專利名稱：公路不停車收費方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公路收費方法和系統(tǒng)，特別涉及公路不停車電子收費方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的各種收費系統(tǒng)，如中國專利申請CN99101930所公開的技術(shù)方案，包括電子收費系統(tǒng)、不停車收費系統(tǒng)存在著支持的公路收費類型有限，費用收取、結(jié)算方式不夠靈活。對于車輛通行效率，車輛收費計算，費用收取，通道管理，費用清算及分賬結(jié)算都有一定問題或缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可準(zhǔn)實時收費而不停車的收費方法及系統(tǒng)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案，設(shè)計一種公路不停車收費方法，包括以下步驟A、在車輛上安裝已寫入車輛信息的車載裝置；B、該車輛進入不停車電子收費通道入口時，公路不停車收費系統(tǒng)的站級裝置讀取車載裝置內(nèi)的車輛信息；C、該車輛通過出口時，公路不停車收費系統(tǒng)的站級裝置讀取車載裝置內(nèi)的車輛信息；還包括以下步驟步驟B中站級裝置讀取車載裝置內(nèi)的車輛信息，并從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相對應(yīng)的車輛數(shù)據(jù)后放行處理，儲存記錄，上傳公路不停車收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理中心；步驟C中站級裝置讀取車載裝置內(nèi)的車輛信息，又從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相對應(yīng)的車輛數(shù)據(jù)后放行處理，儲存記錄，上傳公路不停車收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理中心，該數(shù)據(jù)管理中心進行分析確認(rèn)形成扣費交易事實上傳銀行；D、銀行從該車輛對應(yīng)的賬戶中扣費，并在完成交易處理后將數(shù)據(jù)實時返回該數(shù)據(jù)管理中心。
本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案，設(shè)計一種公路不停車收費系統(tǒng)，包括已寫入有車輛信息的車載裝置，還包括用于車道控制和數(shù)據(jù)采集及處理的站級裝置、進行數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)管理中心、與該數(shù)據(jù)管理中心交換相關(guān)數(shù)據(jù)并進行交易結(jié)算的銀行數(shù)據(jù)結(jié)算系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)；所述車載裝置以無線通訊的方式與所述站級裝置進行數(shù)據(jù)傳輸和交換，所述站級裝置、數(shù)據(jù)管理中心和銀行數(shù)據(jù)結(jié)算系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)交換。
本發(fā)明是針對背景技術(shù)中所提到的現(xiàn)有技術(shù)的不足而進行的改進，因而具有信用管理、準(zhǔn)實時銀行電子托收、車道無人值守、站口不停車通行、智能車輛判型、適應(yīng)開放或封閉各種公路收費型式等優(yōu)點。
本發(fā)明的使用完成了用戶通行記錄，通行費計算、收費結(jié)算等環(huán)節(jié)的準(zhǔn)實時化完成，用戶通行不停車，而所有的收費結(jié)算環(huán)節(jié)只在一分鐘內(nèi)全部完成，電子化收費得到完全的體現(xiàn)，并且支持公路的聯(lián)網(wǎng)收費。
圖2是本發(fā)明實施例的站級裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖4是本發(fā)明實施例的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明實施例的車道設(shè)備布置示意圖。
圖7是本發(fā)明實施例的信號傳遞示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的說明。
一種公路不停車收費方法，包括以下步驟A、在車輛上安裝已寫入車輛信息的車載裝置1；B、該車輛進入不停車電子收費通道入口時，公路不停車收費系統(tǒng)的站級裝置2讀取車載裝置1內(nèi)的車輛信息；C、該車輛通過出口時，公路不停車收費系統(tǒng)的站級裝置2讀取車載裝置1內(nèi)的車輛信息；還包括以下步驟步驟B中站級裝置2讀取車載裝置1內(nèi)的車輛信息，并從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相對應(yīng)的車輛數(shù)據(jù)后放行處理，儲存記錄，上傳公路不停車收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理中心3；步驟C中站級裝置2讀取車載裝置1內(nèi)的車輛信息，又從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相對應(yīng)的車輛數(shù)據(jù)后放行處理，儲存記錄，上傳公路不停車收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理中心3，該數(shù)據(jù)管理中心3進行分析確認(rèn)形成扣費交易事實上傳銀行；D、銀行從該車輛對應(yīng)的賬戶中扣費，并在完成交易處理后將數(shù)據(jù)實時返回該數(shù)據(jù)管理中心3。
