CN102194260A

CN102194260A - 一种车载单元、系统及业务处理的方法

Info

Publication number: CN102194260A
Application number: CN2011101537509A
Authority: CN
Inventors: 刘红
Original assignee: Beijing WatchData System Co Ltd
Current assignee: Beijing WatchData System Co Ltd
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2011-09-21

Abstract

本发明公开了一种车载单元，系统以及业务处理的方法，用以提高智能交通系统中车辆通行速率。该车载单元，包括：通讯模块和嵌入式安全控制模块ESAM，所述ESAM中设置有电子钱包，其中，所述通讯模块，用于向电子不停车收费系统ETC中的车道系统发送系统信息，并将所述车道系统返回的出口信息发送给ESAM，其中，所述出口信息包括所述车道系统根据所述系统信息进行业务处理形成的通行费用；所述ESAM，用于根据所述通行费用，从所述电子钱包中扣去对应金额，并形成缴费业务记录。

Description

一种车载单元、系统及业务处理的方法

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，特别涉及一种应用于电子不停车收费系统(Electronic Toll Collection，ETC)中的车载单元、系统、及业务处理的方法。

背景技术

电子不停车收费系统(Electronic Toll Collection，ETC)是利用微波技术、电子技术、计算机技术、通信和网络技术、信息技术、传感技术、图象识别技术等高新技术的设备和软件所组成的先进系统，以实现车辆无需停车，即可自动收取道路通行费用的系统。该ETC系统包括：专用短程通信系统，车道计算机，后台清算和服务系统。

其中，专用短程通信系统包括：车载单元(On Board Unit，OBU)，路测单元(Road Side Unit，RSU)。OBU和RSU以无线方式交换数据。

目前，OBU分为单片式和双片式，其中，单片式OBU只包括车载电子标签，该车载电子标签用于存储已绑定车辆的信息。双片式OBU包括：车载电子标签和IC卡读写接口，该IC卡读写接口支持接触与非接触两种读写方式中的一种或两种，通过该接口可与带有支付通行费的电子钱包的智能卡进行读写通信。

单片式OBU的缴费业务处理过程包括：当车辆进入RSU覆盖区域后，OBU被激活，当RSU确认OBU合法后，记录该OBU的MAC号，并作为缴费的依据，发送给后台系统进行扣费，同时生成业务处理流水号。

可见，缴费业务处理过程中只记录了OBU的MAC号作为缴费的依据，无法进行实时扣费，这就带来后付费的信用体制问题，在信用体制不是很健全的情况下，会造成应收的通行费逃漏。同时，后付费的系统需要后台具备健全的账单系统，及时处理账单期，以及账单明细，随着用户的增多，对后台系统的性能要求较高。

双片式OBU可以与带有支付通行费的电子钱包的智能卡进行通信，因此，双片式OBU的缴费业务处理可以实现实时扣费，具体过程参见图1，包括：

步骤101：RSU通过OBU向智能卡发送复位指令。

步骤102：智能卡复位后，向OBU发送复位应答。

步骤103：OBU通过RSU向车道计算机发送车辆系统信息。其中，车辆系统信息包括：车牌号、车辆类型等。

步骤104：车道计算机根据车辆系统信息对OBU进行认证，确认合法后，通知RSU获取智能卡的智能卡信息，即ICC(Integrated Circuit Card，集成电路卡)信息。其中，ICC信息包括：用户卡有效期、金额等。

步骤105：RSU通过OBU向智能卡发送获取ICC信息的指令。

步骤106：智能卡通过OBU，RSU向车道计算机返回ICC信息。

步骤107：车道计算机根据获得的车辆系统信息以及ICC信息，进行缴费业务处理，计算出通行费，并将出口信息发送给RSU。其中，出口信息包括：通行费，处理时间，以及处理站点等。

