专利名称：基于片区建模的高速公路多路径通行费拆分方法
技术领域：
本发明涉及高速公路多路径通行费的收取方法，具体是基于片区建模的高速公路多路径通行费拆分方法。
背景技术：
由于高速公路的各条路段往往并不仅由一家单位投资建设，所以对于收取的高速公路通行费就需要进行拆分并分配给不同的投资单位。但是目前，随着高速公路路网规模的逐渐扩大，高速公路路网复杂程度也在不断提高，由于高速公路路网内的环网的不断形成，如何解决高速公路多路径通行费拆分问题成为亟待解决的问题。目前，国内部分省份采用有源射频卡作为电子标签卡，通过在标识站架设射频卡读写设备，用于精确判定车辆的行驶路由，但由于该方式存在实施成本高、系统兼容性差、维护费用大且不支持ETC电子不停车收费等缺点未能广泛的得到推广和应用。因此，目前国内较多采用的是车牌识别标识站的方式，通过车牌识别结果匹配确定车辆行驶路径，并设计配套的概率比例拆分算法，解决车牌照识别失败部分车辆通行费合理拆分的问题。目前，国内与车牌识别标识站方式所匹配的通行费拆分算法多是简单的拆分算法，仅适用于简单环网下的通行费拆分，在该方法中对于识别失败车辆，多使用最短路径拆分或者简单的统计二义性路由车辆识别比例进行拆分。采用最短路径方式拆分，显然对于较长路径上的经营主体极不公平，而采用简单的点对点之间二义性路由比例进行拆分，仅能保证简单环网情况下的合理拆分，而对于多环网、嵌套环网等情况，处理难度较大。随着高速公路环网个数的不断增加，站点间路由的个数成倍增长，高速公路多路径通行费结算方法的优劣，严重影响着通行费拆分工作的合理性，决定着通行费拆分工作的公平与公正。目前已有的多路径拆分方法不能满足通行费的拆分需要，因此需要对高速公路多路径拆分方法做进一步深入研究，用于解决的复杂环网通行费拆分问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于片区建模的高速公路多路径通行费拆分方法，解决目前全国高速公路收费面临着多路径通行费难以结算的问题，可以有效的解决由于路网复杂程度变高而带来的通行费结算问题，并且在系统工作效率和建设成本之间达到很好的平衡。本发明的技术方案为
基于片区建模的高速公路多路径通行费拆分方法，包括以下步骤
(1)、在车辆进入高速公路的入口和驶出高速公路的出口处记录车辆信息，并在高速公路的出口处收取高速公路通行费；
(2)、将邻近环网边缘互通立交且朝向相同的所有收费站定义为一个片区，根据车辆的行驶方向不同，片区可被分为入口片区和出口片区两种类型；一对入口片区和出口片区间存在多条路径，且各路径之间不存在公共路径，则使用该入口片区和出口片区间行驶的车辆建立概率比例模型；
(3)、在步骤(2)中的每个模型的各条路径上均设置标识站，标识站内设置有车辆识别装置，车辆在路径上行驶时经过标识站进行车辆识别；
(4)、当某车辆经过某模型其中一条路径的标识站处识别成功，由此正确判断车辆经过此模型的路径，即为成功识别；某车辆经过某模型其中一条路径的标识站处，无法根据识别的车辆信息判断车辆经过此模型的路径，即 为失败识别；
(5)、概率比例模型划分对某个模型中成功识别的车辆进行概率比例总结，即同一时间段此模型中各条路径的识别成功车辆数比例，然后按此比例对同一时间段此模型中所有失败识别的车辆出口处收取的高速公路通行费进行拆分，并分配至此模型中对应的各条路径上;
(6)、对成功识别的车辆按实际路径拆分出口处收取的高速公路通行费；对失败识别的的车辆，对此模型中各条路径按比例分配的高速公路通行费再进行拆分。所述的车辆进入高速公路入口和驶出高速公路出口之间包括有多个模型，车辆经过每个模型中的一条路径，将同一时间段从高速公路入口和高速公路出口之间行驶的车辆进行识别，所有模型路径识别均成功的车辆定义为“识别成功”，将部分模型路径识别成功的车辆定义为“部分识别”，将所有模型路径识别均失败的车辆定义为“识别失败”;“识别成功”的车辆按实际路径拆分高速公路通行费，“部分识别”的车辆，对路径识别成功的模型按此模型中实际路径拆分高速公路通行费，对路径识别失败的模型按概率比例模型划分模型中每条路径的高速公路通行费，最后对每条路径的高速公路通行费再进行拆分高速公路通行费识别失败“的车辆按概率比例模型划分模型中每条路径的高速公路通行费，最后对分配的每条路径的高速公路通行费再进行拆分。所述的车辆在某模型中的路径仅为一条时，直接按实际路径进行拆分高速公路通行费。所述的车辆识别装置选用车牌识别装置。 本发明的优点
