CN102568048A - 多车道自由流业务处理的路侧设备、方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多车道自由流业务处理的路侧设备、方法及系统，用以提高路侧设备的多业务并发处理能力。该路侧设备包括：总线连接的多个接收单元和至少两个发射单元，其中，所述接收单元，用于接收车载设备发送的业务数据；所述发射单元，用于获取到通信覆盖范围内的第一接收单元接收的业务数据后，若在保存的业务状态信息表中，查找到与所述业务数据中的车载设备身份标识匹配的第一业务状态信息时，根据所述第一业务状态信息进行业务处理，并更新所述业务状态信息表，将更新后的业务状态信息表同步给其他的发射单元。
Description
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域，特别涉及一种多车道自由流业务处理的路侧设备、方法及系统。
背景技术
多车道自由流系统(Multi-Lane Free Flow，MLFF)是电子不停车收费系统(Electronic Toll Collection，ETC)应用的高级阶段，可实现多车道上的多车辆的同时计费，进一步提高车辆通行的速度，使得交通更流畅。
在多车道自由流系统中，通常采用多个安装在道路上的固定路侧设备-路测设备(Road Side Unit，RSU)形成通信区域，相邻两个RSU天线覆盖区域有部分重叠，实现整个车道的无缝覆盖。其中，RSU为收发一体的硬件结构。以三车道自由流系统为例，如图1所示，门架上安装上有三个RSU，每个RSU负责一个车道，各自独立工作，进行对应的业务处理。而在车辆进行变道时，则需两个RSU分别参与业务处理，具体包括：当车辆行驶在RSU天线覆盖重合区域，车载设备(On Boad Unit，OBU)与首先建立通信链路的RSU进行通信业务，一旦车辆变道，OBU就会与原RSU通信中断，进入另一个RSU的通信区域，需与另一个RSU重新连接，连接成功后再进行通信业务，这样，导致通信业务处理的速度变慢。另外，重合区域的信号覆盖距离又较短，极易发生OBU未能完成业务而漏读的情况。
可见，现有的多车道自由流系统中，在车辆变道过程中，业务处理速度比较慢，并且，通信的可靠性不高，易出现OBU漏读现象。
发明内容
本发明实施例提供一种多车道自由流业务处理的路侧设备、方法及系统，用以提高路侧设备的多业务并发处理能力。
本发明实施例提供一种多车道自由流业务处理的路侧设备，包括：总线连接的多个接收单元和至少两个发射单元，其中，
所述接收单元，用于接收车载设备发送的业务数据；
所述发射单元，用于获取到通信覆盖范围内的第一接收单元接收的业务数据后，若在保存的业务状态信息表中，查找到与所述业务数据中的车载设备身份标识匹配的第一业务状态信息时，根据所述第一业务状态信息进行业务处理，并更新所述业务状态信息表，将更新后的业务状态信息表同步给其他的发射单元。
本发明实施例提供一种多车道自由流业务处理的方法，包括：
路侧设备的发射单元获取覆盖范围内的第一接收单元接收的车载设备发送的业务数据，其中，路侧设备包括总线连接的多个接收单元和至少两个发射单元；
若在保存的业务状态信息表中，查找到与所述业务数据中的车载设备身份标识匹配的第一业务状态信息时，根据所述第一业务状态信息进行业务处理，并更新所述业务状态信息表；
将更新后的业务状态信息表同步给其他的发射单元。
本发明实施例提供一种多车道自由流业务处理的系统，包括：车载设备和上述路侧设备。
本发明实施例中，多车道自由流的路侧设备中，每个发射单元都同步保存业务状态信息表，任意一个发射单元获取到车载设备发送的业务数据后，都根据该业务状态信息表，进行业务处理，并更新该业务状态信息表后，将更新后的业务状态信息表同步给其他的发射单元。这样，车载设备变道后，从原发射单元的通信覆盖范围切换到另一发射单元的通信覆盖范围后，另一发射单元可根据同步后的业务状态信息表，直接进行后续的车载设备业务处理步骤，从而，路侧设备与车载设备不用重新建立链接，节省了业务处理时间，提高了多车道自由流路测单元多业务并发处理能力。
附图说明
图1为现有技术中多车道自由流系统的示意图；
图2为本发明实施例中多车道自由流业务处理的流程图；
图3为本发明具体实施例中多车道自由流业务处理系统的示意图；
图4为本发明实施例中多车道自由流业务处理的路侧设备的结构图；
图5为本发明实施例中多车道自由流业务处理系统的架构图。
具体实施方式
