CN105788265A - 一种低成本高速公路车辆通行路径识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明利用了手机这种普及率非常高的移动终端设备被驾驶员或乘车人员随身携带的特点，同时也利用了现成的同样丰富的手机基站资源作为定位观察点，采用统计分析特定观察点基站数据的方法，在手机用户不发送额外信息的情况下，结合高速公路确定的路网结构，实现了车辆在高速公路中行驶路径的精确计算。本方案无需耗费用户手机数据流量来频繁反馈GPS位置，也无需架设RFID读卡天线并且强制用户安装RFID设备卡，是一种低成本实现高速公路车辆行驶路径识别的方法。

Description

一种低成本高速公路车辆通行路径识别方法

技术领域

随着车牌号识别技术的成熟，以及移动互联网和手机终端的普及，高速路收费有望采用车牌号识别代替传统发卡和安装ETC通行卡的方式来实现低成本、快速普及的收费通行。但是车牌识别技术识别率受车辆行驶速度影响较大，无法解决对高速路上快速行驶车辆的准确识别，从而就无法得知车辆在进站和出站两点之间的准确通行路径。本发明提供了一种识别车辆通行路径的低成本的解决方案。

背景技术

当前高速公路收费系统普遍存在需要清算分配车辆过路费的问题，其客观原因是投资修建高速路资金非常巨大导致投资人往往也非常多。并且高速路建设周期长，完工顺序有先有后，公路建设级别也各不相同，因此其中涉及到多个集团或者公司的投资利益。由于一个省的高速路是一个四通八达的连通系统，从进站到出站两点之间往往存在多条通行路径，而不同的路径可能对应不同的投资主体，或者因不同的公路建设级别导致不同的收费标准。所以对于高速公路过路费的清算必然依赖于车辆准确的行驶路径。

传统高速路收费系统采用人工发放高速通行卡，并在通行卡中集成RFID识别卡，通过在高速公路路网中自行建立多个RFID读卡天线设备，对过往车辆中携带的RFID识别卡进行读写标记，待车辆出站时，收费员通过读取通行卡上记录的标记信息获得车辆的通行路径。此方案代价较高，一方面需要自己在高速公路中架设和维护RFID读卡天线设备，另外一方面需要强制用户安装有源RFID卡，对用户造成多余通行成本。而发放临时通行卡方式则会影响通行效率，无法做到不停车收费。

在移动互联网发达的今天，像滴滴打车等软件也具备计算车辆行驶轨迹的功能。其技术原理主要是采用驾驶员手机实时反馈手机的GPS位置信息，通过频繁的GPS位置点信息串联即可获得准确的行车轨迹。此方案需要用户手机频繁地进行GPS定位并回传GPS位置信息，需要消耗用户手机数据流量，对用户也造成多余通行成本，且频繁获取GPS定位信息并采用移动网络回传对手机硬件有要求，而且也会更加耗电。

发明内容

本发明通过车辆驾驶员或乘车人员携带的手机进行车辆通行路径的识别，其方法是通过事先选取覆盖在高速路路径上的手机基站作为观察点，通过运营商后台系统动态获取进入每个观察点基站覆盖范围的所有手机号码，利用数据库技术进行存储统计；当需要查询车辆从进站到出站之间的具体路径时，可在数据库中查询该车辆驾驶员的手机号码在该车辆进站和出站的时间范围内连接过的所有观察点基站，同时再结合高速公路路网的实际情况，则可计算出该车辆在高速路网中从进站到出站的准确通行路径。

本系统利用了手机这种普及率非常高的便携设备被驾驶员或者乘车人员随身携带的特点，同时也利用了现成的同样丰富的手机基站资源作为定位观察点，采用统计分析观察点基站数据的方法在手机用户不发送额外信息的情况下，结合高速公路确定的封闭路网结构，实现了车辆在高速公路中行驶路径的精确计算。本系统无需耗费用户手机数据流量来频繁回传GPS位置，也无需自行架设RFID读卡天线并且强制用户安装RFID设备，是一种低成本地实现识别高速公路车辆行驶路径的系统。本系统主要实现步骤如下。

1、系统首先需要根据手机运营商基站分布情况以及高速路网情况，选择那些不会引起组合路径混淆的基站作为观察点。如该基站仅覆盖了一条公路，则必定能作为观察点基站，因为能唯一确定车辆经过了该条公路；若该基站同时覆盖了两条以上的公路，但该基站和相邻的观察点基站的通行组合能够唯一确定车辆是从覆盖范围中某一条公路经过的，则也可作为观察点基站。

