مقدمة إلى أنظمة التعرف الآلي على لوحات المركبات (ALPR)
منذ أن بدأت التعرف الضوئي على الأحرف (OCR) يشمل قراءة وتعرف لوحات ترخيص المركبات، ظهرت مجموعة متنوعة من أنظمة النقل الذكية. العديد من العمليات التي كانت يتم إجراؤها يدويًا يمكن الآن أتمتتها بالكامل بفضل تقنية ALPR.
في هذا المقال، نلقي نظرة أقرب على بعض هذه المجالات التطبيقية ونقدم أمثلة على الحلول القائمة على تقنية ALPR التي تقدمها Adaptive Recognition.
ALPR مقابل ANPR: ما الفرق بينهما؟
غالبًا ما يُستخدم مصطلحا التعرف الآلي على لوحات المركبات (ALPR) والتعرف الآلي على لوحات المركبات (ANPR) بالتبادل، إلا أن بينهما فروقًا إقليمية وسياقية واضحة. يُستخدم مصطلح ALPR بشكل أساسي في أمريكا الشمالية، بينما يُعد ANPR أكثر شيوعًا في أوروبا وأجزاء أخرى من العالم.
على الرغم من اختلاف التسمية، تعمل كلتا التقنيتين بالطريقة نفسها، إذ تقومان بالتقاط معلومات لوحات المركبات ومعالجتها لاستخدامها في تطبيقات مثل إنفاذ القانون، ومراقبة حركة المرور، وجمع رسوم المرور، وإدارة مواقف السيارات.
كيف تعمل أنظمة ALPR؟
تعتمد أنظمة التعرف الآلي على لوحات المركبات (ALPR) على مزيج من كاميرات متخصصة، وبرمجيات التعرف الضوئي على الأحرف (OCR)، وخوارزميات معالجة البيانات لالتقاط معلومات لوحات المركبات وتفسيرها وتخزينها. وتتضمن العملية عادةً الخطوات التالية:
- التقاط الصور – تقوم كاميرات عالية الدقة بالتقاط صور أو تسجيل فيديو للمركبات المارة.
- المعالجة المسبقة – يقوم النظام بتحسين الصورة لضمان الوضوح والدقة.
- التعرّف على الأحرف – تقوم تقنية التعرف الضوئي على الأحرف (OCR) باستخراج الأحرف والأرقام من لوحة المركبة.
- معالجة البيانات – يتم تحليل البيانات المستخرجة ومقارنتها بقواعد البيانات لاستخدامها في تطبيقات مختلفة مثل إنفاذ القانون، وأنظمة تحصيل الرسوم، أو إدارة مواقف السيارات.
- التخزين والتكامل – تتكامل أنظمة ALPR مع قواعد البيانات الخلفية، مما يوفّر إمكانيات التنبيهات الفورية وإعداد التقارير.
أنواع كاميرات ALPR
تتميّز تقنية ALPR بقدرتها العالية على التكيّف، وهي متوفرة بتكوينات مختلفة من الكاميرات لتلبية مجموعة متنوعة من التطبيقات. فيما يلي بعض الأنواع الرئيسية لكاميرات ALPR المستخدمة اليوم:
١. كاميرات ALPR الثابتة المتكاملة
تم تصميم كاميرات ALPR الثابتة ليتم تركيبها بشكل دائم في مواقع رئيسية مثل الطرق السريعة، ومعابر الحدود، ومحطات تحصيل الرسوم. وتوفّر هذه الكاميرات مراقبة على مدار الساعة، كما أنها قادرة على التعامل بكفاءة مع أحجام حركة المرور العالية.
- Vidar: كاميرا ALPR متقدمة ومتـكاملة من Adaptive Recognition. تجمع بين التصوير عالي الدقة، وتقنية OCR المعتمدة على الذكاء الاصطناعي، والمعالجة الطرفية (Edge Processing) لتقديم تعرّف دقيق في الوقت الحقيقي. وتُعد Vidar مثالية لمراقبة الطرق السريعة، وإنفاذ تحصيل الرسوم، وتطبيقات الأمن.
