專利名稱：基于車牌識別的高速公路二義性路徑通行費拆分方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速公路二義性路徑通行費拆分方法，尤其涉及一種基于車牌識別的 高速公路二義性路徑通行費拆分方法。
背景技術(shù)：
隨著高速公路的建設(shè)和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，我國高速公路保有量已經(jīng)達(dá)到8萬公 里，路網(wǎng)也越來越復(fù)雜，形成了環(huán)形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在高速公路聯(lián)網(wǎng)路段上，相同的入口和出口 之間會有兩條或更多路徑可以選擇，尤其當(dāng)前投資主體的多元化，各路段由不同的運營商 管理維護(hù)，由此引發(fā)的問題是如何有效識別車輛的通行路徑，并將通行費合理、客觀地拆分 到不同的路段業(yè)主，這就是當(dāng)前公路運營體系面臨的路徑二義性問題。目前在高速公路收費管理領(lǐng)域，對最常見的兩條路徑的二義性路徑通行費拆分的 客觀準(zhǔn)確問題，采用多種方法解決，如RFID射頻自動識別法、車牌照識別法、路網(wǎng)平衡法、 比例協(xié)商法等等。其中，車牌照識別法由于操作方便，運行維護(hù)費用低，獲得更廣泛應(yīng)用，具 體應(yīng)用方法是在高速公路聯(lián)網(wǎng)路段的入口、出口都安裝車道車牌識別設(shè)備，在二義性路徑 標(biāo)識點設(shè)置門架并安裝門架式車牌識別設(shè)備，各車牌識別設(shè)備分別將過往車輛的車牌識別 信息傳輸?shù)礁咚俟方Y(jié)算中心數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過比較通過入口、出口和各門架的車輛的車牌識 別信息，確定過往車輛的通行路徑，對通行費進(jìn)行分配，對入口、出口和門架的車牌識別信 息相符的車輛確定為匹配車輛，可識別出其通行路徑。目前，除了一部分能識別出路徑的車 輛外還有一部分未能識別路徑的車輛，現(xiàn)有二義性路徑通行費拆分方法是對識別出路徑 的車輛通行費按識別路徑分配，對未識別出路徑的車輛通行費根據(jù)已經(jīng)識別出路徑的各車 型車輛的匹配率的比例關(guān)系拆分。然而，采用上述方法存在以下缺陷(1)車牌的識別率和 車輛的匹配率受天氣影響大，在雨霧和夜間等能見度較低的天氣，車牌照識別設(shè)備抓拍圖 象不清楚，影響車牌的識別和車輛的匹配，已經(jīng)識別出路徑的各車型車輛的匹配率的比例 關(guān)系與實際的兩條路徑的各車型的比例關(guān)系差異較大，拆分可信度低；( 受設(shè)備狀況影 響大，當(dāng)設(shè)備維護(hù)跟不上或出現(xiàn)設(shè)備故障時，車牌識別設(shè)備無法準(zhǔn)確獲取車牌信息，已經(jīng)識 別出路徑的各車型車輛的匹配率的比例關(guān)系無法客觀反映二義性路徑各車型的比例關(guān)系， 甚至失效；C3)該方法不能適應(yīng)天氣及設(shè)備運行狀態(tài)和匹配狀態(tài)調(diào)整拆分方法而是根據(jù)已 經(jīng)識別出路徑的各車型車輛的匹配率的比例關(guān)系直接對未識別出路徑的車輛通行費拆分， 不符合客觀實際。(4)根據(jù)車輛通行實踐，正常情況下，各路徑匹配率和各車型車輛的比例 關(guān)系是穩(wěn)定在一定的數(shù)值范圍內(nèi)，但現(xiàn)有方法沒有參照這些數(shù)據(jù)的歷史信息來調(diào)整拆分方 法，適應(yīng)能力差。