網絡像一體機
ITS-XTTG-P300Z彩色槍形攝像機
規格參數：
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智能高清抓拍機
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像素
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300萬
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型號
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ITS-XTTG-P300Z
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傳感器類型
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1/3 COMS
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最小照度
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0.3Lux@(F1.2，AGC ON)
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快門
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1秒至1/30,000秒
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鏡頭接口類型
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C/CS 接口
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手動光圈
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DC驅動
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壓縮標準
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視頻壓縮標準
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H.264 / MPEG4 / MJPEG
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壓縮輸出碼率
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32 Kbps~16Mbps
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圖像
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最大圖像尺寸
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1920*1280
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幀率
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25幀
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圖像設置
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飽和度,亮度,增益,對比度,白平衡通過調試軟件可調
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功能
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觸發方式
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外部I/O觸發、RS485觸發、RS232觸發、雷達觸發
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看門狗
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支持硬件看門狗，解決設備死機問題
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實時時鐘
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高精準RTC時鐘，保證抓拍準確
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網絡功能
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存儲功能
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支持SD/USB外接
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支持協議
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TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,RTP/RTCP,PPPoE，FTP，支持FTP上傳圖片
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通用功能
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一鍵復位,防閃爍,心跳,密碼保護,水印技術
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接口
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通訊接口
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1 個RJ45 10M / 100M 自適應以太網口,1 個 RS-485 接口，地感觸發接口1個，開閘輸出接口1個。
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性能特點：
高分辨率逐行掃描技術，1/3英寸300萬像素傳感器，最高分辨率1920*1280，100倍以上寬動態效果影響清晰，色彩還原性逼真，動態畫面無拖尾3A控制（自動增益控制，自動曝光，自動白平衡）抓拍模式下曝光時間手動可調抓拍模式下增益值手動可調可實現地感觸發，RJ45信號觸發，自動抓拍。
優秀的低碼流特性，以適應網絡寬帶較低情況支持多種分辨率支持移動偵測功能支持傳感器聯動報警，功能采用國際頂尖安防技術TI高性能工業級處理器芯片和平臺，性能可靠，穩定閃光燈補光智能判斷外界環境，自動開啟和關閉，無需人為設置抓拍模式下白天和夜晚抓拍車牌清晰度高，人眼分辨和軟件分辨車牌率高達99.99%以上抓拍延時時間很短獨有的相機補光同步功能，有效抑制車輛大燈的影響，晚間效果更佳。
304鋼材是一種通用的不銹鋼材料，防銹性能很強。耐溫方面也是較好的。一般溫度極限小雨650°C。同時它還具有優良的不銹鋼腐蝕性能。整個產品外形板材采用304不銹鋼板材沖壓成型，防銹,堅固耐用，該設備使用簡單，無維護。
5)車道寬度要求
由于拍攝及識別的要求，對于車道的寬度要求不能太寬，推薦車道寬度在2.5至3米之間，對于超寬車道，必須采用隔離或者設計成多車道的方式。
第六章 正常情況下，車輛出入操作流程
1、 車輛進入小區
當有車輛駛近小區入口時，系統自動檢測到車輛的駛近，自動抓拍車輛照片，并識別出該車輛的車牌號碼，記錄入區時間、車牌號碼、車輛照片，然后通過查詢數據庫內的登記車輛記錄，確定該車的類型(本區車輛或外來車輛)。根據車輛類型的不同可采取不同的控制策略，主要可以分為以下的兩種情況：
本小區登記車輛——屏幕顯示車輛圖像、車牌號碼、入區日期和時間和費用交納情況，系統抬閘放行。
外來車輛(無本區車位)——可通過門崗確認后放行，屏幕顯示外來車輛。
當有車輛駛近小區出口時，系統能自動檢測到車輛的駛近，并自動抓拍車輛照片，自動識別出該車的車牌號碼，記錄出區時間、車牌號碼、車輛照片，然后通過查詢數據庫內的登記車輛記錄，確定該車的類型(本區車輛或外來車輛)。根據車輛類型的不同可采取不同的控制策略，主要可以分為以下兩種情況：
本小區登記車輛——屏幕顯示車輛圖像、車牌號碼、入區日期和時間、出區日期和時間、車主交費情況等信息，自動放行。
外來車輛——根據車輛性質(出租車、送貨車、公務車和社會車輛)的不同，確定不同的收費標準(主要有免費、按時計費、按次計費等)，結合該車停車時間確定該車的收費金額。然后可通過門崗確認后放行，屏幕顯示外來車輛以及記錄的車牌號、車輛照片、卡號、入區時間、出區時間、收費金額等。
第七章 未完全識別車牌的特殊處理
1、影響車牌識別率的原因
車牌識別率不小于97%，個別廠家廣告資料達到98%或99%。識別率沒有達到100%，應從以下方面查找原因：
（1） 車輛檢測器
對于車底盤過高的車輛或者車輛從地感旁邊繞行，會因沒有觸發車輛檢測器，不會啟動車牌攝像機。
（2） 環境氣候
在雨、雪、大霧等氣候條件下，會降低車牌識別率。
（3） 車牌遮擋、嚴重污點
（4） 停電原因或者系統故障
2、未識別車牌的處理
（1）車輛進場，自動存儲車牌：
系統自動抓拍車輛照片，自動識別出該車的車牌號碼，記錄出區時間、車牌號碼、車輛照片，然后存入數據庫。
（2）對于沒有入場車牌的車輛：
出場時，人工鍵盤輸入車牌。
人工輸入的車牌，首先和數據庫內的固定車牌自動比對查詢，
1）如果查詢為固定車輛，在交費有效期內，人工開閘放行；
2）如果查詢為固定車輛，交費過期，按照臨時車輛交費，然后放行；
3）如果查詢不是固定車輛，系統會自動在“在場臨時車輛”信息中查詢，由于本系統采用模糊查詢技術，會自動推薦1- N個接近的車牌，人工選擇1個后，確認放行。
4）如果查詢不是固定車輛，系統會自動在“在場臨時車輛”信息中模糊查詢，沒有找到合適的車牌，按照最低收費標準收費，人工注釋原因，開閘放行。
（3）對于入場車牌不完全的車輛：
1）由于本系統采用模糊識別和模糊匹配技術，會自動在數據庫中提供接近的車牌，給操作員人工比對的依據。
