CN101162528A - 一种高速公路收费系统及其收费方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及全球定位技术，针对现有技术停车缴费影响车辆正常行驶以及并行处理能力差等种种缺陷，提供一种高速公路收费系统，包括：收费点信号发射器，用于发送无线收费信号；车载移动终端，与收费点信号发射器通信连接，用于接收无线收费信号，发出车辆状态信息；计费中心，与车载移动终端通信连接，用于接收车辆状态信息，并依据车辆状态信息对车载移动终端计费。本发明还提供了对应上述系统的高速公路收费方法。通过结合使用GPS定位技术和移动通信网络，可实现车辆的不停车计费，因而不影响车辆的正常行驶；同时，借助数字设备强大的并行处理能力，可对路上多台车辆并行的进行计费，极大的提高整体处理效率。

Description

一种高速公路收费系统及其收费方法

技术领域

本发明涉及全球定位技术，更具体地说，涉及一种高速公路收费系统及其收费方法。

背景技术

目前，高速公路管理部门主要通过在高速公路入口或出口处设置收费站来对过往车辆收费。在这种方式下，车辆到达收费站后，首先需要停车，然后通过现金或刷卡方式缴费，再启动车辆通过收费站，整个过程需要耗费数分钟之久，效率很低且影响车辆正常行驶。同时，由于收费站中收费设备有限，并行处理量小，因此当收费站停有多辆待缴费车辆时，这些待缴费车辆需要按先后顺序进入队列，然后依次缴费通过，这样一来，位于队列尾部的车辆往往需要等待数十分钟才能缴费通过。由此不难看出，这种收费方式严重制约车辆顺利效率。每到车流高峰期时，收费站往往都滞留大量待缴费车辆，有时甚至可能因为队列过长而阻塞其他路段，严重影响道路畅通，而因长时间等待而带来的损失则更是无法估量。此外，收费站车辆拥挤，极易发生车辆刮蹭事故。

因此，需要一种无需停车、且具有强大并行处理能力的收费技术，可在车辆行驶过程中并行对高速公路上的所有车辆计费。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术停车缴费影响车辆正常行驶以及并行处理能力差等种种缺陷，提供一种高速公路收费系统及其收费方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种高速公路收费系统，包括：

收费点信号发射器，用于发送无线收费信号；

车载移动终端，与收费点信号发射器通信连接，用于接收无线收费信号，发出车辆状态信息；

计费中心，与车载移动终端通信连接，用于接收车辆状态信息，并依据车辆状态信息对车载移动终端计费。

在本发明所述的系统中，所述车载移动终端包括：

GPS车载接收机，用于接收GPS定位信号，生成所述车辆状态信息。

在本发明所述的系统中

所述车载移动终端包括：

移动通信模块，通信连接至移动通信网络，用于发出包含所述车辆状态信息的短消息；

所述计费中心通信连接至移动通信网络，用于接收移动通信网络所转发的来自车载移动终端的车辆状态信息。

在本发明所述的系统中，所述车辆状态信息包括车辆驶入状态信息和车辆驶离状态信息；所述车载移动终端接收所述无线收费信号，发出车辆驶入状态信息，所述计费中心包括：

判断模块，用于接收所述车辆驶入状态信息，判断所述车载移动终端所驶入的路段是否是收费路段，若是，则将所述收费路段的出口信息通知所述车载移动终端，并在所述通知中告知车载移动终端在驶离收费路段时上传车辆驶离状态信息；

计费模块，用于接收车辆驶入状态信息和车辆驶离状态信息，并依据车辆驶入状态信息和车辆驶离状态信息对车载移动终端计费。

在本发明所述的系统中，所述移动通信模块包括下列模块中的至少一个：

GSM通信模块；

CDMA通信模块；

GPRS通信模块。

在本发明所述的系统中，所述收费点信号发射器设置在所述收费路段的入口处。

本发明还提供了一种高速公路收费方法，包括以下步骤：

A、收费点信号发射器发出无线收费信号；

B、车载移动终端接收无线收费信号，发出车辆状态信息；

C、计费中心接收车辆状态信息，并依据车辆状态信息对车载移动终端计费。

在本发明所述的方法中，所述步骤B中还包括：

B1、所述车载移动终端接收GPS信号，生成所述车辆状态信息；

B2、车载移动终端将车辆状态信息封装在短消息中发往移动通信网络；

B3、移动通信网络将所述车辆状态信息发往计费中心；

所述步骤C中还包括：

C1、计费中心在对车载移动终端计费后，将计费信息发往移动通信网络；

C2、移动通信网络将计费信息封装在短消息中发给车载移动终端。

本发明还提供了另一种高速公路收费方法，包括以下步骤：

D、收费点信号发射器发出无线收费信号；

E、车载移动终端接收无线收费信号后，发出车辆驶入状态信息；

F、计费中心接收车辆驶入状态信息，判断车载移动终端是否即将驶入收费路段，若是，则将所述收费路段的出口信息通知所述车载移动终端，并在所述通知中告知车载移动终端在驶离收费路段时发出车辆驶离状态信息；