該方法使用戶通過站口不停車，而所有的收費結(jié)算環(huán)節(jié)在短時間內(nèi)全部完成，電子化收費得到完全的體現(xiàn)。
所述車輛進入不停車電子收費通道入口時，通道上安裝的車輛檢測器721感應(yīng)到車輛駛?cè)耄せ罟凡煌＼囀召M系統(tǒng)的站級裝置2，通過安裝在通道頂部或旁側(cè)的2.45G或5.8G無線電收發(fā)器，經(jīng)定向天線710與在有效通信范圍內(nèi)的車載裝置1通訊；在讀取記錄在車載裝置內(nèi)的車輛信息的同時還在車載裝置1上寫入相關(guān)信息；該車輛通過出口時，通道上安裝的車輛檢測器721感應(yīng)到車輛駛?cè)?，激活公路不停車收費系統(tǒng)的站級裝置2，通過安裝在通道頂部或旁側(cè)的2.45G或5.8G無線電收發(fā)器，經(jīng)定向天線710與在有效通信范圍內(nèi)的車載裝置1通訊；公路不停車收費系統(tǒng)的站級裝置2同時讀取車輛信息和所述相關(guān)信息并在讀取后清除車載裝置1上的所述相關(guān)信息。
所述車輛信息包括車牌、車種、車類這些用以識別車輛身份的信息以及與收費相關(guān)的車輛特征數(shù)據(jù)；所述相關(guān)信息包括車輛入口站道的編碼和進入時刻；所述站級裝置2對車輛進行圖像抓拍并予以儲存。
所述各級的數(shù)據(jù)庫實時同步更新。
所述站級裝置2讀取車載裝置1內(nèi)的車輛信息并寫入相關(guān)信息，兩者之間的通訊采用不同的協(xié)議；站級裝置2采用下行連接協(xié)議發(fā)送操作命令給一個或多個車載裝置1，車載裝置1執(zhí)行相應(yīng)命令后，采用上行連接協(xié)議把結(jié)果返回站級裝置2。
站級裝置2到車載裝置1的下行連接包括前導(dǎo)碼、起播碼、命令包和用于檢錯的校驗碼，采用擴頻調(diào)制方式；由車載裝置1到站級裝置2的上行連接包括前導(dǎo)碼、起播碼、應(yīng)答碼和校驗碼，采用相移鍵控調(diào)制方式。本實施例中站級裝置2到車載裝置1的下行連接采用載波頻率為2.45GHZ的擴頻調(diào)制方式；由車載裝置1到站級裝置2的上行連接采用帶寬為2.400～2.4835GHZ、副載波為596KHZ的相移鍵控調(diào)制方式。
工作時，讀寫裝置71采用下行連接協(xié)議發(fā)送操作命令給一個或多個車載裝置1；車載裝置1執(zhí)行相應(yīng)命令后，采用上行連接協(xié)議把結(jié)果返回讀寫裝置71。通常情況下，車載裝置1上面的主芯片處于低耗休眠狀態(tài)，僅當(dāng)收到一個正確的命令調(diào)制信號后，芯片才被內(nèi)部的可編程定時器喚醒，轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，并執(zhí)行相應(yīng)的命令返回結(jié)果。
所述車輛對應(yīng)的帳戶為通用儲蓄賬戶。用戶交易不受托收約定限制，因余額不足導(dǎo)致收費交易失敗，而直接影響下一次的通行。
首先在車載裝置1寫入與其所屬車輛一致的車牌、車種、車類等用以車輛身份識別和與收費相關(guān)的車輛特征數(shù)據(jù)；裝有該車載裝置1的車輛駛?cè)氩煌＼囯娮邮召M通道入口道時，該入口道所屬公路不停車收費系統(tǒng)站級裝置2中的讀寫裝置71讀取進入車道的車載裝置(ETC卡)1上的車輛信息，檢查車載裝置1的合法性及是否為黑名單卡；同時對合法車載裝置1寫入日期、時間、站號、車道號等入口信息；在車輛信息顯示屏724上顯示進入車輛的車牌號及賬戶狀態(tài)信息如正常、止付、拒登、欠費等以及提示信息，并將有關(guān)信息上傳到站級服務(wù)器82，同時對指示燈723(包括報警燈)及自動欄桿722給出相應(yīng)的控制；該站級裝置2從車輛數(shù)據(jù)庫中調(diào)出匹配的車輛資料，結(jié)合采集的數(shù)據(jù)迅速作出放行控制處理，并形成過車流水信息記錄及上傳數(shù)據(jù)管理中心3；對非法進入的車輛，給出相應(yīng)狀態(tài)顯示及報警信息，接受站級監(jiān)控室發(fā)出的處理指令，提示稽查人員進行處理；所述車輛駛?cè)氩煌＼囯娮邮召M通道出口道時，讀寫裝置71讀取進入車道的車載裝置1內(nèi)的信息及入口通道的寫入信息，檢驗車載裝置1的合法性；對進入的車輛進行判型。根據(jù)進出站地點、車類、費率表，計算收費數(shù)據(jù)，顯示相關(guān)信息(車牌號、收費類型、費額等)，清除車載裝置1在入口車道寫入的信息，并將收費信息上傳到站級服務(wù)器82和車道監(jiān)控工作站81保存及顯示；該出口道站級裝置2從車輛數(shù)據(jù)庫中調(diào)出匹配的車輛資料及入口信息，結(jié)合采集的數(shù)據(jù)迅速作出放行或拒絕控制處理，必要時對車輛進行圖像抓拍并儲存圖像；對指示燈723、自動欄桿722給出相應(yīng)控制；對進入為非法的車載裝置或無車載裝置的異常車輛，給出狀態(tài)顯示，激活相應(yīng)報警設(shè)備，接收站監(jiān)控室的處理指令，提示稽查人員注意或進行處理；對合法車載裝置的車輛，則形成過車流水信息記錄及上傳數(shù)據(jù)管理中心3；上傳數(shù)據(jù)管理中心3的過車信息，由該數(shù)據(jù)管理中心3進行分析形成扣費交易事實上傳銀行；銀行從該車輛對應(yīng)的賬戶中扣費，并在完成交易處理后實時返回所述數(shù)據(jù)管理中心3。
如