本发明的方法可以有效解决我国目前大多数省份在高速公路通行费结算方面存在的清分结算难的问题，本发明采用基于车牌识别结合概率统计拆分方法，相对于目前并不成熟而且成本较高的精确识别技术来说，该方法的实用性更强，在有效控制项目成本的同时，可以达到与精确识别技术相同的效果，使系统在工作效率和建设成本之间达到很好的平衡。该方法对于解决我省高速公路通行费清分结算工作中的难题具有重大意义，并且在本相关领域内处于领先水平。
图I是本发明的流程图。图2是本发明具体实施方式
中建设模型的实施例结构示意图。
具体实施方式
见图1，基于片区建模的高速公路多路径通行费拆分方法，包括以下步骤
(1)、在车辆进入高速公路的入口和驶出高速公路的出口处记录车牌信息，并在高速公路的出口处收取高速公路通行费；
(2)、将邻近环网边缘互通立交且朝向相同的所有收费站定义为一个片区，根据车辆的行驶方向不同，片区可被分为入口片区和出口片区两种类型；一对入口片区和出口片区间存在多条路径，且各路径之间不存在公共路径，则使用该入口片区和出口片区间行驶的车辆建立概率比例模型；
(3)、车辆在某模型中的路径仅为一条时，直接按此单一路径进行拆分高速公路通行
费；
(4)、在步骤(2)中的每个模型的各条路径上均设置标识站，标识站内设置有车牌识别装置，车辆在路径上行驶时经过标识站进行车牌识别；
(5 )、车辆进入高速公路入口和驶出高速公路出口之间包括有多个模型，车辆经过每个模型中的一条路径，将同一时间段从高速公路入口和高速公路出口之间行驶的车辆进行识另IJ，所有模型路径识别均成功的车辆定义为“识别成功”，将部分模型路径识别成功的车辆定义为“部分识别”，将所有模型路径识别均失败的车辆定义为“识别失败”;
(6)、概率比例模型拆分对某个模型中成功识别的车辆进行概率比例总结，即同一时间段此模型中各条路径的识别成功车辆数比例，然后按此比例对同一时间段此模型中所有失败识别的车辆出口处收取的高速公路通行费进行拆分，并分配至此模型中对应的各条路径上;
(7)、“识别成功”的车辆按实际路径拆分高速公路通行费，“部分识别”的车辆，对路径识别成功的模型按此模型中实际路径拆分高速公路通行费，对路径识别失败的模型按概率比例模型划分模型中每条路径的高速公路通行费，最后对每条路径的高速公路通行费再进行拆分高速公路通行费识别失败“的车辆按概率比例模型划分模型中每条路径的高速公路通行费，最后对分配的每条路径的高速公路通行费再进行拆分。见图2，如高速公路入口和高速公路出口之间的路径共有9条，模型包括“高速公路入口收费站到互通立交I之间的模型”、“互通立交I到互通立交2之间的模型”和“互通立交2到高速公路出口收费站之间的模型”、“高速公路入口收费站到高速公路出口收费站之间的模型”;假设车辆实际行驶路径为“高速公路入口收费站一收费站I一互通立交I一收费站2—收费站3—互通立交2—收费站7—收费站8一闻速公路出口收费站”的路由
(1)、若车辆在标识站I、标识站2、标识站5均识别成功，则认为该车辆“识别成功”，高速公路通行费可以按照实际行驶路径进行拆分；
(2)、若车辆仅在标识站I、标识站2、标识站5中成功识别了部分标识站，无法完全确定车辆的精确路径，则认为该车辆部分识别
a、假设车辆在标识站I、标识站2被识别，则车辆在“高速公路入口收费站一互通立交2”之间的行驶路径可确定，该段路径的通行费可按实际路径进行拆分，“互通立交2—高速公路出口收费站”之间的高速公路通行费按概率比例模型划分后再拆分，假设在“互通立交
2—高速公路出口收费站”同一时间段识别成功的为100辆，高速公路通行费识别成功的车辆中有50辆经过标识站6，30辆经过标识站7，20辆经过标识站5，即三条路径中车辆的比例为5:3:2，然后将识别失败的车辆的高速公路通行费按此比例划分到三条路径中，最后对分配的每条路径的高速公路通行费再进行拆分；
