專利名稱：基于移動網(wǎng)絡(luò)的高速公路車輛行駛路徑記錄系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高速公路車輛行駛路徑記錄系統(tǒng)，具體地說，是涉及一種基 于移動網(wǎng)絡(luò)的高速公路車輛行駛路徑記錄系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國高速公路的不斷發(fā)展，迄今為止，我國已形成了規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高 速公路交通網(wǎng)，加之投資主體已經(jīng)多元化，因此每條高速公路都有一個或多個業(yè)主存在。目 前，由于大多數(shù)省份在省內(nèi)高速公路中已取消了主線收費站，基本實現(xiàn)了高速公路全省聯(lián) 網(wǎng)收費系統(tǒng)，因此車輛進入省內(nèi)高速公路，在不同業(yè)主的高速公路上行駛時，已無需一次又 一次地反復(fù)交費，而只需在駛?cè)牒婉偝龈咚俟窌r進行一次性交費即可。然而，對于進行聯(lián)網(wǎng)收費的高速公路網(wǎng)來說，兩點之間往往有多條行駛路徑(如 圖1所示的A點與K點之間)，當(dāng)前的計費模式只記錄車輛的進站和出站，而不能獲得車輛 的實際行駛路徑，這就造成了高速公路收費運營中的難題一是按照哪一條路徑的標(biāo)準收 取車輛的通行費；二是對路線環(huán)上的各個路段來說，如何拆分所收取的通行費，這就是高速 公路的“二義性”或“多義性”路徑問題。在聯(lián)網(wǎng)收費環(huán)境下，尤其是在投資主體多元化的 路網(wǎng)環(huán)境下，車輛行駛路徑“二義性”或“多義性”的問題造成了通行費拆分不公的問題越 來越嚴重，成為制約高速公路健康發(fā)展的突出矛盾。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服在目前的高速公路聯(lián)網(wǎng)收費環(huán)境下所存在的無法顯 示車輛真實行駛路徑的缺陷，提供一種能有效解決該缺陷的基于移動網(wǎng)絡(luò)的高速公路車輛 行駛路徑記錄系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下基于移動網(wǎng)絡(luò)的高速公路車輛行駛路徑記錄系統(tǒng)，包括路徑記錄終端，通過移動 網(wǎng)絡(luò)與路徑記錄終端連通的移動基站，以及設(shè)置于高速公路入口端和出口端用于讀寫路徑 記錄終端信息的讀卡器，所述路徑記錄終端通過移動網(wǎng)絡(luò)分別與覆蓋車輛行駛路徑的所有 移動基站連通。具體地說，所述路徑記錄終端由CPU模塊，以及分別與CPU模塊相連接的移動通信 模塊、電源模塊及信息讀寫模塊構(gòu)成，同時在該移動通信模塊中還內(nèi)嵌有強制激活模塊。強 制激活模塊用于在移動通信模塊無法正常激活時進行強制激活。進一步地說，所述路徑記錄終端還設(shè)置有與CPU模塊連接的揚聲器模塊。該揚聲 器模塊實現(xiàn)了高速公路收費站與車輛之間的即時消息發(fā)布，保證車輛在行駛過程中能夠隨 時隨地了解其所在路徑的相關(guān)狀況。為了保證信息的全面性和準確性，不出現(xiàn)遺漏，在移動通信模塊被激活后，開始與 所有能連接到的移動基站建立連接，并獲取連接到的移動基站的編號。但是，CPU模塊只是 在發(fā)生連接轉(zhuǎn)換時，才對連接到的移動基站的編號進行判斷處理，直到移動通信模塊連接到下一個移動基站再進行接收與處理。為了方便讀卡器讀取路徑記錄終端的信息，本實用新型還設(shè)置有電子通行卡，所 述路徑記錄終端集成于電子通行卡內(nèi)。為了實現(xiàn)方便，移動網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)實際情況選擇所需要的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具體地說，所 述移動網(wǎng)絡(luò)為GSM、TD-SCDMA或CDMA。