高速公路路徑識(shí)別設(shè)計(jì)及應(yīng)用

盧楨

摘 要：分析了高速公路環(huán)網(wǎng)中路徑二義性問(wèn)題，提出了有效解決環(huán)網(wǎng)中路徑二義性問(wèn)題的措施。通過(guò)四個(gè)層級(jí)構(gòu)建全省路徑識(shí)別網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)車(chē)牌識(shí)別路徑信息采集等多項(xiàng)核心業(yè)務(wù)的功能。闡述了路徑識(shí)別技術(shù)的構(gòu)架，指出未來(lái)發(fā)展路徑識(shí)別技術(shù)的方向，給運(yùn)營(yíng)方帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：高速公路；路徑識(shí)別；設(shè)計(jì)；交通網(wǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）12-0041-02

隨著我國(guó)高速公路的不斷發(fā)展，已形成了密布的高速公路交通網(wǎng)。為了降低高速公路的運(yùn)營(yíng)成本，聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)對(duì)機(jī)電系統(tǒng)建設(shè)的要求越來(lái)越高。高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，一方面，減少了通行車(chē)輛的交費(fèi)次數(shù)，提高了通行能力；另一方面，減少了收費(fèi)站建設(shè)和收費(fèi)人員的聘用、培訓(xùn)等相關(guān)費(fèi)用，降低了運(yùn)營(yíng)成本，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。目前，在部分高速公路比較發(fā)達(dá)的省份已基本實(shí)現(xiàn)了高速公路全省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。湖南省高速公路除了少數(shù)路段外，均采用聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的方式，不僅節(jié)約了運(yùn)營(yíng)成本，還提高了管理水平。

然而，對(duì)聯(lián)網(wǎng)的高速公路網(wǎng)來(lái)說(shuō)，有時(shí)會(huì)存在高速公路環(huán)網(wǎng)的情況，這樣就會(huì)出現(xiàn)車(chē)輛從A點(diǎn)到B點(diǎn)存在兩條或兩條以上可選擇路徑通行的情況，即路徑二義性問(wèn)題。根據(jù)《湖南省“十二五”高速公路網(wǎng)規(guī)劃》要求，湖南省高速公路網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)將會(huì)隨著路網(wǎng)的不斷擴(kuò)大而增加，路徑識(shí)別將是聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的關(guān)鍵性技術(shù)。同時(shí)，由于經(jīng)營(yíng)性高速公路越來(lái)越多，業(yè)主更關(guān)注通行費(fèi)征收、拆賬準(zhǔn)確性等關(guān)乎自身利益的問(wèn)題，而二義性路徑問(wèn)題則是一個(gè)日漸凸顯的技術(shù)難題。目前，我省采用車(chē)牌識(shí)別技術(shù)解決路徑識(shí)別問(wèn)題。

1 經(jīng)濟(jì)分析

通過(guò)對(duì)京珠高速公路聯(lián)網(wǎng)區(qū)域形成環(huán)網(wǎng)以來(lái)的整體情況進(jìn)行抽樣、估算，由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，按最短路徑收費(fèi)將流失掉總收費(fèi)額的3.59%，在京珠區(qū)域約2 190萬(wàn)/月。從收費(fèi)額的角度看，流失度相當(dāng)龐大，也就是說(shuō)路徑識(shí)別項(xiàng)目（第一部分）的建設(shè)資金投入可以在三個(gè)月內(nèi)回收。聯(lián)網(wǎng)業(yè)主對(duì)此相當(dāng)期待，因?yàn)榘磳?shí)際路徑收費(fèi)將涉及更有效、更嚴(yán)密的聯(lián)網(wǎng)管理，如果能調(diào)動(dòng)聯(lián)網(wǎng)業(yè)主運(yùn)營(yíng)管理的積極性，將會(huì)為整體聯(lián)網(wǎng)行業(yè)管理帶來(lái)強(qiáng)有力的保障。