本发明实施例中，对多车道自由流的路侧设备进行了改进，不采用收发一体的硬件结构，而采用总线连接的硬件结构，具体包括：总线连接的多个接收单元和至少两个发射单元。这样，所有收发单元之间的数据通信都通过总线传输。其中，发射单元采用宽波束天线，横向通信覆盖区域较大，这样，较少的发射单元就能覆盖整个的多车道。而接收单元采用窄波束天线，可以满足OBU定位的要求，但由于横向通信覆盖范围较小，因此，须配置多个接收单元才能保证整个车道的覆盖。
这种发射单元与接收单元的配置方式，可以保证自由流通信区域的无缝覆盖，满足OBU定位精度的要求，又可以将硬件设备的数量减少到最低，合理的降低设备成本和复杂程度。
采用上述的硬件结构后，路侧设备中的多个单元之间通过总线通信，每一个发射单元都能获得所有接收单元的接收数据，都可以独立进行业务处理。只要发射单元获取到通信覆盖范围内的车载设备发送的业务数据后，就能进行对应的业务处理，其处理过程如图2所示，包括：
步骤201：发射单元获取通信覆盖范围内的第一接收单元接收的车载设备发送的业务数据。
路侧设备包括了多个接收单元，接收单元采用窄波束天线，因此，只有在车载设备附近的几个接收单元能够接收车载设备发送的业务数据，其中，接收单元具体接收的是携带该业务数据的微波信号，将与功率最强的微波信号对应的接收单元确定为第一接收单元。
发射单元采用宽波束天线，主动向发射单元通信覆盖范围内的接收单元查询车载设备发送的业务数据，这样，当车载设备位于发射单元的通信覆盖范围内时，发射单元可通过第一接收单元获取到车载设备发送的业务数据。
步骤202：发射单元在保存的业务状态信息表中，获取与业务数据中的车载设备身份标识匹配的第一业务状态信息。
本发明实施例中，每个发射单元都保存了一份业务状态信息表，并且，每个发射单元保存的业务状态信息表都是相同的。业务状态信息表由多个子信息组成，包括：车载设备身份标识、业务处理状态、车载设备业务处理步骤，以及车载设备当前位置等信息。
车载设备与路侧设备通信时，车载设备的MAC地址是唯一的，因此，车载设备的MAC地址可作为车载设备身份标识。因此，业务状态信息表可如表1所示：
表1
| MAC地址 | OBU业务处理步骤 | OBU当前位置 | 业务处理状态 |
| 0C000001 | 2 | 1 | 0 |
| 0C000012 | 4 | 2 | 0 |
| 0C000020 | 3 | 3 | 0 |
本发明实施例中，根据路侧设备与OBU之间的通信协议，OBU业务处理分为固定的几个步骤，例如：5个步骤。业务处理状态为未完成或已完成，这里：“0”为未完成，“1”为已完成，当然，也可以颠倒过来。OBU当前位置可用车道编号来标识。
这样，路侧设备与OBU之间握手通信后，发射单元获取到其通信覆盖范围内的车载设备的业务数据后，在保存的业务状态信息表中，获取与业务数据中的车载设备身份标识匹配的第一业务状态信息，具体包括：
在保存的业务状态信息表中，查找是否有包括业务数据中的车载设备身份标识的业务状态信息，若有，将查找到的业务状态信息确认为第一业务状态信息，否则，在业务状态信息表中，根据步骤201中接收的业务数据创建与业务数据中的车载设备身份标识匹配的第一业务状态信息。
例如：若发射单元获取的车载设备的业务数据中的OBU的MAC地址为0C000012时，则在保存的表1中，可查找到与0C000012匹配的业务状态信息，即查找到业务状态信息为第一业务状态信息。此时，第一业务状态信息包括：业务处理状态为“0”、车载设备业务处理步骤为：4“，以及车载设备当前位置为”2“。若发射单元获取的车载设备的业务数据中的OBU的MAC地址为0C000013时，则在保存的表1中，未查找到与0C000013匹配的业务状态信息，此时，需要在表1中创建一条第一业务状态信息，由于是通过与车道1对应的接收单元接收到的OBU的业务数据，因此，创建的第一业务状态信息中OBU当前位置为“1”，当然，关于该车载设备还未进行业务处理，因此，创建的第一业务状态信息中OBU业务处理步骤为“1”，业务处理状态为“0”。
步骤203：发射单元根据获取的第一业务状态信息进行业务处理，并更新业务状态信息表。
第一业务状态信息包括：车载设备身份标识、业务处理状态、车载设备业务处理步骤，以及车载设备当前位置。因此，进行业务处理的具体过程包括：
先判断第一业务状态信息中的业务处理状态是否为未完成，若是，则直接执行第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤，并修改保存的应用信息表中与车载设备身份标识匹配的第一应用信息。