٢. كاميرات ALPR لمواقف السيارات والتحكم في دخول المركبات
تم تصميم هذه الكاميرات خصيصًا لأنظمة مواقف السيارات المؤتمتة، والمجتمعات السكنية المغلقة، وحلول التحكم في دخول المركبات. وهي تضمن دخول المركبات وخروجها بسلاسة دون الحاجة إلى أي تدخل بشري.
- Einar: كاميرا ALPR مدمجة وقوية في الوقت نفسه، صُمّمت خصيصًا لتطبيقات مواقف السيارات والتحكم في دخول المركبات. وبفضل محرك OCR المدمج فيها وقدرات المعالجة في الوقت الحقيقي، تضمن Einar تعرّفًا دقيقًا على لوحات المركبات حتى في ظروف الإضاءة الصعبة. كما تأتي مع ضمان لمدة 10 سنوات.
٣. كاميرات ALPR المتنقلة لإنفاذ القانون والعمليات السرّية
تُثبَّت كاميرات ALPR المتنقلة على المركبات، مما يتيح لوكالات إنفاذ القانون وفرق الأمن التقاط لوحات المركبات وتحليلها أثناء الحركة. وتُعد هذه الكاميرات ضرورية لأعمال الدوريات، والعمليات السرّية، وتتبع المركبات.
- كاميرا Lynet المتنقلة للتعرف على لوحات المركبات (ALPR) – كاميرا متطورة صُمّمت للاستخدام أثناء الحركة. ويجعل تصميمها المدمج وقدراتها القوية في التعرف على اللوحات منها خيارًا ممتازًا لسيارات الشرطة والعمليات السرّية.
٤. كاميرات ALPR لإنفاذ قوانين المرور
تستخدم كاميرات إنفاذ السرعة تقنية ALPR لمراقبة سرعات المركبات، وتسجيل مخالفات المرور، وتحسين السلامة على الطرق.
- Vidar Speed: كاميرا ثابتة لإنفاذ السرعة – كاميرا ALPR عالية الأداء صُمّمت خصيصًا لتطبيقات إنفاذ قوانين المرور. توفّر قياسًا للسرعة في الوقت الحقيقي إلى جانب التعرف على لوحات المركبات، مما يجعلها مثالية لمراقبة حركة المرور واستخدامات جهات إنفاذ القانون.
٥. كاميرات إنفاذ السرعة المحمولة
على عكس كاميرات إنفاذ السرعة الثابتة، توفّر حلول إنفاذ السرعة المحمولة المعتمدة على ALPR مرونة أكبر، مما يتيح لعناصر إنفاذ القانون نشرها في مواقع مختلفة حسب الحاجة.
- كاميرا S1 المحمولة لإنفاذ السرعة، التي طوّرتها Adaptive Recognition. تجمع بين تقنية ALPR وتقنية قياس السرعة في وحدة خفيفة الوزن ومتنقلة، مما يجعلها أداة فعّالة لإنفاذ السرعة المؤقت أو في المواقع النائية.
مكوّنات نظام ALPR
كاميرات ALPR
يُعدّ المكوّن الأساسي لأي نظام ALPR هو الكاميرا. تقوم هذه الكاميرات بالتقاط صور عالية الجودة للوحات المركبات في ظروف مختلفة، بما في ذلك الإضاءة المنخفضة والحركة بسرعات عالية. وتدمج كاميرات ALPR الحديثة، مثل Vidar و Einar من Adaptive Recognition، قدرات معالجة الصور مباشرة داخل الجهاز نفسه، مما يقلّل الحاجة إلى المعالجة الخارجية.
محرك التعرّف الضوئي على الأحرف (OCR)
يتولى محرك التعرّف الضوئي على الأحرف (OCR) مسؤولية استخراج أحرف لوحات المركبات من الصور الملتقطة. وتضمن برمجيات OCR المعتمدة على الذكاء الاصطناعي دقة عالية، حتى في الحالات التي تكون فيها اللوحات مشوّهة أو محجوبة جزئيًا. وتستفيد حلول مثل Carmen® FreeFlow من نماذج ذكاء اصطناعي متقدمة لتعزيز قدرات التعرّف.