本實用新型的設(shè)計原理在于利用路徑記錄終端與移動基站之間的連通，實現(xiàn)對 移動基站發(fā)出信號的接收，從而利用移動基站與高速公路的對應(yīng)關(guān)系，來確定車輛實際行 駛的高速公路路徑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果(1)本實用新型在不對現(xiàn)有移動基站進行任何改動的情況下，充分利用了現(xiàn)有移 動基站的無線通信功能，以及其固定位置與高速公路之間的對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)了對車輛真實 行駛路徑的確認，實現(xiàn)過程十分簡單。(2)本實用新型的路徑記錄系統(tǒng)是成熟技術(shù)的創(chuàng)新性應(yīng)用，不僅結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)成 本低廉，而且其性能非常穩(wěn)定。(3)本實用新型利用成熟的移動網(wǎng)絡(luò)區(qū)域切換技術(shù)來對高速公路上行駛的車輛進 行真實路徑記錄，實現(xiàn)了對覆蓋所行駛路徑的所有移動基站的信號接收，從而利用所有移 動基站來確定一條路徑，以保證路徑確認的萬無一失。(4)本實用新型有效的解決了在聯(lián)網(wǎng)收費環(huán)境下，尤其是在投資主體多元化的路 網(wǎng)環(huán)境下，車輛行駛路徑的“二義性”和“多義性”問題，對規(guī)范通行費用拆分方式、提高拆 分透明度和公平性具有顯著的效果。同時，本實用新型并不改變既有的聯(lián)網(wǎng)收費模式和管 理流程，只是在既有聯(lián)網(wǎng)計費系統(tǒng)上的擴展應(yīng)用，可在最大程度上保障既有軟硬件投資的 可持續(xù)利用，具有綜合成本低、可持續(xù)演進等諸多優(yōu)勢。(5)本實用新型可結(jié)合軟件實現(xiàn)對路徑記錄終端記錄的臨時路徑信息表進行路徑 與移動基站編號雙重確認，從而判斷出路徑記錄終端是否正常、是否被更換等狀況，以防止 車主更換路徑記錄終端來逃避或減少所應(yīng)繳納的費用。

圖1為現(xiàn)有收費的高速公路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型一實施例的高速公路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型中硬件系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型一實施例的整體流程示意圖。圖5為本實用新型一實施例中讀卡器根據(jù)臨時路徑信息表確定車輛行駛的真實 路徑的流程示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進一步地詳細說明。實施例現(xiàn)有高速公路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，即如果要從高速公路的A點到K點，則其間的 行駛路徑有很多條，每條路徑由多條高速公路支路組成；相應(yīng)的，如果要從B點到K點，也同樣存在很多條行駛路徑。在現(xiàn)有的收費系統(tǒng)中，由于不能準確判斷車輛的實際行駛路線，使 得只能按照可能的最短路徑進行計費。目前，移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍布全國各地，相應(yīng)的移動基站也廣泛地設(shè)置于全國各 地，高速公路的所有支路都已經(jīng)在移動基站的覆蓋范圍之內(nèi)。如圖2中的F點與I點之間 共有a、b、c、d四個移動基站，只要車輛A在F點與I點之間行駛，就能連接到這四個移動 基站，反過來說，只要車輛A中的路徑記錄終端按照時間順序依次記錄了 b、a、c、d或d、C、 a、b四個移動基站的編號，就表明車輛A經(jīng)過了 F點與I點之間的高速公路支路。使用時，首先獲取覆蓋高速公路所有支路的移動基站編號，將獲取的移動基站編 號與相應(yīng)的高速公路支路對應(yīng)，建立高速公路網(wǎng)絡(luò)路徑信息表，并預(yù)存于讀卡器中，以便后 續(xù)調(diào)用。如圖3所示，本實用新型的路徑記錄系統(tǒng)由路徑記錄終端、移動基站、以及能讀取 路徑記錄終端數(shù)據(jù)信號的讀卡器構(gòu)成。