发射单元不仅保存了业务状态信息表，同时还保存了应用信息表。根据步骤202可知，业务处理过程分为几个步骤，而在业务处理过程中前一个步骤中的应用信息在下一个步骤中可能用到，所以需要保存每步骤中与车载设备对应的应用信息，因此，应用信息表的作用就是保存与车载设备对应的应用信息；该应用信息表也由多个子信息组成，包括：车载设备身份标识、应用数据、访问凭证，以及UNIX系统时间等等，具体如表2所示：
表2
| MAC地址 | 应用数据 | 访问凭证 | UNIX系统时间 | ... |
| 0C000001 | ... | ... | ... | ... |
| 0C000012 | ... | ... | ... | ... |
| ... | ... | ... | ... | ... |
发射单元在执行第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤时，会产生对应的应用数据，则须将这些数据存入应用信息表。在第一步业务处理的时候就保存了与车载设备对应的应用信息，在以后的业务处理步骤中，是通过车载设备身份标识，这里为MAC地址，进行关联，即在表2中查找到与车载设备MAC地址匹配的第一应用信息，然后修改对应的子信息。
发射单元进行业务处理，还需更新业务状态信息表。发射单元在获取到车载设备的业务数据时，根据第一接收单元，就能确定车载设备当前位置，从而更新第一业务状态信息中的车载设备当前位置。例如：第一接收单元对应车道3，则第一业务状态信息中的车载设备当前位置为“3”。
执行完第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤后，还需判断执行的车载设备业务处理步骤是否为车载设备业务处理的最后一步，若是，将第一业务状态信息中的业务处理状态更新为已完成；如不是，将第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤增加一步。例如：若执行的是车载设备业务处理步骤“4”，不是车载设备业务处理的最后一步，则更新后，第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤为“5”。若执行的是车载设备业务处理步骤“5”，是车载设备业务处理的最后一步，则将第一业务状态信息中的业务处理状态更新为已完成，即可从“0”更新为“1”。
步骤204：发射单元将更新后的业务状态信息表同步给其他的发射单元。
本发明实施例中，各个发射单元共享业务状态信息表，由于发射单元对其通信覆盖范围内的车载设备的业务数据进行了处理，因此，须将更新后的业务状态信息表同步给其他的发射单元。这样，当该车载设备进入其他的发射单元的通信覆盖范围内后，其他的发射单元可根据同步后的业务状态信息表，直接进行后续的车载设备业务处理步骤，这样，路侧设备与车载设备不用重新建立链接，节省了业务处理时间，提高了多车道自由流路测单元多业务并发处理能力。
可见，本发明实施例中，路侧设备的发射单元获取通信覆盖范围内的第一接收单元接收的车载设备发送的业务数据，若在保存的业务状态信息表中，查找到与业务数据中的车载设备身份标识匹配的第一业务状态信息时，根据第一业务状态信息进行业务处理，并更新业务状态信息表；将更新后的业务状态信息表同步给其他的发射单元。这样，载设备变道后，从原发射单元的通信覆盖范围切换到另一发射单元的通信覆盖范围后，另一发射单元可根据同步后的业务状态信息表，直接进行后续的车载设备业务处理步骤，从而，路侧设备与车载设备不用重新建立链接，节省了业务处理时间，提高了多车道自由流路测单元多业务并发处理能力。
当然，本发明实施例中，路侧设备的发射单元获取到业务数据后，若在保存的业务状态信息表中，未查找到与业务数据中的车载设备身份标识的的第一业务状态信息时，则需根据获取的业务数据，创建包括业务数据中的车载设备身份标识的第一业务状态信息。
由于发射单元的存储空间比较有限，因此，当第一业务状态信息中的业务处理状态更新为已完成后，可将业务处理状态为已完成的第一业务状态信息删除，还可将第一应用信息也删除了。
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，以3车道为例，3车道自由流业务处理系统如图3所示，其中，路侧设备包括：总线连接的9个接收单元和2个发射单元，其中，每个车道对应3个接收单元。发射单元1和发射单元2在车道2上有部分通信覆盖重叠区。
这样，当车载设备1初次出现在车道1上，与路测单元建立了通信链接后，发送业务数据，这样，接收单元1、2、3都可接收到业务数据。其中，接收单元2接收的携带该业务数据的微波信号的功率最强，因此，接收单元2为第一接收单元。