高速公路路徑識(shí)別的建設(shè)可以有效解決上述路段所形成的環(huán)網(wǎng)中存在的路徑二義性問(wèn)題。在存在拆分、二義性情況的路段安裝、設(shè)置識(shí)別點(diǎn)，利用路徑識(shí)別數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、時(shí)鐘同步系統(tǒng)、省中心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、路徑識(shí)別及配套軟件等對(duì)車(chē)輛識(shí)別信息進(jìn)行處理、整合，使之能夠精確匹配出車(chē)輛的完整路徑信息。系統(tǒng)在響應(yīng)速度、峰值處理能力、數(shù)據(jù)傳輸完整性等方面應(yīng)完全滿(mǎn)足按實(shí)際路徑收費(fèi)的需求，不能出現(xiàn)車(chē)輛交費(fèi)時(shí)間延長(zhǎng)的情況。同時(shí)，該系統(tǒng)應(yīng)能準(zhǔn)確拆分各個(gè)路段的收費(fèi)額，并且提供收費(fèi)額拆分信息查詢(xún)服務(wù)，以滿(mǎn)足各個(gè)路段業(yè)主對(duì)收費(fèi)額拆分信息查詢(xún)的需求。按省中心、分中心、收費(fèi)站、車(chē)道等四個(gè)層級(jí)構(gòu)建全省路徑識(shí)別網(wǎng)，分別實(shí)現(xiàn)車(chē)牌識(shí)別路徑信息采集、傳輸和處理，構(gòu)建全省動(dòng)態(tài)路徑信息；實(shí)現(xiàn)路徑匹配、完整動(dòng)態(tài)路徑信息查詢(xún)下發(fā)、收費(fèi)交易額拆分、動(dòng)態(tài)超時(shí)判斷、預(yù)警、交易稽查、信息發(fā)布、車(chē)牌唯一性校驗(yàn)等核心業(yè)務(wù)功能。構(gòu)建省中心數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)體系，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛路徑識(shí)別信息、路徑匹配信息、交易拆分信息等關(guān)鍵信息的可靠備份和異常恢復(fù)，可以保證數(shù)據(jù)的安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)組網(wǎng)

湖南省高速公路路徑識(shí)別系統(tǒng)屬于收費(fèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一部分，該網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)獨(dú)立的廣域網(wǎng)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成分為三級(jí)：第一級(jí)為湖南省收費(fèi)中心局域網(wǎng)，第二級(jí)為收費(fèi)分中心局域網(wǎng)，第三級(jí)為收費(fèi)站局域網(wǎng)。各級(jí)局域網(wǎng)之間通過(guò)通信系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)通道形成廣域網(wǎng)，各局域網(wǎng)內(nèi)部采用星型結(jié)構(gòu)，收費(fèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)總的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹(shù)型+星型的復(fù)合型結(jié)構(gòu)。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑢PN作為備份傳輸線(xiàn)路。

如圖1所示，該系統(tǒng)分為省中心、分中心和收費(fèi)站三級(jí)部署。其中，收費(fèi)站系統(tǒng)包括車(chē)道設(shè)備。服務(wù)器包括：省中心服務(wù)器11臺(tái)、分中心服務(wù)器26臺(tái)、識(shí)別點(diǎn)/收費(fèi)站服務(wù)器59臺(tái)。交換機(jī)包括：省中心三層千兆交換機(jī)2臺(tái)、分中心二層前兆交換機(jī)6臺(tái)、識(shí)別點(diǎn)/收費(fèi)站二層千兆交換機(jī)100臺(tái)。VPN網(wǎng)關(guān)包括：省中心VPN接入路由2臺(tái)、分中心VPN接入路由6臺(tái)、識(shí)別點(diǎn)/收費(fèi)站VPN接入路由112臺(tái)。防火墻包括：省中心防火墻2臺(tái)、分中心防火墻13臺(tái)。

2.2 存儲(chǔ)容量估算

根據(jù)湖南高速公路系統(tǒng)對(duì)目前運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)、分析，當(dāng)前業(yè)務(wù)處理和數(shù)據(jù)量評(píng)估的關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)如表1所示。

根據(jù)目前運(yùn)行系統(tǒng)的主要關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)，得到的評(píng)估數(shù)據(jù)如表2所示。

業(yè)務(wù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中存放，部分字段需要索引，這樣就會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)增大，評(píng)估按1.7的膨脹率計(jì)算。交易量按每年5%的增長(zhǎng)率計(jì)算，由此可知，增長(zhǎng)率=（1+8%）20=2.65.