G、车载移动终端接收通知，根据其中的出口信息，在驶离收费路段时发出车辆驶离状态信息；

H、计费中心接收车辆驶离状态信息，对车载移动终端计费。

在本发明所述的方法中，

在所述步骤E中，发出车辆驶入状态信息具体包括：

E1、所述车载移动终端接收GPS信号，生成车辆驶入状态信息；

E2、所述车载移动终端将车辆驶入状态信息封装在短消息中发往移动通信网络；

E3、移动通信网络将所述车辆驶入状态信息转发给计费中心；

在所述步骤F中，通知车载移动终端在驶离收费路段时发出车辆驶离状态信息具体包括：

F1、所述计费中心将所述通知发往移动通信网络；

F2、移动通信网络将所述通知封装在短消息中发往所述车载移动终端；

在所述步骤G中，在驶离收费路段时发出车辆驶离状态信息具体包括：

G1、所述车载移动终端接收GPS信号，生成车辆驶出状态信息；

G2、所述车载移动终端将车辆驶出状态信息封装在短消息中发往移动通信网络；

G3、移动通信网络将车辆驶出状态信息转发给计费中心。

实施本发明的技术方案，具有以下有益效果，通过结合使用GPS定位技术和移动通信网络，可实现车辆的不停车计费，因而不影响车辆的正常行驶；同时，借助数字设备强大的并行处理能力，可对路上多台车辆并行的进行计费，极大的提高整体处理效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明高速公路收费系统的结构示意图；

图2是本发明车载移动终端的结构示意图；

图3是本发明计费中心的结构示意图；

图4是本发明高速公路收费方法的流程图。

具体实施方式

本发明介绍了一种高速公路收费系统及其收费方法，通过结合使用GPS定位技术和移动通信网络，来实现车辆的不停车计费及并行处理，下面就结合附图和实施例对本发明的技术方案进行描述。

图1是本发明高速公路收费系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供的高速公路收费系统包括GPS(Global Positioning System，全球定位系统)卫星，安装在车辆上的车载移动终端，计费中心和设置在高速公路入口的收费点信号发射器。其中，收费点信号发射器不间断的发送收费信号，其信号覆盖范围仅限于高速公路入口周围的较小区域，以免距离高速公路入口较远的其他路段上行驶的车辆也收到该计费信号。车载移动终端通信连接到移动通信网络例如但不限于GSM网络、CDMA网络等。计费中心通过专线如DDN(Digital DataNetwork，数字数据网)专线分别通信连接到移动通信网络和银行的转帐中心。

图2是本发明车载移动终端的结构示意图。如图2所示，除了常见的CPU、FLASH存储器、I/O控制、微硬盘、SD接口、USB接口、显示屏/触摸屏、无线防盗模块外，本发明提供的车载移动终端包括GPS车载接收机，用于时时接收GPS卫星发送的GPS信号，生成车辆状态信息，包括车辆驶入状态信息和车辆驶离状态信息，两种信息中均包含例如但不限于车辆当前位置、行驶方向等信息，例如当前位置的经度、纬度信息等；还包括收费信号接收机，用于接收收费点信号发射器发出的收费信号；还包括移动通信模块，例如但不限于GSM、GPRS或CDMA无线模块，用于向移动通信网络发送包含车辆状态信息的短消息。

收费点信号发射器可采用美国MAXIM公司的MAX7030无线电收发器件，它的主要特点是低成本，技术参数包括315MHZ、345MHZ和433.92MHZ幅度调制(ASK)收发器，并带有分数N分频锁相环。CPU可选用基于ARM9系列的三星S3C2410处理器，保证系统高速运行手机用操作系统(如Windowsmobile 5.0)及流媒体播放软件及可烧录于Flash或者微硬盘中，同时，配有其它I/O、SD卡及USB接口等输入输出设备，可实现系统升级及与其他设备的数据交换。