معالجة البيانات والتخزين
يجب على أنظمة ALPR معالجة كميات كبيرة من بيانات لوحات المركبات وتخزينها بكفاءة. وتُسهم المعالجة الطرفية (Edge Processing) في تقليل زمن الاستجابة من خلال إجراء تحليل البيانات مباشرة على الجهاز، في حين تتيح الحلول السحابية قابلية التوسّع وإمكانية الوصول عن بُعد إلى بيانات ALPR.
التكامل مع الأنظمة الخلفية
لتحقيق أقصى قدر من سهولة الاستخدام، تتكامل حلول ALPR مع أنظمة الجهات الخارجية مثل قواعد بيانات إنفاذ القانون، وشبكات تحصيل الرسوم، وبرمجيات إدارة مواقف السيارات. ويضمن التكامل المعتمد على واجهات برمجة التطبيقات (API) تبادلًا سلسًا للبيانات، مما يتيح اتخاذ القرارات في الوقت الحقيقي وأتمتة سير العمل.
الاتصال والشبكات
تعتمد أنظمة ALPR على قدرات شبكية قوية لنقل البيانات في الوقت الحقيقي. وتضمن وسائل الاتصال اللاسلكي، بما في ذلك 4G و5G وWi-Fi، اتصالًا موثوقًا بين كاميرات ALPR والخوادم الخلفية، مما يعزّز الكفاءة التشغيلية.
التطبيقات العالمية لأنظمة ALPR
تحصيل الرسوم حسب لوحة المركبة
ولّت منذ زمن أيام الانتظار لدورك في طوابير تبدو بلا نهاية عند ساحات تحصيل الرسوم. في الوقت الحاضر، يكفي وجود شبكة متكاملة من الكاميرات المُثبتة في مقاطع مختلفة من الطريق السريع—غالبًا بالقرب من نقاط الدخول والخروج—لالتقاط لوحات المركبات والتحقق مما إذا كان المالك قد سدّد الرسوم المستحقة. إنها عملية سريعة، وآلية، وموثوقة، ومريحة، وفعّالة من حيث التكلفة.
في معظم أنحاء أوروبا، تُدفع رسوم الطرق السريعة مسبقًا ويُشار إليها بملصق يُثبت على الزجاج الأمامي للمركبة. ومع ذلك، لا يحتاج مستخدمو الطرق السريعة إلى أي ملصقات على الإطلاق في أنظمة تحصيل الرسوم الأكثر تقدمًا، مثل النظام المستخدم عند جسر ولية العهد الأميرة ماري في فريدريكساند بالدنمارك. إذ يمكنهم التسجيل عبر موقع إلكتروني وإدخال بيانات بطاقتهم الائتمانية أو بطاقة الخصم، ولا يقوم النظام بخصم المبلغ المستحق إلا عندما يتم رصد مركباتهم على الطريق السريع.
تتمثّل إحدى مزايا تقنية الدفع حسب لوحة المركبة المستخدمة في مثل هذه أنظمة تحصيل الرسوم في إمكانية تكييفها لاستخدامها في مجالات تطبيق أخرى. فعلى سبيل المثال، من منا لم يحلم بالتوقف عند محطة وقود، والتزوّد بالوقود، ثم المغادرة بينما يتم الدفع تلقائيًا؟ لقد جعلت مسارات التزوّد السريع بالوقود في بعض محطات الوقود في نيوزيلندا هذا الحلم واقعًا.
أتمتة العمليات وتسريعها
تخيّل أنك لست مضطرًا لمغادرة سيارتك لشراء مستلزماتك الغذائية؛ إذ يتم توصيلها مباشرة إلى سيارتك. وتصل إلى ميناء العبارات فتتمكّن من الصعود إلى السفينة فورًا دون انتظار ولو لثانية واحدة.
كيف يكون ذلك ممكنًا؟ الأمر بسيط: من خلال الجمع بين تقنية ALPR ونظام الحجز المسبق الذي يسجّل بيانات لوحات المركبات، وبشكل اختياري، بيانات بطاقات الائتمان/الخصم لإجراء الدفع الفوري. ولا تكون هناك حاجة إلى طاقم كبير لمراقبة المركبات وتسجيلها واحدة تلو الأخرى؛ إذ يتولى النظام القائم على ALPR القيام بذلك تلقائيًا.