收費(fèi)站、分中心、省中心系統(tǒng)存儲(chǔ)容量需求計(jì)算如下所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

收費(fèi)系統(tǒng)改造和路徑識(shí)別系統(tǒng)的建立解決了實(shí)際收費(fèi)路徑所需的路徑查詢(xún)服務(wù)、時(shí)鐘同步、業(yè)務(wù)稽核等問(wèn)題，為實(shí)際路徑收費(fèi)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。采用實(shí)際路徑收費(fèi)可以減少通行費(fèi)的流失，減少因通行費(fèi)分配而產(chǎn)生的糾紛等現(xiàn)象。它的使用展現(xiàn)了各路段業(yè)主收益的公平性，滿(mǎn)足了各業(yè)主特別是經(jīng)營(yíng)性路段業(yè)主的要求。通過(guò)該項(xiàng)目的建設(shè)，配合車(chē)道車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)“出口調(diào)入口圖像、車(chē)道防換卡”等功能，可以對(duì)車(chē)輛倒卡、套牌等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)稽查，實(shí)現(xiàn)防止車(chē)輛作弊的功能。該項(xiàng)目從各識(shí)別點(diǎn)到省中心建立可靠的數(shù)據(jù)傳輸支撐網(wǎng)絡(luò)，收實(shí)時(shí)上傳費(fèi)數(shù)據(jù)。同時(shí)，依托高性能的拆賬運(yùn)算能力，為通行費(fèi)的實(shí)時(shí)拆分打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]方偉，李云，劉暢.淺談湖南省高速公路路徑識(shí)別技術(shù)[J].湖南交通科技，2010（03）.

[2]閆旭.貴州高速公路通行卡監(jiān)管系統(tǒng)方案[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2012（09）.

[3]鄧宏.湖南高速公路應(yīng)急管理工作實(shí)踐與思考[J].湖南交通科技，2012（01）.

〔編輯：白潔〕

摘 要：分析了高速公路環(huán)網(wǎng)中路徑二義性問(wèn)題，提出了有效解決環(huán)網(wǎng)中路徑二義性問(wèn)題的措施。通過(guò)四個(gè)層級(jí)構(gòu)建全省路徑識(shí)別網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)車(chē)牌識(shí)別路徑信息采集等多項(xiàng)核心業(yè)務(wù)的功能。闡述了路徑識(shí)別技術(shù)的構(gòu)架，指出未來(lái)發(fā)展路徑識(shí)別技術(shù)的方向，給運(yùn)營(yíng)方帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：高速公路；路徑識(shí)別；設(shè)計(jì)；交通網(wǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）12-0041-02

隨著我國(guó)高速公路的不斷發(fā)展，已形成了密布的高速公路交通網(wǎng)。為了降低高速公路的運(yùn)營(yíng)成本，聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)對(duì)機(jī)電系統(tǒng)建設(shè)的要求越來(lái)越高。高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，一方面，減少了通行車(chē)輛的交費(fèi)次數(shù)，提高了通行能力；另一方面，減少了收費(fèi)站建設(shè)和收費(fèi)人員的聘用、培訓(xùn)等相關(guān)費(fèi)用，降低了運(yùn)營(yíng)成本，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。目前，在部分高速公路比較發(fā)達(dá)的省份已基本實(shí)現(xiàn)了高速公路全省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。湖南省高速公路除了少數(shù)路段外，均采用聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的方式，不僅節(jié)約了運(yùn)營(yíng)成本，還提高了管理水平。

然而，對(duì)聯(lián)網(wǎng)的高速公路網(wǎng)來(lái)說(shuō)，有時(shí)會(huì)存在高速公路環(huán)網(wǎng)的情況，這樣就會(huì)出現(xiàn)車(chē)輛從A點(diǎn)到B點(diǎn)存在兩條或兩條以上可選擇路徑通行的情況，即路徑二義性問(wèn)題。根據(jù)《湖南省“十二五”高速公路網(wǎng)規(guī)劃》要求，湖南省高速公路網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)將會(huì)隨著路網(wǎng)的不斷擴(kuò)大而增加，路徑識(shí)別將是聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的關(guān)鍵性技術(shù)。同時(shí)，由于經(jīng)營(yíng)性高速公路越來(lái)越多，業(yè)主更關(guān)注通行費(fèi)征收、拆賬準(zhǔn)確性等關(guān)乎自身利益的問(wèn)題，而二義性路徑問(wèn)題則是一個(gè)日漸凸顯的技術(shù)難題。目前，我省采用車(chē)牌識(shí)別技術(shù)解決路徑識(shí)別問(wèn)題。

