CN109472880A - 基于射频识别技术的云路径***及实现方法 - Google Patents

基于射频识别技术的云路径***及实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于射频识别技术的云路径***及实现方法，***包括入口车道收费***、标识点***、出口车道收费***、射频路侧单元、云路径终端和云路径云端，所述入口车道收费***，部署于高速公路入口车道，连接射频路侧单元，通过射频路侧单元识别进入高速公路的车辆信息；所述标识点***，部署于高速公路存在二义性路径的路段，连接射频路侧单元，通过射频路侧单元识别进入高速公路的车辆信息；所述出口车道收费***，部署于高速公路出口车道，连接射频路侧单元，通过射频路侧单元识别驶出高速公路的车辆信息；所述射频路侧单元，通过射频技术识别经过的车辆信息，然后将所述车辆信息传递给连接射频路侧单元的上位机；所述云路径终端，部署于收费站，存储高速公路路网信息，用于接收入口车道收费***或标识点***发送来的车辆路径信息；所述云路径云端，部署于后端数据中心，用于对云路径终端进行管理。

Description

基于射频识别技术的云路径***及实现方法
技术领域
本发明属于路径识别的技术领域，涉及一种基于射频识别技术的云路径***及实现方法。
背景技术
针对高速公路路径识别问题，在传统的解决方案中，通常依靠概率识别法来实现路径识别，例如最短路径法、协商调查法、应用概率法等，这些方法大多依靠理论计算和协商拆分，虽然成本低，但引起的争议也大。随着新技术的不断涌现，这种传统的概率识别技术逐渐被淘汰。利用新技术实现车辆行驶路径的精确识别成为研究和应用的方向。
路径精确识别技术就是依靠技术措施精确识别出每辆车的实际行驶路径，直接解决费用收取和拆分两方面的问题，这种技术虽然需要一定的资金支持，但会减少通行费的流失，在费用征收和拆分方面不会引起任何争议，能较好地维护用户和业主的利益，也是今后高速公路路径识别技术的应用趋势。
近些年来，路径识别研究和应用热点都集中在精确识别技术上。一方面，该技术能根据车辆实际行驶路线收取费用，减少通行费的流失；另一方面，可以按照不同路段的投资状况合理拆分，消除了业主间的争议。随着微波通信、图像识别等技术的成熟应用，目前较为热点的精确路径识别技术主要包括：RFID识别技术、视频车牌识别技术、GPS识别技术、5.8G DSRC统一路径识别技术、电子车牌识别技术。
目前，视频车牌识别和RFID识别技术最受欢迎，但这两种技术也存在这一定弊端。车牌识别技术的工作条件受现场环境影响，在光线较差等恶劣环境下识别精度不高；而433MHz RFID识别技术虽然在MTC车道的应用非常成功，但是无法应用于5.8G的ETC车辆,需要另外部署5.8G标识设备，导致成本增加。
在近期来看，5.8G DSRC统一路径识别技术能同时解决MTC和ETC路径识别问题，是较理想的方案。从长远期来看，随着智慧城市的建设，以及射频技术的发展，国家会逐步加大电子车牌技术的应用，推动电子车牌标准化的进程，尽快解决电子车牌应用过程中存在的问题，无源电子车牌技术将成为解决路径识别问题的最佳方案。所以，如何开发一种基于视频技术的云路径实现方法是本领域技术人员的研究方向。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于射频识别技术的云路径***及实现方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的基于射频识别技术的云路径***，包括入口车道收费***、标识点***、出口车道收费***、射频路侧单元、云路径终端和云路径云端，
所述入口车道收费***，部署于高速公路入口车道，连接射频路侧单元，通过射频路侧单元识别进入高速公路的车辆信息，入口车道收费***从射频路侧单元获得进入高速公路的车辆信息后，将车辆信息、入口站信息发送到部署于该收费站的云路径终端，再由该云路径终端将车辆信息和入口信息根据路网信息向前传递给可能到达的收费站的云路径终端；
所述标识点***，部署于高速公路存在二义性路径的路段，连接射频路侧单元，通过射频路侧单元识别进入高速公路的车辆信息，标识点***从射频路侧单元获得经过该标识点车辆的车辆信息后，将车辆信息、标识点信息发送到部署于本路段的指定的某收费站的云路径终端，再由该云路径终端合并先前车辆行驶路径生成车辆最新行驶路径，并将最新行驶路径根据路网信息向前传递给可能到达的收费站的云路径终端；
所述出口车道收费***，部署于高速公路出口车道，连接射频路侧单元，通过射频路侧单元识别驶出高速公路的车辆信息，出口车道收费***从射频路侧单元获得即将驶出高速公路的车辆信息后，从部署于该收费站的云路径终端获取车辆行驶路径信息，结合本站的出口信息，形成完整的车辆行驶路径，根据行驶路径计算通行费，收取通行费，放行车辆；
所述射频路侧单元，通过射频技术识别经过的车辆信息，然后将所述车辆信息传递给连接射频路侧单元的上位机；
所述云路径终端，部署于收费站，存储高速公路路网信息，用于接收入口车道收费***或标识点***发送来的车辆路径信息，然后根据路网信息，向行驶前方可能到达的收费站的云路径终端传递车辆路径信息；
所述云路径云端，部署于后端数据中心，用于对云路径终端进行管理，包括部署管理，参数管理和状态管理；此外，所述云路径云端还存储车辆行驶路径信息，以备因标识点或网络故障而引起的车辆行驶路径缺失时查询路径使用。
作为优选的技术方案，所述云路径终端将车辆信息和入口信息根据路网信息向前传递给可能到达的收费站的云路径终端依据的原则为：
仅传递到从该收费站出发不经标识点可达的所有收费站和下一可能标识点所在路段的收费站，为了防止标识点故障等引起的路径信息传递不连续而缺失，云路径终端除了向行驶前方传递路径信息外，还向云端传递路径信息，以备在云路径终端没有找到车辆路径信息时从云端获取。
作为优选的技术方案，所述并将最新行驶路径根据路网信息向前传递给可能到达的收费站的云路径终端中传递的原则为：
仅传递到从该收费站出发不经标识点可达的所有收费站和下一可能标识点所在路段的收费站；如果云路径终端在合并先前车辆行驶路径时，找不到相应车辆的路径信息，说明前一标识点或入口站路径传递故障，则通过云路径云端获取，为了防止标识点故障等引起的路径信息传递不连续而缺失，云路径终端除了向行驶前方传递路径信息外，还向云端传递路径信息，以备在云路径终端除没有找到车辆路径信息时从云端获取。
作为优选的技术方案，在出口车道收费***中，如果云路径终端找不到相应车辆的路径信息，说明前一标识点或入口站路径传递故障，则通过云路径云端获取。
作为优选的技术方案，在云路径终端中，为了避免路径信息转发出现无限死循环，云路径终端在向前方发送路径信息时，仅将路径信息发送到不经标识点可达的所有收费站和下一可能标识点所在路段的收费站；为了防止标识点故障引起的路径信息传递不连续而缺失，云路径终端除了向行驶前方云路径终端传递路径信息外，还向云端传递路径信息；在出口收费站，云路径终端向车道收费***提供车辆行驶路径信息，供计费使用；如果云路径终端没有响应车辆行驶路径信息，说明前一标识点或入口站路径传递故障，则通过云路径云端获取。
本发明还提供了一种基于射频识别技术的云路径***的实现方法，包括下述步骤：
(1)在各收费站部署用于存储和分发路径信息的云路径终端设备；
(2)车辆在通过入口站或标识点时，射频路侧单元通过射频识别技术采集经过车辆的信息，并将采集到的车辆信息、入口站编码或标识点编码发送给云路径终端：(A)对于入口站，射频路侧单元将采集到的信息发送给本站部署的云路径终端，由该云路径终端存储并向前转发车辆路径信息；(B)对于标识点，射频路侧单元将采集到的信息发送给标识点所属路段指定的某收费站部署的云路径终端，再由该云路径终端拼接先前路径，存储并转发车辆路径信息；
(3)云路径终端存储有高速公路路网信息，在接收路径采集设备发送来的车辆路径信息后，拼接并存储路径信息，然后根据车辆可能行驶方向，向部署在行驶前方可能收费站的云路径终端分发车辆的当前路径信息；
