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摘要：建成高速公路多義性路徑識別系統，實現收費公路通行費按車輛實際通行路徑拆分。
關鍵詞：多義性路徑；5.8GHzDSRC+復合通行卡
1項目建設背景
截止到2017年底，安徽省高速公路總里程過4600公里。在收費模式上經歷了從最短路徑收費到最小收費額收費的發展過程，目前我省高速公路按最小收費額收費，同時通過在環網斷面上建立標識站，利用車牌識別設備獲取車輛行駛路由信息，采用精準路由拆分與動態比例模型相結合的方式完成通行費的拆分。根據交通部營改增工作的要求，2019年6月底前需“建成高速公路多義性路徑識別系統，實現收費公路通行費按車輛實際通行路徑拆分和準確計稅”。2030年末規劃新增高速公路20條，里程總計1685公里，屆時路網內環網數量也將急劇增加。為保證多義性路徑精確識別及通行費精確拆分能夠不受新路段接入的影響，也有必要提前做好標識站的建設規劃。同時由于安徽省高速公路現階段采用最小收費額收費，通行費計算時需要根據多條有效路由分別計算通行費，隨著路網內環網數量的增加，有效路由的數量也成幾何增長，為保證通行費征收工作正常、高效開展，有必要對現有多義性路徑有效路由判定規則進一步優化，從而科學、合理地降低有效路由的規模。
2項目建設意義
高速公路多義性路徑識別系統建設，不僅是解決現階段路徑識別和通行費拆分突出問題的需要，也是滿足未來聯網收費業務發展的前瞻性探索，同時對于規范安徽省高速公路聯網收費秩序及提升行業服務水平也具有一定的現實意義，主要體現在以下幾個方面：
2.1對于規范聯網收費秩序有重大幫助
目前高速公路基于通行費收費規則的逃費行為依然很多，如電子支付作弊、跑長買短、U轉等，實現多義性路徑精確識別后，能夠有效地記錄車輛準確的行駛路由信息，為發現和治理高速公路逃費行為提供幫助，并能夠形成有效的證據鏈，對逃交通行費的違法行為起到震懾作用，進一步規范聯網收費秩序。
2.2是引導高速公路聯網收費健康發展的需要
多義性路徑問題是一個綜合復雜的問題，既涉及電子、計算機、交通等領域，也同時聯系著高速公路運營中相關政府機關部門的政策管理、運營模式、融資建設等等。隨著多義性路徑問題形勢嚴峻，極大制約了各省份聯網收費工作的運行，要解決高速公路聯網收費中的拆分收益等問題，就必須解決多義性路徑問題。
2.3更有利于體現通行費拆分的公平公正
單純基于車牌識別的多義性路徑識別方法，由于受到設備本身以及環境因素的制約，很難保證車輛行駛路由的高識別率以及精準拆分的比例。引入5.8GHzDSRC識別技術后，對于裝有OBU的車輛均能進行行駛路由的采集，對于精準拆分起到了很大的補充作用，這將進一步減少高速公路經營單位通行費拆分爭議，更好地體現通行費拆分的公平、公正，提升聯網收費管理機構的行業服務水平。
3系統設計
多義性路徑識別系統采用“5.8GHzDSRC+復合通行卡”技術，采用能夠接受5.8GHzDSRC通信技術讀寫的復合通行卡，通過在標識點對ETC車載設備（OBU和非現金支付卡）或復合通行卡寫入標識信息、在出口將信息讀出的方式實現對車輛在高速公路網通行路徑的識別，從而實現了通行費的準確收取和拆分。
3.1系統構成
