【正文】 OBU）聯(lián)系起來，司機(jī)不停車、不使用現(xiàn)金而 支付通行費(fèi)用的一種收費(fèi)技術(shù)。 GPS 收費(fèi)系統(tǒng)的原理與特點(diǎn) 電子收費(fèi)技術(shù)從實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段上可分為 3 種：短程無線通信（ Dedicated ShortRange Communication， DSRC）電子收 費(fèi)技術(shù)，車牌識別 （ Automatic Number Plat recognition， ANPR）電子收費(fèi)技術(shù)及衛(wèi)星定位（ Vehicle Positioning System，車輛定位系統(tǒng)）電子收費(fèi)技術(shù)。與半自動(dòng)收費(fèi)方式相比，青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 6 電子收費(fèi)系統(tǒng)的運(yùn)行市場化特色更濃一些，要求運(yùn)營公司有很高的商業(yè)運(yùn)作能力。 3）國內(nèi)己建的收費(fèi)站中，大多數(shù)的入口收費(fèi)站和出口收費(fèi)站的交通量小，車道數(shù)量少，如果考慮單獨(dú)辟出一條專用的 ETC 車道在建設(shè)上比較困難，在利用率上又不夠經(jīng)濟(jì)。這就需要擴(kuò)大規(guī)模，路網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，將導(dǎo)致 ETC 系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，使一次性投資增加，周期更長，風(fēng)險(xiǎn)更大。 如今，我國公路收費(fèi)系統(tǒng)從 各路段獨(dú)立收費(fèi)的狀態(tài)步入了聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一收費(fèi)、通行費(fèi)多業(yè)主拆分的時(shí)代。至于車道結(jié)構(gòu)、通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控系統(tǒng)等等更是各行其是。如今國內(nèi)的 ETC 系統(tǒng)采用的基本都是基于 DSRC 技術(shù)的不停車收費(fèi)系統(tǒng)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ISO）、歐洲準(zhǔn)化委員會(huì)（ CEN）也在開展不停車收費(fèi)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作。在美國，電子不停車收費(fèi)方式已經(jīng)成為美國回收公路投資和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的高效率手段，最著名的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)是 E— Zpass系統(tǒng)。 圖 11 道路收費(fèi)發(fā)展歷程 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 5 首先，高速公路收費(fèi)由傳統(tǒng)的人工收費(fèi)到不停車非現(xiàn)金收費(fèi)經(jīng)歷了漫長的過程，雖然國內(nèi)外目前均是多種收費(fèi)方式并存的情況，但不停車電子收費(fèi)必然成為未來收費(fèi)方式的主流發(fā)展方向，世界各國均在努力發(fā)展 適合本國國情的不停車收費(fèi)系統(tǒng)，并在努力促使其標(biāo)準(zhǔn)化。它包括三種技術(shù)：基于 DSRC（ Dedicated Short— Range Communication，短程無線通信）電子收費(fèi)技術(shù)、基于 ANPR（ Automatic Number Plat Recognition，車牌識別）電子收費(fèi)技術(shù)及基于 GPS（ Global Positioning System 全球定位系統(tǒng)）電子收費(fèi)技術(shù)。 半自動(dòng)收費(fèi)是指在道路入口處由人工識別車型、發(fā)卡，但在出口處通過儀器設(shè)備來讀卡、人工進(jìn)行收費(fèi)、顯示收費(fèi)金額、付費(fèi)放行等的收費(fèi)方式。 從 20 世紀(jì) 60 年代以來，很多地方就采用這種簡單的收費(fèi)辦法。道路收費(fèi)技術(shù) 發(fā)展歷程如圖 11所示。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 4 道路收費(fèi)的發(fā)展歷程 自從道路收費(fèi)開始應(yīng)用與人們的日常生活中以來，收費(fèi)技術(shù)經(jīng)歷了從低級到高級，從功能簡單到功能完善豐富的過程。加之道路收費(fèi)自身的一些特點(diǎn)，上述方法不適合道路收費(fèi)使用。由于這些方法需要完全的地圖路段信息較大的計(jì)算能力和存儲(chǔ)單元，從而增加了車載設(shè)備的成本。目前關(guān)于國外道路收費(fèi)方面技術(shù)資料大多限于對收費(fèi)系統(tǒng)的介紹，而收費(fèi)地圖匹配技術(shù)介紹很少。作為電子不停車收費(fèi)中最具廣泛應(yīng)用前景的 GPS 不停車收費(fèi)系統(tǒng)正 逐漸受到人們的青睞。目前廣泛應(yīng)用的主要是利用專用短程微波通信技術(shù)，通過路側(cè)單元（ RSU）與車載單元（ OBU）的信息交換，自動(dòng)識別車輛，采用電子支付方式，自動(dòng)完成車輛通行費(fèi)扣除的全自動(dòng)收費(fèi)方式。然而，與公路建設(shè)相比，公路收費(fèi)的自動(dòng)化水平卻相對滯后，傳統(tǒng)的收費(fèi) 方式（找零、回票、投幣）無法緩解尖峰時(shí)間的車流量，效率低下，使車輛在收費(fèi)站區(qū)域滯留，形成“瓶頸”，不能很好的發(fā)揮高速公路的服務(wù)優(yōu)點(diǎn)，從而使電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)時(shí)而生。 我國的“十二五”規(guī)劃中明確指出，要進(jìn)一步完善公路網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮路網(wǎng)整體效率。 關(guān)鍵詞： GPS，不停車收費(fèi)，收費(fèi)電子地圖，地圖匹配 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ABSTRACT II ABSTRACT Do parking charge based on GPS technology represents the future development direction of road map matching decided to achieve precise charging of the success of the charging system. This article outlined the various monly used map matching algorithm, and a variety of map matching algorithm for system analysis and parison, based on the theory, put forward the no parking charge system based on GPS map matching algorithm. Taking selfdriving from Huangdao to Jinan as an example, this route in charge with the points on the map— the charge points are defined, and a new map matching algorithm is designed to charge. The algorithm is proved to be feasible. Key Words: GPS,no parking charge, electronic map,map matching 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 1 目 錄 摘 要： ............................................................. I ABSTRACT........................................................... II 目 錄 ............................................................... 