總之，對未識別出路徑的車輛通行費完全照搬已識別出路徑的車輛的比例進(jìn)行拆 分，不能客觀反映出二義性路徑實際通行狀況，通行費的拆分結(jié)果欠準(zhǔn)確，有失公平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于針對上述問題，在現(xiàn)有的車牌識別拆分收費網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過執(zhí)行設(shè)置在高速公路結(jié)算中心數(shù)據(jù)庫中的自適應(yīng)狀態(tài)判別二義性拆分軟件程序， 針對兩條路徑的二義性路徑，提供出一種基于車牌識別的二義性路徑通行費拆分方法，該 方法通過系統(tǒng)自診斷、自適應(yīng)功能，自動調(diào)整關(guān)鍵參數(shù)，并進(jìn)行匹配狀態(tài)的判別，從而使未 識別出路徑的車輛通行費獲得趨于合理、客觀的拆分結(jié)果，保護(hù)了高速公路業(yè)主的合法權(quán)益。本發(fā)明的設(shè)計思想是給出判斷匹配狀態(tài)的方法，根據(jù)匹配狀態(tài)選擇拆分方法1)根據(jù)車輛通行實踐設(shè)定了三個基準(zhǔn)值總匹配率滿意值、門架匹配率底限值及 門架的樣本距離合理值。總匹配率滿意值是根據(jù)歷史的統(tǒng)計和車牌識別率指標(biāo)設(shè)定的用來 判別匹配狀態(tài)的基準(zhǔn)值；門架匹配率底限值是根據(jù)對門架匹配率歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計設(shè)定的判別 門架匹配狀態(tài)的基準(zhǔn)值；樣本距離合理值是根據(jù)歷史的通過某個門架的各車型的比例關(guān)系 而設(shè)定的判別門架匹配狀態(tài)的基準(zhǔn)值。2)給出了歷史平均比例拆分方法，在兩門架匹配狀態(tài)異常和當(dāng)只有一個門架匹 配狀態(tài)正常且門架匹配率小于等于門架匹配率歷史平均值時，按歷史平均比例拆分方法拆 分，使拆分結(jié)果更趨于客觀合理。3)給出了單門架拆分方法，當(dāng)只有一個門架匹配狀態(tài)正常且門架匹配率大于門架 匹配率歷史平均值，按單門架拆分方法拆分，則匹配狀態(tài)正常的門架所在的路徑拆得的通 行費較單純地采用歷史平均比例拆分方法拆得通行費高，保護(hù)了運行狀態(tài)正常的門架所在 路段業(yè)主的利益，提高了業(yè)主對設(shè)備的維護(hù)力度，促進(jìn)了整個基于車牌識別的路徑識別系 統(tǒng)的良性運行，進(jìn)而保證了整個拆分結(jié)果更趨于客觀合理。4)通過引入總匹配率滿意值，使拆分方法能適應(yīng)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整和流量突變等情 況，提高了適應(yīng)性。5)具有自適應(yīng)自調(diào)整功能，根據(jù)按照雙門架拆分方法拆分的近20-30天的各車型 門架匹配率的平均值自動調(diào)整車型門架匹配率歷史平均值、車型匹配率歷史平均值和門架 匹配率歷史平均值。