高速公路多路径识别技术方案和适用性分析

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  根据交通运输部总体技术方案,取消省界收费站将依托现有的ETC全国联网收费系统,采用ETC和复合通行卡(CPC卡)组合的应用方式,通过设置省界标识点(虚拟省界收费站),逐步取消物理上的省界收费站,进一步提高车辆通行效率,达到降低物流成本的目的。为提高公路通行效率,取消高速公路省界收费站后,省界处原有的正线路面收费设施将逐步拆除,在省界附近设置虚拟收费站。ETC车辆仍然可以不停车驶入和离开高速公路,实现“分省计费、分省收费,自动扣费”;非ETC车辆在驶入高速公路时需要在入口收费站领取通行卡,在驶出高速公路时需要在出口收费站交还通行卡并交纳全路程通行费,实现“分省计费、统一收费”;在通行省界时不再需要停车交卡、交费和领卡,而是直接通过。
  河南省高速公路道路监控采集设施基本实现全路网覆盖;高速公路信息通信网完成全国互联互通,为全省高速公路收费、路网监控的联网运行提供通信保障. 高速公路信息通信网全国互联互通的完成,为全省高速公路收费、路网监控的联网运行提供了通信保障; 全省高速公路已安装道路监控采集设施15000余台、信息发布设施3000余台,实现全路网基本覆盖.ETC实现全国联网,用户达291万,客车ETC使用率达40%。但是我省高速公路的运营管理仍然存在着很多问题,而我省仍然是通过最短路径和车辆分型计算车流行驶轨迹的方法来实现通行费拆分的。这种计算方式只能适应于以前路网结构单一车流量少的情况。由于现在我省高速公路路网结构愈来愈复杂,车辆在选择高速公路行驶区间时有了更多选择,各条高速公路投资主体对通行费拆分结果的质疑和争议越来越突出。因为无法掌握车流在个高速公路的行驶路径资料,所以运营管理部门无法通过有效的手段进行合理诱导、调节路网流量分布,无法适应数字化高速公路的发展需求。因此,河南省高速公路网运营管理对多路径识别技术的应用需求十分迫切。
  1实现多路径识别的技术方案;
  目前解决高速路网多路径识别问题的方案主要可划分为停车标识站法、车牌识别法、基站标识法、RFID射频标识站法,这四种方案具体分析如下。
  停车标识站法,就是在高速公路网关键路段设置收费岛标识站,车辆在通过该标识站时,通过刷卡纪录标识站信息,确定车辆行驶路径。
  车牌识别法,该方法在高速公路网路径关键点安装摄像机,通过抓拍图像与车牌识别技术,将车辆行驶的准确路径与车牌关联起来,便于后台清分,但在出口收费站需按最短路径进行收费,是一种模糊清分方式,对清分准确性有影响。
  基站标识法,该方法通过更换通行卡,利用手机基站,在持卡车辆通过高速公路网路径关键点时,关键点附近基站向通行卡上写入关键点信息,出口收费站读取通行卡上关键点信息实现准确收费。
  RFID射频识别站法(Radio Frequency Identification)通过升级现有通行卡,在路径关键点建设RFID射频标识站,持卡车辆通过路径关键点时,RFID射频标识站向通行卡上写入关键点信息,出口收费站读取通行卡上关键点信息实现准确收費。
  2多路径识别技术应用现状介绍(国外、国内);
  从国外的情况看,国外收费公路少,高速公路采用主线过站式收费,并没有联网收费,所以不存在多路径的问题。而国内的情况是,多数地区采取的是按最短路径、测试概率等模糊方式进行收费,无法实现多路径的精确识别、精确收费、精确清分。广东省通过RFID射频标识站法,解决了多路径精确识别和清分的问题,但却仍按照最短路径收费,精确收费问题并未得到解决。浙江省于2015年5月开始实行多路径识别模式,江西省早期采用车牌识别法。2016年采用车牌识别和5.8GHz DSRC技术。
