摘 要：為了更好了保證高速公路收費系統(tǒng)的準確性，相關(guān)設(shè)計人員使用GPS技術(shù)設(shè)計了一種能對過往車輛行駛的路徑加以識別的高速公路收費系統(tǒng)，并提出了一種新型方法，將車載單元以及非接觸式讀卡器使用的通行卡進行結(jié)合，通行卡就是識別路徑的一種工具，能將車輛的路徑準確的確定。使用搭建硬件的電路對車輛行車的信息進行模擬，然后編寫一種能夠定位車輛位置的車載模塊程序，然后再使用上位機測軟件對收費情況進行模擬。通過實驗?zāi)軌蜃C明，使用這種系統(tǒng)在實際中能夠獲得很好的效果。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；路徑識別技術(shù)；高速公路收費系統(tǒng)

隨著城市化進程不斷加快，我國高速公路形成的公路網(wǎng)絡(luò)也日漸復雜，讓行車過程中的路徑選擇難度不斷增加，高速公路收費標準的規(guī)定也就面對更多的問題?，F(xiàn)階段我國使用最多的多義性路段收費方式是最短路徑收費方式，但是實際車輛收費中，行車的最短路徑通常情況下不是收費的最小路徑；除此之外，有些老司機很了解高速公路的收費標準，會按照J型或者U型行車路線駕駛，以達到減少繳費的目的?，F(xiàn)在使用的收費系統(tǒng)不能對具體的行車路徑進行識別，只是依照在一定區(qū)域之內(nèi)的最長路徑或者最短路徑進行收費標準的計算。所以面向GPS路徑識別技術(shù)的高速公路收費系統(tǒng)的設(shè)計，能精確的計算車輛需要繳納的金額，能在很大程度上提高我國高速公路收費的智能性，也能讓收費工作進一步的合理化。

1 路徑信息獲取的設(shè)計方案

1.1 現(xiàn)階段路徑信息獲取的研究情況

現(xiàn)階段我國高速公路收費站主要使用發(fā)放通行卡的方式，對過往車輛在高速公路上的行車信息進行記錄，能掌握的信息比如車輛駛?cè)敫咚俟返臅r間、路網(wǎng)、車道位置、入口位置、駛離高速公路的時間、出口位置、車輛型號、品牌、駕駛員的相關(guān)信息等。收費站可以利用通行卡中的相關(guān)信息，使用計算機軟件對具體需要繳納的金額進行計算，然后將車輛的信息傳送到高速公路的監(jiān)測中心。使用這種收費方式，不能準確對車輛的位置進行準確的確定，也就不能對車輛具體的行程進行確定，因此這種收費方式有很多弊端存在?，F(xiàn)在研究人員對于這種情況，也提出一些針對問題的優(yōu)化方式，現(xiàn)階段的優(yōu)化方式多是面對GPS的路徑識別技術(shù)，其最關(guān)鍵的是技術(shù)人員提出在通行卡上安裝GPS芯片，這樣能利用通行卡實現(xiàn)車輛行駛路徑的確定。這種方式使用原理十分簡單，也能保證準確性，但是現(xiàn)階段受技術(shù)方面因素的限制，所以還不能在高速公路收費系統(tǒng)中進行應(yīng)用。

1.2 具體系統(tǒng)設(shè)計方案

現(xiàn)階段使用最多的通行卡就是非接觸式的通行卡，但是在實際使用中，卡內(nèi)的內(nèi)存往往有很大部分的空白，有一大部分還處于未被利用的狀態(tài)。面向GPS路徑識別技術(shù)的高速公路收費系統(tǒng)能將車載模塊收集到的車輛位置信息進行存儲，然后在出口位置對車輛的行車路徑進行讀取，從而計算費用。

2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計

面向GPS路徑識別技術(shù)的高速公路收費系統(tǒng)是在原有的高速公路收費系統(tǒng)中加入了OBU車載模塊，因此重點設(shè)計內(nèi)容主要是車載模塊。

2.1 車載模塊的硬件整體框架

系統(tǒng)使用的車載能對車輛的位置進行確定，并能對卡內(nèi)的信心進行讀取。

2.2 讀寫卡使用的模塊電路

在車載模塊中讀寫卡使用的 電路應(yīng)該能將卡中收集到的位置信息記錄到當前路徑中。

2.3 GPS定位模塊電路

使用的定位模塊接收器是NEO-6M，這種芯片能將比較復雜的接收電路進行焊接，然后將其封裝，這樣能更加方便用戶的使用。在二極管能正常亮起的時候，這就表示模塊此時不能完成定位，但是工作已經(jīng)開始；而在二極管處于閃爍狀態(tài)的時候，則表示定位功能以及被開啟。

3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計

因為本系統(tǒng)是在現(xiàn)在使用的高速公路收費系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上進行設(shè)計的，在原有系統(tǒng)上加入了車載模塊，然后就可以利用GPS定位系統(tǒng)完成車輛的路徑判斷，OBU系統(tǒng)的軟件設(shè)計流程如圖一，在接上電之后，將對各個芯片中的初始化參數(shù)進行設(shè)置，需要設(shè)置的有所需狀態(tài)變量的初始數(shù)值，定時器的計算初始數(shù)值，端口信息相關(guān)參數(shù)，GPS的模塊工作狀態(tài)等等。在系統(tǒng)初始化完成之后，系統(tǒng)的主控芯片會處于假性睡眠的狀態(tài)，一直到通行卡在車載模塊上進行綁定之后。在高速公路通行卡放置到系統(tǒng)中之后，卡中被讀寫的內(nèi)容會對當前位置 進行確定，然后將程序自行中斷，然后主程序?qū)PS傳遞的信號進行分析，判斷車輛所處的位置。然后將符合信息采集標準的信號進行收集，將不符合標準的信號自動摒棄，完成這一系列工作之后，系統(tǒng)又會恢復假性睡眠狀態(tài)，定時器啟動，在定時結(jié)束之后，再中斷觸發(fā)，對下一個地點的GPS信號進行收集，對位置信息進行采集，對距離進行計算。如果在定期期還在定時期間，按鈕就受到外部的觸發(fā)而中斷，系統(tǒng)則會將信息自動保存在卡中，將系統(tǒng)初始化，然后等著下次的觸發(fā)信號中斷。

4 結(jié)語

綜上所述，傳統(tǒng)使用的高速公路收費系統(tǒng)不能完成車輛路徑的記錄，也不能保證高速公路車輛費用收取的合理性，本文提出了使用GPS路徑識別技術(shù)的高速公路收費系統(tǒng)，在系統(tǒng)中加入了具備定位功能的車載模塊，然后將卡放置到車載模塊中，保證實現(xiàn)車輛的實時定位，對車輛的行駛路徑進行模擬。實驗證明這種新系統(tǒng)能更好的識別車輛行駛狀態(tài)，能獲得很好的使用效果。

參考文獻

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（作者單位：上海浦江橋隧高速公路管理有限公司）