CN111968255A - 一种高速公路收费路径的拟合方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能交通收费领域,公开了一种高速公路收费路径的拟合方法，先获取高速路网中的所有直接连接的两收费点之间的距离，然后计算高速路网中所有能连接节点的最短路径，当汽车的通行记录形成的路径存在缺失路段，在最短路径表中查询缺失路段的最短路径，然后在路径中补入查找的最短路径，形成完整路径，最后根据完整路径的所有分段的费率来计算完整的通行费金额，进而减少国家因ETC天线及收费系统的不稳定带来的高速通行费损失。

Description

一种高速公路收费路径的拟合方法

技术领域

本发明涉及智能交通收费领域，具体涉及一种高速公路收费路径的拟合方法。

背景技术

现有高速公路收费采用龙门架分段式收费，龙门架是布设在两个相邻收费站之间计算收费金额的设备。ETC车辆通过单个龙门架的收费金额，按其相邻两个收费站所辖里程和车型对应收费标准计算，并按照“四舍五入”规则取整到“分”。车辆结束高速公路行驶后，将途经龙门架计算的费额和入、出口收费站匝道费用相加，就是应交的通行费金额。

然而现阶段由于ETC天线及收费系统的不稳定，龙门架存在不能采集到所有经过车辆的ETC信息，导致车辆的通行记录是不完整，存在缺失，进而造成交易数据出现异常，增加了国家高速通行费的损失。

发明内容

鉴于背景技术的不足，本发明是提供了一种高速公路收费路径的拟合方法，所要解决的技术问题现有高速公路收费系统在不完整的车辆通行记录收费时，不能对缺失的高速路段进行收费，增加了国家高速通行费损失。

为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种高速公路收费路径的拟合方法,包括以下步骤：

S1：将高速路网中的每个收费单元作为一个节点；

S2：将任一个节点作为root节点，其余与root节点相连接的节点和root节点之间的最短路径的集合是root节点的最短路径表，整合所有节点的最短路径表；

S3：判断一辆汽车的通行路径是否完整；

S4：如果一辆汽车的通行路径完整，则根据该路径计算通行费金额；

S5：如果一辆汽车的通行路径存在缺失路段，获取缺失路段的首节点和尾节点，然后在首节点的最短路径表中查询首节点到尾节点的最短路程，接着在路径中补入所述最短路程，形成完整路径，最后根据所述完整路径来计算完整的通行费金额。

其中，步骤S2具体如下：

S20：根据节点的连接关系生成邻接矩阵，在所有节点中，如果两个节点连接且两个节点之间没有别的节点，在邻接矩阵中用两个节点之间的距离来表示此两个节点是直接连接的，如果两个节点不连接或者两个节点之间存在其余的节点，在邻接矩阵中用正无穷∞来表示两个节点不直接连接；

S21：分别对所有节点执行步骤S22-S24；

S22：将当前节点作为root节点，在邻接矩阵中查询所有与root 节点直接连接的节点，将符合查询条件的节点放入待检查集合B中，此时root节点完成检查，将完成检查的root节点放入已检查集合A 中；

S23：在待检查集合B的节点中选择与root节点距离最短的节点，将待检查集合B中与root节点距离最短的节点命名为第二节点，第二节点不包括放置到已检查集合A中的节点，在邻接矩阵中查找所有与第二节点直接连接的节点，将邻接矩阵中所有与第二节点直接连接的节点命名为第三节点，如果第三节点与待检查集合B中有相同的节点，将相同的节点命名为第四节点；获取root节点到第四节点的距离D1和root节点通过第二节点到达第四节点中的距离D2；如果 D1>D2,将root节点与第四节点的最短距离设置为D2；将第二节点从待检查集合B中放入已检查集合A中，将第三节点中除第四节点之外的节点放入待检查集合B中；

S24：重复执行步骤S23，直至待检查集合B中没有新的节点放入。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：当汽车的通行记录形成的路径存在缺失路段，在最短路径表中查询缺失路段的最短路径，然后在路径中补入查找的最短路径，形成完整路径，最后根据完整路径的所有分段的费率来计算完整的通行费金额，进而减少国家因 ETC天线及收费系统的不稳定带来的高速通行费损失。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为实施例二中的邻接矩阵示意图；

