一种基于虚拟标识技术的高速公路路径识别系统及方法技术领域
本发明涉及智慧交通领域，尤其涉及一种基于虚拟标识技术的高速公路路径识别
系统及方法。
背景技术
目前国内以MTC(停车)人工收费系统、ETC(不停车)自动收费系统为主要收费模
式，建立了比较完善的高速公路收费体系。但也存在收费瓶颈。
如使用MTC(停车)人工收费系统的普通车辆用户，由于停车缴费，效率低下，在车
流量较大时，要停车排队缴费，十分容易引起拥堵，拥堵带给司乘人员非常不舒适的通行体
验，同时，由于使用现金缴费，车辆用户尤其是长途运输车辆需携带大量现金，存在一定的
风险，对于高速公路业主来说，每天都需化很大的精力在现金管理上。
ETC(不停车)自动收费系统，在解决了人工停车收费系统的瓶颈的同时，也存在以
下使用瓶颈：用户必须要有成本投入，用于购买OBU，购买时必须注册，提供相关资料，须在
指定地点、由专业人员安装，手续繁琐；必须使用预存金额的CPU卡实现支付，而这种由高速
公路收费部门发行的CPU卡的充值网点少，车辆用户充值不便，目前虽然有银行圈存、云充
值，但技术还未普及；到2015年底，ETC用户仅占车辆用户的15％,用户量少。
基于移动互联网+识别与支付技术的高速公路不停车自主缴费系统，让占车辆用
户的85％的使用MTC人工收费系统的普通车辆用户，无须额外安装附属收费设备，即使不带
现金、信用卡，只要通过智能手机和安装在智能手机上的APP一键预约，通过第三方信用支
付，也能不停车自主缴费进出高速公路收费站，为车辆用户提供了一种新的，更加便捷的通
行费支付方式，能够在最大程度缓解高速公路收费站排队缴费拥堵现象，使MTC车辆用户享
受不停车进出高速公路收费站的通行体验。应用这种基于移动互联网+识别与支付技术的
高速公路不停车自主缴费系统，要实现“精确收费、精确拆分”，就必须利用智能手机实现车
辆行驶路径的标识。智能手机可以利用自身的定位功能,不断获取自身所处位置的三维地
理坐标信息，并配合以百度地图或高得地图的服务接口，将三维地理坐标信息转化为高速
公路路名，再通过云端路径信息处理平台把高速公路路名转化为符合目前各省高速公路路
段的编码，形成一条车辆行驶的路径信息；采用以上这种传统的路径识别方法，智能手机要
不断获取三维地理信息并上传，一个省的高速公路路网中，同时有几百万辆车在行驶，每辆
车上的智能手机都不断往云端路径识别数据处理平台上传三维地理坐标数据，并要通过百
度或高得地图服务接口获得高速公路路段信息，其数据量和并发数据量庞大，给网络传输、
云端服务器负载造成巨大的压力，由于智能手机定位误差，也会导致通过百度或高得地图
服务接口获得高速公路路段信息准确率下降，同时，由于利用了第三方服务，也给系统本身
的可靠性和可控性造成一定的影响。
发明内容
本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供一种基于虚拟标识技术的高速公路
路径识别系统，主要包括智能手机与云端路径数据处理平台，本系统极大减小了上传数据
量，减轻网络转输、服务器运算压力，减小了对第三方服务的依赖。
本发明另一目的在于提供一种基于虚拟标识技术的高速公路路径识别方法，该方
法实用性强，为高速公路实现“精确收费、精确拆分”提供解决方法。
本发明是通过以下技术方案达到上述目的：一种高速公路路径识别系统，包括：智
能手机、云端路径数据处理平台；智能手机与路径数据处理平台通过无线网络连接；所述智
能手机上设有“蓝色通道”手机APP、虚拟标志点数据表，“蓝色通道”手机APP用于虚拟标识、
记录保存并上传虚拟标志点信息。