其中，路徑記錄終端的安裝方式有兩種，一種為直接 安裝在車上，并使用可移動的電子通行卡作為讀卡器與路徑記錄終端之間的傳輸介質(zhì)，實 現(xiàn)兩者之間的信息讀寫；另一種為將路徑記錄終端集成于電子通行卡內(nèi)部，形成一個可移 動的便攜式路徑記錄終端，直接與讀卡器進行讀寫操作。移動基站通過諸如GSM、TD-SCDMA 或CDMA等移動通信網(wǎng)絡(luò)與該路徑記錄終端相連接。所述的路徑記錄終端由移動通信模塊、電源模塊、CPU模塊、信息讀寫模塊和揚聲 器模塊構(gòu)成。其中，移動通信模塊、電源模塊、信息讀寫模塊和揚聲器模塊分別與CPU模塊 相連接，以便統(tǒng)一接受CPU模塊的工作指令；電源模塊為移動通信模塊、CPU模塊、信息讀寫 模塊和揚聲器模塊提供工作電源，移動通信模塊主要用于通過移動網(wǎng)絡(luò)連接移動基站并獲 取其基站編號。另外，為了確保移動通信模塊能在使用時處于激活狀態(tài)，在移動通信模塊內(nèi) 部還嵌有由軟件編寫而成的強制激活模塊。以下便結(jié)合圖2、圖3、圖4和圖5對確認車輛A在高速公路內(nèi)真實行駛路徑的過 程進行詳細說明，為了便于描述，假設(shè)車輛A在F站點與I站點(以下簡稱FI支路)之間 行駛，則本實用新型的基本工作過程如下(1)獲取覆蓋FI支路全程的所有移動基站編號，即四個移動基站a、b、c、d的編 號，并通過這四個移動基站在FI支路上的位置分布，羅列出車輛中路徑記錄終端到各個移 動基站的先后順序，同時建立這四個移動基站與FI支路的對應(yīng)關(guān)系，并建立高速公路網(wǎng)絡(luò) 路徑信息表，錄入上述獲取的信息，再將高速公路網(wǎng)絡(luò)路徑信息表存入讀卡器中。從圖2中 可以看出，行駛于FI支路上的車輛A接收到上述四個移動基站發(fā)出的信號的先后順序為b、 a、c、d 或 d、c、a、b,艮口 b、a、c、d 或 d、c、a、b 對應(yīng) FI 支路。(2)車輛A到達FI支路的F端時，對路徑記錄終端初始化，建立臨時路徑信息表， 將該車輛A的類型、車牌號等能確定該車輛A的信息寫入臨時路徑信息表內(nèi)，再將該車輛A 與該路徑記錄終端的對應(yīng)關(guān)系記錄于讀卡器中。具體地說，本實施例將路徑記錄終端集成 與電子通行卡中，讀卡器對路徑記錄終端初始化時，直接將電子通行卡與讀卡器正對，使讀 卡器通過信息讀寫模塊向路徑記錄終端寫入標(biāo)識位，路徑記錄終端感應(yīng)到該標(biāo)識位時，對 移動通信模塊執(zhí)行激活操作，如果該移動通信模塊未被激活，則由強制激活模塊強制激活 移動通信模塊。(3)激活后的移動通信模塊通過任意一種移動網(wǎng)絡(luò)與移動基站建立連接，保證車輛A在行駛過程中順利接收移動基站發(fā)出的編號。(4)假設(shè)車輛A在行駛過程中，按照時間先后順序接收到的移動基站編號為a'、 b'、c'、d'，CPU模塊按照順序檢查臨時路徑信息表中是否已經(jīng)記錄了 a'、b'、c'、 d'，如果某一個編號已經(jīng)記錄，則放棄該編號，反之，則記錄至臨時路徑信息表中。下面通 過步驟(a) (d)對本階段進行詳細說明(a)移動通信模塊接收到移動基站發(fā)出的編號a'后，將之傳輸至CPU模塊中；(b)由CPU模塊將編號a'與路徑記錄終端中的臨時路徑信息表對比，如果發(fā)現(xiàn)編 號a'已經(jīng)被記錄，則放棄該編號，反之，則記錄至臨時路徑信息表中；(C)在放棄或記錄移動基站編號a'之后，CPU模塊將編號b'與路徑記錄終端中 的臨時路徑信息表對比，并按照處理a'的方式進行處理；(d)按照上述方法處理所有接收到的移動基站的編號，且在車輛A的行駛過程中， 移動通信模塊始終保持與移動基站的連接狀態(tài)，直到車輛A到達終點I站點。在車輛A行駛過程中，收費站F站點或I站點發(fā)現(xiàn)在FI支路上發(fā)生異常狀況，如 交通事故、自然災(zāi)害等可能影響車輛正常通行的狀況，則通過移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)出通知信號，該通 知信號由移動基站發(fā)送至路徑記錄終端內(nèi)的移動通信模塊，進而傳輸至CPU模塊，由CPU模 塊將其處理成聲音信號由揚聲器模塊發(fā)出，車輛A的駕駛員在收到該信息后，可以提前作 好準備，或考慮原路返回，以避免對車輛A產(chǎn)生不利影響。(5)當(dāng)車輛A到達終點I站點時，將電子通行卡置于讀卡器面前，并將電子通行卡 中設(shè)置路徑記錄終端的位置與讀卡器完全正對，使讀卡器順利從路徑記錄終端讀取臨時路 徑信息表的信息，即移動基站編號a'、b'、c'、d'。