2、系统和手机运营商后台系统对接，实时获取所选择观察点的基站覆盖范围内的手机在线的情况，存入系统的数据库中。

3、当需要计算携带某手机号的车辆在高速路进站和出站之间的准确路径时，系统在步骤2所述数据库中搜索出这段时间范围内所有出现过该手机号的观察点基站，形成观察点基站列表。

4、根据获得的基站列表的地理位置，结合高速公路路网信息，利用高速公路中某次进站和出站之间具有的封闭性和单向通行的特点，即可得出携带该手机号的车辆在高速路网中从进站到出站的准确通行路径。

综上所述，系统完成了对指定手机号码用户在进站和出站之间经过高速公路的路径的准确识别。

附图说明

图1为本发明所述系统实际应用示意图。

在图1中，线条表示某省高速公路网络的一部分，可以看到，高速公路周边都覆盖了移动通讯基站。字母标识出的基站为系统事先选择出的观察点基站。如图可以看出，用户从进站到出站可以有多条不同路径，但无论那条路径都会在对应观察点基站上留下连接记录。系统通过从运营商后台统计观察点基站的手机号码，然后通过搜索在车辆进站和出站之间出现同一手机号码的基站列表，即可实现对用户车辆路径的准确辨识。

具体实施方式

假设本系统和高速路车牌识别收费系统一并工作共同完成对高速路车辆的收费任务。

首先系统会根据高速公路路网的情况选择一组基站，选择的条件是基站只能同时覆盖一条高速公路。对不同手机运营商需要分别选择。选择确定后，系统需要和对应运营商完成软件对接，从运营商处实时获取这些基站服务的手机终端的在线情况，并将对应手机号码存入本系统的数据库中。

其次系统会将高速公路路网分段数字化，对不同的公路区段进行数字标记，并设置好不同区段和选择的观察点基站的对应关系。区段的划分可以同时考虑高速公路实际的投资主体情况。

下面以某一车辆的一次高速通行为例讲解系统的实现过程。车辆首先进入高速公路收费站，高速公路车牌识别收费系统会识别到该车辆的车牌号并记录车辆进站的时间。假设该车辆驾驶员是车主，手机号码为N1，车上乘客手机号码为N2。车辆进入收费站后，车牌识别系统会发送短信等通知消息到车主的手机，并要求车主反馈当前车辆上携带的手机号码，不反馈则默认是车主自己的手机号码N1。

当车辆在高速公路路网中行驶时，车主手机号N1必定会先后出现在所选的高速路沿线观察点基站中，且不受车辆行驶速度的影响，本系统的数据库会进行记录。当车辆出站后，车牌识别系统同样会记录车辆出站时间，同时向本系统查询车辆对应手机号N1的行驶轨迹，系统会根据车辆的进站和出站时间，查询出N1在这段时间范围内经过的基站列表，并根据高速路网和基站对关系获得其经过的准确路径，车牌识别收费系统则可根据该准确的高速路行驶路径计算分配对应的费用。

Claims (4)

1.一种低成本高速公路车辆通行路径识别方法，其特征在于：利用车辆的驾驶员和乘客普遍携带手机的特点，采用统计分析特定观察点手机基站数据的方法，在手机用户手机不发送额外信息的情况下，结合高速公路确定的路网结构，实现了车辆在高速公路中行驶路径的识别。

2.根据权利要求1所述，其统计分析观察点手机基站数据的特征在于：系统会动态获取进入每个观察点基站覆盖范围的所有手机号码，通过数据库技术进行存储统计，当需要分析某个手机的行驶路径时，系统会在数据库中搜索该手机的号码在某时间范围内出现过的所有基站，形成观察点基站列表。

3.根据权利要求1、2所述，其选择的特定观察点手机基站的特征在于：所选择的观察点基站最好是仅覆盖一条高速公路的基站，以不会引入组合路径混淆为准，所有选择的观察点基站和高速公路路网形成点和线段的一一对应关系。

4.根据权利要求1、2、3所述，系统将分析得出的观察点基站列表作为特征点对应到已知的高速公路路网中，再结合高速公路中车辆某次进站和出站之间具有的封闭性和单向通行特征，即可分析出携带该手机的用户车辆在进站和出站之间的准确行驶路径。