提高聯網高速公路路徑射頻識別系統可靠性方法探析

馮海偉，謝元真

（交通運輸部公路科學研究院 北京交科公路勘察設計研究院有限公司，北京 100191）

0 引言

近年來部分省份的實際應用表明，目前國內利用“射頻卡（RFID卡）＋IC卡”技術解決國內高速公路聯網中存在的路徑識別問題，已經取得了多方面的技術突破，但由于射頻技術的固有局限和產品穩定性等因素的制約[1]，整個射頻識別系統的可靠性仍有待提高。其中，系統的可靠性又與標識信息的錯誤率有直接關系，系統的錯誤率主要同采用的設備有關。在設備可靠性一定的情況下，通過輔助手段來降低標識數據錯誤率，特別是針對可能存在標識站信息漏寫和漏讀問題進行有效的數據處理，是從系統的角度提高其可靠性的一個關鍵手段。

1 物理模型

聯網高速公路路徑識別系統中標識站信息的漏寫和漏讀問題描述如圖1所示。

圖1 多義性高速公路網模型示意圖

圖1所示的是一個高速公路路網的抽象模型，其中A～E為路網內的收費站，abcde為路網內的標識站，理論上從A點至E點共有四條路可供選擇，即AadE、AacefE、AbcdE和AbefE。很明顯，這四條路線都需要通過多個標識站，在E點出口讀取復合通行券信息時應該包含所有的標識站信息，只有完整的標識信息數據鏈才能清楚地表明車輛在路網內的行使路線。比如車輛選取第二種行車路線，其出口收費數據就一定應該包含a、c、e和f四個標識站碼和通過這四個標識站的時間。所謂標識站漏寫問題是指車輛經過標識站時，路側系統沒有將某個或某幾個標識站碼和時間寫入到復合通行券中，則在出口車道處一定讀寫不出該標識站的信息。所謂標識站漏讀問題，是指在車輛行駛過程中沒有出現漏寫問題，只是在收費出口處沒有讀出某一標識站信息。漏讀和漏寫問題是多路徑識別過程中可能遇到的情況，必須通過一些技術手段予以解決，才能準確收取車輛的通行費，避免造成糾紛。

2 解決方案

本文擬采用軟件和硬件兩種方式解決上述問題。

硬件的主要辦法是通過在單一路徑增加路側設備來提高整個系統的準確度。如單套路側設備的準確率為95%，則誤寫率為5%，若增加一套設備，則系統的誤寫率會降低到2.5%。其他通過硬件提高系統準確度的方法主要通過標識站點的設置方案優化等方式實現[2]。

軟件方法主要包括數據分析查詢關鍵技術和超時表關鍵技術。數據分析查詢關鍵技術的核心是利用出口收費車道的復合通行券讀寫器讀取復合通行券上的收費站和標識站的編號信息，比較編號的排序情況和收費路網的實際情況，對于明顯漏寫的標識信息進行分析判斷，并進行處理。如圖1所示，車輛選取AbcdE行車路線，但是在標識站d處發生了漏寫錯誤，在出口處讀出的標識站編號的順序是Abc，但是車輛到達E點且編號順序為Abc，就說明該車必然通過了標識站d，讀出的收費信息不全說明車輛在標識站d處發生漏寫錯誤。收費員經過判斷后，應按照車輛實際行駛的路線進行收費。在出口讀取復合通行券中IC卡內的入口信息。如果此信息丟失，還可以讀取復合通行券中RFID卡的入口備份信息；若兩個信息全部都無法讀出，可通過復合通行券號在路段中心數據庫中查詢入口信息。當然，在車輛實際行駛時可能出現多個標識站漏讀的情況，此時收費員已經無法利用簡單的邏輯分析來進行判斷，收費員只能將整條行駛路線分為已進行準確識別的路段和未進行準確識別的路線，對于已進行準確識別的路段按精確方法收取費用，對于未進行準確識別的路線按最短路徑收取費用，同時將此條記錄設定為特殊事件進行標注。

超時表關鍵技術的核心是提取復合通行券上的收費站和標識站的編號信息，計算出車輛完成編號數據提供的多種可能路線所需的時間，并與通行券上的實際時間進行比較，認定相對時間比校接近的路線就是車輛實際行駛路線。如圖1所示，在出口處讀出的標識站編號是Ab，據此不能判斷車輛選取的是AbcdE路線還是AbefE路線。如果比較發現，實際車輛行駛時間與AbcdE路線行駛的平均時間更接近，即可認定AbcdE路線為車輛實際行駛路線。但是需要指出的是如果兩條路線的里程相差不大，則超時表技術不再適用。

3 結語

利用數據分析查詢、超時表等關鍵技術，可以有效提高聯網高速公路路徑射頻識別系統的穩定性，希望文中的觀點對相關工程開展有一定的幫助作用。

[1]馮海偉，謝元真.射頻標簽技術解決多路徑識別的屏蔽問題及措施[J].交通標準化，2006，（12）：68-69.