圖1所示，一種公路不停車收費系統(tǒng)，包括已寫入有車輛信息的車載裝置1，還包括用于車道控制和數(shù)據(jù)采集及處理的站級裝置2、進行數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)管理中心3、與該數(shù)據(jù)管理中心3交換相關(guān)數(shù)據(jù)并進行交易結(jié)算的銀行數(shù)據(jù)結(jié)算系統(tǒng)4以及網(wǎng)絡(luò)5；所述車載裝置1以無線通訊的方式與所述站級裝置2進行數(shù)據(jù)傳輸和交換，所述站級裝置2、數(shù)據(jù)管理中心3和銀行數(shù)據(jù)結(jié)算系統(tǒng)4通過網(wǎng)絡(luò)5實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)交換。
所述車載裝置1包括無線遠(yuǎn)距智能型電子標(biāo)簽11，該電子標(biāo)簽為收費車輛的身份標(biāo)識和通行信息載體；所述無線遠(yuǎn)距智能型電子標(biāo)簽11具有接收發(fā)射功能、數(shù)據(jù)存儲及處理功能，該無線遠(yuǎn)距智能型電子標(biāo)簽11包括微波發(fā)射/接收極板天線、調(diào)制解調(diào)器、信息處理/存儲器；頻率為2.45GHz或5.8GHz的微波發(fā)射/接收極板天線110，通過調(diào)制解調(diào)器連接到信息處理/存儲器。
車載裝置(ETC卡)1具有安裝后防拆卸，數(shù)據(jù)加密存儲傳輸，數(shù)據(jù)可讀寫等功能。用戶申領(lǐng)車載裝置(ETC卡)1時，發(fā)卡者將在智能標(biāo)簽11中寫入與所辦車輛一致的車牌、車種、車類等用以車輛身份識別，和與收費相關(guān)的車輛特征數(shù)據(jù)，可加入發(fā)卡管理者的所需的管理信息，智能標(biāo)簽11中無電子錢包和其它與現(xiàn)金有關(guān)的數(shù)據(jù)。智能標(biāo)簽11中規(guī)劃出用于記錄通行信息的數(shù)據(jù)空間。
車載裝置1平時處于休眠狀態(tài)，只在進入讀寫裝置71的有效檢測范圍內(nèi)才被喚醒進入工作狀態(tài)。車載裝置1在休眠狀態(tài)下的工作電流非常小，因此可以保證車載裝置1的功率消耗極低，使車載裝置1內(nèi)的電池能保持較長的工作壽命。
對于入口通道，當(dāng)車輛到達前地感線圈時，由地感控制器、地感信號分配器發(fā)送信號給讀寫裝置71，讀寫裝置71對車載裝置1進行讀寫操作，讀取車載裝置1上的信息，傳送給車道控制器9，同時將本車道的站號、車道號及車輛到達日期時間等寫入車載裝置1中。
對于出口通道，在接到地感控制器和信號分配器發(fā)出的車輛到達信號后，讀取車載裝置1中的車號和寫入的入口站號、車道號及進入日期時間等信息，傳送給車道控制器9，然后將在入口通道出寫入的上述信息清除。
所述站級裝置2包括車道數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備7和站級監(jiān)控裝置8。
所述站級裝置2是公路不停車收費系統(tǒng)的中間核心環(huán)節(jié)，連接電子收費車道和數(shù)據(jù)管理中心3，負(fù)責(zé)建立安全快速的數(shù)據(jù)通道并保障數(shù)據(jù)流的完整正確，對無人值守的電子收費車道系統(tǒng)進行管理和異常情況的處理，確保整個系統(tǒng)的可靠運行，具有承上啟下的關(guān)鍵作用。收費站作為收費公路的基層管理單位，站級裝置2同樣負(fù)有基層管理的職責(zé)，需完成站級操作員管理、站級主管的各類數(shù)據(jù)查詢、各類站級報表的提供、車道信息的記錄、通過車輛的原始通行記錄保存；必要時為站級系統(tǒng)提供所需的數(shù)據(jù)。
站級裝置2具有下列主要功能。
通訊管理功能建立從車道到數(shù)據(jù)管理中心3的通訊連接，將車道的入口過車信息、出口過車扣費信息、違章車輛的通行記錄上送數(shù)據(jù)管理中心3；接收數(shù)據(jù)管理中心3下發(fā)反饋信息和系統(tǒng)配置信息(如運行參數(shù)、費率表版本、同步時鐘等)、用戶信息(黑名單等)，經(jīng)處理后下發(fā)到所屬車道；維護管理本站網(wǎng)絡(luò)，自動處理由于網(wǎng)絡(luò)中心連接出現(xiàn)的批量數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理功能處理上級中心下發(fā)的系統(tǒng)控制指令，生成本站及所屬車道的配置信息。調(diào)用數(shù)據(jù)管理中心數(shù)據(jù)庫信息，生成本站所述的各類報表；在一定的權(quán)限內(nèi)查詢有關(guān)不停車收費系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)；生成與本系統(tǒng)站級配合所需的接口數(shù)據(jù)，提供或處理完整的站級管理分析報表(如各種O/D表、車流分析報表等)。保存一定時段(如30或40天)德國車信息記錄。站級操作員(監(jiān)控員、稽查員)管理，班次管理。
遠(yuǎn)程車道監(jiān)控功能實時監(jiān)測車道設(shè)備狀態(tài)，反映設(shè)備運行狀況和車輛扣費信息；保存一定時間(如40天)車道需抓拍的通行車輛圖像；監(jiān)控員干涉及授權(quán)操作；異常報警；記錄異常情況和監(jiān)控員干預(yù)狀況，對違章車輛(如沖關(guān)車輛)進行記錄并向上級中心報告，每班形成相應(yīng)車道運作報表。
如圖2所示，所述車道數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備7主要包括讀寫裝置71、車道控制器9、車道設(shè)備72、車輛動態(tài)判型設(shè)備73，所述讀寫裝置71、車道設(shè)備72和車輛動態(tài)判型設(shè)備73分別通過數(shù)據(jù)傳輸線路與車道控制器9連接；所述站級監(jiān)控裝置8主要包括對所屬車道進行監(jiān)控管理的監(jiān)控工作站81、對車道數(shù)據(jù)儲存轉(zhuǎn)發(fā)的站級通訊-財務(wù)機(站級服務(wù)器)82，監(jiān)控工作站81與站級服務(wù)器82之間通過網(wǎng)絡(luò)5進行數(shù)據(jù)傳輸；至少一臺以上的車道控制器9通過網(wǎng)絡(luò)5與監(jiān)控工作站81和站級服務(wù)器82進行數(shù)據(jù)傳輸。