步骤108：RSU接到出口信息后，通过OBU向智能卡发送消费初始化指令。

步骤109：智能卡初始化后，通过OBU，RSU向车道计算机返回初始化应答响应。

步骤110：车道计算机接到初始化应答响应后，生成校验信息发送给RSU。

步骤111：RSU接收到校验信息后将该校验信息以及出口信息发送给OBU。

步骤112：OBU对智能卡进行外部认证，认证通过后将出口信息发送给智能卡。

步骤113：智能卡根据接收的出口信息，进行扣款业务处理，并形成业务记录。

智能卡带有支付通行费的电子钱包，因此，可以根据接收的出口信息，进行扣款。

步骤114：智能卡扣款业务处理完成后，通过OBU，RSU向车道计算机发送处理应答响应。

步骤115：车道计算机接收到处理应答响应后，形成业务记录。从而，缴费业务处理流程完成。

可见，双片式OBU虽然可以实现实时扣费，但是每次业务处理过程中，智能卡和OBU都要参与认证和业务处理的过程，，而且智能卡的数据处理能力比较低，智能卡和OBU之间的数据交互耗时较长，这样，导致整个业务处理的时间长，车辆通行的速率还不是很高，易造成车辆通过收费站时的拥堵，不易缓解交通压力。

发明内容

本发明实施例提供一种车载单元、系统及业务处理的方法，用以提高智能交通系统中车辆通行速率。

本发明实施例提供一种车载单元，包括：通讯模块和嵌入式安全控制模块ESAM，所述ESAM中设置有电子钱包，其中，

所述通讯模块，用于向电子不停车收费系统ETC中的车道系统发送系统信息，并将所述车道系统返回的出口信息发送给ESAM，其中，所述出口信息包括所述车道系统根据所述系统信息进行业务处理形成的通行费用；

所述ESAM，用于根据所述通行费用，从所述电子钱包中扣去对应金额，并形成缴费业务记录。

本发明实施例提供一种电子不停车收费系统ETC，包括：车载单元和车道系统，所述车载单元包括：通讯模块和嵌入式安全控制模块ESAM，所述ESAM中设置有电子钱包，其中，

所述通讯模块，用于向所述车道系统发送系统信息，并将所述车道系统返回的出口信息发送给ESAM，其中，所述出口信息包括所述车道系统根据所述系统信息进行业务处理形成的通行费用；

本发明实施例提供一种业务处理的方法，包括：

车载单元向电子不停车收费系统ETC中的车道系统发送系统信息，并接收所述车道系统返回的出口信息，其中，所述出口信息包括所述车道系统根据所述系统信息进行业务处理形成的通行费用；

所述车载单元根据所述通行费用，从所述车载单元的嵌入式安全控制模块ESAM中设置的电子钱包中扣去对应金额，并形成缴费业务记录。

本发明实施例中，OBU的ESAM中直接设置有电子钱包，因此，该OBU的通讯模块向ETC中的车道系统发送系统信息后，车道系统根据系统信息进行业务处理形成出口信息并发送给OBU的通讯模块，这样，ESAM根据出口信息中的通行费用，从电子钱包中扣去对应金额，并形成缴费业务记录，这样，不仅实现了实时缴费，并且，该缴费过程中，OBU直接与车道系统进行信息交互，极大地缩短了业务处理时间，提高了智能交通系统中车辆通行的速率。

附图说明

图1为现有技术中缴费业务应用的流程图；

图2为本发明实施例中OBU的架构图；

图3为本发明实施例中业务处理的流程图；

图4为本发明实施例中通过智能卡对OBU进行充值的流程图；

图5为本发明实施例中通过后台系统对OBU进行充值的流程图；

图6为本发明具体实施例中缴费业务应用的流程图；

图7本发明实施例中ETC的架构图。

具体实施方式

本发明实施例的ETC系统中，无论是单片式OBU，还是双片式的OBU，都设置有电子钱包。这样，该OBU不仅可以与路边的车道系统进行通讯，还可以直接进行通行费用的扣除。从而，不仅实现了实时扣费，而且由于只有OBU与车道系统进行信息的交互，业务处理过程简单，极大地提高了业务处理速率，进一步，提高了智能交通系统中车辆通行的速率，减轻或者避免了交通拥堵。

参见图2，本发明实施例中，OBU包括：通讯模块100和嵌入式安全控制模块200(Embedded Secure Access Module，ESAM)。其中，

通讯模块100，用于向电子不停车收费系统ETC中的车道系统发送系统信息，并将车道系统返回的出口信息发送给ESAM，其中，出口信息包括车道系统根据所述系统信息进行业务处理形成的通行费用；

