车联网高速公路智能交通解决方案

行业背景和需求

我国高速公路行业现状和发展

• 复杂的路网逐步形成；

• 联网收费是必然趋势；

• 路径多义性问题凸显（衍生出的实际问题：通行费损失，无法精确清分）；

• 缺少有效的可行的智能监控解决方案

我国高速公路运营管理发展中的需求

经营管理需求：解决路径多义性问题，实现准确计费和清分；

信息管理需求：实时监控路网，提供信息的实时、准确发布；

安全管理需求：对特定车辆、高危车辆的全程实时监控；辅助执法和紧急救援；

工作管理需求：工作车辆监控、调度；及时对异常行驶车辆进行稽核。

 

经营管理需求：计费和清分

• 路网结构日趋复杂，起点和终点间的路径多义性问题越来越突出；

• 由于不知道高速路网车辆行驶的真实路径，只能按最短路径计费；

• 各业主间通行费清分存在争议

信息管理需求：路网实时监控

• 实时交通信息收集/发布 

• 交通流量分析及控制

现状：

-缺乏智能交通信息管理系统的解决方案和有效应用；

-现有监控系统主要以视频监控为主，数据量大，不便于传输和自动分析；更缺乏实时分析的可能性。

安全管理需求：特定车辆、高危车辆实时监控救援

需要针对高危车辆实现集安全监控、定位、事故预防、救援保障于一体的智能化监控平台；

高危车辆包括大型货运、客运、危险品运输车辆等。

为配合交通执法、甚至公安执法，需要对特定车辆进行定位、全程监控等功能。

对事故车辆或者其他需要帮助的车辆进行定位、实施救援。

工作管理需求

加强对高速公路管理部门工作车辆的管理，提高工作质量和效率：

• 实时监控、实时定位、实时调度；

辅助高速公路管理部门的工作：

• 违规车辆的及时发现和稽核（异常停靠、超速等）

国内、国际相关技术方案

车联网高速公路智能交通系统

概述

完整的高速公路智能交通解决方案。在传统高速公路计费清分、监控系统的基础上，结合移动互联网和物联网技术，自动获取在网车辆的实时位置数据，并进行分析，从而提供智能交通系统的各种功能和服务。

系统功能

• 路网运转状况实时监控

• 车辆联网收费计费和清分

• 报警车辆快速定位，辅助救援

• 工作车辆监控和智能调度

• 车辆行驶异常识别和告警

解决的问题

• 路网运行情况得到实时监控和及时发布

• 通行费精确清分

• 为按真实路径计费提供可能

• 辅助治理偷逃通行费

• 更及时地高效地执法、救援、调度

• 更有依据的科学管理

系统构成

系统构成-收费车道子系统

• 车牌识别系统

• 通行卡读写卡系统

• 联网收费系统收费车道子系统

• 联网监控系统收费车道子系统

工作流程示意图

车辆入网激活后，自动获取在网车辆的位置信息，并进行分析，从而提供智能交通系统所需的各种信息。

卡的设计

卡由两个主要模块组成：

• 计费模块

兼容原有通行卡的功能； 

增加记录途经关键点的功能

• 通信模块 

与移动基站通信； 

识别标识基站

卡的主要性能参数：

1. 物理尺寸：长：85.60±0.12mm，宽：53.98±0.05mm，高：≤6mm ；

2. 无线参数：整合GSM900/1800制式无线模块； 

3. 待机时间：不小于150小时； 

4. 电池循环周期：不小于2000次的充放电循环； 

5. 符合既有读卡器标准；

数据处理及管理系统架构

系统安全

保证交通管理部门系统数据及网络的保密性。

 

物理上的隔离   

• 系统将完整地部署在高速公路运营管理系统中；

• 与运营商系统的通信只是单向的数据请求：以一定的时间周期向运营商系统发送SIM卡号，运营商系统返回该卡号的位置信息。

逻辑上的隔离 

逻辑上完全避免运营商通过分析我们的数据请求获得计费信息的可能性，具体原因列举如下：

• 运营商无法获得SIM卡号与车牌号的对应关系；

• 运营商无法获得车型、车重等信息；

• 卡式终端可以控制是否启动移动通信和定位功能，所以对一些特殊车辆可以不启动；

• 运营商无法获得请求位置信息的目的，比如哪些是用来监控，哪些是用来计费。

集中充电管理流程

基本不改变现行通行卡管理流程，只是在原流程基础上增加了充电的工作。

工作间中1个充电卡柜每2个小时可以处理2100张卡。可以根据不同站点对处理能力的要求进行卡柜的配置。

技术特点

方案技术基础：既有的移动基站、网络和成熟的LBS技术。

方案技术特点：

• 数据准确

• 数据采集点密集

• 数据易于传输和自动处理

• 实时性

方案技术优势：

• 准确识别行驶路径

• 准确追踪行驶轨迹

• 后台实时监控

• 对基础数据（实时位置信息）的处理可以衍生出丰富的智能交通功能：

1. 流量监控

2. 行驶异常告警

3. 智能调度

4. 应急救援

5.  ......;

系统功能和应用场景

系统功能

• 实时路况监控

• 车辆实时监控

• 统计清分报表

• 异常管理

应用场景 1 - 按真实路径计费

精确记录高速公路入网车辆行驶路径，实现按真实路径计费，有效增加运营收入。

应用场景 2 - 准确清分

在高速公路各业主间实现精确的通行费用清分，保护业主利益。

应用场景 3 - 流量监控

任意时刻所有在网行驶车辆的实时位置信息，计算并实时显示路网各路段车流量。

应用场景 4 - 特定车辆监控

指定卡号，即可实时监控该卡对应车辆的位置和行驶轨迹。

• 协助公安执法

• 协助交通执法

• 公车管理、调度以有效管理工作安全、提升工作效率

应用场景 5 - 应急救援

搜寻附近工作车辆位置、工作状态和其他相关信息，并进行调度。

总结

全面的高速公路智能交通解决方案，既能解决联网收费环境下的计费、清分和偷逃费的问题，又可以实现路网运行情况的实时监控，提高高速公路的运营管理和安全管理水平；

利用既有的已建设资源 – 移动通信网络和平台，防止大规模的再投资和重复建设，而且保证了后期维护的水平；

结合目前快速发展的无线互联网，车联网方案在智能交通功能和增值服务上有着广阔的发展空间。

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