图3是本发明计费中心的结构示意图。如图3所示，除执行计算任务的CPU、车辆信息数据库、地图数据库(包含收费路段信息，例如但不限于收费路段入口和出口的经度、纬度信息等)、车辆行驶状况显示器、通信模块外，计费中心还包括判断模块和计费模块。判断模块用于接收车辆驶入状态信息，判断车辆即将驶入的路段是否是收费路段，从而确定是否计费；计费模块用于根据车辆驶入状态信息和车辆驶离状态信息对车辆计费。

图4是本发明高速公路收费方法的流程图。如图4所示，本方法开始于步骤400，车辆行驶到高速公路入口处，收到收费点信号发射器发出的收费信号。在下一步骤402，车载移动终端依据时时接收的来自GPS卫星的GPS信号，生成车辆驶入状态信息，例如车辆的行驶路线、当前所在位置(即收费路段入口位置，如经度、纬度等信息)、速度、行驶方向、高度等。随后，车载移动终端将车辆驶入状态信息封装在短消息中发往移动通信网络。在下一步骤404，移动通信网络通过其与计费中心之间的专线将短消息中的车辆驶入状态信息发给收费中心。在下一步骤406，收费中心(存储有收费路段信息，如收费路段入口的经度、纬度信息和出口的经度、纬度等信息)根据收到的车辆驶入状态信息判断车辆即将驶入的路段是否是收费路段(可通过例如但不限于将车辆当前所在位置的经度、纬度与所存储的收费路段入口的经度、纬度等信息进行比较，再结合车辆的行驶方向判断车辆是进入收费路段还是离开收费路段)，若是，则记录下车辆在该收费路段上的驶入点(即收费路段入口)，然后向移动通信网络发出通知，其中包括收费路段的出口信息(该出口信息中列出的出口可能不止一个，即除起点和终点外，出口还可包括起点和终点之间的其他地点，例如广深高速公路在途径的东莞等地也设有出口)，并在通知中告知车辆在驶离收费路段时上传车辆驶离状态信息；若车辆即将驶入的路段不是收费路段，则向移动通信网络发出上传通知，告知车辆无需上传车辆驶离状态信息。在下一步骤408，移动通信网络将通知内容封装在短消息中发往车载移动终端。

在下一步骤410，在行驶过程中，车载移动终端根据GPS信号提供的自身位置信息(例如当前所处的经度、纬度信息等)，时时与出口信息(例如出口的经度、纬度信息等)进行匹配，当匹配成功时，说明车载移动终端即将驶离收费路段，这时，需要发送车辆驶离状态信息的车辆，由其车载移动终端自动发送包含车辆驶离状态信息的短消息，其中包括车辆驶离收费路段的位置(即出口位置，包括出口位置的经度、纬度信息等)。在下一步骤412，移动通信网络将短消息中的车辆驶离状态信息发送给计费中心，车辆驶离状态信息包括例如但不限于驶离位置信息(即出口信息)，行驶方向，车主身份号码、入口时间、站号、出口时间、站号等。在下一步骤414，计费中心依据车辆驶离状态信息计算该车辆在收费路段上的行驶距离，从而计算出该车辆应当缴纳的费用，然后通过专线向银行(转帐中心)发送账户信息(该信息可以预先存储在计费中心中的，也可以是通过车辆驶入状态信息接收到的)例如应当缴费的车辆的帐号和缴费金额，以通知银行对应缴费车辆收费。在下一步骤416，计费中心再次向移动通信网络发出收费通知，其中包含收费金额、时间、地点，由入口和出口限定的收费路段信息等数据。在下一步骤418，移动通信网络将通知内容封装在短消息中发给车载移动终端，供车主事后确认。一旦车主产生疑问，可通过短消息/电话及时向高速公路收费站查询、更正。

应当注意，上述匹配过程无需精确匹配，可通过限定收费路段入口或出口的范围阈值，当车辆进入阈值限定的范围时即可认定车辆到达入口或出口。另外，由于一些高速公路在一个方向上的入口同样也是该高速公路在相反方向上的出口，而入口处设置的收费信号发射器发出的收费信号同样也可能会被刚刚驶离高速公路的车载移动终端所接收，因此，除了依照经度、纬度等定位信息来判断车辆是否进入收费路段外，还需要结合例如但不限于车辆的行驶方向信息或者其他可用来确定车辆是进入还是离开收费路段的信息等进行判断。

