摘要：建成高速公路多义性路径识别系统，实现收费公路通行费按车辆实际通行路径拆分。
关键词：多义性路径；5.8GHzDSRC+复合通行卡
1项目建设背景
截止到2017年底，安徽省高速公路总里程过4600公里。在收费模式上经历了从最短路径收费到最小收费额收费的发展过程，目前我省高速公路按最小收费额收费，同时通过在环网断面上建立标识站，利用车牌识别设备获取车辆行驶路由信息，采用精准路由拆分与动态比例模型相结合的方式完成通行费的拆分。根据交通部营改增工作的要求，2019年6月底前需“建成高速公路多义性路径识别系统，实现收费公路通行费按车辆实际通行路径拆分和准确计税”。2030年末规划新增高速公路20条，里程总计1685公里，届时路网内环网数量也将急剧增加。为保证多义性路径精确识别及通行费精确拆分能够不受新路段接入的影响，也有必要提前做好标识站的建设规划。同时由于安徽省高速公路现阶段采用最小收费额收费，通行费计算时需要根据多条有效路由分别计算通行费，随着路网内环网数量的增加，有效路由的数量也成几何增长，为保证通行费征收工作正常、高效开展，有必要对现有多义性路径有效路由判定规则进一步优化，从而科学、合理地降低有效路由的规模。
2项目建设意义
高速公路多义性路径识别系统建设，不仅是解决现阶段路径识别和通行费拆分突出问题的需要，也是满足未来联网收费业务发展的前瞻性探索，同时对于规范安徽省高速公路联网收费秩序及提升行业服务水平也具有一定的现实意义，主要体现在以下几个方面：
2.1对于规范联网收费秩序有重大帮助
目前高速公路基于通行费收费规则的逃费行为依然很多，如电子支付作弊、跑长买短、U转等，实现多义性路径精确识别后，能够有效地记录车辆准确的行驶路由信息，为发现和治理高速公路逃费行为提供帮助，并能够形成有效的证据链，对逃交通行费的违法行为起到震慑作用，进一步规范联网收费秩序。
2.2是引导高速公路联网收费健康发展的需要
多义性路径问题是一个综合复杂的问题，既涉及电子、计算机、交通等领域，也同时联系着高速公路运营中相关政府机关部门的政策管理、运营模式、融资建设等等。随着多义性路径问题形势严峻，极大制约了各省份联网收费工作的运行，要解决高速公路联网收费中的拆分收益等问题，就必须解决多义性路径问题。
2.3更有利于体现通行费拆分的公平公正
单纯基于车牌识别的多义性路径识别方法，由于受到设备本身以及环境因素的制约，很难保证车辆行驶路由的高识别率以及精准拆分的比例。引入5.8GHzDSRC识别技术后，对于装有OBU的车辆均能进行行驶路由的采集，对于精准拆分起到了很大的补充作用，这将进一步减少高速公路经营单位通行费拆分争议，更好地体现通行费拆分的公平、公正，提升联网收费管理机构的行业服务水平。
3系统设计
多义性路径识别系统采用“5.8GHzDSRC+复合通行卡”技术，采用能够接受5.8GHzDSRC通信技术读写的复合通行卡，通过在标识点对ETC车载设备（OBU和非现金支付卡）或复合通行卡写入标识信息、在出口将信息读出的方式实现对车辆在高速公路网通行路径的识别，从而实现了通行费的准确收取和拆分。
3.1系统构成
根据交通运输部《收费公路多义性路径识别技术要求》，多义性路径识别系统是联网收费系统的一个子系统，主要由省中心系统、路段收费中心系统、收费站系统、标识点系统、收费车道系统、ETC车载设备（包括OBU和非现金支付卡）、CPC卡等构成。装有OBU的ETC用户从ETC车道正常通行进入路网，MTC用户从MTC车道通行领取CPC卡进入路网；ETC用户车辆和MTC用户车辆在通过在路网内布设的标识点时，标识RSU利用5.8GHzDSRC技术将路径信息写入ETC车载设备（包含OBU和非现金支付卡）或CPC卡内；在收费站出口，ETC用户可以从ETC车道不停车自动缴费驶离，也可以从MTC车道刷卡缴费驶离，MTC用户则通行MTC车道交回CPC卡，仅持有非现金支付卡的ETC用户可刷卡支付驶离，现金支付用户支付现金驶离。标识点系统应与收费系统时钟保持同步。省中心系统向标识点系统逐级下发路径标识编码等系统参数，并向收费车道系统逐级下发路径基础费率等运营参数；标识点系统向省中心系统实时逐级上传标识流水记录和设备状态信息。
3.2工作原理
车辆在高速公路入口收费站时领取该CPC卡（使用现有读写器写入入口信息），当车辆通过多义性路段上的路侧标识站时，路侧标识站通过5.8GHz频段与通行卡通信，将标识信息写入卡中，在出口收费站通过现有读写器即可读取出卡内入口信息和路径标识信息等，以确定车辆行驶的准确路径，完成计费。
3.3标识站系统建设需求分析
3.3.1标识站布局要求
标识点布局采用自由流处理模式，即车辆在自由流的行驶状态下完成路径标识处理。标识RSU采用顶挂方式安置在龙门架上，具体布局设置可根据标识点实际的车道和交通情况进行专项设计。为进一步提高标识成功率，标识点应采取龙门架顶挂式布局。
3.3.2标识站系统功能
标识点系统应在车辆自由流行驶状态下完成路径标识处理。系统主要功能包括：采用5.8GHzDSRC技术将路径标识信息写入ETC车载设备（OBU和非现金支付卡）或CPC卡内。形成标识流水记录，并实时逐级上传到省中心系统。具备自检功能，并将自由流标识点系统及设备状态信息定期或实时逐级至省中心系统。接收并更新省中心系统逐级下发的ETC自由流标识点相关系统参数。能够以独立作业的方式工作，在通信网络出现异常时可脱机离线操作，此时所有作业数据及记录均可存储在本地，并且待网络恢复后自动将本地滞留数据逐级上传至省中心系统。
3.3.3系统性能要求
标识点系统性能应满足以下指标要求：在车速0~160公里/小时，单点标识成功率≥99.5%。系统可靠性：在网络故障时有完整备用方案保证数据不被破坏，保证数据能够及时逐级上传至省中心系统，同时保证数据的完整性、一致性、真实性、不可抵赖性和安全性不受破坏。数据存储容量：至少可保存100，000车次过车记录。
3.3.4多义性路径系统传输内容
①在标识站增加CPC卡过车信息接收服务，获取通过标识站的车辆信息；②将所有多路径接收服务的数据库建设在管理处，减少中间节点；③新建多路径数据传输系统和图片传输系统，将车道摄像机抓拍图片和多路径相关数据分开上传，减轻传输系统的压力。同时将多路径的数据与图片新建2个传输系统分别上传，从而保证数据的传输及时性；④针对数据传输服务，完成多路径数据的传输，包括车牌号、通过时间、标识站编码以及摄像机编号；图片传输则传输大图、小图以及二值化图片。
4项目小结
通过本系统的建设，形成一套即能够满足基于5.8GHzDSRC多义性路径识别技术的联网收费系统建设，又具有一定的前瞻性，在技术选型上贴近取消高速公路省界收费站的设计方案，为以后全面电子收费打下基础。
作者:韦峰 丁述庆 单位:安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司智能交通分院