图2为实施例二中的已检查集合A和待检查集合B初始化后的示意图；

图3为实施例二中计算最短路径的过程中的已检查集合A和待检查集合B的示意图；

图4为实施例二中计算最短路径的过程中的已检查集合A和待检查集合B的示意图；

图5为实施例二中计算最短路径的过程中的已检查集合A和待检查集合B的示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例一

一种高速公路收费路径的拟合方法,包括以下步骤：

S1：将高速路网中的每个收费单元作为一个节点；

S2：将任一个节点作为root节点，其余与root节点相连接的节点和root节点之间的最短路径的集合是root节点的最短路径表，整合所有节点的最短路径表；

S3：判断一辆汽车的通行路径是否完整；

S4：如果一辆汽车的通行路径完整，则根据该路径计算通行费金额；

S5：如果一辆汽车的通行路径存在缺失路段，获取缺失路段的首节点和尾节点，然后在首节点的最短路径表中查询首节点到尾节点的最短路程，接着在路径中补入所述最短路程，形成完整路径，最后根据所述完整路径来计算完整的通行费金额。

其中，收费单元是高速路网中的收费站和龙门架。

其中，步骤S2具体如下：

S20：根据节点的连接关系生成邻接矩阵，在所有节点中，如果两个节点连接且两个节点之间没有别的节点，在邻接矩阵中用两个节点之间的距离来表示此两个节点是直接连接的，如果两个节点不连接或者两个节点之间存在其余的节点，在邻接矩阵中用正无穷∞来表示两个节点不直接连接；

S21：分别对所有节点执行步骤S22-S24；

S22：将当前节点作为root节点，在邻接矩阵中查询所有与root 节点直接连接的节点，将符合查询条件的节点放入待检查集合B中，此时root节点完成检查，将完成检查的root节点放入已检查集合A 中；

S23：在待检查集合B的节点中选择与root节点距离最短的节点，将待检查集合B中与root节点距离最短的节点命名为第二节点，第二节点不包括放置到已检查集合A中的节点，在邻接矩阵中查找所有与第二节点直接连接的节点，将邻接矩阵中所有与第二节点直接连接的节点命名为第三节点，如果第三节点与待检查集合B中有相同的节点，将相同的节点命名为第四节点；获取root节点到第四节点的距离D1和root节点通过第二节点到达第四节点中的距离D2；如果 D1>D2,将root节点与第四节点的最短距离设置为D2；将第二节点从待检查集合B中放入已检查集合A中，将第三节点中除第四节点之外的节点放入待检查集合B中；

S24：重复执行步骤S23，直至待检查集合B中没有新的节点放入。

实施例二

本实施例中的高速路网包括a、b、c、d、e、f、g和h八个节点，其中八个节点的每两个直接连接节点的距离如表1所示。

表1

节点	距离	节点	距离	节点	距离	节点	距离
								a->c	47	a->e	70	a->f	24	b->d	31
b->g	74	b->h	79	c->b	55	c->d	88
								c->g	66	c->e	23	d->h	29	e->g	42
e->b	31	f->c	25	f->d	120	g->h	66

计算上述八个节点的最短路径表的步骤如下所示：

S30：将八个节点的每两个节点的之间的距离关系生成邻接矩阵，生成的邻接矩阵如图1所示，同时生成已检查集合A和待检查集合B。

S31：先选择节点a作为root节点，然后对已检查集合A和待检查集合B进行初始化，初始化是指删除已检查集合A和待检查集合B 原先放入的节点信息，初始化后的已检查集合A和待检查集合B如图 2所示。

S32：接着将节点a设置为待检查点并放入待检查集合B中，如图3所示，然后在邻接矩阵中搜索与节点a直接连接的节点，不包含节点a本身和已经放置到已检查集合A中的节点，本次搜出c、e, 和f三个节点，其中节点a和c的距离为47，节点a和e的距离为 70，节点a和f的距离为24，将这三个节点放入待检查集合B中，然后将节点a转移至已检查集合A中，如图4所示。