(4)行驶前方收费站部署的云路径终端接收到连接路径采集设备的云路径终端发送来的车辆路径信息后，存储备用；
(5)连接路径采集设备的云路径终端在向前转发路径信息时，仅转发到不经标识点可达的所有收费站和下一标识点所在路段的收费站；
(6)如果由于标识点故障，引起路径信息不能依次向下传递，造成连接路径采集设备的云路径终端在收到标识点发送来的车辆信息后，不能获得该车辆先前路径信息时，这时从云路径云端获取，云路径云端作为路径传递异常时修复处理使用，以减少网络上的信息流；
(7)由于网络中存在多个回路，对于同一辆车，某台云路径终端可能会收到上一个云路径终端发送来的多个路径信息，保留一个即可；
(8)对于5.8G标识点，路径信息在云路径终端间沿着行驶方向依次传递；对于电子车牌识别技术，由于没有方向性，路径信息在云路径终端-“云路径云端”-云路径终端三者之间传递；
(9)在出口站，车道收费***从云路径终端获取车辆的路径信息，根据实际行驶路径计算通行费。
作为优选的技术方案，所述步骤(3)中，所述高速公路路网信息通过下述四个方面要素描述：
(A)收费站信息，(B)收费站区间信息，(C)标识点区间信息，(D)路段间节点信息；
在所述收费站信息中，收费站包括实体收费站和虚拟收费站，所述虚拟收费站指该路段在与其他路段衔接点设立的收费站，是虚拟存在，用于路段内计费以及描述路段间互联互通使用，且该虚拟收费站还用来描述该路段布设的标识点；所述收费站信息包括：收费站所在路段编码、收费站编码、收费站类型、部署该收费站的云路径终端IP地址；
所述收费站区间信息，描述实体收费站位于哪两个可达的路段间节点所包含的该收费站所属路段的虚拟站之间，所述收费站区间信息包括：路段编码、站编码、临近虚拟站编码1、临近虚拟站编码2，其中“临近虚拟站编码1”、“临近虚拟站编码2”分别描述两端可达的路段间节点所包含的该收费站所属路段的虚拟站；
所述标识点区间信息描述标识点位于哪两个“路段间节点”所包含的标识点所属路段的虚拟站之间，标识点区间信息包括：标识点编号、所属路段、入口站编号、出口站编号，；其中“入口站编号”、“出口站编号”分别描述两端“路段间节点”所包含的标识点所属路段的虚拟站；
所述路段间节点信息描述路段之间的连通性，路段间节点由各路段相应的虚拟收费站组合组成，路段间节点信息包括：节点编号、路段编码1、站编码1、路段编码2、站编码2，“节点编号”标识某一路段间节点，代表一个互通立交或者路段连接点；路段间节点表中一条记录代表一对虚拟站的组合，表示从“路段编码1”的“站编码1”通过该节点可以到达“路段编码2”的“站编码2”；或者从“路段编码2”的“站编码2”通过该节点可以到达“路段编码1”的“站编码1”。
作为优选的技术方案，在步骤(2)-(A)中，入口站路径信息采集和传递处理流程如下：
(2A-1)入口车道收费***通过射频路侧单元识别进入高速公路的车辆信息，并将车辆信息、入口站信息发送给该站部署的云路径终端；
(2A-2)入口站的云路径终端接收入口车道收费***发送来的路径信息；
(2A-3)入口站云路径终端查询“收费站信息表”，获取该收费站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”保存到“路径信息表”中；
(2A-4)云路径终端查询“收费站信息表”，获取该收费站所在路段所有虚拟收费站信息，然后查询“路段间节点表”，获取与这些虚拟站通过节点连通的对应的其他路段的虚拟站信息；
(2A-5)对于“步骤(2A-4)”获得的其他路段的虚拟站，查询“收费站信息表”确定虚拟站的类型是标识点虚拟站，还是非标识点虚拟站；
(2A-6)对于“步骤(2A-4)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是标识点虚拟站，则查询“收费站信息表”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2A-7)对于“步骤(2A-4)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，则查询“收费站信息表”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2A-8)对于“步骤(2A-4)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，对于这些虚拟站中的每一个虚拟站重复(2A-4)-(2A-8)步骤进行迭代，直到所有虚拟站都不是非标识点虚拟站为止；
(2A-9)将车辆信息和路径信息传输到云端。
作为优选的技术方案，所述步骤(2)-(B)中，标识点路径信息采集和传递处理流程如下：
(2B-1)标识点***通过射频路侧单元识别经过该标识点的车辆信息，并将车辆信息、标识点信息发送给该标识点所属路段某个收费站部署的云路径终端；
(2B-2)云路径终端接收标识点***发送来的路径信息；
(2B-3)云路径终端查询本设备的“路径信息表”，获取该车辆先前路径信息，与标识点***发送来的路径信息合并，产生车辆最新的路径信息；如果本设备查询不到相应车辆先前路径信息，从云端获取；
(2B-4)云路径终端查询“标识点区间表”获得该标识点所在的路段编码信息以及相关标识点区间信息；
(2B-5)云路径终端根据标识点所在路段信息，查询“收费站信息表”，获取该标识点所在路段所有实体收费站信息；然后,根据该标识点区间信息以及标识点所在路段实体收费站信息，查询“路段内费率表”确定哪些实体站位于标识点的前方，即从标识点区间虚拟站到实体站间的路段内费率表记录中字段“ETC标识点组合”包含该标识点就说明该实体站位于标识点前方，否则位于标识点后方；将路径信息传递给那些位于标识前方的实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”保存到“路径信息表”中；
(2B-6)云路径终端根据标识点所在路段信息查询“收费站信息表”，获取该标识点所在路段所有虚拟收费站信息；然后,根据该标识点区间信息以及标识点所在路段虚拟收费站信息，查询“路段内费率表”确定哪些虚拟站位于标识点的前方，即从标识点区间虚拟站到虚拟站间的路段内费率表记录中字段“ETC标识点组合”包含该标识点就说明该虚拟站位于标识点前方，否则位于标识点后方；对于位于标识点前方的虚拟站，查询“路段间节点表”，获取与这些虚拟站通过节点连通的对应的其他路段的虚拟站信息；
(2B-7)对于“步骤(2B-6)”获得的其他路段的虚拟站，查询“收费站信息表”确定虚拟站的类型是标识点虚拟站，还是非标识点虚拟站；
(2B-8)对于“步骤(2B-6)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是标识点虚拟站，则查询“收费站信息表”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2B-9)对于“步骤(2B-6)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，则查询“收费站信息表”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2B-10)对于上一步骤获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，获取该虚拟站所在路段所有虚拟收费站信息，然后查询“路段间节点表”，获取与这些虚拟站通过节点连通的对应的其他路段的虚拟站信息；
(2B-11)对于“步骤(2B-10)”获得的其他路段的虚拟站，查询“收费站信息表”确定虚拟站的类型是标识点虚拟站，还是非标识点虚拟站；