مراقبة حركة المرور وتحليلها
ما هو العامل المشترك في أي مدينة كبرى؟ الازدحام المروري. فكل المدن الكبيرة وصلت إلى مرحلة يمكنها فيها رفع لافتة «ممتلئ». وهنا يأتي دور أنظمة النقل الذكية التي تستخدم التعرف الآلي على لوحات المركبات (ALPR)؛ إذ يتيح رصد حركة المرور للمسؤولين في المدن تحديد أوقات الذروة وتحويل حركة السير إلى طرق أقل استخدامًا للقضاء على الازدحام المروري أو، على الأقل، التخفيف منه.
بالإضافة إلى جعل المدن أكثر قابلية للعيش، يمكن استخدام البيانات التي يتم جمعها لأغراض إضافية، مثل إعداد الإحصاءات أو حتى تصفية المركبات محلّ الاهتمام، كما هو الحال في مشروعنا في القاهرة، مصر، بالتعاون مع 6SS.
يمكن أيضًا استخدام بيانات ALPR لإنشاء مناطق خالية من السيارات، بما يتيح للمشاة الاستمتاع بمدنهم أخيرًا.
أنظمة الوزن
إن وزن المركبة، وخاصة الشاحنات الضخمة، ليس بالأمر السهل أبدًا. ومع ذلك، تتوفر عدة خيارات لوزن المركبات تلقائيًا، سواء كانت متوقفة أو أثناء الحركة. وعندما يكون الوزن أثناء الحركة مطلوبًا، تُعد أنظمة الوزن أثناء الحركة هي الحل الأساسي. أما إذا كان على المركبة التوقف — عند بوابة، على سبيل المثال — فيتم استخدام موازين المركبات.
في كلتا الحالتين، عند إضافة تقنية ALPR إلى المنظومة، يمكن أتمتة عملية الوزن بالكامل جزئيًا أو حتى كليًا، كما هو الحال في نظام التوقّف والانطلاق للدفع حسب الوزن المستخدم في أحد مواقع دفن النفايات في نيوزيلندا.
مواقف السيارات المتقدمة وأنظمة التحكم في الدخول
مع تزايد انتشار الحلول الخالية من التذاكر — ولا سيما في عالم ما بعد جائحة كوفيد — ليس من المستغرب أن تكون مجالات التطبيق التي تستفيد أكثر من تقنية ALPR هي أنظمة مواقف السيارات والتحكم في الدخول. فمن خلال جمع بيانات لوحات المركبات باستخدام التقنيات المناسبة، وإدخالها في نظام مخصّص، ثم مقارنة البيانات الجديدة وفقًا للغرض الأساسي للنظام، يمكن أتمتة الإجراءات بالكامل وجعلها شبه خالية من اللمس.
لم يعد هناك مجال للتهرّب من رسوم الوقوف غير المدفوعة؛ فكل ما يتطلبه الأمر هو سيارة مراقبة مزوّدة بكاميرا MicroCAM المتنقلة للتعرف على لوحات المركبات (ALPR) أو هاتف محمول يعمل بتطبيق Carmen® Mobile لنظام ANPR على أندرويد، والذي يمكن استخدامه داخل السيارة، أو على دراجة/سكوتر، أو سيرًا على الأقدام—للدوران حول منطقة الوقوف والتحقق مما إذا كانت الرسوم قد دُفعت على النحو المطلوب.
في حالة أنظمة التحكم في الدخول الثابتة، يمكن تصفية المركبات بسهولة استنادًا إلى معايير مختلفة، مثل ما إذا كان يُسمح لها بدخول مناطق تجارية خاصة أو معارض. ويمكن لأنظمة التحكم في الدخول المعتمدة على ALPR أن تصل إلى مستوى متقدم من التكامل، إذ يمكن دمجها مع وحدات فحص أسفل المركبات لمنع دخول السيارات المزوّدة بعبوات ناسفة إلى المباني الحكومية.
