关于高速公路多义性路径精确识别的思考

关于高速公路多义性路径精确识别的思考

陈佩瑶

甘肃紫光智能交通与控制技术有限公司甘肃兰州730010

摘要：随着高速公路的快速发展，针对高速公路多义性路径精确识别问题，目前国内众多研究机构都积极开展了相应的路径识别技术研究，并取得较为丰硕的成果。

关键词：高速公路；多义性；路径精确识别

高速公路多义性路径识别之所以受到众多关注，与高速公路发展、交通管理需求、提高服务水平以及费用拆分有莫大关系。从图论学来看，多义性路径识别主要在于识别路径环，以枢纽为节点，路径为边，形成路径环，既能实现多义性路径识别。

一、路径识别技术概述

近些年来，路径识别研究和应用的热点都集中在精确识别技术上。一方面，该技术能根据车辆实际行使路线收取费用，减少通行费的流失；另一方面，可以按照不同路段的投资状况合理拆分，消除了业主间的争议。随着微波通信、图像识别等技术的成熟应用，目前研究较为热点的路径识别技术主要包括：RFID识别技术、视频车牌识别技术、GPS识别技术、5．8GDSRC统一路径识别技术。

二、高速公路多义性路径识别方法比较

1．模糊识别路线。概率统计路线的主要目标是解决路网内由于多路径而产生的收费在各高速公路公司（道路业主）之间的分配问题，其核心是运用交通均衡／非均衡理论，建立各种理论模型和算法，分析计算特定高速公路网络的通行车辆交通分布与分配（空间分布、时间分布），力求合理地完成车辆通行费的拆分与结算。目前概率统计的方法主要包括：最短路径法、车辆分型统计法、协商调查法、应用概率法等。这些方法是对现实情况的一种近似，在一定的路网条件下，这种近似还是能被业主接受的，但由于无论采用何种概率统计原理，都无法从根本上解决模糊识别的本质问题，因此在路网情况复杂时，较易发生利益分配的纠纷。（1）最短路径法。最短路径法的基本原理是假定路网中任意两点之间出行交通流量都集中在路网中最小阻抗路段。将最短路径作为车辆选择路径，对于收取的车辆通行费的拆分结算，通常是根据模型计算出车辆行驶不同路径的概率，对在多路径路段收取的车辆通行费按照该概率分配给不同的路径（道路业主），同一条路径内的各道路业主再按各自的路段长度，收费费率分配车辆通行收入。（2）车辆分型统计法。车辆分型统计法是在高速公路二义性路径中，在适当的位置

安置车辆分型监测统计装置，当行驶的车辆通过该监测统计装置时，获得行驶车辆的车型以及通过该路段的时间等参数。根据车辆分型监测统计装置获得的总流量，以及计算机自动分析统计出的各个路段流量，并以此为基础来对车辆通行费进行合理拆分。（3）协商调查法。协商法的实质就是解决相关投资主体的利益冲突，因此，在协调利益冲突时，依照交通量、收费额、里程、投资比例等情况，通过多方简单协商确定车辆通行费的分配方法。优点：应用协商法需要各个相关投资主体能够达成一致，因此该方法对于不太复杂高速路网结构，并且能够达成一致的多路径问题，比较适用。缺点：越来越复杂的高速路网，致使需要协商的范围越来越大，导致协商的难度也随之加大。在实际的实施过程中，由于管理

难度比较大，难以应用于高速公路网比较复杂的路段。（4）应用概率统计法。应用概率统计方法时可以依据路网的布局情况，车流分布情况及选择概率统计的方法而有所不同，主要包括布瑞尔交通分配法、路网平衡法、最大概率法、统计调查法等。布瑞尔交通分配法是关于多路线比例分配的方法，通过布瑞尔交通分配法计算的概率值可确定各路段的拆分金额。该方法是经验公式的分配法具有一定的权威性，精度高，但其致命的缺点是当路径选择不是唯一决定要素时误差较大。