(2B-12)对于“步骤(2B-10)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是标识点虚拟站，则查询“收费站信息表”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2B-13)对于“步骤(2B-10)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，则查询“收费站信息表”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2B-14)对于“步骤(2B-10)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，对于这些虚拟站中的每一个虚拟站重复(2B-10)-(2B-14)步骤进行迭代，直到所有虚拟站都不是非标识点虚拟站为止；
(2B-15)车辆信息和路径信息传输到云端。
作为优选的技术方案，步骤(9)中，根据实际行驶路径计算通行费具体为：
(9-1)出口车道收费***从云路径终端获取车辆向前的行驶路径，如果云路径终端中没有相应车辆的路径信息，则从云端获取；
(9-2)将本收费站作为出口站，结合获得的行驶路径信息，确定车辆完整的行驶路径；
(9-3)查询“收费站区间表”获得入口站、出口站对应的收费站区间信息；
(9-4)根据入口站对应的收费站区间信息，合并相同虚拟站，排除无效端点，形成入口为入口站且出口为入口站区间虚拟站的“入口站区间集合”；
(9-5)根据入口站区间集合中的出口虚拟站，查询“路段间节点表”，获取这些虚拟站对应的“入口站区间节点集合”；
(9-6)根据入口站区间集合，查询“路段内费率表”，获取“入口站区间费率集合”；
(9-7)根据出口站对应的收费站区间信息，合并相同虚拟站，排除无效端点，形成入口为出口站区间虚拟站且出口为出口站的“出口站区间集合”；
(9-8)根据出口站区间集合中的入口虚拟站，查询“路段间节点表”，获取这些虚拟站对应的“出口站区间节点集合”；
(9-9)根据出口站区间集合，查询“路段内费率表”，获取“出口站区间费率集合”；
(9-10)查询“标识点区间表”获得途经标识点对应的各个标识点的“标识点区间集合”；
(9-11)根据标识点区间集合，查询“路段间节点表”，获取区间信息两端虚拟站对应的“标识点区间节点集合”；
(9-12)根据标识点区间信息，查询“路段内费率表”，获取区间信息两端虚拟站对应的“标识点区间费率集合”；
(9-13)按照入口站、标识1、标识2、…、标识点N，出口站，车辆行驶顺序，遵照前一区间出口站接下一区间入口站的顺序原则，判断相应的路径节点集合哪些相等，哪些不相等；相等的说明区间是连续的，不相等的说明区间是不连续的；
(9-14)对于不连续的区间，根据前一区间出口站接下一区间入口站的顺序原则，查询“路径基础费率表”获得对应的最短路径，同时查询“路径分段计算参数表”是否存在不经标识点的最短路径，如果存在不经标识点的路径，则最短路径和不经标识点路径金额小者优先，如果金额一样，则取最短路径；
(9-15)按照入口站、标识1、标识2、…、标识点m，出口站，车辆行驶顺序，遵照前一区间出口站接下一区间入口站的顺序原则，根据区间节点连续特性，依次拼接路径信息，这样最终得到Ni*N1*…*Nm*No条可能路径，其中Ni为入口站区间数，N1为标识点1的区间数，….，Nm为标识m的区间数，No为出口站的区间数；
(9-16)根据最短费率的原则，从这Ni*N1*…*Nm*No条可能路径中选出车辆行驶路径；然后查询“路段内费率表”，获得路径中各路段内的费率，合计，最终得到车辆的通行费、各路段路径信息、费用拆分信息。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
对比各种二义性路径精确识别技术，本发明采用射频技术是比较理想的实现技术，具有精度高，效率高，覆盖范围广。
目前，现有技术视频车牌识别和RFID识别技术最受欢迎，但这两种技术也存在这一定弊端。以及其他的路径识别技术如GPS识别技术、5.8G DSRC统一路径识别技术、电子车牌识别技术等也存在一定的劣势。
本发明基于射频识别技术的云路径***通过电子信息识别的频段方式上对车辆行驶路径信息的存储和传递，并不会因天气外部环境而受到影响，而车牌识别技术的工作条件受现场环境影响，在光线较差等恶劣环境下识别精度不高。视频车牌识别技术是利用摄像机采集包含车牌的车辆图像，然后分割出包含牌照字符的矩形区域，并进行二值并将其分割为单个字符，通过模式识别技术识别出车牌号码及车牌颜色。该技术要求在高速公路的收费站入口、出口、多义性路径标识点处都设有高清摄像机和车牌自动识别设备，其工作原理是：车辆到达入口时，获得车牌号码，然后上传至上级***；经标识点处时，同样采集车牌信息进行上传；到达出口时，根据采集识别出的车牌信息，在车牌数据库中进行匹配，匹配成功后可形成入口、标识点和出口的行驶线路。因而该识别技术的识别精度不高，受恶劣天气条件影响大。
RFID识别技术是非接触式的自动识别技术，利用射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。该技术通常需要采用集成433MHz电子标签和13.56MHz的IC卡的复合通行卡存储车辆行驶的路径(入口、标识点)，而433MHz RFID识别技术虽然在MTC车道的应用非常成功，但是无法应用于5.8G的ETC车辆,需要另外部署5.8G标识设备，导致成本增加；此外，RFID识别技术采用的433Mhz频段，电子车牌识别技术采用840～845Mhz(或920～925MHz)频段，这些频段没有定向通讯能力，采用广播方式进行信息交互，不能区分不同行驶方向的车辆。而采用基于射频识别技术的云路径***后，各种不同射频路径识别技术(如,5.8G DSRC统一路径识别技术、电子车牌识别技术等)可以在***建设上进行融合，并且进出高速公路的车辆不再需要携带各种存储行驶路径的介质(如，复合通行卡、CPU储值卡或CPU记账卡等)，解决RFID存在的问题，实现高速公路二义性路径在***建设上的融合，减少建设投资成本和运营成本。
GPS识别技术则需要基于GPS卫星定位、移动通信技术及电子导航地图，通过定位***和车载GPS装置对路网中车辆的行驶路径进行标示，并根据确定的行驶路径和收费标准对车辆征收通行费。在该技术具体应用时，通常存在两种方式，一种是要求车辆安装GPS识别和无线通信终端，这种方式难以实现；第二种是研发集成GPS模块和IC模块的复合通行卡，类似于RFID复合通行卡，这种方法存在两个技术问题，一是为了提高电池的使用寿命，需要研究电池唤醒问题；二是复合通行卡的厚度问题。而采用基于射频识别技术的云路径***并不需要车辆安装额外设备，也无需携带各种存储行驶路径的介质，更不需考虑研发复合通行卡的问题。
在近期来看，5.8G DSRC统一路径识别技术能同时解决MTC和ETC路径识别问题，是较理想的方案。但是从长远期来看，随着智慧城市的建设，以及射频技术的发展，国家会逐步加大电子车牌技术的应用，推动电子车牌标准化的进程，而基于射频识别技术的云路径***则会解决电子车牌应用过程中存在的问题，将各种不同射频路径识别技术(如,5.8GDSRC统一路径识别技术、电子车牌识别技术等)在***建设上进行融合，顺应发展技术融合让无源电子车牌技术将成为解决路径识别问题的最佳方案。
电子车牌识别技术的问题是没有方向性。其采用840～845Mhz(或920～925MHz)频段，这些频段没有定向通讯能力，采用广播方式进行信息交互，不能区分不同行驶方向的车辆。对于此技术的问题，路径信息可通过在云技术中的云路径终端之间传递方式获得优化解决，把电子车牌识别技术等各种不同射频路径识别技术在***建设上进行融合。
附图说明
图1是本发明的云路径***结构图；
图2是本发明的云路径实现方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本发明基于射频识别技术的云路径***，包括入口车道收费***、标识点***、出口车道收费***、射频路侧单元、云路径终端和云路径云端；