1 經(jīng)濟(jì)分析

通過(guò)對(duì)京珠高速公路聯(lián)網(wǎng)區(qū)域形成環(huán)網(wǎng)以來(lái)的整體情況進(jìn)行抽樣、估算，由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，按最短路徑收費(fèi)將流失掉總收費(fèi)額的3.59%，在京珠區(qū)域約2 190萬(wàn)/月。從收費(fèi)額的角度看，流失度相當(dāng)龐大，也就是說(shuō)路徑識(shí)別項(xiàng)目（第一部分）的建設(shè)資金投入可以在三個(gè)月內(nèi)回收。聯(lián)網(wǎng)業(yè)主對(duì)此相當(dāng)期待，因?yàn)榘磳?shí)際路徑收費(fèi)將涉及更有效、更嚴(yán)密的聯(lián)網(wǎng)管理，如果能調(diào)動(dòng)聯(lián)網(wǎng)業(yè)主運(yùn)營(yíng)管理的積極性，將會(huì)為整體聯(lián)網(wǎng)行業(yè)管理帶來(lái)強(qiáng)有力的保障。

高速公路路徑識(shí)別的建設(shè)可以有效解決上述路段所形成的環(huán)網(wǎng)中存在的路徑二義性問(wèn)題。在存在拆分、二義性情況的路段安裝、設(shè)置識(shí)別點(diǎn)，利用路徑識(shí)別數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、時(shí)鐘同步系統(tǒng)、省中心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、路徑識(shí)別及配套軟件等對(duì)車(chē)輛識(shí)別信息進(jìn)行處理、整合，使之能夠精確匹配出車(chē)輛的完整路徑信息。系統(tǒng)在響應(yīng)速度、峰值處理能力、數(shù)據(jù)傳輸完整性等方面應(yīng)完全滿(mǎn)足按實(shí)際路徑收費(fèi)的需求，不能出現(xiàn)車(chē)輛交費(fèi)時(shí)間延長(zhǎng)的情況。同時(shí)，該系統(tǒng)應(yīng)能準(zhǔn)確拆分各個(gè)路段的收費(fèi)額，并且提供收費(fèi)額拆分信息查詢(xún)服務(wù)，以滿(mǎn)足各個(gè)路段業(yè)主對(duì)收費(fèi)額拆分信息查詢(xún)的需求。按省中心、分中心、收費(fèi)站、車(chē)道等四個(gè)層級(jí)構(gòu)建全省路徑識(shí)別網(wǎng)，分別實(shí)現(xiàn)車(chē)牌識(shí)別路徑信息采集、傳輸和處理，構(gòu)建全省動(dòng)態(tài)路徑信息；實(shí)現(xiàn)路徑匹配、完整動(dòng)態(tài)路徑信息查詢(xún)下發(fā)、收費(fèi)交易額拆分、動(dòng)態(tài)超時(shí)判斷、預(yù)警、交易稽查、信息發(fā)布、車(chē)牌唯一性校驗(yàn)等核心業(yè)務(wù)功能。構(gòu)建省中心數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)體系，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛路徑識(shí)別信息、路徑匹配信息、交易拆分信息等關(guān)鍵信息的可靠備份和異?；謴?fù)，可以保證數(shù)據(jù)的安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)組網(wǎng)

湖南省高速公路路徑識(shí)別系統(tǒng)屬于收費(fèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一部分，該網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)獨(dú)立的廣域網(wǎng)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成分為三級(jí)：第一級(jí)為湖南省收費(fèi)中心局域網(wǎng)，第二級(jí)為收費(fèi)分中心局域網(wǎng)，第三級(jí)為收費(fèi)站局域網(wǎng)。各級(jí)局域網(wǎng)之間通過(guò)通信系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)通道形成廣域網(wǎng)，各局域網(wǎng)內(nèi)部采用星型結(jié)構(gòu)，收費(fèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)總的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹(shù)型+星型的復(fù)合型結(jié)構(gòu)。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑢PN作為備份傳輸線(xiàn)路。

如圖1所示，該系統(tǒng)分為省中心、分中心和收費(fèi)站三級(jí)部署。其中，收費(fèi)站系統(tǒng)包括車(chē)道設(shè)備。服務(wù)器包括：省中心服務(wù)器11臺(tái)、分中心服務(wù)器26臺(tái)、識(shí)別點(diǎn)/收費(fèi)站服務(wù)器59臺(tái)。交換機(jī)包括：省中心三層千兆交換機(jī)2臺(tái)、分中心二層前兆交換機(jī)6臺(tái)、識(shí)別點(diǎn)/收費(fèi)站二層千兆交換機(jī)100臺(tái)。VPN網(wǎng)關(guān)包括：省中心VPN接入路由2臺(tái)、分中心VPN接入路由6臺(tái)、識(shí)別點(diǎn)/收費(fèi)站VPN接入路由112臺(tái)。防火墻包括：省中心防火墻2臺(tái)、分中心防火墻13臺(tái)。

