基于车辆实时位置和路链匹配的拥堵收费方法

1.一种基于车辆实时位置和路链匹配的拥堵收费方法，该方法用于城市道路的拥堵收费，所述方法包含：
步骤101)在城市路网上设置收费区域，所述收费区域的类型包含：点收费、路段收费和区域收费；
步骤102)根据道路的拓扑结构和经纬度将城市路网划分为若干路链，并对划分得到的路链进行统一编号；
基于划分得到的各路链生成路链信息，且生成的路链信息包含路链的基本信息和路链间的拓扑关系；其中，所述的路链的基本信息包括：路链长度、路链起点和终点的经纬度坐标、路链类型和路链方向；
基于设置的收费区域筛选划分城市路网得到的路链，进而得到收费路链；
建立收费规则与收费路链的绑定关系，进而得到收费路链信息，其中所述收费规则包含：收费费率、折扣规则和收费时间；
步骤103)将生成的收费路链信息发送至车载的收费执行模块；
步骤104)车载的收费执行模块根据车辆实时位置数据、路网信息和收费版本数据进行相应的收费操作；
所述步骤104)进一步包含：
步骤104-1)根据车辆的实时位置数据，进行路链匹配，即将车辆当前所在位置与划分得到的路链进行匹配，进而获得车辆当前位置所属的路链；
步骤104-2)判断车辆当前的路链是否属于收费路链，如果属于收费路链则根据收费规则与收费路链的绑定关系获得具体的收费策略和收费规则，进而依据收费规则进行收费操作，否则不进行收费操作；
所述步骤104-1)之前还包含：
将步骤102)将划分得到的路链和路链编号发送至车载的收费执行模块，进而用于车辆位置与路链的匹配操作；
其中，通过如下路链匹配算法得到车辆实时位置数据与路链的匹配：
(1)实时采集车辆当前时刻的经纬度坐标和行驶方向角；
(2)利用采集点到路链的距离、行驶方向角与路段矢量方向差值加权的方法将该采集点匹配到路链上，具体步骤如下：
a、根据采集点的经纬度坐标计算车辆到路链集合中各路链间的投影距离li；
b、计算车辆的行驶方向角与路链集合中各路链矢量方向角之差 ；
c、采用如下公式计算匹配度距离：
其中， 分别为投影距离和方位角差值的加权系数；
d、选取hi最小的路链Ri，若车辆到此路链Ri的投影距离li其中，L为设定的阈值。
2.根据权利要求1所述的基于车辆实时位置和路链匹配的拥堵收费方法，其特征在于，采用移动无线网络将收费路链信息发送至车载的收费执行模块。
3.根据权利要求1所述的基于车辆实时位置和路链匹配的拥堵收费方法，其特征在于，所述步骤104)之后还包含：将收费结果通过移动无线网络回传至后台服务器。

基于车辆实时位置和路链匹配的拥堵收费方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于基于城市道路的拥堵收费方法，具体涉及一种基于车辆实时位置和路链匹配的拥堵收费方法及系统。\n背景技术\n[0002] 随着国内社会经济的发展和整体民生的提高，我国机动车保有量快速增长，基础设施建设也趋于饱和，这就导致了国内各大城市均出现严重的交通拥堵现象,城市交通压力业越来越大，而拥堵根源在于城市交通供求特性及其所产生的供求矛盾。因此，如何有效管理交通状况和解决现有交通拥堵问题成为了国家的重要课题。参考世界上众多大城市解决城市交通拥堵的相关解决方法，一些重要城市采用的拥堵收费的解决方法更符合国内的各种城市交通情况。新加坡，伦敦已经成功实施拥堵收费多年，交通资源得到了合理的优化和配置，交通压力得到了有效的缓解。现如今，国内很多城市已开始论证城区拥堵收费方案。\n[0003] 专利【201110365382.4】给出了一种利用移动定位技术获取车辆位置信息并进行拥堵收费方法；专利【201110095091.8】给出了一种利用可视电子通行证进行拥堵收费的方法。\n[0004] 目前车辆定位技术已相对成熟，主要包括卫星定位，蜂窝定位以及路侧设备定位等。但在对车辆定位的基础上，根据车辆实时位置和路链匹配的方式进行城市道路拥堵收费目前还是一项空白。\n[0005] 国外新加坡和伦敦的现有方案采用ETC或基于视频的车牌自动识别的方法进行车辆身份和路径识别。这两种方案在收费的灵活性方面存在一些不足，并且需要架设大量龙门架等设备，工程实施难度较大，并不能很好的适应中国国情。\n[0006] 国内虽然也提出了一些其他拥堵收费的方法，但在收费的灵活性和可靠性上还存在一些不足。\n发明内容\n[0007] 本发明的目的在于，为克服上述问题，本发明提供一种基于车辆实时位置和路链匹配的拥堵收费方法及系统。\n[0008] 为了实现上述目的，本发明提供了一种基于车辆实时位置和路链匹配的城市道路拥堵收费方法，所述方法包含：\n[0009] 步骤101)在城市路网上设置收费区域，其中所述收费区域类型包含：点收费、路段收费和区域收费；\n[0010] 步骤102)根据道路的拓扑结构和经纬度将城市路网划分为若干路链，并对划分得到的路链进行统一编号；\n[0011] 基于划分得到的各路链生成路链信息，且生成的路链信息包含路链的基本信息和路链间的拓扑关系；其中，所述的路链的基本信息包括：路链长度、路链起点和终点的经纬度坐标、路链类型和路链方向；\n[0012] 基于设置的收费区域筛选划分城市路网得到的路链，进而得到收费路链；\n[0013] 建立收费规则与收费路链的绑定关系，进而得到收费路链信息，其中所述收费规则包含：收费费率、折扣规则和收费时间；\n[0014] 步骤103)将生成的收费路链信息发送至车载的收费执行模块；\n[0015] 步骤104)车载的收费执行模块根据车辆实时位置数据、路网信息和收费版本数据进行相应的收费操作。\n[0016] 可选的，采用移动无线网络将收费路链信息发送至车载的收费执行模块。\n[0017] 可选的，上述步骤104)进一步包含：\n[0018] 步骤104-1)根据车辆的实时位置数据，进行路链匹配，即将车辆当前所在位置与划分得到的路链进行匹配，进而获得车辆当前位置所属的路链；\n[0019] 步骤104-2)判断车辆当前的路链是否属于收费路链，如果属于收费路链则根据收费规则与收费路链的绑定关系获得具体的收费策略和收费规则，进而依据收费规则进行收费操作，否则不进行收费操作。\n[0020] 可选的，上述步骤104-1)之前还包含：\n[0021] 将步骤102)将划分得到的路链和路链编号发送至车载的收费执行模块，进而用于车辆位置与路链的匹配操作。\n[0022] 可选的，通过如下路链匹配算法得到车辆实时位置数据与路链的匹配：\n[0023] (1)实时采集车辆当前时刻的经纬度坐标和行驶方向角；\n[0024] (2)利用采集点到路链的距离、行驶方向角与路段矢量方向差值加权的方法将该采集点匹配到路链上，具体步骤如下：\n[0025] a、根据采集点的经纬度坐标计算车辆到路链集合中各路链间的投影距离li；\n[0026] b、计算车辆的行驶方向角与路链集合中各路链矢量方向角之差\n[0027] c、采用如下公式计算匹配度距离：\n[0028]\n[0029] 其中， 分别为投影距离和方位角差值的加权系数；\n[0030] d、选取hi最小的路链Ri，若车辆到此路链Ri的投影距离li