基于gps技术的高速公路收费系统精确路径识别研究

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1、分类号:U4910710-2012132042硕士学位论文基于GPS技术的高速公路收费系统精确路径识别研究赵超杰导师姓名职称巨永锋教授申请学位类别硕士学科专业名称交通信息工程及控制论文提交日期2015年06月02日论文答辩日期2015年06月15日学位授予单位长安大学TheStudyofAccuratePathIdentificationinExpresswayTollCollectionSystemBasedonGPSAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhaoChao

2、jieSupervisor：Prof.JuYongfengChang’anUniversity,Xi’an,China摘要随着我国高速公路的快速发展，大多数省（市、自治区）内的高速公路已经形成了复杂的路网结构，同一OD对间可能会出现路径不唯一的现象，对现在的联网收费造成很大的挑战，一方面，在路径多义性的情况下，收费处该怎样征收过路费才算合理；另一方面，对征收回来的过路费，怎样拆分才算公平。显然，在路径出现多义性的情况下，如果能够确定车辆实际行驶的路径，那问题就容易解决了。因此路径识别是解决这一问题的关键。路径识别有多种技术方法

3、，其中有些较为成熟，甚至已经在实际收费中得到了应用。本文采用了GPS定位技术来实现路径识别并给出两种获取路径信息的方案，一是复合卡方案，二是车载单元（OBU）与通行卡相结合的方案，这两种方案都是通过通行卡记录GPS采集的路径数据来实现的。这种方法可以维持现有的收费操作平台不变，只对系统的一些软硬件升级或改造即可，而且还兼容现行的收费方式。文中设计并实现了OBU与Mifare卡相结合的方案，论证了用通行卡作为记录路径识别点的介质的可行性，并设计了上位机测试软件来模拟收费车道系统。最后通过发卡时写入起点信息、行驶时记录路径信息、读

4、卡时显示路径信息的实验流程将采集到的路径坐标显示在电子地图上，结果与实际路径相吻合。在实验中采用的GPS芯片与处理器等电路单元的体积比较大，如果能将这些器件超薄化，并解决GPS天线的灵敏度与体积，则复合卡方案是可行的；而OBU与通行卡相结合的方案可以与ETC设备绑定推广。关键词：高速公路收费，多义性路径，路径识别，全球定位系统，无线射频识别，通行费拆分iAbstractWiththerapiddevelopmentofthehighwayinChina,ithasformedthecomplexnetworkstructure

5、inmostoftheprovincesormunicipalities.ThoughinthesameOD,thephenomenonmayoccurthatthepathisnotunique.Itcausesgreatchallengetonetworkedtoll-collectioninhighway.Ontheonehand,incaseofambiguouspath,howtocollectthetollsisconsideredreasonableattheexitofhighway.Ontheotherhan

6、d,howtospilttollswhichhavebeencollectedisfair.Obviously,theseproblemscanbesolvedeasilyiftheroutevehiclestravelledcanbemadesureinthecaseofambiguouspath.Sopathidentificationisthekeytosolvingtheseproblems.Thereareseveralmethodstorecognizethepath.Someofthemarematureande

7、venhavealreadybeenappliedintoll-collection.ThispaperusesGPStechnologytoachievepathidentificationandtwoschemesofgettingpathinformationaregiven.OneofthemisacompositepassingcardprogramandtheotheristheprogramofOBUcoupleswithpassingcard.Bothofthetwooptionsareaccomplished

8、byrecordingthedataGPSoffersinthepassingcard.Usingthemethodofpathidentificationmaymaintainthecurrentchargingoperationplatformconstant,onlyu