本發(fā)明解決其具體問題所采用的技術(shù)方案是一種基于車牌識別的高速公路二義性路徑通行費拆分方法，應(yīng)用于主要由分別設(shè) 于入口、出口的車道車牌識別設(shè)備、車道工控機(jī)、收費站數(shù)據(jù)庫，分別設(shè)于二義性路徑標(biāo)識 點的門架上的門架式車牌識別設(shè)備及其連接的分中心工控機(jī)以及分中心數(shù)據(jù)庫及高速公 路結(jié)算中心數(shù)據(jù)庫構(gòu)成的基于車牌識別的高速公路二義性路徑通行費拆分系統(tǒng)中，其特征 在于包括如下步驟1)系統(tǒng)初始化，設(shè)定基準(zhǔn)值總匹配率滿意值、門架匹配率底限值及各門架的樣 本距離合理值；2)接收來自入口、出口的車道車牌識別設(shè)備及各門架式車牌識別設(shè)備的車牌識 別信息，并通過分中心數(shù)據(jù)庫傳送到高速公路結(jié)算中心數(shù)據(jù)庫；對上述信息進(jìn)行比較，對入 口、出口和門架的車牌識別信息相符的車輛確定為匹配車輛，可識別出其通行路徑；3)對已匹配車輛的通行費按識別路徑實時分配，當(dāng)天結(jié)束時，分別計算車型門架 匹配率、車型匹配率、門架匹配率、總匹配率、車型門架匹配率歷史平均值、車型匹配率歷史 平均值、門架匹配率歷史平均值及門架的樣本距離；4)對未匹配車輛的車牌識別信息進(jìn)行存儲并依據(jù)系統(tǒng)初始化設(shè)定的所述基準(zhǔn)值及已匹配車輛的車牌識別信息進(jìn)行統(tǒng)計和判斷，根據(jù)匹配狀態(tài)，確定未匹配車輛通行費的 拆分方法4. 1)當(dāng)總匹配率大于等于總匹配率滿意值時，未匹配車輛通行費根據(jù)當(dāng)天已匹配 車輛的比例關(guān)系，按雙門架拆分方法拆分；4. 2)當(dāng)總匹配率小于總匹配率滿意值時，進(jìn)一步判別各門架匹配率是否分別大于 各自門架匹配率底限值4.2. 1)若兩門架匹配率分別大于各自門架匹配率底限值，進(jìn)而判斷其樣本距離是 否大于各自樣本距離合理值；4. 2. 1. a)若兩門架的樣本距離分別小于等于各自樣本距離合理值，則未匹配車輛 通行費采用雙門架拆分方法拆分；4. 2. 1. b)若其中一門架的樣本距離小于等于其樣本距離合理值，則進(jìn)一步判別其 門架匹配率是否大于門架匹配率歷史平均值4.2. l.b. 1)若其門架匹配率大于門架匹配率歷史平均值，則未匹配車輛通行費采 用單門架拆分方法拆分；4. 2. 1. b. 2)若門架匹配率小于等于門架匹配率歷史平均值，則未匹配車輛通行費 采用歷史平均比例拆分方法拆分；4. 2. 1. c)若兩門架樣本距離分別大于各自樣本距離合理值，則未匹配車輛通行費 采用歷史平均比例拆分方法拆分；4. 2. 2)若其中一門架的門架匹配率大于其門架匹配率底限值時，進(jìn)而判斷其樣本 距離是否大于樣本距離合理值；4. 2. 2. a)若其樣本距離大于樣本距離合理值，則未匹配車輛通行費采用歷史平均 比例拆分方法拆分；4. 2. 2. b)若其樣本距離小于等于樣本距離合理值，則未匹配車輛通行費采用步驟 4. 2. 1. b進(jìn)行拆分；4.2.3)若兩門架的門架匹配率分別小于等于各自門架匹配率底限值，則未匹配車 輛通行費采用歷史平均比例拆分方法拆分；所述雙門架拆分方法為未匹配出來的車輛中，車型(j)的通行費拆給門架⑴所在路徑的比例為C/ /C", 剩余通行費拆給另一門架所在路徑；所述單門架拆分方法為未匹配出來的車輛中，車型(j)的通行費拆給符合上述單門架拆分條件的門架 ⑴所在路徑的拆分比例為((匸//&)*0-《)/(0-￥),剩余通行費拆給另一門架所在 路徑；所述歷史平均比例拆分方法為未匹配出來的車輛中，車型(j)的通行費拆給符合上述歷史平均比例拆分條件的 門架⑴所在路徑的拆分比例為((口,剩余通行費拆給另一門架 所在路徑；所述門架的樣本距離/, =是用來衡量當(dāng)天通過門架⑴的各車型的匹配率的比例關(guān)系與門架(i)的各車型匹配率歷史平均值的比例關(guān)系的差異情況的指 標(biāo)；上述各公式中i-門架編號，為1或2，j-車型編號，N-車型數(shù)量；車型門架匹配流量 /是通過門架⑴所在路徑的已匹配車型(j)的車輛的總數(shù)；車型匹配流量d是通過兩門架所在路徑的已匹配車型(j)的車輛的總數(shù)，q1 = q( + q}2 ；車型流量Qj是通過兩門架所在路徑的車型(j)的車輛的總數(shù)；總流量Q是通過兩門架所在路徑的所有車輛的總數(shù)；車型門架匹配率C/ = qj /0是車型(j)通過門架⑴所在路徑的車輛的匹配率；車型匹配率C7= C/ + C2;；