此时，发射单元1主动从接收单元2获取车载设备1的业务数据，由于是车载设备1是第一次出现，因此，发射单元1保存的业务状态信息表中没有与车载设备身份标识匹配的业务状态信息，需创建第一业务状态信息，创建的第一业务状态信息包括：车载设备身份标识为“0C000015”、业务处理状态为“0”、车载设备业务处理步骤为“1”，以及车载设备当前位置为“1”。
发射单元1执行车载设备业务处理步骤1，并更新第一业务状态信息，即将车载设备业务处理步骤增加为“2”。然后将更新后的业务状态表发送给发射单元2。这样，发射单元1和发射单元2保存了同样业务状态表。
车载设备1进行变道，进入车道2了，此时接收单元4为第一接收单元。仍由发射单元1获取车载设备的业务数据，此时第一业务状态信息已存在，由于第一接收单元为接收单元4，对应车道2，则须将第一业务状态信息的OBU当前位置修改为“2”。发射单元1执行完车载设备业务处理步骤2后，将车载设备业务处理步骤增加为“3”，然后将更新后的业务状态表发送给发射单元2。
车载设备1还进行变道，进入车道3了，此时接收单元7为第一接收单元，由于进入了发射单元2的通信覆盖范围，则由发射单元2获取车载设备的业务数据，由于每个发射单元保存的业务状态表是一致的，则发射单元2中也有第一业务状态信息。由于第一接收单元为接收单元7，对应车道3，则须将第一业务状态信息的OBU当前位置修改为“3”。发射单元2执行完车载设备业务处理步骤3后，将车载设备业务处理步骤增加为“4”，然后将更新后的业务状态表发送给发射单元1。
根据上述实施例可知，车载设备1在变道的过程中，并不需要重新与路侧设备建立通信链接，每个发射单元上都保存了车载设备1的实时的业务状态信息，从而可实现业务处理的中继，确保了业务处理的不中断，提高了业务通信的可靠性。
根据多车道自由流业务处理的过程可知，本发明实施例中，多车道自由流业务处理的路侧设备如图4所示，包括：总线连接的多个接收单元410和至少两个发射单元420，接收单元410与发射单元420分别用于与车载设备通信，而在业务处理过程中，
接收单元410，用于接收车载设备发送的业务数据。
发射单元420，用于获取到通信覆盖范围内的第一接收单元接收的业务数据后，若在保存的业务状态信息表中，查找到与业务数据中的车载设备身份标识匹配的第一业务状态信息时，根据第一业务状态信息进行业务处理，并更新业务状态信息表，将更新后的业务状态信息表同步给其他的发射单元。
该发射单元420，还具体用于若在保存的业务状态信息表中，未查找到与业务数据中的车载设备身份标识匹配的第一业务状态信息时，根据获取的所述业务数据，创建包括业务数据中的车载设备身份标识的第一业务状态信息。
在进行业务处理过程中，发射单元420，具体用于当第一业务状态信息中的业务处理状态为未完成时，执行第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤，并修改保存的应用信息表中与车载设备的身份标识匹配的第一应用信息。
而更新业务状态信息表的过程中，发射单元420，具体用于根据第一接收单元，更新第一业务状态信息中的车载设备当前位置，并执行完第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤后，判断执行的车载设备业务处理步骤是否为车载设备业务处理的最后一步，若是，将第一业务状态信息中的业务处理状态更新为已完成，若不是，将第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤增加一步。
将第一业务状态信息中的业务处理状态更新为已完成后，发射单元420，还用于将业务处理状态为已完成的第一业务状态信息从业务状态信息表中删除。和/或，将第一应用信息从应用信息表中删除。
由此可见，本发明实施例中的多车道自由流业务处理的系统，如图5所示，包括：车载设备100和路侧设备200，而路侧设备200包括如图4所示的总线连接的多个接收单元410和至少两个发射单元420。具体的功能就不再累述了。
本发明实施例中，多车道自由流的路侧设备为总线连接的多个接收单元和至少两个发射单元，其中，发射单元采用宽波束天线，横向通信覆盖区域较大，这样，较少的发射单元就能覆盖整个的多车道。而接收单元采用窄波束天线，可以满足OBU定位的要求。由于是总线连接方式，该路侧设备易扩展，结构灵活，可根据实际情况进行配置，有利于控制成本。
车载设备在变道的过程中，并不需要重新与路侧设备建立通信链接，每个发射单元上都保存了车载设备的实时的业务状态信息，从而可实现业务处理的中继，确保了业务处理的不中断，提高了业务通信的可靠性。并节省了业务处理时间，提高了多车道自由流路测单元多业务并发处理能力。