所述入口车道收费***，部署于高速公路入口车道，连接射频路侧单元，通过射频路侧单元识别进入高速公路的车辆信息(车牌号码、车牌颜色、车型)。入口收费车道***从射频路侧单元获得进入高速公路的车辆信息后，将车辆信息、入口站信息发送到部署于该收费站的云路径终端，再由该云路径终端将车辆信息和入口信息根据路网信息向前传递给可能到达的收费站的云路径终端。传递原则是仅传递到从该收费站出发不经标识点可达的所有收费站和下一可能标识点所在路段的收费站。为了防止标识点故障等引起的路径信息传递不连续而缺失，云路径终端除了向行驶前方传递路径信息外，还向云端传递路径信息，以备在云路径终端没有找到车辆路径信息时从云端获取。
所述标识点***，部署于高速公路存在二义性路径的路段，连接射频路侧单元，通过射频路侧单元识别进入高速公路的车辆信息(车牌号码、车牌颜色、车型)。标识点***从射频路侧单元获得经过该标识点车辆的车辆信息后，将车辆信息、标识点信息发送到部署于本路段的指定的某收费站的云路径终端，再由该云路径终端合并先前车辆行驶路径生成车辆最新行驶路径，并将最新行驶路径根据路网信息向前传递给可能到达的收费站的云路径终端。仅传递到从该收费站出发不经标识点可达的所有收费站和下一可能标识点所在路段的收费站。如果云路径终端在合并先前车辆行驶路径时，找不到相应车辆的路径信息，说明前一标识点或入口站路径传递故障，则通过云路径云端获取。为了防止标识点故障等引起的路径信息传递不连续而缺失，云路径终端除了向行驶前方传递路径信息外，还向云端传递路径信息，以备在云路径终端没有找到车辆路径信息时从云端获取。
所述出口车道收费***，部署于高速公路出口车道，连接射频路侧单元，通过射频路侧单元识别驶出高速公路的车辆信息(车牌号码、车牌颜色、车型)。出口收费车道***从射频路侧单元获得即将驶出高速公路的车辆信息后，从部署于该收费站的云路径终端获取车辆行驶路径信息(入口信息、标识点信息)，结合本站的出口信息，形成完整的车辆行驶路径(入口、标识点、出口)，根据行驶路径计算通行费，收取通行费，放行车辆。如果云路径终端找不到相应车辆的路径信息，说明前一标识点或入口站路径传递故障，则通过云路径云端获取。
所述射频路侧单元，通过射频技术识别经过的车辆信息(车牌号码、车牌颜色、车型等),然后传递给连接射频路侧单元的上位机(如车道收费***、标识点***等)。
所述云路径终端，是云路径***的核心之一。存储高速公路路网信息(如，路段收费站信息、互通立交或路段连接点信息、标识点信息等)。接收入口车道***或标识点***发送来的车辆路径信息，然后根据路网信息，向行驶前方可能到达的收费站的云路径终端传递车辆路径信息；为了避免路径信息转发出现无限死循环，云路径终端在向前方发送路径信息时，仅将路径信息发送到不经标识点可达的所有收费站和下一可能标识点所在路段的收费站；为了防止标识点故障等引起的路径信息传递不连续而缺失，云路径终端除了向行驶前方云路径终端传递路径信息外，还向云端传递路径信息。在出口收费站，云路径终端向车道收费***提供车辆行驶路径信息，供计费使用。如果云路径终端没有响应车辆行驶路径信息，说明前一标识点或入口站路径传递故障，则通过云路径云端获取。
所述云路径云端，部署于后端数据中心，是云路径***的核心之一。云路径云端主要功能是对云路径终端进行管理，包括部署管理，参数管理、状态管理；此外，云端还存储车辆行驶路径信息，以备因标识点或网络故障而引起的车辆行驶路径缺失时查询路径使用。
如图2所述，基于射频识别技术的云路径***的实现方法，包括下述步骤：
(1)在各收费站部署用于存储和分发路径信息的云路径终端设备；
(2)车辆在通过入口站或标识点时，射频路侧单元通过射频识别技术采集经过车辆的信息，并将采集到的车辆信息、入口站编码或标识点编码发送给云路径终端：(A)对于入口站，射频路侧单元将采集到的信息发送给本站部署的云路径终端，由该云路径终端存储并向前转发车辆路径信息；(B)对于标识点，射频路侧单元将采集到的信息发送给标识点所属路段指定的某收费站部署的云路径终端，再由该云路径终端拼接先前路径，存储并转发车辆路径信息。
云路径终端在接收到入口收费车道***或标识点***采集并发送来的路径信息后，根据高速公路路网信息，向部署于车辆行驶前方收费站的云路径终端传递路径信息。
为了避免路径信息传递出现无限死循环，云路径终端在向前方发送路径信息时，仅将路径信息发送到不经标识点可达的所有收费站和下一可能标识点所在路段的收费站，具体处理方法为：
(2-1)入口车道收费***通过射频路侧单元识别进入高速公路的车辆信息，并将车辆信息、入口站信息发送给该站部署的云路径终端；
(2-2)入口站的云路径终端接收入口车道收费***发送来的路径信息(车辆信息、入口信息)；
(2-3)入口站云路径终端查询“收费站信息表(Station)，如表1-1所示”，获取该收费站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”保存到“路径信息表(PathInfo)”中，如表1-2所示；
表1-1收费站信息表(Station)
序号 字段名 别名 数据类型 字节宽度 强制 主键
1 路段编码 RoadID Smallint 2 TRUE PK
2 站编码 StationID Integer 4 TRUE PK
3 站名称 StationName Char 8 TRUE
4 云路径终端IP PathTerminal IP Char 15 TRUE
5 版本号 Version Integer 4 TRUE PK
6 启用时间 StartTime DateTime 8 TRUE
7 收费站类型 StationType Tinyint 1 TRUE
8 状态 Status SmallInt 2 FALSE
9 支路编码 BranchID Tinyint 1 TRUE
表1-2路径信息表(PathInfo)
序号 字段名 别名 数据类型 字节宽度 强制 主键
1 车牌号码 PlateNo char 12 TRUE PK
2 车牌颜色 PlateColor tinyint 1 TRUE PK
3 车型 CarType tinyint 1 TRUE
4 入口路段编码 EnRoadID Smallint 2 TRUE
5 入口收费站编码 EnStationID Integer 4 TRUE
6 标识点组合 FlagComb varchar 256 TRUE
7 接收时间戳 TimeStamp DateTime 8 TRUE
(2-4)云路径终端查询“收费站信息表(Station)”，获取该收费站所在路段所有虚拟收费站信息，然后查询“路段间节点表(Node)”，获取与这些虚拟站通过节点连通的对应的其他路段的虚拟站信息；
(2-5)对于“步骤(2-4)”获得的其他路段的虚拟站，查询“收费站信息表(Station)”确定虚拟站的类型是标识点虚拟站，还是非标识点虚拟站；
(2-6)对于“步骤(2-4)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是标识点虚拟站，则查询“收费站信息表(Station)”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2-7)对于“步骤(2-4)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，则查询“收费站信息表(Station)”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2-8)对于“步骤(2-4)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，对于这些虚拟站中的每一个虚拟站重复(2-4)-(2-8)步骤进行迭代，直到所有虚拟站都不是非标识点虚拟站为止。
(2-9)车辆信息和路径信息传输到云端。
(3)云路径终端存储有高速公路路网信息，在接收路径采集设备发送来的车辆路径信息后，拼接并存储路径信息，然后根据车辆可能行驶方向，向部署在行驶前方可能收费站的云路径终端分发车辆的当前路径信息；
云路径终端向行驶前方可能到达的收费站的云路径终端传递车辆路径信息，选择传递目标的依据就是高速公路路网信息。所以高速公路路网信息的设置相当关键。