所述網(wǎng)絡(luò)5為局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)。
站級服務(wù)器82負(fù)責(zé)車道與數(shù)據(jù)管理中心3間的數(shù)據(jù)交換和管理。
其主要功能有采集車道的入口過車信息、出口過車扣費信息、出口車道對車輛的入口資料查詢信息，實時上送數(shù)據(jù)管理中心3并作本地流水紀(jì)錄，接受并下傳反饋信息；轉(zhuǎn)發(fā)由車道監(jiān)控工作站81形成上送的違章車輛全網(wǎng)報警信息到數(shù)據(jù)管理中心3；定時接收數(shù)據(jù)管理中心3下傳的系統(tǒng)配置信息包括各種運行參數(shù)、費率表版本、同步時鐘等，生成車道配置信息下傳到車道控制器9中，同時配置站級設(shè)備運行參數(shù)；實施接收數(shù)據(jù)管理中心3下傳的用戶信息(黑名單更新信息等)，實時下送并更新車道控制器9中的相應(yīng)數(shù)據(jù)庫；及時偵知網(wǎng)絡(luò)故障。在與數(shù)據(jù)管理中心3連接出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時，及時保存并管理本地數(shù)據(jù)，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后，自動進行批處理恢復(fù)。在與車道連接出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障后，一旦通訊恢復(fù)，能自動批次接收車道的上送信息，并及時上傳數(shù)據(jù)管理中心3。
站級服務(wù)器82還負(fù)責(zé)站級業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)處理工作。
其工作主要有隨時處理上級數(shù)據(jù)管理中心3下發(fā)的符合管理權(quán)限要求的系統(tǒng)控制指令；日常定時生成本站級所屬車道的管理、配置信息；
調(diào)用數(shù)據(jù)管理中心數(shù)據(jù)庫信息，定時生成本站所需的各類ETC報表；生成與本系統(tǒng)站級配合所需的接口數(shù)據(jù)，提供或處理完整的站級管理分析報表(如各種O/D表、車流分析報表等)，保存一定時段如30天的過車信息記錄；依據(jù)權(quán)限提供整個ETC系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)查詢功能和生成臨時報表。
站級網(wǎng)絡(luò)管理及維護。維護管理車道和本級站的網(wǎng)絡(luò)通訊及安全。
車道控制器9具有網(wǎng)絡(luò)功能，能將采集數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)管理中心3。車道可無人值守，車道控制器9自動處理通行的車輛數(shù)據(jù)。車道控制器9是公路不停車收費系統(tǒng)中車道系統(tǒng)的控制核心，是進行數(shù)據(jù)采集、車型判定、圖像轉(zhuǎn)送、狀態(tài)現(xiàn)實、放行控制、數(shù)據(jù)上傳的控制中心。
當(dāng)車道與站之間的通訊出現(xiàn)中斷或故障時，車道控制器9能保存通過的車輛信息，待通訊恢復(fù)正常后再補傳送；接受站級服務(wù)器82下載的黑名單、系統(tǒng)運行參數(shù)、通道處理指令及對讀寫裝置71的軟件升級等操作；定時將車道設(shè)備狀態(tài)上傳到車道監(jiān)控工作站81，實施傳送各設(shè)備狀態(tài)的變化。
所述車道控制器9包括主控制器、過車流水顯示器、車道設(shè)備控制器、直流電源輸出模塊、交流電源輸出模塊、I/O接口模塊、通信接口模塊、信號光電隔離、信號轉(zhuǎn)換及控制、UPS電源。
車道控制器9還提供多路I/O接口，可對自動欄桿、信號燈等進行控制。同時具有手動開閘控制輸出，當(dāng)站監(jiān)控室監(jiān)控員在鍵盤上操作授權(quán)命令后，可由車道稽查員對自動欄桿機進行現(xiàn)場手動開閘和關(guān)閘操作。
監(jiān)控工作站81完成對所屬車道的監(jiān)控、管理、操作授權(quán)等工作，站級通訊-財務(wù)機(站級服務(wù)器)82完成車道數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)和本地(站)的財物統(tǒng)計等。
車道監(jiān)控工作站81主要提供遠(yuǎn)程站級監(jiān)控員對車道的全面監(jiān)控和管理功能，紀(jì)錄車道狀況，利于對異常情況的及時處置和對現(xiàn)場的稽查員的調(diào)度管理。
車道監(jiān)控工作站81的主要功能有車道狀態(tài)實時監(jiān)測，反映車道設(shè)備運行狀況和通過車輛的信息(車號、車型、通行時間、扣費額等)，實時反映車輛通過車道時各設(shè)備的狀態(tài)變化和處理結(jié)果；異常狀態(tài)報警對車道狀態(tài)進行智能分析，對車道設(shè)備或邏輯異常及通行車輛的異常情況(過道超時、U形轉(zhuǎn)彎、沖關(guān)等)分不同等級自動報警(菜單彈出、聲光報警等)以提示監(jiān)控員的注意及提示后續(xù)操作；監(jiān)控員控制提供監(jiān)控員控制菜單界面，在正常及異常情況下自動激活相應(yīng)的控制功能，提供監(jiān)控員對現(xiàn)場的干預(yù)和對稽查員可做的相應(yīng)操作進行授權(quán)，對違章車輛(如沖關(guān)車輛)生成全網(wǎng)報警信息；儲存由車道控制器9上送的抓拍圖像信息，提供相應(yīng)的查詢功能；車道檢測紀(jì)錄定時自動檢測和紀(jì)錄車道設(shè)備狀況，實時紀(jì)錄車道異常情況和監(jiān)控員處置操作流程。提供生成車道運作報表功能。