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 (11)
1.一种多车道自由流业务处理的路侧设备，其特征在于，包括：总线连接的多个接收单元和至少两个发射单元，其中，
所述接收单元，用于接收车载设备发送的业务数据；
所述发射单元，用于获取到通信覆盖范围内的第一接收单元接收的业务数据后，若在保存的业务状态信息表中，查找到与所述业务数据中的车载设备身份标识匹配的第一业务状态信息时，根据所述第一业务状态信息进行业务处理，并更新所述业务状态信息表，将更新后的业务状态信息表同步给其他的发射单元。
2.如权利要求1所述的路侧设备，其特征在于，
所述发射单元，还具体用于若在保存的业务状态信息表中，未查找到与所述业务数据中的车载设备身份标识匹配的第一业务状态信息时，根据获取的所述业务数据，创建包括所述业务数据中的车载设备身份标识的第一业务状态信息。
3.如权利要求1所述的路侧设备，其特征在于，
所述发射单元，具体用于当所述第一业务状态信息中的业务处理状态为未完成时，执行所述第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤，并修改保存的应用信息表中与所述车载设备的身份标识匹配的第一应用信息。
4.如权利要求1所述的路侧设备，其特征在于，
所述发射单元，具体用于根据所述第一接收单元，更新所述第一业务状态信息中的车载设备当前位置，并执行完所述第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤后，判断执行的车载设备业务处理步骤是否为车载设备业务处理的最后一步，若是，将所述第一业务状态信息中的业务处理状态更新为已完成，若不是，将所述第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤增加一步。
5.如权利要求4所述的路侧设备，其特征在于，
所述发射单元，还用于将业务处理状态为已完成的第一业务状态信息从所述业务状态信息表中删除；和/或，将所述第一应用信息从所述应用信息表中删除。
6.一种多车道自由流业务处理的方法，其特征在于，包括：
步骤A：路侧设备的发射单元获取通信覆盖范围内的第一接收单元接收的车载设备发送的业务数据，其中，路侧设备包括总线连接的多个接收单元和至少两个发射单元；
步骤B：若在保存的业务状态信息表中，查找到与所述业务数据中的车载设备身份标识匹配的第一业务状态信息时，根据所述第一业务状态信息进行业务处理，并更新所述业务状态信息表；
将更新后的业务状态信息表同步给其他的发射单元。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：
若在保存的业务状态信息表中，未查找到与所述业务数据中的车载设备身份标识的的第一业务状态信息时，根据获取的所述业务数据，创建包括所述业务数据中的车载设备身份标识的第一业务状态信息。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一业务状态信息进行业务处理包括：
当所述第一业务状态信息中的业务处理状态为未完成时，执行所述第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤；
修改保存的应用信息表中与所述车载设备身份标识匹配的第一应用信息。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述更新所述业务状态信息表包括：
根据所述第一接收单元，更新所述第一业务状态信息中的车载设备当前位置；
在执行完所述第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤后，判断执行的车载设备业务处理步骤是否为车载设备业务处理的最后一步；
若是，将所述第一业务状态信息中的业务处理状态更新为已完成；
若不是，将所述第一业务状态信息中的车载设备业务处理步骤增加一步。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述第一业务状态信息中的业务处理状态更新为已完成，所述更新所述业务状态信息表还包括：
将业务处理状态为已完成的第一业务状态信息从所述业务状态信息表中删除；和/或，
将所述第一应用信息从所述应用信息表中删除。
11.一种多车道自由流业务处理的系统，其特征在于，包括：车载设备和如权利要求1-5中任一权利要求所述的路侧设备。
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