在云路径***中，通过四个方面的要素描述高速公路路网信息：(A)收费站信息，(B)收费站区间信息，(C)标识点区间信息，(D)路段间节点信息。
A：关于收费站信息，收费站包括实体收费站和虚拟收费站。实体收费站就是高速公路上实际布设的收费站；虚拟收费站指该路段在与其他路段衔接点设立的收费站，是虚拟存在，主要为了路段内计费以及描述路段间互联互通使用，此外虚拟收费站也可以用来描述该路段布设的标识点。
收费站信息描述收费站的相关信息，主要包括：收费站所在路段编码、收费站编码、收费站类型、部署该收费站的云路径终端IP地址。收费站信息详细内容详见“收费站信息表”。
收费站类型分类“实体收费站”、“标识点虚拟站”、“非标识点虚拟站”、“ETC标识点”、“MTC标识点”等类型。其中只有“实体收费站”部署云路径终端。
“标识点虚拟站”和“非标识点虚拟站”的区别在于：标识点虚拟站所在路段部署有标识点，非标识点虚拟站所在路段没有部署标识点。通过该类型属性可以控制云路径终端向行驶前方传递车辆路径信息的深度，防止陷入信息传递的死循环中。
B：关于收费站区间信息，收费站区间信息描述实体收费站位于哪两个可达的路段间节点所包含的该收费站所属路段的虚拟站之间。
收费站区间信息包括：路段编码、站编码、临近虚拟站编码1、临近虚拟站编码2，详见表2“收费站区间表(StationZone)”。其中“临近虚拟站编码1”、“临近虚拟站编码2”分别描述两端可达的路段间节点所包含的该收费站所属路段的虚拟站。
表2收费站区间表(StationZone)
路段间节点描述路段之间的连通性，路段间节点由各路段相应的虚拟收费站组合组成，表示从某路段某虚拟收费站可以到达另一个路段某虚拟收费站。
基于路段间节点以及虚拟收费站的特点，收费站区间信息实际含义如下：
(a)如果该实体站作为入口站，则对应的收费站区间信息含义：从该收费站进入高速公路后，可以从区间信息描述的虚拟站驶出该路段并到达另外路段上行驶。
(b)如果该实体站作为出口站，则对应的收费站区间信息含义：从另外路段通过路段间节点可以从区间信息描述的虚拟站驶入收费站所属的路段，然后从该收费站驶出高速公路。
C：标识点区间信息描述标识点位于哪两个“路段间节点”所包含的标识点所属路段的虚拟站之间。
标识点区间信息包括：标识点编号、所属路段、入口站编号、出口站编号，详见表3“标识点区间表(FlagZone)”。其中“入口站编号”、“出口站编号”分别描述两端“路段间节点”所包含的标识点所属路段的虚拟站。
表3标识点区间表(FlagZone)
注：标识点类型：0--RFID标识点；1--ETC标识点。当为ETC自由流、标识点时，车辆从入口站驶向出口站；当为RFID标识时，不分入口、出口方向。
标识点区间信息实际含义为：车辆从标识点区间信息中的一个虚拟站(比如“入口站编码”指定的虚拟站)驶入该路段，从另一个虚拟站(比如“出口站编编码”指定的虚拟站)驶出该路段，经过该标识点。
D：关于路段间节点信息，路段间节点信息描述路段之间的连通性，路段间节点由各路段相应的虚拟收费站组合组成。
路段间节点信息包括：节点编号、路段编码1、站编码1、路段编码2、站编码2，详见表4“路段间节点表(Node)”。“节点编号”标识某一路段间节点，代表一个互通立交或者路段连接点；路段间节点表中一条记录代表一对虚拟站的组合，表示从“路段编码1”的“站编码1”通过该节点可以到达“路段编码2”的“站编码2”(或者从“路段编码2”的“站编码2”通过该节点可以到达“路段编码1”的“站编码1”)。
表4路段间节点表(Node)
标识点路径信息采集和传递处理流程如下：
(3-1)标识点***通过射频路侧单元识别经过该标识点的车辆信息，并将车辆信息、标识点信息发送给该标识点所属路段某个收费站部署的云路径终端；
(3-2)云路径终端接收标识点***发送来的路径信息(车辆信息、标识点信息)；
(3-3)云路径终端查询本设备的“路径信息表(PathInfo)”，获取该车辆先前路径信息，与标识点***发送来的路径信息合并，产生车辆最新的路径信息；如果本设备查询不到相应车辆先前路径信息，从云端获取；
(3-4)云路径终端查询“标识点区间表(FlagZone)”获得该标识点所在的路段编码信息以及相关标识点区间信息；
(3-5)云路径终端根据标识点所在路段信息，查询“收费站信息表(Station)”，获取该标识点所在路段所有实体收费站信息；然后,根据该标识点区间信息以及标识点所在路段实体收费站信息，查询表5“路段内费率表(RoadPrice)”确定哪些实体站位于标识点的前方(从标识点区间虚拟站到实体站间的路段内费率表记录中字段“ETC标识点组合”包含该标识点就说明该实体站位于标识点前方，否则位于标识点后方)；将路径信息传递给那些位于标识前方的实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”保存到“路径信息表(PathInfo)”中；
表5路段内费率表(RoadPrice)
(3-6)云路径终端根据标识点所在路段信息查询“收费站信息表(Station)”，获取该标识点所在路段所有虚拟收费站信息；然后,根据该标识点区间信息以及标识点所在路段虚拟收费站信息，查询“路段内费率表(RoadPrice)”确定哪些虚拟站位于标识点的前方(从标识点区间虚拟站到虚拟站间的路段内费率表记录中字段“ETC标识点组合”包含该标识点就说明该虚拟站位于标识点前方，否则位于标识点后方)；对于位于标识点前方的虚拟站，查询“路段间节点表(Node)”，获取与这些虚拟站通过节点连通的对应的其他路段的虚拟站信息；
(3-7)对于“步骤(3-6)”获得的其他路段的虚拟站，查询“收费站信息表(Station)”确定虚拟站的类型是标识点虚拟站，还是非标识点虚拟站；
(3-8)对于“步骤(3-6)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是标识点虚拟站，则查询“收费站信息表(Station)”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(3-9)对于“步骤(3-6)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，则查询“收费站信息表(Station)”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(3-10)对于上一步骤获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，获取该虚拟站所在路段所有虚拟收费站信息，然后查询“路段间节点表(Node)”，获取与这些虚拟站通过节点连通的对应的其他路段的虚拟站信息；
(3-11)对于“步骤(3-10)”获得的其他路段的虚拟站，查询“收费站信息表(Station)”确定虚拟站的类型是标识点虚拟站，还是非标识点虚拟站；
(3-12)对于“步骤(3-10)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是标识点虚拟站，则查询“收费站信息表(Station)”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(3-13)对于“步骤(3-10)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，则查询“收费站信息表(Station)”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(3-14)对于“步骤(3-10)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，对于这些虚拟站中的每一个虚拟站重复(3-10)-(3-14)步骤进行迭代，直到所有虚拟站都不是非标识点虚拟站为止。
(3-15)车辆信息和路径信息传输到云端。
(4)行驶前方收费站部署的云路径终端接收到连接路径采集设备的云路径终端发送来的车辆路径信息后，存储备用。