ESAM200，用于根据出口信息中的通行费用，从电子钱包中扣去对应金额，并形成缴费业务记录。

上述OBU应用于ETC系统时，当该OBU被激活，且复位后，其业务处理的过程参见图3，具体包括：

步骤301：OBU向车道系统发送系统信息。

这里，系统信息包括：车辆系统信息和电子钱包系统信息。

因此，OBU首先向车道系统发送车辆系统文件信息，车道系统接收到车辆系统文件信息后，对其进行认证，认证通过后，向OBU返回的验证确认信息，这样，OBU向系统发送电子钱包系统信息。其中，电子钱包系统信息包括：电子钱包身份信息，余额，以及有效期等。

步骤302：车道系统根据系统信息进行业务处理，形成出口信息。其中，出口信息包括：通行费用，处理时间，以及处理站点等。

步骤303：车道系统向OBU发送出口信息。

步骤304：OBU根据出口信息中的通行费用，从电子钱包中扣去对应金额，并形成缴费业务记录。

OBU中含有电子钱包，因此，直接从电子钱包中扣去通行费用，并且根据出口信息形成缴费业务记录。缴费业务记录包括：处理时间，处理站点，缴费金额，电子钱包余额等。

步骤305：OBU向车道系统发送缴费业务记录。

这样，在车道系统中也保存了缴费业务记录。

通过上述业务处理流程，可以在ETC中实现实时缴费，并且，只有OBU与车道系统之间的信息交换，极大地缩短了业务处理时间，提高了车辆通行的速率。

在该业务处理过程中，OBU的ESAM中具有电子钱包功能，因此，OBU中的ESAM200，用于根据出口信息中的通行费用，从设置的电子钱包中扣去对应金额，并形成缴费业务记录.

而通讯模块100，具体用于向车道系统发送车辆系统文件信息，并接收到车道系统返回的验证确认信息后，向车道系统发送电子钱包系统信息，其中，验证确认信息是车道系统对车辆系统文件信息认证通过后形成的。

该通讯模块100，还用于向车道系统发送缴费业务记录。

本发明实施例中，为保证OBU中的电子钱包能够持续使用，还需对具有电子钱包的OBU进行充值，即OBU中的通讯模块100，还用于接收充值信息，并向ESAM发送所述充值信息。而ESAM200，还用于根据充值信息，修改电子钱包中的金额。

这里，OBU可以通过智能卡进行充值，还可以通过后台系统进行充值，即通讯模块100，接收智能卡发送的充值信息；或，接收后台系统发送的充值信息。

参见图4，通过智能卡对OBU进行充值的过程包括：

步骤401：OBU向智能卡发送充值业务应用指令。

OBU中的通讯模块向智能卡发送充值业务应用指令。其中，充值业务应用指令用于通知智能卡配置充值应用的运行环境，包括：通知智能卡修改对应的参数文件以及运行文件。

步骤402：智能卡接到充值业务应用指令后，向OBU返回智能卡信息，即ICC信息。ICC信息包括：用户卡有效期、金额等。

步骤403：OBU对ICC信息进行认证，认证通过后，向智能卡发送认证通过指令。

OBU中的通讯模块接收ICC信息，并且，ESAM对其进行认证，认证通过后，向所述通讯模块发送认证通过指令。

即该充值过程中，通讯模块向智能卡发送充值业务应用指令，接收所述智能卡返回的智能卡信息，并向智能卡发送认证通过指令；而ESAM对智能卡信息进行认证，认证通过后，向所述通讯模块发送认证通过指令。

步骤404：智能卡向OBU发送充值信息。其中，充值信息包括：充值的金额、充值时间等。

步骤405：OBU根据充值信息，修改电子钱包中的金额。

这里，OBU中的ESAM根据充值信息，修改电子钱包中的金额，并且，修改对应的参数文件以及运行文件。

参见图5，通过后台系统对OBU进行充值的过程包括：

步骤501：OBU向后台系统发送充值请求。

步骤502：后台系统从车道系统获取缴费业务记录。

每次缴费业务处理完成后，车道系统中都保存有缴费业务记录，因此，后台系统接收到充值请求后，可以从车道系统获取缴费业务记录。

步骤503：后台系统将缴费业务记录中的电子钱包的余额与设定值进行比较，当电子钱包的余额小于设定值时，执行步骤504，否则，流程结束。

步骤504：后台系统通知绑定帐户发送充值信息。

每个OBU都与一个帐户进行了绑定，这里电子钱包的余额已不足了，因此，后台系统直接通知绑定帐户发送充值信息。当然，还可以先提醒对应的用户电子钱包的余额已不足，再通知绑定帐户发送充值信息。

