基于卫星定位与移动通信相结合的高速公路收费新技术 .pdfVIP

基于卫星定位与移动通信相结合的高速公路收费新技术

罗绮峰

【摘要】随着GPS定位技术的广泛应用以及移动通信网络的发展相对成熟,GPS

定位+GPRS数据传输技术已经成为智能交通研究的另一个热点,也是未来高速公路

收费系统的主要解决方案之一.

【期刊名称】《广东公路交通》

【年(卷),期】2018(044)004

【总页数】4页(P189-192)

【关键词】高速公路;智能交通;卫星定位

【作者】罗绮峰

【作者单位】广东省高速公路发展股份有限公司佛开分公司,广东佛山528051

【正文语种】中文

【中图分类】U491

0引言

高速公路电子收费系统的最大优点是车辆通过收费站时，不再需要人工操作，加快

处理速度，这样不仅提高了高速公路的收费速度，而且完善了高速公路管理和车辆

管理。除此之外，随着GPS定位技术的广泛应用以及移动通信网络的发展相对成

熟，GPS定位+GPRS数据传输技术已经成为智能交通研究的另一个热点，也是未

来高速公路收费系统的主要解决方案之一。

本文从高速公路收费的现状出发，介绍卫星定位与移动通信相结合的收费新技术。

1卫星定位收费技术的基本原理

为了解决日益严重的交通拥堵问题，二十世纪七十年代初，人们开始研究车载卫星

定位技术。随着全球定位技术(GPS)、中国北斗卫星导航系统、GIS、LBS等技术

的日臻成熟，车载卫星定位技术有了广阔的应用空间和巨大的市场价值。德国首次

利用卫星定位并成功联网收费，在全世界引起了广泛的关注。新一代联网收费技术

通过车载收费终端、稽查系统、收费服务中心三部分的有机结合，通过记录车辆行

驶的区域和里程，系统自动计算通行费并通过无线网络传输到收费中心，根据收费

政策，对车辆收取过路费，缓解了交通系统中存在的矛盾。

1.1GPS卫星定位理论

全球卫星定位系统(GlobalPositioningSystem，简称GPS)，其基本原理是利用

测量学中有距离交会确定点位的方法，将无线电信号发射台从地面点搬到卫星上，

组成一颗卫星导航定位系统，应用无线电交会的原理，便可由三个以上地面已知点

(控制站)交会出卫星的位置，反之利用三颗以上卫星的已知空间位置又可交会出地

面未知点(用户接收机)的位置。

1.2GPRS技术

GPRS利用分组交换，使得多个用户共享同一个信道，只有用户需要数据时候才占

用信道。

1.3传统的卫星定位技术在高速公路的应用

随着智能交通的发展，GPS定位技术已成功应用于公路交通流的动态监控，道路

导航等。另外，也有一些试点路段开始利用GPS+GSM网络实现高速公路收费的

功能，但其实现方式主要是通过GSM网络的短信功能进行收费。

1.4卫星定位和移动通信技术在高速公路收费领域的应用

在进行车道设计时，充分考虑了现有GSM移动通信网络GPRS技术的相对成熟性、

GPRS数据分组技术的高速性以及网络的安全性，提出了利用GPRS网络实行高速

公路收费的新型车道的设计，支持卫星定位+GPRS网络接入的车辆可以采用多种

交通费支付方式。(1)利用USIM卡的网络合法性，通过USIM卡支付给移动通信

网络运营公司，移动通信网络运营公司再与高速公路收费管理部门进行结算；(2)

通过电子支付方式，车辆通过GPRS网络接入各大网联银行，通过其网上银行账

号进行支付；(3)传统的现金支付方式。前两种支付方式可在车辆高速行驶中完成，

第三种支付方式需要车辆转到人工收费车道进行处理。

2卫星定位收费技术车道布局

目前，在我国依靠GPS定位和GPRS移动通信网络进行车道收费的车道系统仍在

研究和测试阶段，还没有开始正式商用，但随着GPS定位技术在多领域的应用，

移动通信网络综合业务的开展，GPS定位加GPRS移动通信技术的收费车道将是

未来智能交通系统采用的主要车道模型。

卫星定位车道主要是通过GPS卫星定位模块全程跟踪车辆，其收费方式是通过

GPRS网络将车辆的行驶信息传送到收费站中心服务器，因此，卫星定位车道需要

全程接收到GSM网络信号，且GSM网络需实时、准确地传递相关信息。

基于传统收费方式的存在，应设计三种类型车道共存的车道布局方案。此三种车道

分别是：(1)卫星定位+移动通信网络的卫星定位自动