(5)由于高速公路路网四通八达，相互连接，为了避免路径信息转发出现无限死循环，连接路径采集设备的云路径终端在向前转发路径信息时，仅转发到不经标识点可达的所有收费站和下一标识点所在路段的收费站。
(6)如果由于标识点故障，引起路径信息不能依次向下传递，造成连接路径采集设备的云路径终端在收到标识点发送来的车辆信息后，不能获得该车辆先前路径信息时，这时从云路径云端获取。云路径云端作为路径传递异常时修复处理使用，以减少网络上的信息流。
(7)由于网络中存在多个回路，对于同一辆车，某台云路径终端可能会收到上一个云路径终端发送来的多个路径信息，保留一个即可。
(8)在射频识别技术中，5.8G DSRC统一路径识别技术具有方向性，电子车牌识别技术没有方向性。对于5.8G标识点，路径信息在云路径终端间沿着行驶方向依次传递；对于电子车牌识别技术，由于没有方向性，路径信息在云路径终端-“云路径云端”-云路径终端三者之间传递。
(9)在出口站，车道收费***从云路径终端获取车辆的路径信息，根据实际行驶路径计算通行费。
出口车道收费***根据从云路径终端获得的路径信息(入口站、标识点)，计算车辆的通行费。
在云路径***中，通过三个方面的要素描述高速公路费率信息：(A)路段内费率，(B)路径基础费率，(C)路径分段计算参数。
详见表5“路段内费率表(RoadPrice)”。路段内费率主要描述每个路段内两两收费站(包括实体站和虚拟站)之间的距离、费用，以及经过的标识点等信息。
关于路径基础费率，详见表6“路径基础费率表(MultiPathPrice)”。路径基础费率主要描述高速公路路网中两个收费站(包括实体站和虚拟站)之间最短路径费率。但是，由于路网复杂，如果所有两个收费站都进行组合，这样总记录数会可能达到上亿、十亿级别，甚至更高，给存储、查找信息带来很大的资源和时间消耗和难度。在云路径***中，路径基础费率仅存储如下情况：
(一)实体收费站之间的最短路径费率信息；
(二)虚拟站(包括标识虚拟站和非标识虚拟站)到标识虚拟站最短路径费率信息；
(三)标识虚拟站到收费站最短路径费率；
(四)可达最远费率。
表6路径基础费率表(MultiPathPrice)
注：费率类型定义:0--收费站到收费站的最短路径费率；1--虚拟站到标识虚拟站的最短路径费率；2--标识虚拟站到收费站的最短路径费率；3--可达最远费率；
路径基础费率主要用途是为了在标识点可能丢失下，确定两个收费站或虚拟站之间的最短路径费率。
关于路径分段计算参数，详见表7“路径分段计算参数表(RoadPathSectionInfo)”。路径分段计算参数主要是描述高速公路路网中两个收费站(包括实体站和虚拟站)之间可能存在的不经过标识点的最短路径费率。
表7路径分段计算参数表(RoadPathSectionInfo)
注：(1)不经标识点的记录,标识点编码字段填0
(2)标识点类型：0--RFID标识点；1--ETC标识点。当为ETC自由流、标识点时，车辆从入口站驶向出口站；当为RFID标识时，不分入口、出口方向。
为何存在这样的不经过标识点的最短路径，主要原因是由于开率到建设和运营成本等因素，有些路段并没有部署二义性路径的标识点造成。
关于行驶路径恢复和通行费计算，采用路径恢复和通行费计算原则，
车辆在驶出高速公路时，出口车道收费***从云路径终端获得车辆行驶的路径信息(入口站、标识点)，结合本收费站作为出口站，形成了车辆行驶的完整行驶路径(入口站、途经标识点、出口站)。
出口车道收费***根据完整行驶路径(入口站、途经标识点、出口站)、路网信息、费率信息，计算车辆的通行费。
计算原则如下：
①有实际行驶路径的，按实际行驶路径计算通行费；
②如果丢失标识点，对于没有丢失标识点的路段，按实际路径计算通行费；对于丢失了标识点的路段，按最短路径计算通行费。
③从入口站到出口站，可能会存在多条可达路径；对于有多条可达路径的，选取最短路径进行计算通行费。
④两个收费站或虚拟站之间可能存在不经标识点的路径，所以在确定两个收费站或虚拟站之间最短路径时，需要结合“路径基础费率”中的最短路径和“路径分段计算参数”中的不经标识点的路径，如果存在不经标识点的路径，遵循如下原则：(A)最短路径和不经标识点路径费用最低这优先；(B)如果两则费用相等，取最短路径作为两个收费站或虚拟站间的路径。
出口车道收费***进行车辆行驶路径恢复和计算通行费流程如下：
(9-1)出口车道收费***从云路径终端获取车辆向前的行驶路径，如果云路径终端中没有相应车辆的路径信息，则从云端获取；
(9-2)将本收费站作为出口站，结合获得的行驶路径信息，确定车辆完整的行驶路径(入口站、途经标识点、出口站)；
(9-3)查询“收费站区间表(StationZone)”获得入口站、出口站对应的收费站区间信息；
(9-4)根据入口站对应的收费站区间信息，合并相同虚拟站，排除无效端点，形成入口为入口站且出口为入口站区间虚拟站的“入口站区间集合”；
(9-5)根据入口站区间集合中的出口虚拟站，查询“路段间节点表(Node)”，获取这些虚拟站对应的“入口站区间节点集合”；
(9-6)根据入口站区间集合，查询“路段内费率表(RoadPrice)”，获取“入口站区间费率集合”；
(9-7)根据出口站对应的收费站区间信息，合并相同虚拟站，排除无效端点，形成入口为出口站区间虚拟站且出口为出口站的“出口站区间集合”；
(9-8)根据出口站区间集合中的入口虚拟站，查询“路段间节点表(Node)”，获取这些虚拟站对应的“出口站区间节点集合”；
(9-9)根据出口站区间集合，查询“路段内费率表(RoadPrice)”，获取“出口站区间费率集合”；
(9-10)查询“标识点区间表(FlagZone)”获得途经标识点对应的各个标识点的“标识点区间集合”；
(9-11)根据标识点区间集合，查询“路段间节点表(Node)”，获取区间信息两端虚拟站对应的“标识点区间节点集合”；
(9-12)根据标识点区间信息，查询“路段内费率表(RoadPrice)”，获取区间信息两端虚拟站对应的“标识点区间费率集合”；
(9-13)按照入口站、标识1、标识2、…、标识点N，出口站，车辆行驶顺序，遵照前一区间出口站接下一区间入口站的顺序原则，判断相应的路径节点集合哪些相等，哪些不相等；相等的说明区间是连续的，不相等的说明区间是不连续的；
(9-14)对于不连续的区间，根据前一区间出口站接下一区间入口站的顺序原则，查询“路径基础费率表(MultiPathPrice)”获得对应的最短路径，同时查询“路径分段计算参数表(RoadPathSectionInfo)”是否存在不经标识点的最短路径。如果存在不经标识点的路径，则最短路径和不经标识点路径金额小者优先，如果金额一样，则取最短路径；
(9-15)按照入口站、标识1、标识2、…、标识点m，出口站，车辆行驶顺序，遵照前一区间出口站接下一区间入口站的顺序原则，根据区间节点连续特性，依次拼接路径信息，这样最终得到Ni*N1*…*Nm*No条可能路径，其中Ni为入口站区间数，N1为标识点1的区间数，….，Nm为标识m的区间数，No为出口站的区间数。
(9-16)根据最短费率的原则，从这Ni*N1*…*Nm*No条可能路径中选出车辆行驶路径；然后查询“路段内费率表(RoadPrice)”，获得路径中各路段内的费率，合计，最终得到车辆的通行费、各路段路径信息、费用拆分信息。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于射频识别技术的云路径***，其特征在于，包括入口车道收费***、标识点***、出口车道收费***、射频路侧单元、云路径终端和云路径云端，
所述入口车道收费***，部署于高速公路入口车道，连接射频路侧单元，通过射频路侧单元识别进入高速公路的车辆信息，入口车道收费***从射频路侧单元获得进入高速公路的车辆信息后，将车辆信息、入口站信息发送到部署于该收费站的云路径终端，再由该云路径终端将车辆信息和入口信息根据路网信息向前传递给可能到达的收费站的云路径终端；