根據交通運輸部《收費公路多義性路徑識別技術要求》，多義性路徑識別系統是聯網收費系統的一個子系統，主要由省中心系統、路段收費中心系統、收費站系統、標識點系統、收費車道系統、ETC車載設備（包括OBU和非現金支付卡）、CPC卡等構成。裝有OBU的ETC用戶從ETC車道正常通行進入路網，MTC用戶從MTC車道通行領取CPC卡進入路網；ETC用戶車輛和MTC用戶車輛在通過在路網內布設的標識點時，標識RSU利用5.8GHzDSRC技術將路徑信息寫入ETC車載設備（包含OBU和非現金支付卡）或CPC卡內；在收費站出口，ETC用戶可以從ETC車道不停車自動繳費駛離，也可以從MTC車道刷卡繳費駛離，MTC用戶則通行MTC車道交回CPC卡，僅持有非現金支付卡的ETC用戶可刷卡支付駛離，現金支付用戶支付現金駛離。標識點系統應與收費系統時鐘保持同步。省中心系統向標識點系統逐級下發路徑標識編碼等系統參數，并向收費車道系統逐級下發路徑基礎費率等運營參數；標識點系統向省中心系統實時逐級上傳標識流水記錄和設備狀態信息。
3.2工作原理
車輛在高速公路入口收費站時領取該CPC卡（使用現有讀寫器寫入入口信息），當車輛通過多義性路段上的路側標識站時，路側標識站通過5.8GHz頻段與通行卡通信，將標識信息寫入卡中，在出口收費站通過現有讀寫器即可讀取出卡內入口信息和路徑標識信息等，以確定車輛行駛的準確路徑，完成計費。
3.3標識站系統建設需求分析
3.3.1標識站布局要求
標識點布局采用自由流處理模式，即車輛在自由流的行駛狀態下完成路徑標識處理。標識RSU采用頂掛方式安置在龍門架上，具體布局設置可根據標識點實際的車道和交通情況進行專項設計。為進一步提高標識成功率，標識點應采取龍門架頂掛式布局。
3.3.2標識站系統功能
標識點系統應在車輛自由流行駛狀態下完成路徑標識處理。系統主要功能包括：采用5.8GHzDSRC技術將路徑標識信息寫入ETC車載設備（OBU和非現金支付卡）或CPC卡內。形成標識流水記錄，并實時逐級上傳到省中心系統。具備自檢功能，并將自由流標識點系統及設備狀態信息定期或實時逐級至省中心系統。接收并更新省中心系統逐級下發的ETC自由流標識點相關系統參數。能夠以獨立作業的方式工作，在通信網絡出現異常時可脫機離線操作，此時所有作業數據及記錄均可存儲在本地，并且待網絡恢復后自動將本地滯留數據逐級上傳至省中心系統。
3.3.3系統性能要求
標識點系統性能應滿足以下指標要求：在車速0~160公里/小時，單點標識成功率≥99.5%。系統可靠性：在網絡故障時有完整備用方案保證數據不被破壞，保證數據能夠及時逐級上傳至省中心系統，同時保證數據的完整性、一致性、真實性、不可抵賴性和安全性不受破壞。數據存儲容量：至少可保存100，000車次過車記錄。
3.3.4多義性路徑系統傳輸內容
①在標識站增加CPC卡過車信息接收服務，獲取通過標識站的車輛信息；②將所有多路徑接收服務的數據庫建設在管理處，減少中間節點；③新建多路徑數據傳輸系統和圖片傳輸系統，將車道攝像機抓拍圖片和多路徑相關數據分開上傳，減輕傳輸系統的壓力。同時將多路徑的數據與圖片新建2個傳輸系統分別上傳，從而保證數據的傳輸及時性；④針對數據傳輸服務，完成多路徑數據的傳輸，包括車牌號、通過時間、標識站編碼以及攝像機編號；圖片傳輸則傳輸大圖、小圖以及二值化圖片。
4項目小結
通過本系統的建設，形成一套即能夠滿足基于5.8GHzDSRC多義性路徑識別技術的聯網收費系統建設，又具有一定的前瞻性，在技術選型上貼近取消高速公路省界收費站的設計方案，為以后全面電子收費打下基礎。
作者:韋峰 丁述慶 單位:安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司智能交通分院