تعزيز الأمن ومنع السرقة باستخدام تقنية ALPR
على الرغم من أن أنظمة مراقبة حركة المرور، وتحصيل الرسوم، والتحكم في الدخول المعتمدة على ALPR قد تُعد نعمة كبيرة، فإن البعض يشكّك في مستوى الأمان العام لمثل هذه الأنظمة. ففي نهاية المطاف، كيف يمكن منع السرقة إذا لم يكن هناك أي شخص يقف للحراسة في مواقف السيارات أو محطات الوقود؟
لحسن الحظ، يمكن لتقنية ALPR التعامل مع ذلك أيضًا. فكل ما يلزم هو الجمع بين تقنية فعّالة للتعرف على لوحات المركبات وقاعدة بيانات ترسل تنبيهًا عند حدوث أي أمر غير طبيعي، مثل محاولة سائق غير معروف سرقة مركبة من المرآب. وقد أنشأ شريكنا في نيوزيلندا، شركة Focus Digital Security Solutions، نظامًا فعّالًا قضى عمليًا على ظاهرة تُعرف بسرقة الوقود عبر المغادرة دون دفع، وذلك من خلال إنشاء نظام تنبيهات يعتمد على قاعدة بيانات منصة معروفة لاستخبارات جرائم التجزئة.
تقنية ALPR في ممارسات إنفاذ القانون الحديثة
يُعدّ أمن الطرق أولوية قصوى في كل دولة. فالحوادث التي يتسبب بها مرتكبو المخالفات المرورية — بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر، السرعة الزائدة، واستخدام مسارات الحافلات، والانعطاف الممنوع، وانتهاء صلاحية التأمين — يجب إيقافها قبل وقوعها. ومع ذلك، من غير المرجّح أن يتمكن ضباط الشرطة من تدوين رقم لوحة مركبة المخالف أثناء مطاردته. لذلك، من الأفضل الاعتماد على حل سريع بما يكفي لالتقاط لوحات المركبات، ويمكن — عند الحاجة — إخفاؤه لتنفيذ عمليات سرّية، مثل قياس السرعة.
تتيح مرونة تقنية ALPR لجهات إنفاذ القانون التنقّل بسرعة في أنحاء البلاد وتنفيذ عمليات التعرف على لوحات المركبات وقياس السرعة باستخدام وحدات ALPR متنقلة عالية الدقة. كما يمكن أن تشكّل تقنية ALPR الأساس لأنظمة بالغة التعقيد تضم كاميرات ثابتة لكشف السرعة و كاميرات سرعة محمولة مدمجة مع التعرف على لوحات المركبات، مثل جوهرة Adaptive Recognition، نظام VÉDA لمراقبة حركة المرور وإنفاذ السرعة في المجر.
فوائد تطبيق أنظمة ALPR
يوفّر اعتماد أنظمة ALPR العديد من المزايا التشغيلية والاستراتيجية عبر مختلف القطاعات. ومن أبرز هذه المزايا تحسين الكفاءة؛ إذ تؤدي أتمتة التعرف على لوحات المركبات إلى تقليل العمل اليدوي بشكل كبير، وتبسيط عملية تحديد هوية المركبات، وتعزيز أتمتة سير العمل في تطبيقات مثل إدارة مواقف السيارات وتحصيل الرسوم. ومن المزايا الرئيسية الأخرى تعزيز الأمن، حيث تساعد أنظمة ALPR جهات إنفاذ القانون على التعرف بسرعة على المركبات المسروقة، وتتبع المشتبه بهم، وإنفاذ القوانين المرورية.
علاوةً على ذلك، تؤدي تقنية ALPR دورًا محوريًا في التنقّل الحضري ومبادرات المدن الذكية، إذ تدعم تحسين حركة المرور وإدارة الازدحام. كما يمكن للشركات والبلديات الاستفادة من اتخاذ القرارات القائمة على البيانات، حيث توفّر أنظمة ALPR رؤى قيّمة حول أنماط حركة المركبات، مما يتيح تخصيصًا أفضل للموارد وتخطيطًا أكثر فاعلية. ومع التقدّم في تقنيات الذكاء الاصطناعي والحوسبة الطرفية، تقدّم حلول ALPR الحديثة معالجة أسرع وأكثر دقة، مما يجعلها أدوات لا غنى عنها في مجالات السلامة العامة، والنقل، والتطبيقات التجارية.
