基于北斗技术的高速逃费稽核方案.pdf

技术：基于北斗技术的高速逃费稽核方案陈婧，刘师含，张乘蜜，金照奇，王书睿（云南公路联网收费管理有限公司，云南昆明）摘要：自取消 高速肩界站以来，收费模式发生变化，新的逃费方 式出行，同时 车辆在高速上单次行驶里程变长，单次收费金额增加，导致车主的逃费意 愿 大 大增加。本文通过利用车辆北斗轨迹数据还原途经门架 信 息的技术，基于北斗高精度定位基站和高精度地图数据，以及门架上传的 车辆交易信 息和车牌识别 信 息，精准还原重点 营运车辆的行驶轨迹和途径门架，进而实现车辆精准 计费和事后稽核 基于北斗大数据在公路收费稽查 的应用。关键词：北斗定位；逃费稽核；路径还原；大数据 年月，交通运输部组织起草关于深入推进公路工程技术创新工作的意见（征求意见稿）并对各省征求意见，要求坚持创新驱动、绿色发展、科技引领、机制保障四项基本原则，明确加快推动智能感知、北斗系统、通信等技术在公路工程技术中的深人应用，大力推进北斗卫星导航系统在公路基础设施中的应用。开展北斗大数据研究，对逃费行为进行分析与挖掘，能够显著降低通行费的流失，减少通行费损失。其研究成果不仅可以应用到云南省高速，还可 以应用到云南省其他高速公路。本项目主要对偷逃费行为进行研究，利用多流水结合北斗实际路径还原、多源数据挖掘，基于 大数据平台 融合收费站通行数据、门架计费流水、北斗数据等多源数据，建立车辆特征库，利用车型识别、大数据等 新技术，对出人口数据、门架流水进行分析，判断是否存在逃费行为，并将偷逃费行为按照大车小标、货车客标、有入无出、跑长买短进行分类，研究逃费类型，形成北斗收费稽核项目数据分析报告。一、国内研究现状我国自主研 发的北斗卫星导航系统，多年来 在无数科研工作 者和 建 设者的共同努力下，定位精度和稳定性等都得到了长足的发展。为进一步提高北斗卫星导航系统的定位性能，我国开始研发建设北斗地基增强系统（，）、北斗星 基增强系统（，）等卫星导航增强系统，特别是基于地基增强系统 的动态实时载波相位差分技术（，）将定位精度提高到厘米级，是卫星导航定位技术中的重大突破。中学 科学院的 刘崇锦、高周正等对和组合导航技 术进行研究，对组合理论模型进行推导，并进行了实 车测试，验证了引入低成本惯性测量单元（，），可以有效改善测速精度，对速度误差 的改善可达。天津大学的杨涛、赵子阳等提出了一种基于多星座接收机的卫导和惯导紧耦合方法，开展 的车载试验表明卫星数不足时，多星座接收机仍可以实现较高的定位精度等也对算法进行研究与设计，在 髙动态和低 信噪比环境下进行性能分析测试，证明了通过来辅助定位在很大程 度上可改善导航定位性能大连交通 大学的刘影对联邦卡尔曼滤波器进行优化设计，大大提高了系统的定位精度和容错能力年底，交通运输部印发 了公路“十四五”发展规划，除了强调体系化 建设、加强路网感知、互联网建设等已有内容外，特别在数字化智能化建设中强调了要“积极探索北斗开放式自由流收费、车路协同、自动驾驶等新技术的智慧应用试点”。通过北斗系统确切记录行车里程，在完成服务的任意地点自动收费，来解决服务现有缺陷的大方向，此方向也被提上了日程。二、技术方案（一）总体架构北斗收费稽核课题项目总体架 构，可分为数据层、智能分析服务层、应用层三个层次，如图所示。、数据层数据层 是北斗收费稽核课题项目的数据来源，包括人口数据、出口数据、门架 流水数据、北斗数据、收费站基础数据、门架基础数据。