基于ETC大数据的车辆轨迹路径识别应用研究
摘要：由于多义性路径识别系统的逐渐完善，ETC大数据的结合分析，对全国高速公路行业的联网收费影响与日俱增，行业内的联网收费体制因此得到了源源不断的改进、改良，既在有利于用户出行的同时又可以进行刚正平允的收费和拆分。 关键词：路径识别技术；高速公路；ETC大数据 0 引言
就着目前我国高速公路路网多路径识别面临的重重困境和诸多挑战，本文从当前高速公路路网形态千差万别，车辆在进出高速公路时所产生的行驶路径各有不同等情况，总结了一些路径精确识别方法，在高速公路收费ETC系统结合着大数据分析，与互联海量的ETC数据云分析，收集高速路收费和监测的数据，将到达的监测数据进行存储，而在收费数据到达后，便寻找在进出收费站的时间范围内所经过的收费站点的数据，进而构建出车辆的行驶路径，该方法可以实时精准计算出车辆的行驶路径，给高速路公司通行费拆分提供了充分的依据。
较于过去的方法，现在提出的手段方法大都价格昂贵，数据更准，但是传统方法其在多义路径差异性小时识别准确度不足，难以满足路径识别高精确度需要。立足于当前状况，解决不同路径的收费和拆分问题，成为了高速公路联网收费急需跨越的门坎。 1 路径识别系统
（1）如何降低企业税费负担
在利用高速公路建设多义性路径的识别系统，通过设置识别点得知车辆的行驶轨迹，车主行驶过需收费的高速公路路段时，利用通行费票据作为抵税的凭据，进而通过另一方面减轻车主的负担。 （2）如何防止车辆作弊
路径识别系统的启用，ETC大数据高速公路收费系统配合车辆路径识别，与所得数据进行比较分析，可以随时对车辆倒卡、套牌等现象进行实时稽查，从而实现防止车辆作弊的效果。
（3）如何合理公平收费、公正客观地拆分通行费
得益于路径识别系统，传统的最短路径收费可变为如今按照实际路径收费，通行费用的收取由此更具有依据性。联网收费的拆分方式则是按车辆的实际行驶路径进行收费并进行拆分。 2 精确识别与概率识别 2.1精确识别
精确识别的要点是精准判断路网中每一车辆的实际行驶路径。主要方法可分为车牌识别法、电子标签法、交通土建法。前两种是通过各种手段收集车辆行驶路径数据，找出车辆行驶路径。后者是通过土建措施，确保任意车辆从一个识别点到另一识别点间只能有独一无二的行驶路径。
（1）车牌照识别法：就高速公路收费站上通过的车辆进入时间、站点、牌照号等信息，结合车辆牌照识别技术形成系统的数据中心进行统一收集与归纳，汇入高速公路联网收费中的中心数据库。
（2）电子标签法：在高速公路联网收费识别技术中，通过设置路段标志机的方式，能够在车辆通过可能产生二义性路段时以源电子标签记录形成代码信息。 （3）交通土建法：精确识别的方法中，最简便的方法就是利用车辆的进出口数据，得到车辆的行驶路径。需保证每一起始点仅有唯一的路径。同时，可在后
期对既有路网存在多义性路段进行物理改建和扩建，消除多义性路段。 2.2概率识别
概率识别是以交通均衡或非均衡理论为基础，建立各种理论模型和算法，分析计算特定高速公路网络的通行车辆交通分布与分配情况，从而确定路网中整体交通流的行驶路径或单车的可能行驶路径。[1]
（1）最短路径法：交通量分配中的重要理念，是以假定路径中任意两节点间出行交通流量集中于路网中的行程与长度，忽视其他路线上交通量进行的识别与计算。
（2）交通分配法：将获取的OD交通量根据分配模型分配到路网中的各条路径上，得到不同路段或路径下的车辆数，从而各公司实现按路段或路径上车流量分配通行费的方式。
（3）布瑞尔分配法：布瑞尔分配法以驾驶员的主观感受为前提，根据驾驶员对路网的熟悉程度和一些驾驶经验粗略计算出每条可选路径的出行时间，从而计算得到基于驾驶员经验的各路径的选择概率，再根据OD交通量数据，可得到不同路径和各个路段的交通量，进而合理的确定各路公司的拆分金额。[2] 3 总体建设方案
系统构成路径识别系统主要内容构成：主线路径识别点的建设、通行卡及卡机改造、路径识别计算机系统的建设、联网收费软件改造。
（1）主线路径识别点的建设：ETC大数据路径识别标识站设置的基本原则：标识站位置需设置在公路直线段处，尽量避免设置在圆曲线上；标识站选取在车道数少，公路断面较小的路段；不得在枢纽互通内设置；桥梁在车辆通行时振幅较大，标识点避免在桥上设置。标识站位置选择靠近收费站的路段，有利于设备取电和维护；
（2）通行卡及卡机改造路径识别：CPC卡是集5.8GHZ和13.56MHZ通信功能于一体，支持路径信息和入口信息的读写功能，在封闭式收费公路收费站入口车道发放给车辆、出车道收回的可重复使用的通行介质。原非接触式１Ｃ卡无法写入路径识别标识站的标识信息，需将目前ＭＴＣ系统所使用的非接触式１Ｃ卡全部升级为路径识别系统使用的ＣＰＣ卡。从而需对目前高速公路路网内所有非接触式１Ｃ卡读写器全部进行升级换代，对原无人值守自动发卡设备、自动发卡机、自动收卡机进行改造或更换。
（3）识别计算机系统的建设路径识别：在各地区联网中心，路径识別计算机系统配合联网收费软件，采用云平台等先进技术方案，与现有的收费系统相连，为联网收费提供“按照实际路径收费、按照实际路径拆分”的数据来源和技术支撑。[3]在路径识别标识站就近的收费站设置１台路径识别据服务器，对标识点上传的路径识别数据和ＣＰＣ卡信息进行运算整合，通过通信系统提供的通道上传至收费管理中心。在管理中心设置４台高性能ETC大数据路径识别数据管理服务器，对区域高速公路路网内的路径识别信息进行统一的处理并存储。
（4）联网收费软件改造：总体技术框架遵循“统一架构，业务协同、资源整合，信息共享”的原则，采用面向服务的架构模式（ＳＯＡ）；在该模式下，系统能为不同的业务建立不同的服务，各个服务独立运行，同时只需通过简单精确的数据接口进行通信，就可实现不同业务之间的有机结合，完成系统的维护和统一管理。 4 结语
通过采用基于ETC大数据分析的路径识别系统后，高速公路行业无论从经济
效益还是从社会效益上都带来了很大的提高。高速公路机电系统管理又过渡到一个新阶段，改造升级成高效的运营管理平台，在线的系统管理功能为运营管理提供了更加便利的方法，为高速公路智能交通发展助力。 参考文献：
[1] 高速公路多路径识别方案应用和探讨[J].张涛，廖芳清.中国交通信息产业2009（11）：80-82+84
[2] 面向联网收费的高速公路路径识别方法分析[J].马鑫俊，王握.现代盐化工.2016（04）：26-28
[3] 基于5.8G专用短程通信技术的高速公路多义性路径识别系统设计[D].韩豪.长安大学 2017
基于ETC大数据的车辆轨迹路径识别应用研究