المرونة في أنظمة ALPR: حلّ لكل احتياج
على الرغم من أن القيمتين المضافتين الأساسيتين لأي نظام يعتمد على تقنية الالتقاط الآلي للوحات المركبات هما الأتمتة والأمن، إلا أن هناك أمرًا إضافيًا يُتوقَّع من الأنظمة المعتمدة على ALPR، وهو المرونة. ولحسن الحظ، يمكن لتقنية ALPR أن تتجاوز هذا التوقع بسهولة من خلال تلبية المعايير التالية:
تقنية ALPR كجزء من منظومة أكبر
إحدى القواعد الأساسية في أي نظام نقل ذكي هي أن تقنية ALPR ليست حلًا قائمًا بذاته، بل مكوّنًا أساسيًا ضمن منظومة أكبر. ويضمن ذلك أن تكون النتيجة النهائية نظامًا يجمع كل الفوائد الناتجة عن استخدام التعرف على لوحات المركبات، ويتكيّف في الوقت نفسه بشكل مثالي مع الاحتياجات الفريدة للمستخدم النهائي. وعلى الرغم من أن حل ALPR يمكن أن يشكّل جوهر نظام كامل، فإنه غالبًا ما يكون عنصرًا متكافئًا ضمن نظام بيئي معقّد.
حلول ALPR مرنة لكل حالة استخدام
نظرًا لأن التعرف الآلي على لوحات المركبات (ALPR) ليس سوى جزء من الصورة الأكبر، فإن المطوّرين والمستخدمين النهائيين يملكون العديد من الخيارات عند إنشاء أنظمة معتمدة على ALPR. وفي هذا السياق، تُعد مجموعات تطوير البرمجيات (SDK) الخاصة بـ ALPR، مثل Carmen® FreeFlow من Adaptive Recognition، من أكثر الحلول طلبًا، لأنها تشبه إلى حدّ كبير تجميع الأثاث من متجر IKEA: تحصل على جميع وحدات البناء، وتكون النتيجة النهائية هي نظام للتعرف على لوحات المركبات. ومع ذلك، فإن التجميع النهائي والغرض من البرمجيات يعودان بالكامل إلى المستخدم النهائي.
لا يُترك المدمجون الذين لا يرغبون في قضاء وقت طويل في عملية التكامل دون حلول أيضًا. فبفضل مرونة برمجيات ALPR، تتوفر هذه الحلول بأشكال وصيغ متعددة دون المساس بوظائفها الأساسية. ومن أبرز الأمثلة على ذلك الحلول الجاهزة مثل Carmen® GO، وحلول البرمجيات كخدمة (SaaS) السحابية مثل Carmen® ANPR Cloud، ومؤخرًا التطبيقات المحمولة مثل Carmen® Mobile.
نظرًا لمرونة برمجيات ALPR الكبيرة، فليس من المستغرب أن يتم دمجها في العديد من أنظمة النقل الذكية المختلفة. ولتوضيح ما يمكن أن تقدّمه تقنية التعرف الآلي على لوحات المركبات للعالم — وفي الوقت نفسه إلهام من يفكّرون في مشاريع مماثلة — نستعرض بعض الأنظمة النموذجية المعتمدة على ALPR التي شاركت فيها شركتنا، Adaptive Recognition، سواء من خلال برمجيات ALPR أو كاميرات ALPR الذكية.
توسيع الآفاق: الإمكانات المستقبلية لتقنية ALPR
تقدّم مجالات التطبيق والمشاريع المذكورة أعلاه لمحة بسيطة فقط عمّا يمكن لأنظمة مراقبة حركة المرور الذكية المعتمدة على ALPR أن تحقّقه. ومع ذلك، وبما أن تقنية ALPR أداة شديدة المرونة، يمكن القول بثقة إنه لا يوجد نظامان معتمدان على ALPR متطابقان، حتى وإن كانت المكوّنات الأساسية متشابهة في خصائصها. وهنا تكمن جمالية هذه التقنية: فمهما كان نظامك، يمكن تكييف ALPR بحيث يندمج فيه بسلاسة تامة.
للاطّلاع على المزيد من حالات الاستخدام لمنتجات ALPR الخاصة بنا، يُرجى زيارة صفحة دراسات الحالة.
هل تهتمّ بمجال تطبيق آخر لم نذكره في هذا المقال؟