1 1 緒論 .............................................................. 3 論文研究的背景 .............................................. 3 道路收費(fèi)的發(fā)展歷程 .......................................... 4 GPS 收費(fèi)系統(tǒng)的原理與特點(diǎn) .................................... 6 DSRC 電子收費(fèi)技術(shù) ..................................... 6 ANPR 電子收費(fèi)技術(shù) ..................................... 7 基于 GPS 的不停車收費(fèi)技術(shù) .............................. 9 DSRC、 ANPR 和基于 GPS 的電子收費(fèi)技術(shù)的性能比較及分析 .. 12 本文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu) ......................................... 14 2 地圖匹配技術(shù) ..................................................... 15 地圖匹配的基本原理 ........................................ 15 常用地圖匹配算法 .......................................... 18 最短距離算法 ........................................ 19 概率統(tǒng)計(jì)算法 ........................................ 19 基于拓?fù)潢P(guān)系的算法 .................................. 20 地圖匹配方法分析 ........................................... 21 地圖匹配的應(yīng)用 ............................................. 22 3 基于 GPS 的不停車收費(fèi)系統(tǒng)地圖匹配方法 ............................. 24 基于 GPS 不停車收費(fèi)地圖匹配的作用 ........................... 24 基于 GPS 的收費(fèi)地圖的定義 ................................... 24 道路收費(fèi)地圖收費(fèi)關(guān)鍵點(diǎn)及收費(fèi)路段定義 ................. 25 主線站出入口特殊處理 ................................. 25 收費(fèi)關(guān)鍵點(diǎn)和收費(fèi)路段屬性值的定義 ..................... 25 地圖精簡 ............................................. 27 基于 GPS 的不停車收費(fèi)系統(tǒng)的地圖匹配方法 ..................... 28 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 2 地圖匹配中搜索范圍的確定 ............................. 28 衛(wèi)星收費(fèi)地圖匹配算法描述 ............................. 29 該算法可行性實(shí)驗(yàn) ........................................... 34 4 總結(jié) ............................................................. 36 致 謝 .............................................................. 37 參考文獻(xiàn) ........................................................... 38 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 3 1 緒論 論文研究的背景 高速公路因其“高速、高效、安全、舒適”等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代化公路建設(shè)中己成為發(fā)展的必然趨勢。 本文以自駕車從黃島到濟(jì)南為例，對此路線中收費(fèi)用地圖中的關(guān)鍵點(diǎn)即收費(fèi)點(diǎn)進(jìn)行定義，并提出了一種新的專門用于收費(fèi)的地圖匹配算法。 I 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目： 基于 GPS 的不停車收費(fèi)地圖匹配方法研究 院 別： 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2020 年 6月 15 日青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 I 摘 要 基于 GPS 的不停車收費(fèi)技術(shù)代表著未來道路收費(fèi)的發(fā)展方向，精確的地圖匹配決定該收費(fèi)系統(tǒng)能否成功實(shí)現(xiàn)精確收費(fèi)。本文概述了各種常用的地圖匹配算法，并就各種地圖匹配算法進(jìn)行系統(tǒng)的分析和對比，在此理論基礎(chǔ) 上，提出基于 GPS 的不停車收費(fèi)系統(tǒng)的地圖匹配算法。此算法被證實(shí)是具有可行性的。作為連接主要城市和重要港口的樞紐 —— 高速公路，已成為承載繁忙運(yùn)輸?shù)慕煌ㄒ馈Ｈ珖房偫锍桃殉^ 400 萬公里，五年增加 38 萬公里，高速公路里程已達(dá) 萬公里，總里程數(shù)位于世界第 一 。電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的主要服務(wù)內(nèi)容之一，是國內(nèi)外正在不斷開發(fā)并推廣普及的一種用于公路、大橋和隧道的電子自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)。而 基于 GPS 的 不停車收費(fèi)系統(tǒng) 是世界上最先進(jìn)的電 子收費(fèi)方式之一，它的諸多優(yōu)點(diǎn)注定其必將成為未來發(fā)展的方向。 衛(wèi)星收費(fèi)電子地圖是衛(wèi)星收費(fèi)系統(tǒng)中的核心技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn) GPS 的不停車收費(fèi)技術(shù)的精確收費(fèi)，而目前正由于車載設(shè)備成本高，使該收費(fèi)系統(tǒng)受到一定的限制，因此車載收費(fèi)電子地圖匹配方法具有重要的研究價(jià)值。常