所述讀寫裝置71包括安裝在車道頂棚或車道旁側(cè)的與車載裝置相對應(yīng)的天線710、無線電收發(fā)設(shè)備；所述車道設(shè)備72包括設(shè)置在車道旁的車輛檢測器721、安裝在車道上的高速自動道閘722、指示燈723、狀態(tài)-費額顯示器724和圖像抓拍裝置725。
所述讀寫裝置71還包括輔助天線陣列712。天線系統(tǒng)包括前(主)天線陣列710和輔助(從)天線陣列712兩部分。主天線陣列710與讀寫主控器711組裝在一起作為信號的收發(fā)及數(shù)據(jù)分析處理裝置；輔助天線陣列712是在特殊狀況下擴展對車載裝置1進行讀寫的范圍。
讀寫裝置71的核心設(shè)備是讀寫主控器，主控器內(nèi)含一個帶微處理器的嵌入式模塊，使讀寫裝置71可以在脫機方式下獨立運行用戶程序而無需再使用一臺PC機進行控制。該裝置還擁有功率輸出模塊和溫度控制電路，使工作溫度范圍達到-40至+85攝氏度，完全可以滿足收費公路現(xiàn)場工作環(huán)境要求。該裝置并可帶多對與車載裝置1配套的收發(fā)微帶天線陣列；提供可編程的兩路RS-232、兩路RS-422和三路RS-485串行通訊接口，八位I/O(TTL電平)接口以及兩路模擬信號輸入接口(8Bit A/D)；其內(nèi)部儲存器包括有可讀寫的FLASH、EPROM以及SRAM，使讀寫裝置71可以滿足遠(yuǎn)程距離通訊和緩存數(shù)據(jù)的需要。
如圖6所示，所述車道設(shè)備控制器93包括地感控制器、地感信號分配器、信號燈控制器、自動欄桿機控制器、車道信息顯示屏控制器。
車道設(shè)備還包括欄桿地感線圈和保護光柵。
如圖7所示，所述車輛檢測器721包括埋入式地面感應(yīng)線圈721a和地面感應(yīng)測控器931，埋入式地面感應(yīng)線圈721a與地面感應(yīng)測控器連接；當(dāng)車輛到達埋入式地面感應(yīng)線圈721a時，由地感控制器、地感信號分配器發(fā)送信號給讀寫裝置71，讀寫裝置71對車載裝置1進行讀寫操作，并將車載裝置1上的信息傳送給車道控制器9。
圖像抓拍裝置為CCD攝像機。保證在夜間無補光燈情況下，也能拍攝到清晰的車輛(車牌)圖像。
指示信號燈為紅(×)、綠(↑)兩色，采用點陣發(fā)光二極管(LED)制成，具有亮度高、壽命長、耗電少等特點。通道無車時，信號燈為紅色(×)；當(dāng)車輛進入通道，經(jīng)系統(tǒng)操作后允許放行時，信號燈變成綠色(↑)；當(dāng)車輛駛離欄桿地感線圈后，自動欄桿關(guān)閉，信號燈重新變成紅色(×)。
車道信息顯示器的顯示屏也是由點陣發(fā)光二極管(LED)制成，用于顯示進入通道的車輛車號、車型及狀態(tài)提示信息。對于入口通道顯示提示正常、止付等；對于出口通道顯示收費類型、收費金額，以及提示正常、止付、超時、U轉(zhuǎn)彎、沖卡等信息。
實際制造時，為減少體積，把信息顯示器、交通信號燈和抓拍攝像機均集中合成在一體，放置在自動欄桿后面位置。
自動欄桿機采用高速自動欄桿機，本實施例中采用德國Magnetic公司制造的M1B20型作為車道欄放的主要設(shè)備。
欄桿地感線圈位于欄桿臂正下方，其作用是保證車輛完全通過后，欄桿臂才能落下，以免砸到車輛。此外，為了防止欄桿臂下落過程中有人偶爾路過而引起意外傷害，在欄桿機前側(cè)安裝了一對光柵作為防砸人保護。在欄桿臂下落過程，如有人靠近而阻斷光柵時，欄桿臂會立刻抬起。
欄桿地感線圈及光柵都直接與自動欄桿機的控制單元相連。
進入收費公路的車輛都是按幾種類型收費。對于大部分車輛，可以根據(jù)車輛自身特征，預(yù)先確定其應(yīng)收費種類，儲存于車載裝置中。這樣在每次讀取車載裝置信息時，既可立即知道其應(yīng)收費種類。但對于貨柜拖頭車，由于其有無拖載貨柜或車架的收費類型不同，為此需對貨柜拖頭車拖載情況進行現(xiàn)場判型識別，以確定收費種類。同時對車輛進行現(xiàn)場判型可以輔助識別車輛型號與車載裝置內(nèi)的信息是否相符。
本發(fā)明對車輛的判型是在不停車情況下進行。所述車輛動態(tài)判型設(shè)備73包括紅外線光柵檢測器731，紅外線光柵檢測器731包括紅外線發(fā)射器731a和接收器731b。所述車輛動態(tài)判型設(shè)備還包括前地感線圈、中地感線圈、車道監(jiān)控攝像圖像輔助器。根據(jù)綜合分析生成判型結(jié)果，即可由車道控制器9得出判型結(jié)果。對于入口車道，由于不判型，因此沒有中地感線圈等設(shè)施。
前地感線圈位于通道入口處地面下，作為車輛進入通道的檢測裝置；中地感線圈與前地感線圈相距一定距離，用于車輛的判型檢測(僅出口通道有，入口通道沒有)；后地感線圈位于自動欄桿機前，用作車輛位置的輔助檢測。
當(dāng)有車輛到達地感線圈位置時，線圈檢測器給出開關(guān)和脈沖信號。
地感信號分配器的作用是將一路線圈檢測器的輸出信號，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換、功率放大、阻抗匹配后，變成多路信號輸出，以供不同裝置如讀寫裝置、車輛圖像抓拍裝置等同步使用。
所述數(shù)據(jù)管理中心3包括中心服務(wù)器、網(wǎng)管工作站、通訊前置機。數(shù)據(jù)管理中心3與銀行交易數(shù)據(jù)生成，運行數(shù)據(jù)處理，統(tǒng)計結(jié)算，管理數(shù)據(jù)生成與傳輸?shù)取?br> 每個站級監(jiān)控裝置可以同時對該站的若干數(shù)量的車道數(shù)采集和控制設(shè)備進行管理，一個數(shù)據(jù)管理中心管理若干數(shù)量的站級監(jiān)控裝置。