步骤505：OBU根据充值信息，修改电子钱包中的金额。

同样，OBU中的ESAM根据充值信息，修改电子钱包中的金额，并且，修改对应的参数文件以及运行文件。

本实施例中的步骤502至步骤503也可以没有，即：用户可以随时通过OBU进行充值，而不必考虑电子钱包余额的多少。

通过上述过程，即可实现对OBU中的电子钱包的空中图存。在上述过程中，OBU主动请求充值，本发明另一实施中，OBU不需要主动请求充值，而后台系统定时监控OBU中的电子钱包中余额，当监控到电子钱包的余额小于设定值时，即通知绑定帐户发送充值信息。这样也实现对OBU中的电子钱包的空中图存。

可见，OBU接收后台系统发送的充值信息具体包括：后台系统接收到OBU发送的充值请求后，从车道系统获取缴费业务记录，当缴费业务记录中的电子钱包的余额小于设定值时，通知绑定帐户发送充值信息；或者，后台系统接收到OBU发送的充值请求后，通知绑定帐户发送充值信息；或者，后台系统直接从车道系统获取缴费业务记录，当缴费业务记录中的电子钱包的余额小于设定值时，通知绑定帐户发送充值信息。

本发明实施例中，在业务处理之前，OBU需要被激活，即OBU需要进行复位操作。OBU在进行扣费之前，还可进行初始化，配置对应的运行系统。当然，OBU功能简单时，也可以直接配置，不需要在进行业务处理时进行配置。

并且为使得OBU与车道系统之间的信息传输更加安全，可以对OBU与车道系统之间传输的一个或多个信息进行加密或校验。当然也可以不进行安全加密。

同样，智能卡对OBU进行充值时，为提高安全性，OBU也可以在充值前对智能卡进行外部认证。并且，还可以对充值信息进行加密或校验。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

本实施例中，ETC的车道系统包括：RSU和车道计算机，参见图6，缴费业务处理的过程包括：

步骤601：RSU向OBU发送复位指令。

步骤602：OBU复位后，向RSU发送复位应答。

步骤603：OBU通过RSU向车道计算机发送车辆系统信息。

步骤604：车道计算机对车辆信息进行认证，认证通过后，通过RSU向OBU发送验证确认信息。

步骤605：OBU通过RSU向车道计算机发送电子钱包系统信息。

步骤606：车道计算机根据车辆系统信息，以及电子钱包系统信息，进行缴费业务处理，形成出口消息。这里缴费业务处理包括计算通行费用。而出口消息包括：通行费用，处理时间，以及处理站点等。

步骤607：车道计算机向RSU发送出口消息。

步骤608：RSU向OBU发送缴费应用初始化指令。

步骤609：OBU进行缴费应用初始化，配置好运行环境后，通过RSU向车道计算机返回初始化应答。

步骤610：车道计算机根据初始化应答，生成第一校验码，并发送给RSU。

步骤611：RSU将出口消息以及第一校验码发送给OBU。

步骤612：OBU根据出口消息，从电子钱包中扣去对应金额，并形成缴费业务记录，并且根据第一校验码以及缴费业务记录生成第二校验码。

步骤613：OBU将第二校验码通过RSU发送给车道计算机。

步骤614：车道计算机根据第一校验码对第二校验码进行解码，解码成功后向RSU发送解码应答。

步骤615：RSU向OBU发送关闭应用指令。

步骤616：OBU向RSU向车道计算机发送关闭应答。

步骤617：车道计算机保存缴费业务记录。本次缴费应用业务结束。

在上述实施例中，车道计算机对OBU进行了认证，并且，对缴费业务记录进行了加密，这样，进一步提高缴费应用业务的安全性。同样，在通过智能卡对电子钱包进行充值的过程中，OBU可以对智能卡进行认证，并且，还可以对充值信息进行加密，具体的过程就不再描述了。

本发明实施例中，OBU与RSU之间可以通过红外，射频，或微波的方式进行通讯，因此，OBU中的通讯模块包括：电子标签，或者，红外收发装置。

本发明实施例中，由于ETC的车道系统的中OBU改变了，因此，本发明实施例提供一种电子不停车收费系统，参见图7，该系统包括：车载单元710和车道系统720，并且，该车载单元710包括：通讯模块和ESAM，该ESAM中设置有电子钱包，其中，

