基于5.8G路径识别系统的路网信息采集与应用

    张成 颜银慧 刘咏平

    

    

    

    摘? 要：在交通运输部加快ETC的全面覆盖，实现全国联网收费的大趋势下，该文针对基于5.8 GHz多义性路径识别系统在高速公路中路网交通信息采集的技术应用方案，介绍了采用基于DSRC的双向通信技术的5.8 GHz多义性路径识别系统的原理，以及该系统实现路网实时交通信息采集等内容。为交通出行信息服务、规划决策、运行管理领域开展交通大数据产业化应用提供数据支撑。

    关键词：高速公路;5.8 GHz路径识别;交通信息采集

    中图分类号：U491? ? ? ? ? ? ? 文献标志码：A

    0 引言

    随着2015年交通运输部公路科学研究院ITS中心发布了《收费公路联网收费多义性路径识别技术要求》，正式在全国范围内开展5.8 GHz多义性路径识别系统的推广工作，以下简称5.8 G路径识别系统。在交通运输部加快高速公路电子不停车快捷收费功能建设，全面覆盖高速公路省界收费站的推进下，截至8月2日全国ETC用户累计突破1亿。与此同时5.8G路径识别系统也将在全国联网收费的大趋势下得以普及。

    基于5.8G路径识别系统不仅可以满足车辆路径标识需求，还可以进一步加强高速公路网交通信息的采集能力。高速公路上基础交通信息数据呈现多样性、复杂性和地域性，数据质量不高，各种信息采集装置存在功能单一、信息交叉冗余，而且高速公路设施还存在建设重复、管理成本增加等缺点。由于5.8G路径识别系统的全面普及，建设了大容量、分布式、实时综合业务的平台，提供了更完整、更全面的实时有效的高速公路交通流信息。通过5.8G路径识别系统中的车辆信息，系统可以统计车辆通过2个标识点之间的时间差，从而判断车速车流量等信息，得到具体路段的实时路况，并发送到高速公路信息发布牌等实现车流控制及引导，提高高速公路的通行效率。

    1 5.8GHz多义性路径识别系统

    1.1 多义性路径精确识别现状

    在高速公路建设路网规模不断扩大、路网结构不断复杂化的情况下，采用模糊识别的方式来解决高速公路多义性路径识别的问题，已经适应不了高速公路发展的需要，必须采用“精确识别”的方式不能满足高速公路发展的要求。基于5.8 GHz专用短程通信技术的路径识别系统，能与高速公路ETC收费系统兼容，在解决ETC车辆和MTC车辆的多义性路径识别问题的同时，还可以基于5.8G路径识别系统构建全网高度协作的高速公路信息化服务系统。

    1.2 5.8 G路径识别系统介绍

    多义性路径精确识别系统是联网收费系统的一个子系统，主要由省（区、市）联网收费结算管理中心系统、路段收费中心系统、收费站系统、收费车道系统、5.8 GHz路侧标识站点系统（RSU）、ETC车载设备（包括OBU和用户卡）、路径标识卡（CPC）等构成，如图1所示。

    5.8G路径识别系统的工作流程分为3个阶段。1）驶入路网阶段，进入路网的车辆用户分为2种情况，一种是ETC用户从ETC车道正常不停车进入路网。另外，一种是非ETC用户（包括支付卡和現金用户）从MTC车道需停车领取CPC卡进入路网。2）路径标识阶段，当车辆行驶途中，途经有安装RSU设备的地方，RSU通过5.8 GHz专用短程通信技术将与该RSU相对应的路径信息写入到OBU或CPC卡内。3）驶离路网阶段，驶离路网的车辆用户分为2种情况，一种是ETC用户从ETC车道正常不停车缴费驶离，也可以从MTC车道刷卡缴费驶离。另外，一种是非ETC用户只能通过MTC车道交回CPC卡后，通过非现金支付卡或现金进行缴费驶离路网。

    工作流程示意图，如图2所示。

    2 路网实时交通信息采集与应用

    由于采用了基于DSRC的双向通信技术，5.8G多义性路径识别系统除了能完成路径信息记录外，还具备多种交通信息采集及管理功能。

    2.1 车流量调查

    汽车在高速公路行驶途中，由车辆的OBU或CPC上报信标基站，即可由信标基站统计单位时间内的车流量，并且通过通信网络上传到数据中心，进而应用在高速公路出行服务系统。车辆流调查示意图，如图3所示。

    2.2 识别倒卡车辆

    在高速公路出口，系统通过OBU或CPC卡内的标识站信息，计算出OBU或者CPC卡的实际路径。考虑到CPC卡可以与车辆分离使用，持有CPC卡的用户，存在倒卡使用的可能性。若CPC卡反复经过同一个信标站点，该信标基站将会将该CPC卡的相关信息上传至后台管理中心，为高速公路网循环换卡嫌疑车辆的稽查提供了数据支撑。倒卡车辆识别示意图，如图4所示。

    2.3 车辆测速

    当携带有OBU或CPC卡的车辆途经高速公路的2个RSIU时，经双向通信分别得出时间t1、t2的信息，根据2个RSIU的距离L，通过公式L/（t2-t1）的计算，即可得出车辆在2个RSIU之间路网内行驶平均速度。车辆测速示意图，如图5所示。

    2.4 车辆闯关取证

    在高速公路出口外布设5.8G基站RSIU，当闯关车辆途经信标基站时，RSIU就可以读取OBU或CPC内车辆信息，包括车牌、车型等，作为稽查的参考依据。车辆闯关示意图，如图6所示。

    以上内容阐述了基于5.8G路径的识别系统，通过5.8G路侧标识点RSIU，根据不同场景对途经携带OBU或CPC卡的车辆进行车辆信息的读取、写入，可以实现车流量调查、识别倒卡车辆、车辆测速、车辆闯关取证等工作。另外，5.8 GHz路侧标识点RSIU设备可以同众多信息采集设备联通，获取路网实时交通信息，采集设备包括但不限于地感线圈、车牌识别摄像头、激光车型检测器等，所以5.8G路径识别系统为高速公路、城市公路等运营管理、安全管理、养护管理以及“互联网+”的车辆出行信息服务，提供强有力的、全面覆盖的交通大数据支持。

    3 结论

    综上所述，在ETC全面覆盖的大背景下，5.8G路径识别系统将会在全国范围内广泛使用，充分发挥该系统在路网实时交通信息采集的强大优势，将进一步加强高速公路网的交通信息的采集能力。充分利用交通运输路网实时交通信息数据，开展交通运输运行状态预测、趋势分析，及时向社会发布运行状态，不仅能够增强交通运输运行管理的预见性、主动性和高效性，还能为交通出行信息服务、运行管理等领域开展交通大数据产业化应用提供数据支撑。

    参考文献

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