2）在車牌沒有完全識別的情況下，系統會依據已經識別的幾個車牌數字，在數據庫中會提供相接近的車牌。
(4)如果該車入場時識別錯誤
出場時在左下角“修正車牌”功能里，點“刷新修正車牌”，右下角會顯示原圖一半大小的抓拍圖，跳出相應的車牌，人工對比，修正它。修正完后自動消失。這樣能保證入場車輛按100%的正確率入場。
(5)如果該車入場時沒有識別出來
當入場識別不出來時，會自動寫入無牌記錄里。出場時如果識別不出來時，會自動切換到這個無牌車輛的頁面上，并自動按最新入場時間放最前面的方式，全部列出來。瀏覽該記錄時，圖像會自動放到右邊的對比圖像上。當操作員認為該入場車輛與正要出場的車輛圖像車輛一致時，直接點“確認出場”，將按車輛入場時間收費，同時保存相應進出記錄。車輛出場后，自動刪除該無牌車輛的記錄。當出場識別不出來時，會自動寫入無牌記錄里。
(6)如果該車入場時識別出來
出場時在左下角“查詢在場”功能里，輸入任意位數，可模糊查找。
瀏覽該記錄時，圖像會自動放到右邊的對比圖像上。當操作員認為該入場車輛與正要出場的車輛圖像車輛一致時，直接點“確認出場”
我公司在工程上的設計、生產、安裝、調試和服務均在質量管理體系的模式下進行。以本公司的工程實力和多年的工程經驗，我們保證收費管理系統工程，是以最優的質量要求而進行。
u 公司領導全面參與、建立、實施,并不斷完善一個靈活有效的質量體系。
u 對人員進行充分的培訓和發展。
u 預防和改進相結合，對產品開發設計、生產、銷售、服務等全過程進行質量控制。
u 不斷完善產品技術，開發高新產品，將質量保證延伸至產品最后環節。
u 保證按計劃和程序實施，并在實施過程中進行連續評價和驗證。
在產品開發研制、采購、生產過程、檢驗和測試、安裝與運行、技術服務和維護六個方面，嚴格按照質量檢測，保證實施。
u 硬件開發工作包括可行性分析、總體設計、詳細設計、調試、生產技術規范、技術檔案總結與后續開發計劃等幾個方面。
u 軟件系統開發包括可行性分析、總體設計、詳細設計、系統分析、系統設計、編程、測試商品化、技術總結與后續開發計劃等九項工作。
u 產品開發檔案管理和保密工作由公司總工全面負責，并負責收集上交公司；
u 開發檔案包括階段工作檔案與技術成果檔案。
u 產品開發的每個階段都應組織會議評審，并由行政部保存評審記錄。
u 根據供應商的業績及其已證實的質量保證能力的記錄來選擇供應商，確保其能夠提供滿足合同要求的產品或任務。
u 當需方或其代表需要在公司的供應廠家進行查驗時，公司專人負責配合需方的查驗工作，確保滿足需方的質量要求。
u 所有生產過程都應在受控狀態下進行，當生產質量出現異常時，須及時進行分析并制訂有效改進措施。
u 控制來料的質量，并要求供應商提供以證實來料質量的文件。
u 公司設立質檢部門，負責審批檢驗計劃和檢驗規程，確保各類物料或產品均通過要求的檢驗和測試。
u 定期對設備和計量器具進行檢查。
u 成品包裝完畢后，質檢人員按檢驗標準和檢驗計劃進行成品最終檢驗和測試，檢驗合格后的產品方可入庫和銷售。
u 公司擁有一支足夠數量的合乎要求的施工安裝人員隊伍。
u 具有可靠和完善的施工器材和交通工具。
u 制訂一套科學而嚴格的施工檢驗和檢驗管理制度。
u 公司保證按照合同的要求，向客戶提供良好的技術咨詢、配件和維修服務，并保存有完整的記錄以及客戶跟蹤。
u 用戶投放或在運行中出現質量問題，由售后服務人員反饋到有關部門，及時采取糾正措施。
第九章系統維護及售后服務
從安全通道系統系統交付業主使用之日起，系統進入工程質量保修期，時間為12個月。在產品質量保修期內，對任何因質量而造成的設備或部件損壞予以無償更換和維修，過了保修期后，只收取零部件成本費。
² 設有24小時的熱線電話服務，由專門的工程師受理用戶來話，隨時電話或書面解答產品使用方面的疑問，必要時在2小時內派人員到現場服務。
² 當操作員遇到較復雜的問題而無法解決時，可致電我公司，我公司維修技術人員可以馬上到現場協助解決。
² 工程質量保修期內，需方可指定聯系人通知我司或需方單位書面通知我司。
² 我司接通知后立即派員出發到現場處理。
² 工程質量保修期內人為或自然災害引起的故障或損壞，僅收取維修成本費。
² 工程質量保修期以外的維修服務僅收取維修成本費。
² 免費保修一年，終身維護。
公司設立專門維修保養部門負責提供售后服務，維修人員負責公司產品的售后服務工作。主要包括技術支持，疑問解答，質量記錄等。
相關人員均經過良好的系統技術培訓，并有豐富的現場維修經驗保證用戶在使用設備的過程中，及時得到技術上的支援和服務。
每三個月巡檢一次，業主也可電話聯系公司本部及時反饋使用及處理情況。
公司負責提供一年的免費保修，包括對系統軟件的校正維護和完善性維護。
保障在保修期過后，公司對出現故障的設備部件提供替換件。
本產品設計更新提高或軟件版本升級，供方即時通知和協助需方進行已運行系統的改進提高，并免費提供軟件新版本，使用戶的系統處于最先進的水平和最完善的狀態。使用戶隨著時代的進步而方便地增加新業務，帶來更多的收益。
用戶對系統改制、擴容、拆點等不同要求，公司將及時、準確地予以滿足。例如：用戶對開通系統在容量不變的情況下，要求變更設備安裝點、用戶種類和配置，以及重新編制系統數據、用戶數據等等。這些要求，都將得到公司的及時滿足。對于新增設備，按新設備的開通來處理。
公司工程部除開展用戶技術咨詢服務外，還負責受理和收集用戶投訴咨詢信息，保證用戶提出的問題和要求能得到及時處理，并對處理情況進行跟蹤和驗證。同時建立用戶檔案，記錄產品使用情況，為今后公司產品的質量改進提供依據。