N門架匹配率
權(quán)利要求
1. 一種基于車牌識別的高速公路二義性路徑通行費拆分方法，應(yīng)用于主要由分別設(shè)于 入口、出口的車道車牌識別設(shè)備、車道工控機(jī)、收費站數(shù)據(jù)庫，分別設(shè)于二義性路徑標(biāo)識點 的門架上的門架式車牌識別設(shè)備及其連接的分中心工控機(jī)以及分中心數(shù)據(jù)庫及高速公路 結(jié)算中心數(shù)據(jù)庫構(gòu)成的基于車牌識別的高速公路二義性路徑通行費拆分系統(tǒng)中，其特征在 于包括如下步驟1)系統(tǒng)初始化，設(shè)定基準(zhǔn)值總匹配率滿意值、門架匹配率底限值及各門架的樣本距離合理值；2)接收來自入口、出口的車道車牌識別設(shè)備及各門架式車牌識別設(shè)備的車牌識別信 息，并通過分中心數(shù)據(jù)庫傳送到高速公路結(jié)算中心數(shù)據(jù)庫；對上述信息進(jìn)行比較，對入口、 出口和門架的車牌識別信息相符的車輛確定為匹配車輛，可識別出其通行路徑；3)對已匹配車輛的通行費按識別路徑實時分配，當(dāng)天結(jié)束時，分別計算車型門架匹配 率、車型匹配率、門架匹配率、總匹配率、車型門架匹配率歷史平均值、車型匹配率歷史平均 值、門架匹配率歷史平均值及門架的樣本距離；4)對未匹配車輛的車牌識別信息進(jìn)行存儲并依據(jù)系統(tǒng)初始化設(shè)定的所述基準(zhǔn)值及已 匹配車輛的車牌識別信息進(jìn)行統(tǒng)計和判斷，根據(jù)匹配狀態(tài)，確定未匹配車輛通行費的拆分 方法4. 1)當(dāng)總匹配率大于等于總匹配率滿意值時，未匹配車輛通行費根據(jù)當(dāng)天已匹配車輛 的比例關(guān)系，按雙門架拆分方法拆分；4. 2)當(dāng)總匹配率小于總匹配率滿意值時，進(jìn)一步判別各門架匹配率是否分別大于各自 門架匹配率底限值4. 2. 1)若兩門架匹配率分別大于各自門架匹配率底限值，進(jìn)而判斷其樣本距離是否大 于各自樣本距離合理值；4. 2. 1. a)若兩門架的樣本距離分別小于等于各自樣本距離合理值，則未匹配車輛通行 費采用雙門架拆分方法拆分；4. 2. l.b)若其中一門架的樣本距離小于等于其樣本距離合理值，則進(jìn)一步判別其門架 匹配率是否大于門架匹配率歷史平均值4. 2. l.b. 1)若其門架匹配率大于門架匹配率歷史平均值，則未匹配車輛通行費采用單 門架拆分方法拆分；4. 2. l.b. 2)若門架匹配率小于等于門架匹配率歷史平均值，則未匹配車輛通行費采用 歷史平均比例拆分方法拆分；4. 2. 1. c)若兩門架樣本距離分別大于各自樣本距離合理值，則未匹配車輛通行費采用 歷史平均比例拆分方法拆分；4. 2. 2)若其中一門架的門架匹配率大于其門架匹配率底限值時，進(jìn)而判斷其樣本距離 是否大于樣本距離合理值；4. 2. 2. a)若其樣本距離大于樣本距離合理值，則未匹配車輛通行費采用歷史平均比例 拆分方法拆分；4. 2. 2. b)若其樣本距離小于等于樣本距離合理值，則未匹配車輛通行費采用步驟 4. 2. 1. b進(jìn)行拆分；4. 2. 