上述的公路不停車收費系統(tǒng)還包括車載裝置發(fā)行管理中心6，該中心完成車輛身份數(shù)據(jù)采集、對用戶進行管理和服務(wù)、通過網(wǎng)絡(luò)5將用戶數(shù)據(jù)傳輸給銀行數(shù)據(jù)結(jié)算系統(tǒng)4和數(shù)據(jù)管理中心3。車載裝置發(fā)行管理中心6聯(lián)系銀行和公路收費公司及用戶，完成車輛數(shù)據(jù)采集，賬戶開設(shè)(關(guān)聯(lián))，卡發(fā)行、掛失、換卡、銷卡等一系列卡、戶管理用戶服務(wù)功能，用戶發(fā)卡并安裝后數(shù)據(jù)即時傳輸給銀行、數(shù)據(jù)管理中心3，并經(jīng)網(wǎng)絡(luò)5下載到各個車道，用戶即可使用。
對于用戶的服務(wù)支持，可擴展到銀行的各個網(wǎng)點，涉及賬戶、發(fā)票管理、銀行網(wǎng)點都可以提供相應(yīng)支持?？纱蟠蠓奖阌脩?。
銀行數(shù)據(jù)結(jié)算系統(tǒng)4屬于銀行中間業(yè)務(wù)平臺的一種，由前置機實時接收并預(yù)處理收費管理中心3上傳相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，與業(yè)務(wù)主機交互完成交易結(jié)算，交易結(jié)果直接返回。涉及銀行端的用戶管理也由該部分處理。
用戶開卡前需與銀行約定通行費托收賬戶，銀行根據(jù)用戶的信用級別收取相應(yīng)的保證金(信用級別達到銀行要求的等級時可以不收取保證金)，發(fā)卡中心審核車輛有效證件確認(rèn)車輛資料，寫入電子標(biāo)簽11，安裝后即可通行使用。該帳戶為通用儲蓄賬戶，用戶交易不受托收約定限制，余額不足而導(dǎo)致收費交易失敗，將直接影響下一次的通行。保證金只作為用戶欠費追繳的保證，并不用于通行費的交繳。
如圖4和圖5所示，裝有車載裝置1的車輛駛?cè)雽Ｓ貌煌＼囯娮邮召M通道入口道時，站級裝置2中的讀寫裝置(ETC讀寫器)71讀出車載裝置(ETC卡)1上的車輛信息，同時在車載裝置(ETC卡)1上寫入本站道的編碼、通行時間等入口信息，該站級裝置2從本地車輛數(shù)據(jù)庫中調(diào)出匹配的車輛資料(核查黑、白名單)，結(jié)合采集的數(shù)據(jù)迅速作出放行控制處理(道閘的開閉、指示燈給予指示信號、費額信息顯示等)，必要時對車輛進行圖像抓拍并儲存圖像；并形成過車流水信息記錄(包含車牌、車種、車類、入口、通行時間等)及上傳數(shù)據(jù)管理中心3。所述車輛駛?cè)雽Ｓ貌煌＼囯娮邮召M通道出口道時，讀寫裝置(ETC讀寫器)71讀出車載裝置(ETC卡)1上的車輛及入口信息，在向站級裝置系統(tǒng)傳輸該信息后清除車載裝置(ETC卡)1上的入口信息；該站級裝置2從本地車輛數(shù)據(jù)庫中調(diào)出匹配的車輛資料(核查黑、白名單)及入口信息，結(jié)合采集的數(shù)據(jù)迅速作出放行控制處理(道閘的開閉、指示燈給予指示信號、費額信息顯示等)，必要時對車輛進行圖像抓拍并儲存圖像；并形成過車流水信息記錄(包含車牌、車種、車類、出口、入口、通行時間、收費金額等)及上傳數(shù)據(jù)管理中心3。整個過程無需人工干預(yù)，采集的數(shù)據(jù)由車載裝置(ETC卡)1和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)雙重載體紀(jì)錄并傳輸。車輛在通過出入口時均可以慣常的速度通過。上傳數(shù)據(jù)管理中心的過車信息，由該數(shù)據(jù)管理中心進行智能分析形成扣費交易事實上傳銀行。銀行完成交易處理后實時返回所述數(shù)據(jù)管理中心。收費操作實時完成，但通道放行并不依賴于交易完成，這樣既保證了收費的實時性，又不耽誤車輛的不停車通行，同時又減少對網(wǎng)絡(luò)實時連通的依賴，因此稱作準(zhǔn)實時收費。
本發(fā)明中，收費采用基于信用管理，事后扣費，使用的是通過的銀行儲蓄賬戶。信用管理(信用+保證金)的實時保障了用戶，收費單位，銀行三者的利益，并將用戶群擴大到廣大的個人用戶中去。事后扣費，通用儲蓄賬戶的采用，給予了用戶充分的消費自決權(quán)，避免以往充值消費、預(yù)付費等收費方式限制用戶資金自由使用的問題。
本發(fā)明中，采用數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)、電子標(biāo)簽的雙重加載(電子標(biāo)簽、車道計算機中均有車輛通行信息)，充分保障了后臺數(shù)據(jù)處理的可靠和及時性，充分利用了網(wǎng)絡(luò)，但又不依賴網(wǎng)絡(luò)(依靠電子標(biāo)簽本身的移動傳輸)；車輛資料的本地和標(biāo)簽的雙重認(rèn)證充分保障所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實性。
本發(fā)明以智能電子標(biāo)簽作為收費車輛的身份標(biāo)識和通行信息載體，用戶的通用儲蓄賬戶為繳費賬戶，依靠(但不依賴)專用網(wǎng)絡(luò)，收費站和銀行直接聯(lián)網(wǎng)，用戶通行后即時扣款，車道無人值守，車輛標(biāo)簽、車道、站、中心、銀行多重數(shù)據(jù)保障。
權(quán)利要求