2.2 存儲(chǔ)容量估算

根據(jù)湖南高速公路系統(tǒng)對(duì)目前運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)、分析，當(dāng)前業(yè)務(wù)處理和數(shù)據(jù)量評(píng)估的關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)如表1所示。

根據(jù)目前運(yùn)行系統(tǒng)的主要關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)，得到的評(píng)估數(shù)據(jù)如表2所示。

業(yè)務(wù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中存放，部分字段需要索引，這樣就會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)增大，評(píng)估按1.7的膨脹率計(jì)算。交易量按每年5%的增長(zhǎng)率計(jì)算，由此可知，增長(zhǎng)率=（1+8%）20=2.65.

收費(fèi)站、分中心、省中心系統(tǒng)存儲(chǔ)容量需求計(jì)算如下所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

收費(fèi)系統(tǒng)改造和路徑識(shí)別系統(tǒng)的建立解決了實(shí)際收費(fèi)路徑所需的路徑查詢(xún)服務(wù)、時(shí)鐘同步、業(yè)務(wù)稽核等問(wèn)題，為實(shí)際路徑收費(fèi)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。采用實(shí)際路徑收費(fèi)可以減少通行費(fèi)的流失，減少因通行費(fèi)分配而產(chǎn)生的糾紛等現(xiàn)象。它的使用展現(xiàn)了各路段業(yè)主收益的公平性，滿(mǎn)足了各業(yè)主特別是經(jīng)營(yíng)性路段業(yè)主的要求。通過(guò)該項(xiàng)目的建設(shè)，配合車(chē)道車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)“出口調(diào)入口圖像、車(chē)道防換卡”等功能，可以對(duì)車(chē)輛倒卡、套牌等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)稽查，實(shí)現(xiàn)防止車(chē)輛作弊的功能。該項(xiàng)目從各識(shí)別點(diǎn)到省中心建立可靠的數(shù)據(jù)傳輸支撐網(wǎng)絡(luò)，收實(shí)時(shí)上傳費(fèi)數(shù)據(jù)。同時(shí)，依托高性能的拆賬運(yùn)算能力，為通行費(fèi)的實(shí)時(shí)拆分打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]方偉，李云，劉暢.淺談湖南省高速公路路徑識(shí)別技術(shù)[J].湖南交通科技，2010（03）.

[2]閆旭.貴州高速公路通行卡監(jiān)管系統(tǒng)方案[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2012（09）.

[3]鄧宏.湖南高速公路應(yīng)急管理工作實(shí)踐與思考[J].湖南交通科技，2012（01）.

〔編輯：白潔〕

摘 要：分析了高速公路環(huán)網(wǎng)中路徑二義性問(wèn)題，提出了有效解決環(huán)網(wǎng)中路徑二義性問(wèn)題的措施。通過(guò)四個(gè)層級(jí)構(gòu)建全省路徑識(shí)別網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)車(chē)牌識(shí)別路徑信息采集等多項(xiàng)核心業(yè)務(wù)的功能。闡述了路徑識(shí)別技術(shù)的構(gòu)架，指出未來(lái)發(fā)展路徑識(shí)別技術(shù)的方向，給運(yùn)營(yíng)方帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：高速公路；路徑識(shí)別；設(shè)計(jì)；交通網(wǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）12-0041-02

隨著我國(guó)高速公路的不斷發(fā)展，已形成了密布的高速公路交通網(wǎng)。為了降低高速公路的運(yùn)營(yíng)成本，聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)對(duì)機(jī)電系統(tǒng)建設(shè)的要求越來(lái)越高。高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，一方面，減少了通行車(chē)輛的交費(fèi)次數(shù)，提高了通行能力；另一方面，減少了收費(fèi)站建設(shè)和收費(fèi)人員的聘用、培訓(xùn)等相關(guān)費(fèi)用，降低了運(yùn)營(yíng)成本，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。目前，在部分高速公路比較發(fā)達(dá)的省份已基本實(shí)現(xiàn)了高速公路全省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。湖南省高速公路除了少數(shù)路段外，均采用聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的方式，不僅節(jié)約了運(yùn)營(yíng)成本，還提高了管理水平。