作为优选，所述智能手机带有GPS、北斗、基站的任意一种或任意组合的定位模块，
用于获取地理位置信息。
作为优选，所述虚拟标志点数据表中的每一条数据记录记录了代表高速公路一个
路段上的一个标识点的地理坐标，并以该标识点为中心，300米～1000米为半径的范围作为
虚拟标识区。
作为优选，所述的地理坐标数据通过实时定位或从第三方地理信息系统获取。
作为优选，所述云端路径数据处理平台用于接收、管理和处理智能手机上传的虚
拟标志点信息，还原每辆携带智能手机的车辆的行驶路径。
作为优选，所述智能手机与路径数据处理平台通过移动互联网连接。
一种基于虚拟标识技术的高速公路路径识别方法，包括如下步骤：
1)通过现场检测或第三方获取虚拟标识点地理信息，并与高速公路路网的路径标
识编码建立对应关系，以虚拟标识点地理信息、路径标识编码为关键元素，形成虚拟标识点
数据表；
2)在云端路径数据处理平台上加载虚拟标识点数据表及处理接收标识点路径标
识编码的处理软件；
3)通过智能手机上的“蓝色通道”手机APP注册账户，成为合法用户；
4)通过激活智能手机上的“蓝色通道”手机APP，并使“蓝色通道”手机APP始终工作
在以地理信息检测和虚拟标识点模糊匹配的工作状态；
5)车辆行驶至虚拟标识点时，“蓝色通道”手机APP完成虚拟标识点数据表中的数
据和地理信息模糊匹配，确认标识点，将路径标识信息顺序记录在智能手机上，同时上传到
云端路径数据处理平台；
6)云端路径数据处理平台接收处理路径标识信息，还原车辆的行驶路径，为通行
费拆分提供依据。
作为优选，所述步骤3)注册账户需要上传个人身份、车辆身份信息，经云端路径数
据处理平台审核通过方能成为合法用户。
本发明的有益效果在于：本发明可减小上传数据量，减轻网络转输、服务器运算压
力，减小对第三方服务的依赖；虚拟标识点信息，为高速公路实现“精确收费、精确拆分”提
供依据。
附图说明
图1是本发明的系统组成框图；
图2是基于本发明系统的高速公路不停车自主缴费系统的组成框图；
图3是本发明实施例的虚拟标识工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于
此：
实施例：如图1所示，一种基于虚拟标识技术的高速公路路径识别系统包括智能手
机1、手机APP2、虚拟标识点数据表3和云端路径数据处理平台4；手机APP2和虚拟标识点数
据表3预安装在智能手机1上，智能手机1和云端路径数据处理平台4通过移动互联网无线相
连，并完成信息交互。“蓝色通道”手机APP2为“蓝色通道”手机APP。
智能手机1作为路径虚拟标识点的标识对象，当智能手机随车辆在高速公路网中
行驶，通过路径虚拟标识区时，预先被激活的智能手机上的APP2，记录保存并往云端上传虚
拟标识点信息。
虚拟标识点数据表3的建立可以依据目前各省高速公路路侧标识基站的安装位
置，作为虚拟标识点位置，以标识点为中心，在300～1000米半径范围内，形成一个虚拟标识
区，虚拟标识点位置的地理坐标数据可以实地定位或通过第三方地理信息系统获取。
一种基于虚拟标识技术的高速公路路径识别方法，步骤如下：
1)通过现场检测或第三方获取虚拟标识点地理信息，并与高速公路路网的路径标
识编码建立对应关系，以虚拟标识点地理信息、路径标识编码为关键元素，形成虚拟标识点
数据表3；
2)在云端路径数据处理平台上加载虚拟标识点数据表及处理接收标识点路径标
识编码的处理软件；
3)在智能手机1上下载并安装“蓝色通道”手机APP2，通过“蓝色通道”手机APP2注
册账户，并上传个人身份、车辆身份信息，经云端路径数据处理平台4审核通过，成为合法用
户。