1.一種公路不停車收費方法，包括以下步驟A、在車輛上安裝已寫入車輛信息的車載裝置(1)；B、該車輛進入不停車電子收費通道入口時，公路不停車收費系統(tǒng)的站級裝置(2)讀取車載裝置(1)內(nèi)的車輛信息；C、該車輛通過出口時，公路不停車收費系統(tǒng)的站級裝置(2)讀取車載裝置(1)內(nèi)的車輛信息；其特征是，還包括以下步驟步驟B中站級裝置(2)讀取車載裝置(1)內(nèi)的車輛信息，并從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相對應(yīng)的車輛數(shù)據(jù)后放行處理，儲存記錄，上傳公路不停車收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理中心(3)；步驟C中站級裝置(2)讀取車載裝置(1)內(nèi)的車輛信息，又從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相對應(yīng)的車輛數(shù)據(jù)后放行處理，儲存記錄，上傳公路不停車收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理中心(3)，該數(shù)據(jù)管理中心(3)進行分析確認(rèn)形成扣費交易事實上傳銀行；D、銀行從該車輛對應(yīng)的賬戶中扣費，并在完成交易處理后將數(shù)據(jù)實時返回該數(shù)據(jù)管理中心(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不停車收費方法，其特征是所述車輛進入不停車電子收費通道入口時，通道上安裝的車輛檢測器(721)感應(yīng)到車輛駛?cè)?，激活公路不停車收費系統(tǒng)的站級裝置(2)，通過安裝在通道頂部或旁側(cè)的2.45G或5.8G無線電收發(fā)器，經(jīng)定向天線(710)與在有效通信范圍內(nèi)的車載裝置(1)通訊；在讀取記錄在車載裝置內(nèi)的車輛信息的同時還在車載裝置(1)上寫入相關(guān)信息；該車輛通過出口時，通道上安裝的車輛檢測器(721)感應(yīng)到車輛駛?cè)耄せ罟凡煌＼囀召M系統(tǒng)的站級裝置(2)，通過安裝在通道頂部或旁側(cè)的2.45G或5.8G無線電收發(fā)器，經(jīng)定向天線(710)與在有效通信范圍內(nèi)的車載裝置(1)通訊；公路不停車收費系統(tǒng)的站級裝置(2)同時讀取車輛信息和所述相關(guān)信息并在讀取后清除車載裝置(1)上的所述相關(guān)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的不停車收費方法，其特征是所述車輛信息包括車牌、車種、車類這些用以識別車輛身份的信息以及與收費相關(guān)的車輛特征數(shù)據(jù)；所述相關(guān)信息包括車輛入口站道的編碼和進入時刻；所述站級裝置(2)對車輛進行圖像抓拍并予以儲存。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不停車收費方法，其特征是所述各級的數(shù)據(jù)庫實時同步更新。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的不停車收費方法，其特征是所述站級裝置(2)讀取車載裝置(1)內(nèi)的車輛信息并寫入相關(guān)信息，兩者之間的通訊采用不同的協(xié)議；站級裝置(2)采用下行連接協(xié)議發(fā)送操作命令給一個或多個車載裝置(1)，車載裝置(1)執(zhí)行相應(yīng)命令后，采用上行連接協(xié)議把結(jié)果返回站級裝置(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不停車收費方法，其特征是站級裝置(2)到車載裝置(1)的下行連接包括前導(dǎo)碼、起播碼、命令包和用于檢錯的校驗碼，采用擴頻調(diào)制方式；由車載裝置(1)到站級裝置(2)的上行連接包括前導(dǎo)碼、起播碼、應(yīng)答碼和校驗碼，采用相移鍵控調(diào)制方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不停車收費方法，其特征是所述車輛對應(yīng)的帳戶為通用儲蓄賬戶。
8.一種公路不停車收費系統(tǒng)，包括已寫入有車輛信息的車載裝置(1)，其特征是還包括用于車道控制和數(shù)據(jù)采集及處理的站級裝置(2)、進行數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)管理中心(3)、與該數(shù)據(jù)管理中心(3)交換相關(guān)數(shù)據(jù)并進行交易結(jié)算的銀行數(shù)據(jù)結(jié)算系統(tǒng)(4)以及網(wǎng)絡(luò)(5)；所述車載裝置(1)以無線通訊的方式與所述站級裝置(2)進行數(shù)據(jù)傳輸和交換，所述站級裝置(2)、數(shù)據(jù)管理中心(3)和銀行數(shù)據(jù)結(jié)算系統(tǒng)(4)通過網(wǎng)絡(luò)(5)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)交換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的不停車收費系統(tǒng)，其特征是所述車載裝置(1)包括無線遠(yuǎn)距智能型電子標(biāo)簽(11)，該電子標(biāo)簽為收費車輛的身份標(biāo)識和通行信息載體；所述無線遠(yuǎn)距智能型電子標(biāo)簽(11)具有接收發(fā)射功能、數(shù)據(jù)存儲及處理功能，該無線遠(yuǎn)距智能型電子標(biāo)簽(11)包括微波發(fā)射/接收極板天線、調(diào)制解調(diào)器、信息處理/存儲器；頻率為2.45GHz或5.8GHz的微波發(fā)射/接收極板天線，通過調(diào)制解調(diào)器連接到信息處理/存儲器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的不停車收費系統(tǒng)，其特征是所述站級裝置(2)包括車道數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備(7)和站級監(jiān)控裝置(8)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的不停車收費系統(tǒng)，其特征是所述車道數