然而，對(duì)聯(lián)網(wǎng)的高速公路網(wǎng)來(lái)說(shuō)，有時(shí)會(huì)存在高速公路環(huán)網(wǎng)的情況，這樣就會(huì)出現(xiàn)車(chē)輛從A點(diǎn)到B點(diǎn)存在兩條或兩條以上可選擇路徑通行的情況，即路徑二義性問(wèn)題。根據(jù)《湖南省“十二五”高速公路網(wǎng)規(guī)劃》要求，湖南省高速公路網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)將會(huì)隨著路網(wǎng)的不斷擴(kuò)大而增加，路徑識(shí)別將是聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的關(guān)鍵性技術(shù)。同時(shí)，由于經(jīng)營(yíng)性高速公路越來(lái)越多，業(yè)主更關(guān)注通行費(fèi)征收、拆賬準(zhǔn)確性等關(guān)乎自身利益的問(wèn)題，而二義性路徑問(wèn)題則是一個(gè)日漸凸顯的技術(shù)難題。目前，我省采用車(chē)牌識(shí)別技術(shù)解決路徑識(shí)別問(wèn)題。

1 經(jīng)濟(jì)分析

通過(guò)對(duì)京珠高速公路聯(lián)網(wǎng)區(qū)域形成環(huán)網(wǎng)以來(lái)的整體情況進(jìn)行抽樣、估算，由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，按最短路徑收費(fèi)將流失掉總收費(fèi)額的3.59%，在京珠區(qū)域約2 190萬(wàn)/月。從收費(fèi)額的角度看，流失度相當(dāng)龐大，也就是說(shuō)路徑識(shí)別項(xiàng)目（第一部分）的建設(shè)資金投入可以在三個(gè)月內(nèi)回收。聯(lián)網(wǎng)業(yè)主對(duì)此相當(dāng)期待，因?yàn)榘磳?shí)際路徑收費(fèi)將涉及更有效、更嚴(yán)密的聯(lián)網(wǎng)管理，如果能調(diào)動(dòng)聯(lián)網(wǎng)業(yè)主運(yùn)營(yíng)管理的積極性，將會(huì)為整體聯(lián)網(wǎng)行業(yè)管理帶來(lái)強(qiáng)有力的保障。

高速公路路徑識(shí)別的建設(shè)可以有效解決上述路段所形成的環(huán)網(wǎng)中存在的路徑二義性問(wèn)題。在存在拆分、二義性情況的路段安裝、設(shè)置識(shí)別點(diǎn)，利用路徑識(shí)別數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、時(shí)鐘同步系統(tǒng)、省中心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、路徑識(shí)別及配套軟件等對(duì)車(chē)輛識(shí)別信息進(jìn)行處理、整合，使之能夠精確匹配出車(chē)輛的完整路徑信息。系統(tǒng)在響應(yīng)速度、峰值處理能力、數(shù)據(jù)傳輸完整性等方面應(yīng)完全滿(mǎn)足按實(shí)際路徑收費(fèi)的需求，不能出現(xiàn)車(chē)輛交費(fèi)時(shí)間延長(zhǎng)的情況。同時(shí)，該系統(tǒng)應(yīng)能準(zhǔn)確拆分各個(gè)路段的收費(fèi)額，并且提供收費(fèi)額拆分信息查詢(xún)服務(wù)，以滿(mǎn)足各個(gè)路段業(yè)主對(duì)收費(fèi)額拆分信息查詢(xún)的需求。按省中心、分中心、收費(fèi)站、車(chē)道等四個(gè)層級(jí)構(gòu)建全省路徑識(shí)別網(wǎng)，分別實(shí)現(xiàn)車(chē)牌識(shí)別路徑信息采集、傳輸和處理，構(gòu)建全省動(dòng)態(tài)路徑信息；實(shí)現(xiàn)路徑匹配、完整動(dòng)態(tài)路徑信息查詢(xún)下發(fā)、收費(fèi)交易額拆分、動(dòng)態(tài)超時(shí)判斷、預(yù)警、交易稽查、信息發(fā)布、車(chē)牌唯一性校驗(yàn)等核心業(yè)務(wù)功能。構(gòu)建省中心數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)體系，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛路徑識(shí)別信息、路徑匹配信息、交易拆分信息等關(guān)鍵信息的可靠備份和異?；謴?fù)，可以保證數(shù)據(jù)的安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)組網(wǎng)