  2012年8月省交通运输厅评审并制定《河南省高速公路网多路径识别系统建设方案》。拟采用双向射频识别技术,并建议出台配套技术标准,以及拆分、运维、复合通行卡等相关管理办法。同时建议标识站的建设应为ETC用户路径识别做好预留,建议结合现有技术发展现状和运营管理需求,对复合通行卡供电方式进一步深入研究,ETC用户的路径识别问题建议结合用户数量择机实施。
  3各类实现路径识别技术方案的优点和缺点;
  4结合河南省高速公路运行实际情况推荐两种方案。
  目前比较成熟的多路径射频识别技术是航天信息股份有限公司的多义性路径识别管理系统和北京万集科技股份有限公司的多义性路径识别技术。深圳金溢科技有限公司和北京北大千方科技股份有限公司也有相关的成熟技术可供选择。浙江、广州和四川高速公路采用的是航天信息股份有限公司的多义性路径识别管理系统。将装载在车辆上的电子标签与装在路侧的基站,利用无线射频等识别技术,在信息网络平台上对所有车与路之间和车与车之间的属性信息及静、动态信息进行提取和利用,并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管并提供综合服务。系统适用于车辆定位管理、车辆停车场管理、车辆类型及车速车流量管理、路桥电子不停车收费、高速公路多义性路径识别等。
  万集科技伴随着我国高速公路的不断建设与日益发展,路网结构更加错综复杂,多义路径的问题越来越严峻,特别是我国高速公路投资主体多元化及管理形式多样性,使得如何进行路径准确识别和精确拆分问题越发的敏感和突出。万集CPC复合卡5.8GHz+13.56MHz 双频复合通行卡。交易成功率高采用高灵敏度设计,可放置车内任意位置,标识成功率高。稳定 安全 可靠使用工业级芯片,性能优越,可在苛刻环境下稳定工作;使用具备国密二级资质的硬件 安全存取模块,安全性高。极低功耗 持久耐用采用智能分时动态供电模块,结合低功耗电路设计,保证长寿命;不受光照、雨、雪、烟、雾等气象因素干扰。通信频率:双频:5.8GHz、13.56MHz电源:锂电池供电静态电流:< 2uA使用寿命:≥ 5 年外形尺寸:85.5 mm×54 mm×5mm工作温度:-25℃ ~+75℃存储温度:-40℃ ~+85℃相对工作湿度:4%~93%振动:符合GB/T 2423.13冲击:符合GB/T 2423.6 试验Eb 和导则盐雾:符合GB/T 2423.18防水等级:IP65电磁兼容性:ESD 空气放电8kV。
  金溢科技基于5.8GHZ的MTC&ETC多义性路径识别系统金溢科技根据《收费公路通行费“营改增”总体技术方案》要求,提出了基于5.8GHz自由流的MTC&ETC多义性路径识别系统解决方案。该方案通过在高速公路每个投资主体的道路断面,以N+1的方式架设5.8GHz路径标识站点,当车辆行驶通过时,将路径标识编码写入OBU或CPC卡中,出口时读取入口信息和路径信息,从而准确识别车辆的行驶路径,区分不同投资主体,实现通行费的精确拆分和发票打印。并且,通过该套系统可以实现准确、全面、完整的高速公路交通信息采集,为智慧高速建设提供强有力的数据支撑。
  两种技术优缺点比较
  航天信息股份有限公司的优势在于;第一,前期我省的读卡器采用的是该公司的设备。继续使用该公司的设备,系统兼容性上会比较好后期维护成本会更低。第二,该公司的此技术已经在浙江、广东和四川等省份应用多年,技术更成熟。
  北京万集科技股份有限公司的优势在于;第一,该公司采用的是5.8Ghz+13.56Mhz双频技术和航天信息股份有限公司采用的是433Mhz+13.56Mhz双频技术比起来能直接支持ETC设备通信;第二,该公司参与了交通部2015年发布的《收费公路联网收费多义性路径识别技术要求》的制定。采用此公司的技术能更好的兼容省外的设备。
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