通讯模块，用于向车道系统发送系统信息，并将车道系统返回的出口信息发送给ESAM，其中，出口信息包括车道系统根据系统信息进行业务处理形成的通行费用。

ESAM，用于根据通行费用，从电子钱包中扣去对应金额，并形成缴费业务记录。

另外，通讯模块和ESAM还具有上述实施例中描述的对应功能，具体就不再累述了。

本发明实施例中，OBU的ESAM中直接设置有电子钱包，因此，该OBU的通讯模块向ETC中的车道系统发送系统信息后，车道系统根据系统信息进行业务处理形成出口信息并发送给OBU的通讯模块，这样，ESAM根据出口信息中的通行费用，从电子钱包中扣去对应金额，并形成缴费业务记录，这样，不仅实现了实时缴费，并且，该缴费过程中，OBU直接与车道系统进行信息交互，极大地缩短了业务处理时间，提高了智能交通系统中车辆通行的速率，减轻或者避免了交通拥堵。

并且，OBU的ESAM中直接设置有电子钱包，进行业务处理时，OBU不需要与智能卡进行信息的交互，这样，由于减少了信息交互的过程，减少了信息出错的几率，进一步提高了ETC的稳定性。同时，业务处理过程中不需要智能卡的参与，减少了智能卡的ICC信息泄露的几率，提高了系统的安全性。

另外，可通过智能卡，或后台系统对该OBU的ESAM中的电子钱包进行充值，保证了该OBU的持续使用。并且，采用后台系统对OBU中的电子钱包进行空中图存时，不要用户携带智能卡或OBU去银行或其他金融网点进行充值，可随时随地进行OBU的空中图存，极大的节省了社会资源。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种车载单元，其特征在于，包括：通讯模块和嵌入式安全控制模块ESAM，所述ESAM中设置有电子钱包，其中，

2.如权利要求1所述的车载单元，其特征在于，

所述通讯模块，具体用于向所述车道系统发送车辆系统文件信息，并接收到所述车道系统返回的验证确认信息后，向所述车道系统发送电子钱包系统信息，其中，所述验证确认信息是所述车道系统对所述车辆系统文件信息认证通过后形成的。

3.如权利要求1所述的车载单元，其特征在于，

所述通讯模块，还用于接收智能卡或后台系统发送的充值信息，并向ESAM发送所述充值信息；

所述ESAM，还用于根据所述充值信息，修改电子钱包中的金额。

4.如权利要求1所述的车载单元，其特征在于，

所述通讯模块，还用于向智能卡发送充值业务应用指令，接收所述智能卡返回的智能卡信息，并向所述智能卡发送认证通过指令；

所述ESAM，还用于对所述智能卡信息进行认证，认证通过后，向所述通讯模块发送认证通过指令。

5.一种电子不停车收费ETC系统，包括：车载单元和车道系统，其特征在于，所述车载单元包括：通讯模块和嵌入式安全控制模块ESAM，所述ESAM中设置有电子钱包，其中，

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，

8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，

9.一种业务处理的方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述车载单元向电子不停车收费系统ETC中的车道系统发送系统信息包括：

所述车载单元向所述车道系统发送车辆系统文件信息；

所述车载单元接收到所述车道系统返回的验证确认信息后，向所述车道系统发送电子钱包系统信息，其中，所述验证确认信息是所述车道系统对所述车辆系统文件信息认证通过后形成的。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

所述车载单元接收智能卡或后台系统发送的充值信息，并根据所述充值信息，修改ESAM中设置的电子钱包中的金额。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述车载单元接收智能卡发送的充值信息具体包括：

所述车载单元向智能卡发送充值业务应用指令，并接收所述智能卡返回的智能卡信息；

所述车载单元对所述智能卡信息认证通过后，向所述智能卡发送认证通过指令，并接收所述智能卡返回的充值信息。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述车载单元接收后台系统发送的充值信息具体包括：

所述后台系统接收到所述车载单元发送的充值请求后，从所述车道系统获取缴费业务记录，当所述缴费业务记录中的电子钱包的余额小于设定值时，通知绑定帐户发送充值信息；或者，

所述后台系统接收到所述车载单元发送的充值请求后，通知绑定帐户发送充值信息；或者，

所述后台系统从所述车道系统获取缴费业务记录，当所述缴费业务记录中的电子钱包的余额小于设定值时，通知绑定帐户发送充值信息。