2.精确识别的路线。精确识别的路线就是从准确掌握车辆在路网内行驶的实际路径入手，以求从根本上解决多义性路径识别问题。目前理论上可用的技术手段方法，主要有标识站法、车牌识别法、标签识别法、移动定位法、车载设备定位跟踪法等，从实际采用的手段来看，有新建专用系统方式和利用现有其他系统的技术实现两类手段。（1）标识站法。在高速公路网内存在多义性路径的其中一条的主线上．选择合适的地点设置收费标识站．车辆通过该站点时．实施路径标识，即在车辆携带的通行卡／电子标签／非现金支付卡等通行凭证上写入必要的信息进行标识．通过入口．出口，路段三种信息准确地实现车辆通行费的收取．拆分与结算。（2）车牌识别法。非现金支付卡等通行凭证形式而言，而对于安装有电子标签的车辆，则可车牌识别法的核心是利用在高速公路上行驶车辆的车牌具有唯一性的特征，依赖车牌自动识别技术以及网络实时传输技术的良好应用，在所有高速公路的入口、出口设置车牌识别系统（或者人工输入车牌），在路网内关键点设置路侧车牌自动识别系统，将识别出的通过车辆的车牌信息上传上级系统：在车辆出口时，通过系统查询该车中途通过关键点的车牌记录，将入口、出口、路段三种车牌信息比对，判定车辆实际行驶的路线收取车辆通行费，并以此作为拆分结算的依据。（3）标签识别法。标签识别法的核心思路是通过让车辆在携带通行卡等常用通行凭证的同时，再携带一个作为本车辆特征的标签，在经过多义性路径关键点时对标签进行认证记录，结台车辆出、入口通行信息，完成对车辆行驶路径的精确识别。（4）RFID射频标识法。类似于标签识别法，区别在于将标签调整为RFID通行卡，RFID通行卡将非接触lc卡与RFID通信芯片集成在一张卡上，系统主要由复合通行卡。复合读写设备（ODU）和路侧标识系统（RSU）三部分核心设备系统组成．采用“RFID有源电子标签+非接触式lC卡”技术，采用能够接受RFID通信技术读写的复合通行卡．在高速公路多义性路径上设置路侧标识系统，能够通过无线方式对通过的复合通行卡写入标识信息，复合读写器能够读出复合通行卡内的路径标识信息和车辆通行信息．实现收费和路径识别。（5）移动定位法。该方法利用目前覆盖高速公路网的移动公司基站编码实现对车辆路径的识别．该方法具体流程如下：在高速公路入口为每一辆车发放一个类似通行卡的移动定位终端（可将其与通行卡合并，具备通行卡功能），该终端与车辆行驶过程中经过的移动电话通信基站交换数据，通过移动定位技术或GPRs通信技术，获取车辆沿途经过的移动电话通信基站的ID编号。在高速公路出口，利用现有的非接触式IC卡读写器，车道计算机读取移动定位终端中存储的移动电话通信基站的ID编号记录，再通过查询基站ID编号与高速公路路段业主对应表，计算车辆实际行驶路径，从而实现路径的精确识别功能。

三、精确路径识别助力全国联网收费

利用高速公路电子不停车收费（ETC）等新的信息技术，通过提高车辆通行效率，达到降低物流成本的目的。值得注意的是，取消省界收费站并不是取消收费，要推动取消省界收费站，那就要求各省必须实现“按实际路径收费、按实际路径拆分”，那么全国需要使用同一套技术标准、同一种路径标识技术、同一种计费规则、同一套车道标准，其次随着行驶里程增加，偷逃费的诱惑力会更大，CPC卡是射频卡，通过无线通信实现的，但如卡外面包一层金属，可对卡进行屏蔽，卡得不到标识站信息，从而可以换卡，实现通行费偷逃。能想到的仅仅是信号的恶意屏蔽，但实际应用过程中，偷逃费方式花样百出，防不胜防，因此对取消省界收费站如何防范偷逃费工作进行研究也十分重要。

随着国家为刺激内需，基础设施投资建设力度的加大，全国高速公路网的建设将会得到更加快速的发展，高速公路路网的形成，重要城市间的快速路，城镇到乡村的畅通工程必然对交通人提出更多的需求。

参考文献：

[1]李瑞．关于高速公路多义性路径精确识别研究[J]．中国交通信息产业，2016，03：29—38．

[2]张涛.高速公路联网收费多路径判断技术方法研究[D]．西安，长安大学，2016．4．