一种基于G的精确路径识别收费新技术

　　
　　前言

　　高速公路作为现代化交通基础设施，以其方便、快捷、安全、舒适的运输特性，在促进国民经济发展中发挥着重要作用。然而，高速公路的建设和养护需要巨额资金，不论是发达国家还是发展中国家都面临着建设和养护资金短缺的问题，为此各国建设高速公路大多采用收取通行费的方式，解决高速公路建设、养护所需资金，并积极吸引企业和个人投资，以打破因政府财政资金短缺造成的高速公路网发展缓慢的僵局。

　　目前我国高速公路收费系统普遍采用的是基于无线射频卡（RFID）技术，即在起点站向车辆发放记载有本站信息、车辆信息的RFID卡，当车辆到达终点出站时根据RFID卡上的记录计算相应的收费金额；部分采用不停车收费的系统，其技术基础仍然是基于RFID，只是RFID卡固定于车上，车辆进起点站时由站内的识别器以无线方式写入本站信息，出站时则由站内的识别器通过无线方式读出RFID卡内的起点、车型等信息，计算出收费金额后再扣除卡内的余额。

　　这种技术方式的优点是简单、可靠、成本低、维护量小，但不能识别车辆的行驶路径。对于进行联网收费的高速公路网来说，两点之间往往有多条行驶路径，造成了高速公路收费运营中的一个难题，即"路径二义性问题"。在联网收费环境下，尤其是在投资主体多元化的路网环境下，解决车辆行驶路线"二义性"问题对规范通行费拆分方式、提高拆分透明度和公平性、实现更合理的业主间利益分配、提高业主积极性，具有及其重大的意义。

　　随着我国高速公路路网建设的大规模铺开，高速公路网越来越密集，两点间可选择的通行路径越来越多，不同路径之间距离、道路等级、费率差别较大，现有的RFID技术收费系统已经越来越不能满足高速公路收费的新需求，基于路径的高速公路收费系统呼声越来越高，很多地方也已经进行了初步的尝试，例如在关键的地点设立RFID识别器进行路径识别，但这种方式工程、维护量大，且车辆高速行驶时识别准确率很低。本文提出一种新的基于卫星的高速公路收费技术，以解决目前高速公路收费中迫切需要解决的路径识别问题。

　　路径识别技术

　　先了解一下目前的路径识别技术，根据高速公路多路径情况和高速公路的运营特点，路径识别技术可以分为精确识别和概率识别两类。

　　精确识别

　　精确识别的原理是识别出路网中每一车辆的实际行驶路径，避免路网中出现行驶路径的歧义，从而解决路网中多路径问题。

　　要做到对车辆行驶路径的精确识别通常由两种方法，一种是通过土建设施渠化的手段，确保任意车辆从一个收费站（点）到另一收费站（点）间只能有唯一的行驶路径。这种方法的主要要点是，每一收费站对不同驶入（驶出）方向的收费车道分别设置隔离墩，实现区分不同驶入（驶出）方向车辆，达到路径识别的目的。

　　另一种是通过标识方法采集车辆行驶路径信息，确认车辆行驶路径。在封闭式的收费系统环境下，车辆通过路网时，已经具备了两项信息－出口信息和入口信息，对于路径识别来说，路径是由出口、入口、路段信息共同组成，只要三种信息齐全，路径就可以惟一确定。因此，只需要根据路网中会产生歧义的路段设立标识，采集标识信息，获取车辆行驶的标识信息，就可以根据出口信息、入口信息、标识信息（可能有多个）识别出任意车辆的行驶路径。

　　概率识别

　　车辆路径的概率识别是通过交通均衡或非均衡理论为基础，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，从而确定路网中整体出行交通的行驶路径或单车的可能行驶路径。