S33：在待检查集合B中的所有节点中选择距离节点a距离最近的节点。由于目前待检查集合B中只有c、e和f三个节点，则选择 f节点，在邻接矩阵中查找与f直接连接的节点，本次搜出节点d和 c，其中节点f和c的距离为25，节点f和d的距离为120，由于本次搜出的所有节点与上次搜索的所有节点中有共同的节点c，则计算节点a通过节点f到节点c的距离，为49，而节点a直接到节点c 的距离为47，小于49，则对节点a到节点c的最短距离不做更新，反之则进行更新。

S34：重复执行步骤S33，直至待检查集合B中没有新的节点放入。

S35：依次将节点b、c、d、e、f、g和h作为root节点，重复执行步骤S31-S34,最终得到八个节点的所有可连接的最短路径表，具体如表2所示。

表2

其中，括号中的距离为两个节点之间的最短距离。

上述计算方法是迪杰斯特拉算法，用于计算单源不含负边权的图中所有最短路径。

在对缺失的汽车通行记录补充缺失路径的具体步骤如下：

S40:相邻点两两分组。

S41:验证各组连通性，举例验证a,f连通性，通过key“a”查询连通关系数据,如果查到数据，且该数据集中包含”f”，则具备连通性。

S42:某组不具备连通性，则查询最短路径数据，举例f,h不具备连通性，查询两点间最短路径是f,c,e,b,d和h。

S43:将各组最短路径整合为一条完整路径

基于完整路径和费率等其他条件计算即可。

表3为部分车辆通行记录缺失的补充表格。

表3

综合，结合实施例一和实施例二，当汽车的通行记录形成的路径存在缺失路段，在最短路径表中查询缺失路段的最短路径，然后在路径中补入查找的最短路径，形成完整路径，最后根据完整路径的所有分段的费率来计算完整的通行费金额，进而减少国家因ETC天线及收费系统的不稳定带来的高速通行费损失。

上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种高速公路收费路径的拟合方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将高速路网中的每个收费单元作为一个节点；

S2：将任一个节点作为root节点，其余与所述root节点相连接的节点和所述root节点之间的最短路径的集合形成所述root节点的最短路径表，整合所有节点的最短路径表；

S3：判断一辆汽车的通行路径是否完整；

S4：如果一辆汽车的通行路径完整，则根据该路径计算通行费金额；

S5：如果一辆汽车的通行路径存在缺失路段，获取缺失路段的首节点和尾节点，然后在首节点的最短路径表中查询首节点到尾节点的最短路程，接着在路径中补入所述最短路程，形成完整路径，最后根据所述完整路径来计算完整的通行费金额。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路收费路径的拟合方法，其特征在于：步骤S2具体如下：

S20：根据所述节点的连接关系生成邻接矩阵，在所有节点中，如果两个节点连接且两个节点之间没有别的节点，在邻接矩阵中用两个节点之间的距离来表示此两个节点是直接连接的，如果两个节点不连接或者两个节点之间存在其余的节点，在邻接矩阵中用正无穷∞来表示两个节点不直接连接；

S21：分别对所有节点执行步骤S22-S24；

S22：将当前节点作为root节点，在所述邻接矩阵中查询所有与所述root节点直接连接的节点，将符合查询条件的节点放入待检查集合B中，此时所述root节点完成检查，将完成检查的root节点放入已检查集合A中；

S23：在待检查集合B的节点中选择与所述root节点距离最短的节点，将待检查集合B中与所述root节点距离最短的节点命名为第二节点，所述第二节点不包括放置到已检查集合A中的节点，在邻接矩阵中查找所有与所述第二节点直接连接的节点，将邻接矩阵中所有与所述第二节点直接连接的节点命名为第三节点，如果第三节点与所述待检查集合B中有相同的节点，将相同的节点命名为第四节点；获取所述root节点到第四节点的距离D1和所述root节点通过第二节点到达第四节点中的距离D2；如果D1>D2,将所述root节点与所述第四节点的最短距离设置为D2；将所述第二节点从待检查集合B中放入已检查集合A中，将第三节点中除第四节点之外的节点放入待检查集合B中；

S24：重复执行步骤S23，直至待检查集合B中没有新的节点放入。

Images