4)通过“蓝色通道”手机APP2的预约功能激活智能手机的虚拟标识功能模块，并始
终工作在地理信息检测和虚拟标识点模糊匹配状态中；智能手机随车辆进入高速公路网
中；
5)当车辆通过虚拟标识点，“蓝色通道”手机APP2和虚拟标识点数据表3中的数据
完成地理信息模糊匹配，确认标识点，顺序记录路径标识信息，并上传到云端路径数据处理
平台4；
6)云端路径数据处理平台4接收处理路径标识信息，还原车辆的行驶路径，为通行
费拆分提供依据；
车辆驶离高速后，“蓝色通道”手机APP2自动关闭虚拟标识功能模块；系统完成了
一次完整的路径标识过程。
如图2所示，基于本发明系统的一种基于移动互联网+识别与支付技术的高速公路
不停车自主缴费系统，主要包括：注册子系统5、预约子系统6、、进收费站子系统7、路径定位
子系统8、出收费站子系统9、收费信息推送子系统10、第三方支付平台11、运行平台子系统
12、联网收费服务器13；其中，路径定位子系统8是本发明的一种基于虚拟标识技术的高速
公路路径识别系统。
通过注册子系统5注册过的车辆用户，在进高速公路网前，通过预约子系统6一键
预约，通过一键预约操作，激活预安装在智能手机1上的手机APP2，手机APP2进入虚拟标识
运行状态；手机APP2可间隔1～3秒触发一次虚拟标识过程；当发生一次触发时，获取智能手
机1所在位置的地理坐标数据，完成当前地理坐标数据和虚拟标识点数据表中虚拟标识点
的地理坐标数据的智能模糊比对，通过判断智能手机1是否进入虚拟标识点数据表中的一
个虚拟标识区域，比对结果不在虚拟标识区域的，就放弃这次标识，进入等待下次触发。在
经过1～3秒的时间间隔后被再次触发，再次获取自身所处地理位置的坐标信息，并和虚拟
标识点数据表中的标识点对应的坐标数据做智能模糊比对，比对结果在其中一个虚拟标识
区域的，通过读取虚拟标识点数据表中的标识点数据，通过判断与相邻标识点的数据是否
相同，如果相同，表明该标识点已经标识并已经上传，就放弃这次标识，进入等待下次触发，
如果不相同，表明该标识点初次标识，就通过顺序保存并上传标识信息到云端路径数据处
理平台，实现一个虚拟标识点，上传一次虚拟标识信息的目的。然后进入等待下次触发，手
机APP1不断重复以上虚拟标识过程，如图3所示。
因此，当车辆用户预约后，通过进收费站子系统7不停车进入高速公路，当通过高
速公路路段虚拟标识点时，随车携带的智能手机1上的运行在虚拟标识状态的手机APP2，就
能精准的标识智能手机1，并上传虚拟标识点数据到运行平台子系统12。
当车辆用户通过出收费站子系统9不停车驶出高速公路网后，运行平台子系统12，
根据云端记载的车辆入口信息、车辆虚拟标识点信息、出口信息，通过联网收费服务器13还
原每辆车子的行驶路径，再按行驶路径、各高速公路的收费费率计算、拆分应收通行费，并
通过第三方支付子系统11，从车辆用户的支付账号支付通行费到高速公路路段业主指定的
账号中。完成一次车辆用户高速通行费的“精确收费、精确拆分”过程。
从实施例可见，虚拟标识是通过预装在智能手机上的手机APP，对智能手机实施虚
拟标识来实现的，而只有在虚拟标识点区域精准标识后，上传一次虚拟标识点信息，极大的
减轻了网络传输、云服务器运算的压力，从而使基于移动互联网+识别与支付技术的高速公
路不停车自主缴费系统的车辆用户高速公路通行费的“精确收费、精确拆分”成为可能。
以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所
作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的
保护范围。