、智能分析服务层大车货车拥有入趙跑长买翅析孩心算法大货车撕歸法有入无出篇法长娜轉法电子数据清洗、转换大车单有入无出清单嫌疑车辆：执迹货车单跑长买翻单資會分析腥努 总体架构图智能分析服务层，通过对算法 的封装，以服务形式为上层应用提供智能分析功能。核心算法层是智能 分析服务 的核心，包括支撑数据分析的算法模型，主要有大车小标算法、货车客标算法、有入无出算法、跑长买短算法、电子围栏算法。分析服务负责将核心算法进行封装，驱动算法模型按照业务流程进行运转，从而为上层应用提供各项智能分析业务能力。、应用层应用层主要是输出各类逃费模型下的嫌疑车辆清单信息，以及嫌疑车辆的北斗路径。（二）核心算法、大车小标大车小标主要通过北斗车型与收费车型进行对 比，得到大车小标的嫌疑车辆。根据之前车型情况确认，北斗里面重型货车包含货？货，货、货不可能是重型货车；班线客车、旅游包车两个车型都是客及以上。根据出口表中的车牌、车型与北斗数据中的车牌、车型进行对比，如果出口计费车型小于北斗车型，贝认为是大车小标，其有获得大车小标的车辆通行数据，比对规则为：当收费车型（出口表中 车型字段）是货、货时，北斗车型（北斗数据表中的车型字段）为重型货车，则认为存在大车小标嫌疑；当收费车型（出口表中 车 型字段）是客、客时，北斗车型（北斗数据表中的车型字段）为班线客车或者旅游包车，则认为存在大车小标嫌疑。按照上述规则筛选出有大车小标嫌疑的通行记录，获得嫌疑车辆。、货车客标货车客标主要通过北斗车型与收 费车型对比，得到计费是客车、但是北斗车型是货车的类型。根据提供的车型数据字典分析，筛选出口记录表中的记录和北斗数据记录，当出口表中车 型字段是、，而北斗车型（北斗数据表中的车型字段）是、，则筛选出来认为是货车客标的嫌疑数据。、有入无出根据入口和出口数据，对比车辆北斗定位和出入口位置信息，筛选出有入口无出口数据的嫌疑车辆。、跑长买短将车辆的收费路径与实际路径（北斗路径）进行对比，根据车辆北斗路径匹配经过的门架，与实际收费门架进行对比，筛选出北斗路径比收费路径长的车辆，筛选出嫌疑车辆。、电子围栏算法在跑长买短的模型计算中，因涉 及北斗经纬度与距离判断等逻辑，技术上选择釆用电子围栏算法，通过位移比对，分析得到一定的比例系数及方差，明显异于标准差的即是嫌疑车辆。三、结束语本文基于 北斗大数据的高速公路收费稽査技 术研 究与试点应用研究，以北斗自由流技术为基础，以云南省内重点营运车辆与“两 客一危”车 辆的实时位置数据为基础，利用北斗定位的公路车辆收费与稽査服务，提供车辆历史运行轨迹。利用车辆历史通行 的北斗行驶轨迹记录，从高速通行数据中提取对应的高速收费流水，对比流水中拟合的路径与北斗记录的轨迹，从而协助提取存在少收、漏收、恶意逃费的嫌疑车辆。再结合北斗轨迹信息与门架位置的重合部分及时 间 点，开展自动车牌识别证据提取。通过道路车辆数据分析，可实现信息优化管理，更好地服务于高速公路运营及收费稽査。本文研究了北斗稽核技术的可行性，并取得了理想的效果，可作为高速公路日常逃费稽査工作的重要辅助。参考文献】刘 崇锦，高周正，涂 锐，等组合 数学模型研究与性 能分析？全球定位系统，丨，（）：】杨涛，赵子阳，李醒飞，等多星座紧耦 合 方 法中国惯性技术 学报，（丨）：】第届中 国控制与决 策会议论文 集（）东北 大学 和中国自动化学会信 息 物理系统控制与决策专业委员会，：刘影基于 组 合列车定 位系统的研究大 连交通大 学，年增刊（总第 期）丨中 国交通信息化智能分析服努层应用层责任编辑郭潇威