b、假设车辆在标识站5被识别，则车辆在“互通立交2—出口收费站”之间的行驶路径可确定，该段路径的通行费可按实际路径进行收取，而“高速公路入口收费站一互通立交2”之间的模型路径按概率比例模型划分后再进行拆分； (3)、若车辆没有任何识别成功标识站，则认为该车辆识别失败，此时，“高速公路入口收费站一高速公路出口收费站”之间的所有模型的高速公路通行费按概率比例模型划分再进行拆分。
权利要求
1.基于片区建模的高速公路多路径通行费拆分方法，其特征在于包括以下步骤 (1)、在车辆进入高速公路的入口和驶出高速公路的出口处记录车辆信息，并在高速公路的出口处收取高速公路通行费； (2)、将邻近环网边缘互通立交且朝向相同的所有收费站定义为一个片区，根据车辆的行驶方向不同，片区可被分为入口片区和出口片区两种类型；一对入口片区和出口片区间存在多条路径，且各路径之间不存在公共路径，则使用该入口片区和出口片区间行驶的车辆建立概率比例模型； (3 )、在步骤(2 )中的每个模型的各条路径上均设置标识站，标识站内设置有车辆识别装置，车辆在路径上行驶时经过标识站进行车辆识别； (4)、当某车辆经过某模型其中一条路径的标识站处识别成功，由此正确判断车辆经过此模型的路径，即为成功识别；某车辆经过某模型其中一条路径的标识站处，无法根据识别的车辆信息判断车辆经过此模型的路径，即为失败识别； (5)、概率比例模型划分对某个模型中成功识别的车辆进行概率比例总结，即同一时间段此模型中各条路径的识别成功车辆数比例，然后按此比例对同一时间段此模型中所有失败识别的车辆出口处收取的高速公路通行费进行拆分，并分配至此模型中对应的各条路径上; (6)、对成功识别的车辆按实际路径拆分出口处收取的高速公路通行费；对失败识别的车辆，对此模型中各条路径按比例分配的高速公路通行费再进行拆分。
2.根据权利要求I所述的基于片区建模的高速公路多路径通行费拆分方法，其特征在于所述的车辆进入高速公路入口和驶出高速公路出口之间包括有多个模型，车辆经过每个模型中的一条路径，将同一时间段从高速公路入口和高速公路出口之间行驶的车辆进行识别，所有模型路径识别均成功的车辆定义为“识别成功”，将部分模型路径识别成功的车辆定义为“部分识别”，将所有模型路径识别均失败的车辆定义为“识别失败”识别成功”的车辆按实际路径拆分高速公路通行费，“部分识别”的车辆，对路径识别成功的模型按此模型中实际路径拆分高速公路通行费，对路径识别失败的模型按概率比例模型划分模型中每条路径的高速公路通行费，最后对每条路径的高速公路通行费再进行拆分高速公路通行费识别失败“的车辆按概率比例模型划分模型中每条路径的高速公路通行费，最后对分配的每条路径的高速公路通行费再进行拆分。
3.根据权利要求I所述的基于片区建模的高速公路多路径通行费拆分方法，其特征在于所述的车辆在某模型中的路径仅为一条时，直接按实际路径进行拆分高速公路通行费。
4.根据权利要求I所述的基于片区建模的高速公路多路径通行费拆分方法，其特征在于所述的车辆识别装置选用车牌识别装置。
全文摘要
本发明公开了一种基于片区建模的高速公路多路径通行费拆分方法，采用片区建模的方式，在二义性路径上架设车牌识别标识站，对经过标识站车辆的车牌进行识别，识别成功的车辆的高速公路通行费按实际行驶路径拆分，识别失败的车辆的高速公路通行费按该二义性路径间的概率比例模型划分后再进行拆分。本发明采用基于车牌识别结合概率统计拆分方法，相对于目前并不成熟而且成本较高的精确识别技术来说，该方法的实用性更强，在有效控制项目成本的同时，可以达到与精确识别技术相同的效果，使系统在工作效率和建设成本之间达到很好的平衡。该方法对于解决我省高速公路通行费清分结算工作中的难题具有重大意义，并且在本相关领域内处于领先水平。
文档编号G07B15/06GK102956039SQ201210486978
公开日2013年3月6日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者焦家华, 毛军, 陈昌府, 朱昀, 曹帅, 尚磊, 马晶晶, 李屹然 申请人:安徽皖通科技股份有限公司