高速公路封闭式收费系统软件模型研究

论文摘要

高速公路联网收费是提高公路通行效率和管理水平、加快收费资金流通程度的重要手段,目前高速公路联网收费系统已在全国广泛应用。结合各省联网收费系统的运行来看,目前大部分的联网收费系统还存在着一定的问题。尤其突出的是大部分基础数据和费率数据由人工建立,灵活性较差,表现在当路网的物理结构(如出入口)发生变化或收费政策进行调整时,往往要对整个收费系统的路径、费率文件重新计算。这种方法无法满足现代高速公路发展的需要,因此有必要建立一个灵活通用、规范化的路网模型,在此基础上进行费用的计算与拆分,从而使联网收费系统软件的设计更加科学、适应性更强。本文在对路网结构进行深入分析,充分研究高速公路收费系统的功能需求基础上,提出了面向高速公路收费系统的路网模型,模型由节点、边、交叉点、路由段、收费站和图(路网)等对象组成。节点和边对象用于底层模型的建立,整个高速公路路网由路由段组成,路由段是路网中最小的计费单位,在模型中将现实路网中的交叉口、公路等实体抽象为交叉点和路由段,建立路由段与路段节点之间的拓扑关系。费率参数则作为路由段属性表达,收费站由所在路由段的位置表达。该模型能准确反映高速公路各元素的属性特征,支持路径的识别,并可以为以后实现地理信息系统管理打下良好的基础。结合国家相关政策对高速公路通行费计算思路和方式进行研究,介绍了主要计费方式的公式和费用计算过程,对通行费的计算步骤和各步骤处理方法进行详细分析,从而明确了高速公路联网收费系统的各功能模块的功能需求。通过研究联网收费系统软件的基本功能,本文结合实际在路网模型基础上进行了高速公路收费系统的软件设计,提出了主要的功能模块划分、数据存储格式以及关键数据表格的设计,并结合湖南省实际建立了湖南省高速公路路网模型,给出了基于路网模型的高速公路收费系统的通行费计算实例。通过本文的研究,设计的路网模型和基于路网模型的联网收费系统,对于改善联网收费现状、规范收费过程、提高收费系统的运行效率有重大意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 高速公路电子收费系统研究现状综述
• 1.3 论文主要研究的内容
• 1.4 研究方法及具体步骤
• 第二章 高速公路联网收费系统理论基础
• 2.1 联网收费的概念和意义
• 2.2 联网收费的一般规定
• 2.3 联网收费方式
• 2.4 联网收费制式
• 2.5 路径识别方法研究
• 2.6 联网收费运行现状及问题
• 2.7 本章小结
• 第三章 路网模型研究
• 3.1 路网分析
• 3.2 图及基本概念
• 3.3 路网模型的建立
• 3.4 本章小结
• 第四章 高速公路联网收费费用计算算法
• 4.1 计费方式简介
• 4.2 车辆分型
• 4.3 计程收费
• 4.4 计重收费
• 4.5 特殊费用计算
• 4.6 费用计算实现步骤
• 4.7 小结
• 第五章 模型和算法的应用
• 5.1 高速公路收费系统设计
• 5.2 应用实例
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 需进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间发表的学术论文及参与的科研课题