湖南省高速公路路徑識(shí)別系統(tǒng)屬于收費(fèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一部分，該網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)獨(dú)立的廣域網(wǎng)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成分為三級(jí)：第一級(jí)為湖南省收費(fèi)中心局域網(wǎng)，第二級(jí)為收費(fèi)分中心局域網(wǎng)，第三級(jí)為收費(fèi)站局域網(wǎng)。各級(jí)局域網(wǎng)之間通過(guò)通信系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)通道形成廣域網(wǎng)，各局域網(wǎng)內(nèi)部采用星型結(jié)構(gòu)，收費(fèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)總的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹(shù)型+星型的復(fù)合型結(jié)構(gòu)。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑢PN作為備份傳輸線(xiàn)路。

如圖1所示，該系統(tǒng)分為省中心、分中心和收費(fèi)站三級(jí)部署。其中，收費(fèi)站系統(tǒng)包括車(chē)道設(shè)備。服務(wù)器包括：省中心服務(wù)器11臺(tái)、分中心服務(wù)器26臺(tái)、識(shí)別點(diǎn)/收費(fèi)站服務(wù)器59臺(tái)。交換機(jī)包括：省中心三層千兆交換機(jī)2臺(tái)、分中心二層前兆交換機(jī)6臺(tái)、識(shí)別點(diǎn)/收費(fèi)站二層千兆交換機(jī)100臺(tái)。VPN網(wǎng)關(guān)包括：省中心VPN接入路由2臺(tái)、分中心VPN接入路由6臺(tái)、識(shí)別點(diǎn)/收費(fèi)站VPN接入路由112臺(tái)。防火墻包括：省中心防火墻2臺(tái)、分中心防火墻13臺(tái)。

2.2 存儲(chǔ)容量估算

根據(jù)湖南高速公路系統(tǒng)對(duì)目前運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)、分析，當(dāng)前業(yè)務(wù)處理和數(shù)據(jù)量評(píng)估的關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)如表1所示。

根據(jù)目前運(yùn)行系統(tǒng)的主要關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)，得到的評(píng)估數(shù)據(jù)如表2所示。

業(yè)務(wù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中存放，部分字段需要索引，這樣就會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)增大，評(píng)估按1.7的膨脹率計(jì)算。交易量按每年5%的增長(zhǎng)率計(jì)算，由此可知，增長(zhǎng)率=（1+8%）20=2.65.

收費(fèi)站、分中心、省中心系統(tǒng)存儲(chǔ)容量需求計(jì)算如下所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

收費(fèi)系統(tǒng)改造和路徑識(shí)別系統(tǒng)的建立解決了實(shí)際收費(fèi)路徑所需的路徑查詢(xún)服務(wù)、時(shí)鐘同步、業(yè)務(wù)稽核等問(wèn)題，為實(shí)際路徑收費(fèi)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。采用實(shí)際路徑收費(fèi)可以減少通行費(fèi)的流失，減少因通行費(fèi)分配而產(chǎn)生的糾紛等現(xiàn)象。它的使用展現(xiàn)了各路段業(yè)主收益的公平性，滿(mǎn)足了各業(yè)主特別是經(jīng)營(yíng)性路段業(yè)主的要求。通過(guò)該項(xiàng)目的建設(shè)，配合車(chē)道車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)“出口調(diào)入口圖像、車(chē)道防換卡”等功能，可以對(duì)車(chē)輛倒卡、套牌等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)稽查，實(shí)現(xiàn)防止車(chē)輛作弊的功能。該項(xiàng)目從各識(shí)別點(diǎn)到省中心建立可靠的數(shù)據(jù)傳輸支撐網(wǎng)絡(luò)，收實(shí)時(shí)上傳費(fèi)數(shù)據(jù)。同時(shí)，依托高性能的拆賬運(yùn)算能力，為通行費(fèi)的實(shí)時(shí)拆分打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]方偉，李云，劉暢.淺談湖南省高速公路路徑識(shí)別技術(shù)[J].湖南交通科技，2010（03）.

[2]閆旭.貴州高速公路通行卡監(jiān)管系統(tǒng)方案[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2012（09）.

[3]鄧宏.湖南高速公路應(yīng)急管理工作實(shí)踐與思考[J].湖南交通科技，2012（01）.

〔編輯：白潔〕