基于5.8G路徑識別系統的路網信息采集與應用

張成 顏銀慧 劉詠平

摘? 要：在交通運輸部加快ETC的全面覆蓋，實現全國聯網收費的大趨勢下，該文針對基于5.8 GHz多義性路徑識別系統在高速公路中路網交通信息采集的技術應用方案，介紹了采用基于DSRC的雙向通信技術的5.8 GHz多義性路徑識別系統的原理，以及該系統實現路網實時交通信息采集等內容。為交通出行信息服務、規劃決策、運行管理領域開展交通大數據產業化應用提供數據支撐。

關鍵詞：高速公路;5.8 GHz路徑識別;交通信息采集

中圖分類號：U491? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著2015年交通運輸部公路科學研究院ITS中心發布了《收費公路聯網收費多義性路徑識別技術要求》，正式在全國范圍內開展5.8 GHz多義性路徑識別系統的推廣工作，以下簡稱5.8 G路徑識別系統。在交通運輸部加快高速公路電子不停車快捷收費功能建設，全面覆蓋高速公路省界收費站的推進下，截至8月2日全國ETC用戶累計突破1億。與此同時5.8G路徑識別系統也將在全國聯網收費的大趨勢下得以普及。

基于5.8G路徑識別系統不僅可以滿足車輛路徑標識需求，還可以進一步加強高速公路網交通信息的采集能力。高速公路上基礎交通信息數據呈現多樣性、復雜性和地域性，數據質量不高，各種信息采集裝置存在功能單一、信息交叉冗余，而且高速公路設施還存在建設重復、管理成本增加等缺點。由于5.8G路徑識別系統的全面普及，建設了大容量、分布式、實時綜合業務的平臺，提供了更完整、更全面的實時有效的高速公路交通流信息。通過5.8G路徑識別系統中的車輛信息，系統可以統計車輛通過2個標識點之間的時間差，從而判斷車速車流量等信息，得到具體路段的實時路況，并發送到高速公路信息發布牌等實現車流控制及引導，提高高速公路的通行效率。

1 5.8GHz多義性路徑識別系統

1.1 多義性路徑精確識別現狀

在高速公路建設路網規模不斷擴大、路網結構不斷復雜化的情況下，采用模糊識別的方式來解決高速公路多義性路徑識別的問題，已經適應不了高速公路發展的需要，必須采用“精確識別”的方式不能滿足高速公路發展的要求。基于5.8 GHz專用短程通信技術的路徑識別系統，能與高速公路ETC收費系統兼容，在解決ETC車輛和MTC車輛的多義性路徑識別問題的同時，還可以基于5.8G路徑識別系統構建全網高度協作的高速公路信息化服務系統。

1.2 5.8 G路徑識別系統介紹

多義性路徑精確識別系統是聯網收費系統的一個子系統，主要由省（區、市）聯網收費結算管理中心系統、路段收費中心系統、收費站系統、收費車道系統、5.8 GHz路側標識站點系統（RSU）、ETC車載設備（包括OBU和用戶卡）、路徑標識卡（CPC）等構成，如圖1所示。

5.8G路徑識別系統的工作流程分為3個階段。1）駛入路網階段，進入路網的車輛用戶分為2種情況，一種是ETC用戶從ETC車道正常不停車進入路網。另外，一種是非ETC用戶（包括支付卡和現金用戶）從MTC車道需停車領取CPC卡進入路網。2）路徑標識階段，當車輛行駛途中，途經有安裝RSU設備的地方，RSU通過5.8 GHz專用短程通信技術將與該RSU相對應的路徑信息寫入到OBU或CPC卡內。3）駛離路網階段，駛離路網的車輛用戶分為2種情況，一種是ETC用戶從ETC車道正常不停車繳費駛離，也可以從MTC車道刷卡繳費駛離。另外，一種是非ETC用戶只能通過MTC車道交回CPC卡后，通過非現金支付卡或現金進行繳費駛離路網。

工作流程示意圖，如圖2所示。

2 路網實時交通信息采集與應用

由于采用了基于DSRC的雙向通信技術，5.8G多義性路徑識別系統除了能完成路徑信息記錄外，還具備多種交通信息采集及管理功能。

2.1 車流量調查

汽車在高速公路行駛途中，由車輛的OBU或CPC上報信標基站，即可由信標基站統計單位時間內的車流量，并且通過通信網絡上傳到數據中心，進而應用在高速公路出行服務系統。車輛流調查示意圖，如圖3所示。

2.2 識別倒卡車輛

在高速公路出口，系統通過OBU或CPC卡內的標識站信息，計算出OBU或者CPC卡的實際路徑。考慮到CPC卡可以與車輛分離使用，持有CPC卡的用戶，存在倒卡使用的可能性。若CPC卡反復經過同一個信標站點，該信標基站將會將該CPC卡的相關信息上傳至后臺管理中心，為高速公路網循環換卡嫌疑車輛的稽查提供了數據支撐。倒卡車輛識別示意圖，如圖4所示。

2.3 車輛測速

當攜帶有OBU或CPC卡的車輛途經高速公路的2個RSIU時，經雙向通信分別得出時間t1、t2的信息，根據2個RSIU的距離L，通過公式L/（t2-t1）的計算，即可得出車輛在2個RSIU之間路網內行駛平均速度。車輛測速示意圖，如圖5所示。

2.4 車輛闖關取證

在高速公路出口外布設5.8G基站RSIU，當闖關車輛途經信標基站時，RSIU就可以讀取OBU或CPC內車輛信息，包括車牌、車型等，作為稽查的參考依據。車輛闖關示意圖，如圖6所示。

以上內容闡述了基于5.8G路徑的識別系統，通過5.8G路側標識點RSIU，根據不同場景對途經攜帶OBU或CPC卡的車輛進行車輛信息的讀取、寫入，可以實現車流量調查、識別倒卡車輛、車輛測速、車輛闖關取證等工作。另外，5.8 GHz路側標識點RSIU設備可以同眾多信息采集設備聯通，獲取路網實時交通信息，采集設備包括但不限于地感線圈、車牌識別攝像頭、激光車型檢測器等，所以5.8G路徑識別系統為高速公路、城市公路等運營管理、安全管理、養護管理以及“互聯網+”的車輛出行信息服務，提供強有力的、全面覆蓋的交通大數據支持。

3 結論

綜上所述，在ETC全面覆蓋的大背景下，5.8G路徑識別系統將會在全國范圍內廣泛使用，充分發揮該系統在路網實時交通信息采集的強大優勢，將進一步加強高速公路網的交通信息的采集能力。充分利用交通運輸路網實時交通信息數據，開展交通運輸運行狀態預測、趨勢分析，及時向社會發布運行狀態，不僅能夠增強交通運輸運行管理的預見性、主動性和高效性，還能為交通出行信息服務、運行管理等領域開展交通大數據產業化應用提供數據支撐。

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