基于车牌识别的重庆二义性路径拆分方案设计

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摘要：重庆市进入十二五以来，路网建设进入新的高峰，高速公路从沟通主要城市，扩展到联通所有区县。路网进一步加密，引起路网结构的变化。路网内出现越来越多的环形结构，为解决收费的公平合理，实现通行费的合理分配。本文从重庆现状出发，研究适用于重庆的二义性路径拆分方案。

关键词：二义性 路径识别方案设计

中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：

背景

进入十二以来全国各地高速公路建设进入新的阶段，路段增加，路网加密。随路网的加密，路段之间构成环网，从起点出发，到达目的地，可以有多条不同的路径（二义性路径）供选择，而现有收费系统只能识别起点和目的地信息，没有路径信息，无法按实际行车路径来结算，造成高速公路业主利益分配不均，成为联网收费的一大问题—二义性路拆分方案。

本文从重庆市的实际路网出发，分析二义性路径拆分设计思路，与具体实现方案，与专家、同行共同探讨。

现状分析

目前，重庆市高速公路已形成，二环八射，路网结构，密度达2.4公里/百平方公里，居西部第一。随着主城至涪陵、涪陵至丰都、丰都至石柱、涪陵至南川收费站的通车，2013年底重庆市高速公路网会出现6个环路（如图所示），环的形成产生了行驶路径的多义性问题。经统计预测多义性路径总流量约为35万，占全路网总流量比例为3%。

图12013年底重庆市高速公路网结构图

设计思路

基于目前的国家收费要求，一般采用“最小费率收费，最短路路径拆分”的收费及拆分原则。由于技术的发展，以及各家投资主体的要求，通过技术手段能实现或精确或模糊的路径识别，以达到“最小费率收费，实际路径拆分”。

依据重庆市高速公路实际情况，采用“路径识别法+样本比例分配法”的方案作为 “多义性”路径的解决方案，即可识别路径的车辆按所识别路径拆分，不明行驶路径车辆通过可识别车辆形成的样本比例进行拆分。

实施步骤为结合现有设施，在多义路径的关键点布设路径识别系统，然后对目前收费软件进行改造，增加收费软件对多义性路径的清分与调账功能。

路径识别方案

目前解决二义性路径的方法很多，从准确度方面基本可分为精确识别和概率识别两大类。就现有技术条件，解决二义性路径主要方法有：精确识别的RFID技术的电子标签识别法、车牌识别法，以及概率识别的最短路径法、协商法等。

通过对多义性路径流量和车辆特征分析，至2013年底多义性路径的流量和收费额比例虽然不高，但投资主体达到5家，为达到公平、公正对多义性路径收费额拆分的目的，建议采用精确拆分的方法。在精确拆分中，车牌识别法是投资最少，实施难度小，见效快的一种方式，尤其是高清拍摄技术的应用，提高的车牌识别的精度，摄像机的覆盖范围。因此推荐在重庆将车牌识别作为路径识别的技术。

图2标识点设置图

1、点位布设原则：

（1）在每个环竞争性路段的上下行两个断面，各选取一个点，可以不在同一位置，但必须在同一路段中。若环内涉及到多家路公司，建议每家路公司均要在争议路段选取一个标识点。

（2）路径标识站选址时，必须首先考虑能够得到电源供给和网络连接，尽量靠近收费站或服务器，便于保证电源与传输。

（3）如果道路中存在自然形成的低速路段，周边且无其它不利因素，可以考虑于此设置路径标识站。特别注意的是，标识站前方70米左右，宜为直线段，且无抽风机、灯饰或告示牌等任何有可能遮挡监控视角的地方。

（4）“多义性”路径区域嵌套时，须慎重选择路径标识站的位置；两个区域共用路径标识站时，可以减少建设成本，但是会增加数据处理的复杂性并降低拆分精度；分用路径标识站时，将会增加建设成本，却可以减少数据处理的复杂性并提高拆分精度；具体选址时，应根据路网和车流的实际情况灵活处理。

2、断面主要设备

主要设备构成车牌识别摄像机、Led补光灯、全景摄像机、全景补光灯、车检线圈等。

3、工作流程

检测线圈检测到车辆通过，触发车牌识别摄像机拍下车牌，并传输到终端服务器。在终端服务器处安装2T的硬盘，进行本地存储。终端服务器与附近收费站内服务器通过以太网光端机+光缆连接，将存储的车牌传输至收费站PC服务器进行数据汇总整理后上传结算中心服务器。双向4车道建议采用500万像素的高清抓拍覆盖所有车道。

图3 双向4车道安装示意图

4.4传输通路示意图：

图4 传输通路图

终端服务器存储车牌数据及抓拍图片，间隔一段时间上传至收费站Pc服务器。在Pc服务器汇总一段时间的车牌数据后上传收费总中心，进行路径识别使用。

拆分方案

主要拆分步骤如下：

首先按正常流程完成拆分，即先将所有收费拆分至最短路径公司。再经过以下步骤进行调帐。

收费软件提取原始数据，遍历收费记录，分析出入口车牌信息，找出经过二义性路段的路径。

提取出入口车牌信息与标识站车牌信息匹配，如取得匹配信息，则记录该出入口以及标识站。

无标识站车牌信息的则认为不经过二义性路段，分离出此部分数据，不参与调帐。

整理出需要调帐的路段，制作列表，先统计所有A进B 出的记录，统计后进行统一拆分。

其次根据标识站信息，区分出实际走了各条路径的收费记录。

根据前文确定的调帐原则，先将确定路径进行拆分。

不能确定路径的收费，需要再根据已有收费记录进行按比例分配。例如A进B出共有100条记录，其中只有90条有标识站信息，统计出共有4条路径，假定A进B出按最小费率收费唯100元。有100-90=10条记录是无法确定是4条路径中的哪一条，总计金额为10*100=1000，按已确定路径拆账额比例分到各个路径上，再按路径中各公司分账的比例，划账到每一公司。

举例：例如某条路径中记录条数为5条，明确路径中收费得到5*100=500元，从不明路径金额中占用比例为500/9000=5.56%，占用金额为5.56%*1000=27.78元，其他路径，依次类推。

结束语

随着路网加密，投资主体增加，重庆后续建设的路段会越来越多的牵涉到二义性拆分的问题。从目前 “路径识别法+样本比例分配法”的推行现状来看，路段间的精确拆分减少了路段业主之间的争议，增加了公平性和合理性，维护了业主的既得利益。