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1、基于树状结构的高速公路路网扩展及收费清分实现公路交通科技2002年6月JOURNALOFHIGHWAYANDTRANSPORTATIONREs垦垒垦文章编号:1002—0268(2002)03—0102—04基于树状结构的高速公路路网扩展及收费清分实现杜海宁,张毅,宋靖雁(清华大学,北京100084)摘要:路网扩展是高速公路建设中的常见情况,在高速公路路网发生扩展时,本文在原有清分算法的基础上,充分利用已经得到的连接矩阵和规则矩阵,对扩展后的高速公路物理结构和收费规则进行修正,提出了收费数据清分表的构造方法,从算法的角度解决了路网扩展后清分表需重新计算的大
2、工作量问题,并在理论方面对不同情况的路网扩展进行了一致性分析.关键词:路网模型;路网扩展;收费数据清分中图分类号:U412.366文献标识码:AExtensionofFreewayNetworkandTollAllocatingAlgorithmDU月一ning,ZHANGYi,SONGJing—yah(TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Tinspaperfocusesontheextensionoftheexpresswaynetwork,acommonsituationinmanagingf
3、reeways.Anetworkmodelbasedonatree—likeexpresswaynetworkisdefinedfirstlytodescribethestructureandtollregulationoftheextendedfreewaynetwork.Thealgorithmtogeneratethetolltableisthenintroduced.ItCanbeimplementedbycomputerseasilytorelievetheburdenofrecalculat—ingallIhetolltableafterext
4、endingtheoriginalfreewaynetwork.Ananalysisisthen眦desothatthealgorithmCallbesuitedtoanothersituationoftheextension.Apracticalexampleispresentedfinallytodemonstrateitsapplication.Keywords:Roadnetworkmodel;Networkextension;Tollallocatingalgorithm0前言高速公路联网收费是提高我国高速公路效率的有效方法,特别是一卡通联网收费
5、将成为未来联网收费的主要方式.所谓的一卡通就是在公路路网内实现互联互通,将整个路网体系作为一个整体来进行统一收费,其内部各路不再彼此独立,全路网设一个收费中心,统一管理,由中心设立专门机构——清算管理中心,通过银行进行拆账.车辆只需在进入路网时领取Ic卡,驶出路网时交费,便可在整个路网内通行无阻,实现一卡到底.一卡通收费系统最大限度地改变了旧有收费方式的弊端,体现了高速公路快捷,方便的特点,高效的清分算法是一卡通收费系统的核心技术问题之一.对于树状结构的高速公路路网,文献[3]中提出了一种基于矩阵运算的清分算法,其核心是采用连接矩阵对高速公路的物理结构进行
6、定义,利用规则矩阵对其分账规则进行描述.通过遍历查找连接矩阵,并从规则矩阵中记录相应的分账规则,就可以得到收费数据清分表,再利用各路径上驶过的车辆数,就可以实现大量交易数据的快速清分.高速公路的修建耗资巨大,地区级路网很难一次性建成,因此对原有路网收费和修建新路同时进行是当前我国高速公路发展的模式.在原有的路网基础之上,修建新的路段和收费站与原路网相连接,并与之共同组成扩展后的新路网成为常见的情况.收稿日期:2001-07—20作者简介:杜海宁(1976一),男,北京人,清华大学硕士研究生,主要从事高速公路联网收费清分算法的研究基于树状结构的高速公路路网扩
7、展及收费清分实现杜海宁等当原路网中扩展出一条新路段及相应的匝道收费站后,往往需要重新构造路网模型,并对各个矩阵和清分表重新计算.如何充分利用已经得到的原路网清分表和各个矩阵推算扩展后新路网的各个矩阵,从而得到扩展后路网的清分表,成为亟待解决的问题.本文在原有清分算法的基础上提出了一套基于树状结构的路网扩展清分算法,充分利用原路网的矩阵关系实现了新路网的矩阵计算,并推算了新路网的清分表.这样可以极大限度地减少由于路网发生变化而需重复进行的计算量,大大提高了计算效率.本文第1节着重讨论扩展后新路网模型的建立,第2节阐述新路网清分表的计算方法,第3节对扩展模型进
8、行了一致性分析,第4节结合一个例子分析路网扩展收费数据清分的算法实