所述标识点***，部署于高速公路存在二义性路径的路段，连接射频路侧单元，通过射频路侧单元识别进入高速公路的车辆信息，标识点***从射频路侧单元获得经过该标识点车辆的车辆信息后，将车辆信息、标识点信息发送到部署于本路段的指定的某收费站的云路径终端，再由该云路径终端合并先前车辆行驶路径生成车辆最新行驶路径，并将最新行驶路径根据路网信息向前传递给可能到达的收费站的云路径终端；
所述出口车道收费***，部署于高速公路出口车道，连接射频路侧单元，通过射频路侧单元识别驶出高速公路的车辆信息，出口车道收费***从射频路侧单元获得即将驶出高速公路的车辆信息后，从部署于该收费站的云路径终端获取车辆行驶路径信息，结合本站的出口信息，形成完整的车辆行驶路径，根据行驶路径计算通行费，收取通行费，放行车辆；
所述射频路侧单元，通过射频技术识别经过的车辆信息，然后将所述车辆信息传递给连接射频路侧单元的上位机；
所述云路径终端，部署于收费站，存储高速公路路网信息，用于接收入口车道收费***或标识点***发送来的车辆路径信息，然后根据路网信息，向行驶前方可能到达的收费站的云路径终端传递车辆路径信息；
所述云路径云端，部署于后端数据中心，用于对云路径终端进行管理，包括部署管理，参数管理和状态管理；此外，所述云路径云端还存储车辆行驶路径信息，以备因标识点或网络故障而引起的车辆行驶路径缺失时查询路径使用。
2.根据权利要求1所述基于射频识别技术的云路径***，其特征在于，所述云路径终端将车辆信息和入口信息根据路网信息向前传递给可能到达的收费站的云路径终端依据的原则为：
仅传递到从该收费站出发不经标识点可达的所有收费站和下一可能标识点所在路段的收费站，为了防止标识点故障等引起的路径信息传递不连续而缺失，云路径终端除了向行驶前方传递路径信息外，还向云端传递路径信息，以备在云路径终端没有找到车辆路径信息时从云端获取。
3.根据权利要求1所述基于射频识别技术的云路径***，其特征在于，所述并将最新行驶路径根据路网信息向前传递给可能到达的收费站的云路径终端中传递的原则为：
仅传递到从该收费站出发不经标识点可达的所有收费站和下一可能标识点所在路段的收费站；如果云路径终端在合并先前车辆行驶路径时，找不到相应车辆的路径信息，说明前一标识点或入口站路径传递故障，则通过云路径云端获取，为了防止标识点故障等引起的路径信息传递不连续而缺失，云路径终端除了向行驶前方传递路径信息外，还向云端传递路径信息，以备在云路径终端除没有找到车辆路径信息时从云端获取。
4.根据权利要求1所述基于射频识别技术的云路径***，其特征在于，在出口车道收费***中，如果云路径终端找不到相应车辆的路径信息，说明前一标识点或入口站路径传递故障，则通过云路径云端获取。
5.根据权利要求1所述基于射频识别技术的云路径***，其特征在于，在云路径终端中，为了避免路径信息转发出现无限死循环，云路径终端在向前方发送路径信息时，仅将路径信息发送到不经标识点可达的所有收费站和下一可能标识点所在路段的收费站；为了防止标识点故障引起的路径信息传递不连续而缺失，云路径终端除了向行驶前方云路径终端传递路径信息外，还向云端传递路径信息；在出口收费站，云路径终端向车道收费***提供车辆行驶路径信息，供计费使用；如果云路径终端没有响应车辆行驶路径信息，说明前一标识点或入口站路径传递故障，则通过云路径云端获取。
6.根据权利要求1所述基于射频识别技术的云路径***的实现方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)在各收费站部署用于存储和分发路径信息的云路径终端设备；
(2)车辆在通过入口站或标识点时，射频路侧单元通过射频识别技术采集经过车辆的信息，并将采集到的车辆信息、入口站编码或标识点编码发送给云路径终端：
(A)对于入口站，射频路侧单元将采集到的信息发送给本站部署的云路径终端，由该云路径终端存储并向前转发车辆路径信息；
(B)对于标识点，射频路侧单元将采集到的信息发送给标识点所属路段指定的某收费站部署的云路径终端，再由该云路径终端拼接先前路径，存储并转发车辆路径信息；
(3)云路径终端存储有高速公路路网信息，在接收路径采集设备发送来的车辆路径信息后，拼接并存储路径信息，然后根据车辆可能行驶方向，向部署在行驶前方可能收费站的云路径终端分发车辆的当前路径信息；
(4)行驶前方收费站部署的云路径终端接收到连接路径采集设备的云路径终端发送来的车辆路径信息后，存储备用；
(5)连接路径采集设备的云路径终端在向前转发路径信息时，仅转发到不经标识点可达的所有收费站和下一标识点所在路段的收费站；
(6)如果由于标识点故障，引起路径信息不能依次向下传递，造成连接路径采集设备的云路径终端在收到标识点发送来的车辆信息后，不能获得该车辆先前路径信息时，这时从云路径云端获取，云路径云端作为路径传递异常时修复处理使用，以减少网络上的信息流；
(7)由于网络中存在多个回路，对于同一辆车，某台云路径终端可能会收到上一个云路径终端发送来的多个路径信息，保留一个即可；
(8)对于5.8G标识点，路径信息在云路径终端间沿着行驶方向依次传递；对于电子车牌识别技术，由于没有方向性，路径信息在云路径终端-“云路径云端”-云路径终端三者之间传递；
(9)在出口站，车道收费***从云路径终端获取车辆的路径信息，根据实际行驶路径计算通行费。
7.根据权利要求6所述基于射频识别技术的云路径***的实现方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述高速公路路网信息通过下述四个方面要素描述：
(A)收费站信息，(B)收费站区间信息，(C)标识点区间信息，(D)路段间节点信息；
在所述收费站信息中，收费站包括实体收费站和虚拟收费站，所述虚拟收费站指该路段在与其他路段衔接点设立的收费站，是虚拟存在，用于路段内计费以及描述路段间互联互通使用，且该虚拟收费站还用来描述该路段布设的标识点；所述收费站信息包括：收费站所在路段编码、收费站编码、收费站类型、部署该收费站的云路径终端IP地址；
所述收费站区间信息，描述实体收费站位于哪两个可达的路段间节点所包含的该收费站所属路段的虚拟站之间，所述收费站区间信息包括：路段编码、站编码、临近虚拟站编码1、临近虚拟站编码2，其中“临近虚拟站编码1”、“临近虚拟站编码2”分别描述两端可达的路段间节点所包含的该收费站所属路段的虚拟站；
所述标识点区间信息描述标识点位于哪两个“路段间节点”所包含的标识点所属路段的虚拟站之间，标识点区间信息包括：标识点编号、所属路段、入口站编号、出口站编号，；其中“入口站编号”、“出口站编号”分别描述两端“路段间节点”所包含的标识点所属路段的虚拟站；
所述路段间节点信息描述路段之间的连通性，路段间节点由各路段相应的虚拟收费站组合组成，路段间节点信息包括：节点编号、路段编码1、站编码1、路段编码2、站编码2，“节点编号”标识某一路段间节点，代表一个互通立交或者路段连接点；路段间节点表中一条记录代表一对虚拟站的组合，表示从“路段编码1”的“站编码1”通过该节点可以到达“路段编码2”的“站编码2”；或者从“路段编码2”的“站编码2”通过该节点可以到达“路段编码1”的“站编码1”。
8.根据权利要求6所述基于射频识别技术的云路径***的实现方法，其特征在于，在步骤(2)-(A)中，入口站路径信息采集和传递处理流程如下：
(2A-1)入口车道收费***通过射频路侧单元识别进入高速公路的车辆信息，并将车辆信息、入口站信息发送给该站部署的云路径终端；
(2A-2)入口站的云路径终端接收入口车道收费***发送来的路径信息；
(2A-3)入口站云路径终端查询“收费站信息表”，获取该收费站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”保存到“路径信息表”中；
(2A-4)云路径终端查询“收费站信息表”，获取该收费站所在路段所有虚拟收费站信息，然后查询“路段间节点表”，获取与这些虚拟站通过节点连通的对应的其他路段的虚拟站信息；
(2A-5)对于“步骤(2A-4)”获得的其他路段的虚拟站，查询“收费站信息表”确定虚拟站的类型是标识点虚拟站，还是非标识点虚拟站；