讀卡器在獲取到臨時路徑信息表后，首先按照記錄的時間先后順序，將編號a'、 b'、c'、d'對應(yīng)的移動基站所在位置連接成線，形成一條虛擬路徑Μ;將上述虛擬路徑M 與高速公路網(wǎng)絡(luò)路徑信息表中所記載的真實路徑進行對比，如果該虛擬路徑M與高速公路 網(wǎng)絡(luò)路徑信息表中所記載的真實路徑FI支路形狀相同或相似，則將該虛擬路徑M設(shè)置為待 確認路徑，等待進一步確定；如果該虛擬路徑M與真實路徑FI支路完全不同，則初步判斷該 虛擬路徑M為虛假路徑，從而初步推斷車輛A的電子通行卡出錯或被更換。當(dāng)虛擬路徑M為待確認路徑時，將得出該待確認路徑的移動基站a'、b'、c'、 d'與真實路徑FI支路附近的移動基站a、b、c、d進行一一對比。此處不僅對比編號是否 相同，還要對比接收的先后順序是否為b、a、c、d或d、c、a、b。如果完全相同，則確定該虛 擬路徑M為真實路徑FI支路，即車輛A的真實行駛路徑為FI支路；反之，則進行人工處理， 從而判斷問題所在。當(dāng)虛擬路徑M初步斷定為虛假路徑時，將得到該虛假路徑的移動基站a'、b'、 c'、d'與真實路徑FI支路附近的移動基站a、b、c、d進行一一對比。如果完全不相同或 部分不相同，則確定該虛擬路徑M為虛假路徑，電子通行卡存在問題或被調(diào)換；如果兩者完 全相同，則進行人工處理，從而判斷問題所在。如上所述，便可以很好的實現(xiàn)本實用新型。
權(quán)利要求1.基于移動網(wǎng)絡(luò)的高速公路車輛行駛路徑記錄系統(tǒng)，包括路徑記錄終端，通過移動網(wǎng) 絡(luò)與路徑記錄終端連通的移動基站，以及設(shè)置于高速公路入口端和出口端用于讀寫路徑記 錄終端信息的讀卡器，其特征在于，所述路徑記錄終端通過移動網(wǎng)絡(luò)分別與覆蓋車輛行駛 路徑的所有移動基站連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于移動網(wǎng)絡(luò)的高速公路車輛行駛路徑記錄系統(tǒng)，其特征在 于，所述路徑記錄終端由CPU模塊，以及分別與CPU模塊相連接的移動通信模塊、電源模塊 及信息讀寫模塊構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于移動網(wǎng)絡(luò)的高速公路車輛行駛路徑記錄系統(tǒng)，其特征在 于，所述移動通信模塊中還內(nèi)嵌有強制激活模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于移動網(wǎng)絡(luò)的高速公路車輛行駛路徑記錄系統(tǒng)，其特征在 于，所述路徑記錄終端還設(shè)置有與CPU模塊連接的揚聲器模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于移動網(wǎng)絡(luò)的高速公路車輛行駛路徑記錄系統(tǒng)，其特征在 于，還設(shè)置有電子通行卡，所述路徑記錄終端集成于該電子通行卡內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于移動網(wǎng)絡(luò)的高速公路車輛行駛路徑記錄系統(tǒng)，其特征在 于，所述移動網(wǎng)絡(luò)為GSM、TD-SCDMA或CDMA。
專利摘要本實用新型公開了一種基于移動網(wǎng)絡(luò)的高速公路車輛行駛路徑記錄系統(tǒng)，包括用于記錄信息的路徑記錄終端，設(shè)置于高速公路各支路上的移動基站，以及設(shè)置于高速公路入口端和出口端用于讀寫路徑記錄終端信息的讀卡器，所述路徑記錄終端按照時間先后順序一一通過移動網(wǎng)絡(luò)與覆蓋車輛行駛路徑的所有移動基站連通。本實用新型通過記錄覆蓋高速公路的移動基站編號，來確定車輛行駛過的真實路徑，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中高速公路收費現(xiàn)狀中“二義性”或“多義性”的問題。
文檔編號G07B15/06GK201903914SQ20102065246
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者嚴皓 申請人:嚴皓