3)若兩門架的門架匹配率分別小于等于各自門架匹配率底限值，則未匹配車輛通2行費采用歷史平均比例拆分方法拆分； 所述雙門架拆分方法為未匹配出來的車輛中，車型(j)的通行費拆給門架⑴所在路徑的比例為C/ /C",剩余 通行費拆給另一門架所在路徑； 所述單門架拆分方法為未匹配出來的車輛中，車型(j)的通行費拆給符合上述單門架拆分條件的門架(i)所 在路徑的拆分比例為剩余通行費拆給另一門架所在路徑； 所述歷史平均比例拆分方法為未匹配出來的車輛中，車型(j)的通行費拆給符合上述歷史平均比例拆分條件的門架 ⑴所在路徑的拆分比例為1/)/(0 - V),剩余通行費拆給另一門架所在 路徑；所述門架的樣本距離( =jj^^7，是用來衡量當(dāng)天通過門架⑴的各車型的匹配率的比例關(guān)系與門架(i)的各車型匹配率歷史平均值的比例關(guān)系的差異情況的指標(biāo)； 上述各公式中i-門架編號，為1或2，j-車型編號，N-車型數(shù)量；車型門架匹配流量 /是通過門架(i)所在路徑的已匹配車型(j)的車輛的總數(shù)； 車型匹配流量d是通過兩門架所在路徑的已匹配車型(j)的車輛的總數(shù)，q1 = qi + qi ；車型流量tf是通過兩門架所在路徑的車型(j)的車輛的總數(shù)； 總流量Q是通過兩門架所在路徑的所有車輛的總數(shù)；車型門架匹配率C/ =《/ρ是車型(j)通過門架(i)所在路徑的車輛的匹配率； 車型匹配率C". =C/+Q ；N門架匹配率C, =Ycj \；=1總匹配率C = C^C2 ；車型門架匹配率歷史平均值ζ"是按雙門架拆分的近20-30天內(nèi)車型(j)通過門架(i) 所在路徑的車輛的匹配率歷史平均值； 車型匹配率歷史平均值&= C/ + C/ ；— N _門架匹配率歷史平均值G。.H
2.根據(jù)權(quán)利要求1所還的基于車牌識別的高速公路二義性路徑通行費拆分方法，其特 征在于所述車牌識別信息包括車牌號碼、通過入口、出口和門架的時間及門架式車牌識別 設(shè)備編號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車牌識別的高速公路二義性路徑通行費拆分方法，其 特征在于所述總匹配率滿意值為0. 5-0. 7，門架匹配率底限值為門架匹配率歷史平均值的 70% -90% ；樣本距離合理值為0. 01-0. 04。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于車牌識別的高速公路二義性路徑通行費拆分方法，應(yīng)用于基于車牌識別的高速公路二義性路徑通行費拆分系統(tǒng)中，其特征是包括如下步驟1系統(tǒng)初始化，設(shè)定基準(zhǔn)值；2接收來自入出口的車道車牌識別設(shè)備及門架式車牌識別設(shè)備的車牌識別信息，進(jìn)行比較，確定匹配車輛，3對匹配車輛通行費實時分配，當(dāng)天結(jié)束，計算各匹配率；4每天依基準(zhǔn)值及匹配車輛的車牌識別信息進(jìn)行統(tǒng)計，根據(jù)匹配狀態(tài)，確定未匹配車輛通行費的拆分方法按已匹配車輛的比例關(guān)系，采用雙門架拆分方法或單門架拆分方法或歷史平均比例拆分方法拆分。本發(fā)明的優(yōu)點是使未識別出路徑的車輛通行費獲得趨于合理、客觀的拆分結(jié)果，保護(hù)了高速公路業(yè)主的合法權(quán)益。
文檔編號G07B15/02GK102063744SQ20101053966
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者吳剛, 崔艷, 張忠慶, 朱耿先, 溫麗榮, 王立紅, 程云, 高伯翔 申請人:天津高速公路集團(tuán)有限公司