[发明专利]基于图论的高速公路联网收费车道建模计算费额的方法

权利要求书

1.一种基于图论的高速公路联网收费车道建模计算费额的方法，其特征是，包括由联网收费结算中心(1)，路公司收费中心(2)，收费站(3)及车道(4)组成的高速公路联网收费系统构架；包括由车道(41)、收费站(31)、路公司收费中心(21)、联网收费结算中心(11)构成的联网收费系统数据传输构架。

2.如权利要求1所述的基于图论的高速公路联网收费车道建模计算费额的方法，其特征是，所述的车道(41)从收费站下载基础信息，包括路段内费额、里程表，立交桥信息表，优惠路段表，优惠卡表；车道(41)原始收费记录数据分为两路上传，一路上传收费站(31)、路公司收费中心(21)，一路上传联网收费结算中心(11)；

所述的收费站(31)从联网收费结算中心(11)获取基础信息并向路公司收费中心(21)上传特殊处理流水、图像信息、缴款信息、统计数据以及其他需要的数据。

所述的路公司收费中心(21)从联网收费结算中心(11)获取基础信息并向联网收费结算中心(11)上传路段汇总统计信息；

所述的联网收费结算中心(11)分别向路公司收费中心(21)和收费站(31)下发基础信息。

3.如权利要求1或2所述的基于图论的高速公路联网收费车道建模计算费额的方法，其特征是，还包括车道基于图论建模计算费额工作流程：

A：基础信息的加载

车道信息传输软件将计算费额所需的基础信息：路段内费额、里程表，立交桥表，优惠路段表，优惠卡表，从结算中心下载到车道数据库，车道软件将数据库中的基础信息读入到内存中；

B：车道基于图论建模

B1：将各条高速公路的各个收费站作为图的顶点V，连接两个收费站的路径作为边E，连接两个路段之间的边作为立交桥，将具有环路的部分作为有环部分，将不构成环路的部分作为射线部分，构造成高速公路建模图G＝(V，E)；

立交桥计费规则：

图中A-E为路段1，E-D为路段2，E为两个路段的交汇点，A，B为路段1的两个收费站，C，D为路段2的两个收费站，B，C段为立交桥；则A-D的费额：F(AD)＝F(AB)+F(BC)+F(CD)；其中F(AB)为路段1中A，B两个收费站的审批费额，F(CD)为路段2中C，D两个收费站的审批费额，F(BC)为两个路段立交桥审批费额；

B2：车道软件加载基础信息后，将整个路网信息按照上述模型，使用邻接表的表示方法存入内存，形成路网模型；

C：车道利用模型计算费额

任意两个收费站之间的通行费计算原则：客车费额按照“最小费额”原则计算，货车费额按照“最短路径”原则计算；

C1：客车费额计算规则：

(1)对于射线部分无二义性路径的两个站点之间的费额计算采用精确路径计算；

(2)对于有环部分存在有二义性路径的两个站点之间的费额计算，将最小费额作为通行费额；

(3)对于有环部分，通过各种标识路径法，对于能精确标识的路径部分采用精确路径计费；对于不能精确标识的路径部分采用最小费额计费；

(4)对于区间优惠路段，优惠卡优惠路段，按照优惠率计算优惠后的最小费额；

(5)路段内的两个站点之间的费额采用路段内审批费额；

(6)跨路段两个站点之间的费额按照立交桥规则计算：两个路段的路段内审批费额加这两个路段的立交桥审批费额；

C2：货车费额计算规则：

(1)对于射线部分无二义性路径的两个站点之间的费额计算采用精确路径计算；

(2)对于有环部分存在有二义性的路径中能精确标识的路径部分，采用精确路径计费；对于不能精确标识的路径部分采用最短路径计费；

(3)对于最短路径上有区间优惠路段，优惠卡优惠路段，则按照优惠率计算优惠后的收费金额；

(4)货车按照计重公式计算最短路径上的通行费额；

C3：两个站点之间客车货车费额计算方法：

(1)首先计算出这两个站点之间的所有路径；

(2)客车，对每条路径计算该路径的费额，取最小费额；

(3)货车，取最短路径，按照计重公式计算通行费额；

C4：利用回溯法计算两个站点之间的所有路径：

首先暂时放弃关于问题规模大小的限制，并将问题的候选解按某种顺序逐一枚举和检验；当发现当前候选解不可能是解时，就选择下一个候选解；倘若当前候选解，不满足问题规模要求，但满足所有其他要求时，继续扩大当前候选解的规模，并继续试探；如果当前候选解满足包括问题规模在内的所有要求时，该候选解就是问题的一个解；

C5：两个站点之间的货车费额计算：

用回溯法求得两个站点之间的所有路径后，取其中里程最小的路径，就是最短路径，按照货车计重公式可以求得这两个站点之间最短路径上的货车费额；

C6：两个站点之间客车费额计算：

用回溯法求得两个站点之间的所有路径后，对每一条路径，按照客车立交桥费额规则计算该路径的客车费额，取其中最小的费额作为这两个站点之间的客车费额；

C7：两个站点之间的优惠费额计算：

C7.1：客车优惠费额计算：

用回溯法求得两个站点之间的所有路径后，对每一条路径，若路径中包含优惠区间，则将路段内收费金额×优惠折扣率作为该区间的收费金额；按照立交桥费额规则计算出该路径的收费金额，取所有路径中最小收费金额作为这两个站点之间的客车费额。

C7.2：货车优惠费额计算：

用回溯法求得两个站点之间的所有路径后，取最短路径，若最短路径中包含优惠区间，则将路段内里程×优惠折扣率作为该区间的收费里程，按照货车计重公式计算出该路径的货车费额；

C8：两个站点之间经过标识站的费额计算：

C8.1：客车标识路径费额计算：

用回溯法求得两个站点之间的所有路径后，获得两个站点之间所有包含指定标识站点的路径；对于每条包含指定标识站的路径，按照客车立交桥费额规则计算该路径的客车费额，取其中最小的费额作为这两个站点之间经过指定标识站的客车费额；

C8.2：货车标识路径费额计算：

用回溯法求得两个站点之间的所有路径后，获得两个站点之间所有包含指定标识站点的路径；从所有包含指定标识站的路径中取最短路径，按照货车计重公式计算该路径的货车费额，作为这两个站点之间经过指定标识站的货车费额。

4.如权利要求3所述的基于图论的高速公路联网收费车道建模计算费额的方法，其特征是，利用回朔算法搜索两个站点之间的所有路径，可以分成如下5种情况：

(1)射线上道射线下道的C-D，该路径唯一；

(2)射线上道环线下道的C-B，C到V3的路径唯一，只要搜索V3到B的所有路径；

(3)射线上道经过环线从射线下道的C-F。C-V3，F-V1路径唯一，只要搜索V3-V1的路径；

(4)环线上道射线下道的A-F，F-V1的路径唯一，只要搜索A-V1的路径；

(5)环线上道环线下道的A-B，搜素A-B的路径。