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備(7)主要包括讀寫裝置(71)、車道控制器(9)、車道設(shè)備(72)、車輛動態(tài)判型設(shè)備(73)，所述讀寫裝置(71)、車道設(shè)備(72)和車輛動態(tài)判型設(shè)備(73)分別通過數(shù)據(jù)傳輸線路與車道控制器(9)連接；所述站級監(jiān)控裝置(8)主要包括對所屬車道進行監(jiān)控管理的監(jiān)控工作站(81)、對車道數(shù)據(jù)儲存轉(zhuǎn)發(fā)的站級通訊-財務(wù)機(站級服務(wù)器)(82)，監(jiān)控工作站(81)與站級服務(wù)器(82)之間通過網(wǎng)絡(luò)(5)進行數(shù)據(jù)傳輸；至少一臺以上的車道控制器(9)通過網(wǎng)絡(luò)(5)與監(jiān)控工作站(81)和站級服務(wù)器(82)進行數(shù)據(jù)傳輸。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的不停車收費系統(tǒng)，其特征是還包括車載裝置發(fā)行管理中心(6)，該中心完成車輛身份數(shù)據(jù)采集、對用戶進行管理和服務(wù)、通過網(wǎng)絡(luò)(5)將用戶數(shù)據(jù)傳輸給銀行數(shù)據(jù)結(jié)算系統(tǒng)(4)和數(shù)據(jù)管理中心(3)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的不停車收費系統(tǒng)，其特征是所述讀寫裝置(71)包括安裝在車道頂棚或車道旁側(cè)的與車載裝置相對應(yīng)的天線(710)、無線電收發(fā)設(shè)備；所述車道設(shè)備(72)包括設(shè)置在車道旁的車輛檢測器(721)、安裝在車道上的高速自動道閘(722)、指示燈(723)、狀態(tài)-費額顯示器(724)和圖像抓拍裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的不停車收費系統(tǒng)，其特征是所述讀寫裝置(71)還包括輔助天線陣列(712)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的不停車收費系統(tǒng)，其特征是所述車道控制器(9)包括主控制器、過車流水顯示器、車道設(shè)備控制器、直流電源輸出模塊、交流電源輸出模塊、I/O接口模塊、通信接口模塊、信號光電隔離、信號轉(zhuǎn)換及控制、UPS電源。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的不停車收費系統(tǒng)，其特征是所述車道設(shè)備控制器(93)包括地感控制器、地感信號分配器、信號燈控制器、自動欄桿機控制器、車道信息顯示屏控制器。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的不停車收費系統(tǒng)，其特征是所述車輛檢測器(721)包括埋入式地面感應(yīng)線圈(721a)和地面感應(yīng)測控器，埋入式地面感應(yīng)線圈(721a)與地面感應(yīng)測控器連接；當(dāng)車輛到達埋入式地面感應(yīng)線圈(721a)時，由地感控制器、地感信號分配器發(fā)送信號給讀寫裝置(71)，讀寫裝置(71)對車載裝置(1)進行讀寫操作，并將車載裝置(1)上的信息傳送給車道控制器(9)。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的不停車收費系統(tǒng)，其特征是所述車輛動態(tài)判型設(shè)備(73)包括紅外線光柵檢測器(731)，紅外線光柵檢測器(731)包括紅外線發(fā)射器(731a)和接收器(731b)。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的不停車收費系統(tǒng)，其特征是所述圖像抓拍裝置為CCD攝像機。
20.根據(jù)權(quán)利要求8所述的不停車收費系統(tǒng)，其特征是所述數(shù)據(jù)管理中心(3)包括中心服務(wù)器、網(wǎng)管工作站、通訊前置機。
全文摘要
一種公路不停車收費方法和系統(tǒng)涉及公路收費方法和系統(tǒng)，特別涉及公路不停車電子收費方法和系統(tǒng)。該方法為在車輛上安裝載有車輛信息的車載裝置；該車輛進入不停車電子收費通道入口時，公路不停車收費系統(tǒng)的站級裝置讀取車載裝置內(nèi)的車輛信息，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出匹配車輛數(shù)據(jù)后放行處理，儲存記錄，上傳公路不停車收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理中心；該車輛通過出口時，公路不停車收費系統(tǒng)的站級裝置讀取車輛信息，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出匹配車輛數(shù)據(jù)后放行處理，儲存記錄，上傳公路不停車收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理中心，該數(shù)據(jù)管理中心進行分析形成扣費交易事實上傳銀行；銀行完成交易處理后實時返回該數(shù)據(jù)管理中心。本發(fā)明具有準(zhǔn)實時銀行電子托收、站口不停車通行等優(yōu)點。
文檔編號G07B15/06GK1416104SQ02145658
公開日2003年5月7日 申請日期2002年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月25日
發(fā)明者柳和安, 陳秋和, 金甌, 韓曉光, 倪亞晨 申請人:深圳市深港產(chǎn)學(xué)研數(shù)碼科技有限公司