由于本发明自动通过定位信息和移动通信网络进行收费，因此收费过程无需停车；同时，借助于卫星定位系统和移动通信网络强大的并行处理能力，可并行的对收费路段上的所有车辆进行计费。此外，收费路段的入口和出口信息均存储在计费中心中，车辆只需配备GPS车载接收机以接收当前位置信息即可，而无需存储收费路段信息，因此，这种方式有助于节省车载移动终端的存储空间。在更新收费路段信息时只需在计费中心进行，而无需将更新信息下发到每个车载移动终端，因此这种方案更适合外地车辆使用。

Claims (10)

1.一种高速公路收费系统，其特征在于，包括：

收费点信号发射器，用于发送无线收费信号；

车载移动终端，与收费点信号发射器通信连接，用于接收无线收费信号，发出车辆状态信息；

计费中心，与车载移动终端通信连接，用于接收车辆状态信息，并依据车辆状态信息对车载移动终端计费。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载移动终端包括：

GPS车载接收机，用于接收GPS定位信号，生成所述车辆状态信息。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，

所述车载移动终端包括：

移动通信模块，通信连接至移动通信网络，用于发出包含所述车辆状态信息的短消息；

所述计费中心通信连接至移动通信网络，用于接收移动通信网络所转发的来自车载移动终端的车辆状态信息。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述车辆状态信息包括车辆驶入状态信息和车辆驶离状态信息；所述车载移动终端接收所述无线收费信号，发出车辆驶入状态信息，所述计费中心包括：

判断模块，用于接收所述车辆驶入状态信息，判断所述车载移动终端所驶入的路段是否是收费路段，若是，则将所述收费路段的出口信息通知所述车载移动终端，并在所述通知中告知车载移动终端在驶离收费路段时上传车辆驶离状态信息；

计费模块，用于接收车辆驶入状态信息和车辆驶离状态信息，并依据车辆驶入状态信息和车辆驶离状态信息对车载移动终端计费。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述移动通信模块包括下列模块中的至少一个：

GSM通信模块；

CDMA通信模块；

GPRS通信模块。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述收费点信号发射器设置在所述收费路段的入口处。

7.一种高速公路收费方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、收费点信号发射器发出无线收费信号；

B、车载移动终端接收无线收费信号，发出车辆状态信息；

C、计费中心接收车辆状态信息，并依据车辆状态信息对车载移动终端计费。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤B中还包括：

B1、所述车载移动终端接收GPS信号，生成所述车辆状态信息；

B2、车载移动终端将车辆状态信息封装在短消息中发往移动通信网络；

B3、移动通信网络将所述车辆状态信息发往计费中心；

所述步骤C中还包括：

C1、计费中心在对车载移动终端计费后，将计费信息发往移动通信网络；

C2、移动通信网络将计费信息封装在短消息中发给车载移动终端。

9.一种高速公路收费方法，其特征在于，包括以下步骤：

D、收费点信号发射器发出无线收费信号；

E、车载移动终端接收无线收费信号后，发出车辆驶入状态信息；

F、计费中心接收车辆驶入状态信息，判断车载移动终端是否即将驶入收费路段，若是，则将所述收费路段的出口信息通知所述车载移动终端，并在所述通知中告知车载移动终端在驶离收费路段时发出车辆驶离状态信息；

G、车载移动终端接收通知，根据其中的出口信息，在驶离收费路段时发出车辆驶离状态信息；

H、计费中心接收车辆驶离状态信息，对车载移动终端计费。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

在所述步骤E中，发出车辆驶入状态信息具体包括：

E1、所述车载移动终端接收GPS信号，生成车辆驶入状态信息；

E2、所述车载移动终端将车辆驶入状态信息封装在短消息中发往移动通信网络；

E3、移动通信网络将所述车辆驶入状态信息转发给计费中心；

在所述步骤F中，通知车载移动终端在驶离收费路段时发出车辆驶离状态信息具体包括：

F1、所述计费中心将所述通知发往移动通信网络；

F2、移动通信网络将所述通知封装在短消息中发往所述车载移动终端；

在所述步骤G中，在驶离收费路段时发出车辆驶离状态信息具体包括：

G1、所述车载移动终端接收GPS信号，生成车辆驶出状态信息；

G2、所述车载移动终端将车辆驶出状态信息封装在短消息中发往移动通信网络；

G3、移动通信网络将车辆驶出状态信息转发给计费中心。

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