(2A-6)对于“步骤(2A-4)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是标识点虚拟站，则查询“收费站信息表”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2A-7)对于“步骤(2A-4)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，则查询“收费站信息表”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2A-8)对于“步骤(2A-4)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，对于这些虚拟站中的每一个虚拟站重复(2A-4)-(2A-8)步骤进行迭代，直到所有虚拟站都不是非标识点虚拟站为止；
(2A-9)将车辆信息和路径信息传输到云端。
9.根据权利要求6所述基于射频识别技术的云路径***的实现方法，其特征在于，所述步骤(2)-(B)中，标识点路径信息采集和传递处理流程如下：
(2B-1)标识点***通过射频路侧单元识别经过该标识点的车辆信息，并将车辆信息、标识点信息发送给该标识点所属路段某个收费站部署的云路径终端；
(2B-2)云路径终端接收标识点***发送来的路径信息；
(2B-3)云路径终端查询本设备的“路径信息表”，获取该车辆先前路径信息，与标识点***发送来的路径信息合并，产生车辆最新的路径信息；如果本设备查询不到相应车辆先前路径信息，从云端获取；
(2B-4)云路径终端查询“标识点区间表”获得该标识点所在的路段编码信息以及相关标识点区间信息；
(2B-5)云路径终端根据标识点所在路段信息，查询“收费站信息表”，获取该标识点所在路段所有实体收费站信息；然后,根据该标识点区间信息以及标识点所在路段实体收费站信息，查询“路段内费率表”确定哪些实体站位于标识点的前方，即从标识点区间虚拟站到实体站间的路段内费率表记录中字段“ETC标识点组合”包含该标识点就说明该实体站位于标识点前方，否则位于标识点后方；将路径信息传递给那些位于标识前方的实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”保存到“路径信息表”中；
(2B-6)云路径终端根据标识点所在路段信息查询“收费站信息表”，获取该标识点所在路段所有虚拟收费站信息；然后,根据该标识点区间信息以及标识点所在路段虚拟收费站信息，查询“路段内费率表”确定哪些虚拟站位于标识点的前方，即从标识点区间虚拟站到虚拟站间的路段内费率表记录中字段“ETC标识点组合”包含该标识点就说明该虚拟站位于标识点前方，否则位于标识点后方；对于位于标识点前方的虚拟站，查询“路段间节点表”，获取与这些虚拟站通过节点连通的对应的其他路段的虚拟站信息；
(2B-7)对于“步骤(2B-6)”获得的其他路段的虚拟站，查询“收费站信息表”确定虚拟站的类型是标识点虚拟站，还是非标识点虚拟站；
(2B-8)对于“步骤(2B-6)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是标识点虚拟站，则查询“收费站信息表”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2B-9)对于“步骤(2B-6)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，则查询“收费站信息表”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2B-10)对于上一步骤获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，获取该虚拟站所在路段所有虚拟收费站信息，然后查询“路段间节点表”，获取与这些虚拟站通过节点连通的对应的其他路段的虚拟站信息；
(2B-11)对于“步骤(2B-10)”获得的其他路段的虚拟站，查询“收费站信息表”确定虚拟站的类型是标识点虚拟站，还是非标识点虚拟站；
(2B-12)对于“步骤(2B-10)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是标识点虚拟站，则查询“收费站信息表”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2B-13)对于“步骤(2B-10)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，则查询“收费站信息表”，获取该虚拟站所在路段所有实体收费站信息，然后将路径信息传递给这些实体收费站部署的云路径终端；这些实体收费站部署的云路径终端在接收到路径信息后，加上“接收时间戳”后保存；
(2B-14)对于“步骤(2B-10)”获得的其他路段的虚拟站，如果类型是非标识点虚拟站，对于这些虚拟站中的每一个虚拟站重复(2B-10)-(2B-14)步骤进行迭代，直到所有虚拟站都不是非标识点虚拟站为止；
(2B-15)车辆信息和路径信息传输到云端。
10.根据权利要求6所述基于射频识别技术的云路径***的实现方法，其特征在于，步骤(9)中，根据实际行驶路径计算通行费具体为：
(9-1)出口车道收费***从云路径终端获取车辆向前的行驶路径，如果云路径终端中没有相应车辆的路径信息，则从云端获取；
(9-2)将本收费站作为出口站，结合获得的行驶路径信息，确定车辆完整的行驶路径；
(9-3)查询“收费站区间表”获得入口站、出口站对应的收费站区间信息；
(9-4)根据入口站对应的收费站区间信息，合并相同虚拟站，排除无效端点，形成入口为入口站且出口为入口站区间虚拟站的“入口站区间集合”；
(9-5)根据入口站区间集合中的出口虚拟站，查询“路段间节点表”，获取这些虚拟站对应的“入口站区间节点集合”；
(9-6)根据入口站区间集合，查询“路段内费率表”，获取“入口站区间费率集合”；
(9-7)根据出口站对应的收费站区间信息，合并相同虚拟站，排除无效端点，形成入口为出口站区间虚拟站且出口为出口站的“出口站区间集合”；
(9-8)根据出口站区间集合中的入口虚拟站，查询“路段间节点表”，获取这些虚拟站对应的“出口站区间节点集合”；
(9-9)根据出口站区间集合，查询“路段内费率表”，获取“出口站区间费率集合”；
(9-10)查询“标识点区间表”获得途经标识点对应的各个标识点的“标识点区间集合”；
(9-11)根据标识点区间集合，查询“路段间节点表”，获取区间信息两端虚拟站对应的“标识点区间节点集合”；
(9-12)根据标识点区间信息，查询“路段内费率表”，获取区间信息两端虚拟站对应的“标识点区间费率集合”；
(9-13)按照入口站、标识1、标识2、…、标识点N，出口站，车辆行驶顺序，遵照前一区间出口站接下一区间入口站的顺序原则，判断相应的路径节点集合哪些相等，哪些不相等；相等的说明区间是连续的，不相等的说明区间是不连续的；
(9-14)对于不连续的区间，根据前一区间出口站接下一区间入口站的顺序原则，查询“路径基础费率表”获得对应的最短路径，同时查询“路径分段计算参数表”是否存在不经标识点的最短路径，如果存在不经标识点的路径，则最短路径和不经标识点路径金额小者优先，如果金额一样，则取最短路径；
(9-15)按照入口站、标识1、标识2、…、标识点m，出口站，车辆行驶顺序，遵照前一区间出口站接下一区间入口站的顺序原则，根据区间节点连续特性，依次拼接路径信息，这样最终得到Ni*N1*…*Nm*No条可能路径，其中Ni为入口站区间数，N1为标识点1的区间数，….，Nm为标识m的区间数，No为出口站的区间数；
(9-16)根据最短费率的原则，从这Ni*N1*…*Nm*No条可能路径中选出车辆行驶路径；然后查询“路段内费率表”，获得路径中各路段内的费率，合计，最终得到车辆的通行费、各路段路径信息、费用拆分信息。
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