CN102778238A

CN102778238A - 一种基于车辆识别的行驶里程统计装置及其工作方法

Info

Publication number: CN102778238A
Application number: CN2012102656213A
Authority: CN
Inventors: 张凯; 谢驰; 吴剑; 李钢
Original assignee: Sanbao Sci & Tech Co Ltd Nanjing; Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Sanbao Sci & Tech Co Ltd Nanjing; Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2012-11-14

Abstract

本发明公开了一种可以自动准确计算车辆在限行道路上的行驶里程的基于车辆识别的行驶里程统计装置及其工作方法，该装置包括在特定地段安装的路边基站，该路边基站中包括RFID天线，与RFID天线连接的RFID阅读器，控制模块分别与RFID阅读器及以太网转换器连接，RFID天线读取过往车辆中车载电子标签的信息，信息数据依次经RFID阅读器、控制模块及以太网转换器发送至交控中心服务器。方法是：当车辆进入RFID天线辐射范围时，车载电子标签将车辆信息数据经天线发送至阅读器，再传送至控制模块，控制模块判断后再发送至交控中心服务器；交控中心记录车辆在限行路段的行驶里程并累计，以此作为收取拥堵费的依据。

Description

一种基于车辆识别的行驶里程统计装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种行驶里程统计装置及其工作方法，具体是一种基于车辆识别的行驶里程统计方法及装置，属于自动控制、射频识别与智能交通技术领域。

背景技术

随着机动车辆的日益增多，城市旧有的交通体系越发难以为继，如何解决城市的交通拥堵问题，解决市民出行难问题，已经成为各城市，尤其是大中城市迫在眉睫的问题。面对交通拥堵，国内外很多城市通过车辆限行以及征收拥堵费来缓解交通压力。现行解决城市交通拥堵的限行方案主要靠政府一些强制性措施，如按车牌尾号限行。该方案在实施过程中出现了一系列问题，如：限行号码、时间和路段过于混乱，难于记忆掌握；限制了一些确实需要出行的车辆，对一些市民日常生活秩序造成一定程度的影响；甚至有一些家庭通过购买第二辆车来逃避车辆限行，使得与限行的初衷南辕北辙。本发明通过收取拥堵费进行车辆限行，缓解交通拥堵，国际上也不乏成功先例。例如，新加坡拥堵收费以后，让原来几乎瘫痪的交通变得可以畅通。伦敦的拥堵收费实行以后，它的车流量，特别小汽车的车流量减少40%，公共交通也得到了发展，效果得到了社会民众的认可和肯定。现有拥堵费的收取基本实行按次收取，车辆通行一次即收取一定的拥堵费。此方法会产生重复收费，并且缺乏管理人性化。从实际出行的现状出发，实行按行驶里程收费，体现了收取拥堵费不是目的，而是为了解决交通拥堵问题，易于被市民所接受。

在车辆识别技术方面，目前比较流行的主要有电子摄像监管技术，俗称“电子眼”，可为道路交通管理提供可视图像和大量交通管理实时信息，但也存在一系列缺点：最容易受地形、建筑物、大型车辆及其它障碍物遮挡；受天气（如雨雾等）能见度和夜间光照度等因素的影响，可靠度相对较低；社会上部分车辆为了躲避“电子眼”的监管，故意遮挡、污损、涂抹机动车辆号牌，甚至出现了假牌，套牌等严重违章、违法的行为，严重干涉了交通秩序，给交通管理带来了巨大困难。无线射频识别技术是通过电磁波进行自动识别的一门识别技术，标签实际上是一个电子集成电路芯片。射频识别按照电磁耦合原理工作，所使用的电波频率为2.4GHz。通过在车身挡风玻璃处安装电子标签，可以较好地解决以上问题，如广州东莞，对投入运营的出租车安装“电子身份证”。交通稽查人员利用手持读卡器可以检查出道路上的出租车是否为“黑车”。如果手持读卡器上显示不出资料，稽查人员就可截停该车进行检查，以判断是电子标签坏了还是“克隆车”。另外，由于“电子身份证”中记录了车辆的车号、营运公司、车型等资料，相关部门可以实时监控营运车辆是否按规定线路、站点行驶。成都市区每辆合法的出租车在尾部都安装有一个“电子密标”，里面包含了车牌号、所属公司、颜色、有无违章记录等唯一的车辆信息，执法人员只需用专用检查设备对着车尾一扫，或装有雷达的移动检查车靠近行驶，没有显示信息或显示错误信息的“克隆车”便会立即现出原形。可见利用车辆标签，可以使得车辆管理工作变得十分安全、简便，从而大大提高了效率。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种基于车辆主动识别的行驶里程统计方法及装置，该装置及工作方法可以自动并准确计算车辆在限行道路上的行驶里程，并以此作为城市车辆限行以及拥堵费收取的依据。

本发明所述的一种基于车辆识别的行驶里程统计装置，该装置包括在特定地段安装的路边基站，该路边基站中包括RFID天线，与RFID天线连接的RFID阅读器，控制模块分别与RFID阅读器及以太网转换器连接，RFID天线读取过往车辆中车载电子标签的信息，信息数据依次经RFID阅读器、控制模块及以太网转换器发送至交控中心服务器。

本发明还提供了该装置的工作方法，其包括如下步骤：

1）无线射频信号收发阶段

当装有车载电子标签的车辆进入路边基站中RFID天线辐射范围时，车载电子标签将载有车辆信息数据的无线射频信号经RFID天线发送至RFID阅读器，RFID阅读器再将数据传送至控制模块；

2）路边基站数据处理及发送阶段

控制模块根据车辆信息数据中车牌前两位判断是否为本市车辆：若不是本市车辆，则不对其进行处理；若为本市车辆，则将车辆信息经以太网转换器转发至交控中心服务器；

3）交控中心信息处理阶段

当有车辆信息从路边基站发送至交控中心服务器时，服务器将基站编号、车牌号和此刻的系统时间作为一条记录，添加到数据库当中；每天根据不同的车牌号将记录分为不同的子表，根据记录时间对信息进行排序，从而得到每辆车当天的出行序列；由基站编号查出该单元的经纬度，从而换算出相邻两条记录之间的行驶距离，加总得到该车当天的行驶里程，以此作为收取拥堵费的依据。

上述步骤1）中的车载电子标签采用休眠—唤醒—休眠方式控制数据发送，避免车辆信息重复发送。而RFID阅读器采用ALOHA时分法进行多个车辆的识别，防止多个标签信息发送发生碰撞。

本发明采用了成熟的RFID技术，随着车辆中的车载电子标签越来越普及，RFID识别技术的提高及大量应用，产品涉及的硬件技术成本大幅下降，为本发明的实现带来了可靠的保证。由于本发明可以自动并准确计算车辆在限行道路上的行驶里程，并以此作为城市车辆限行以及拥堵费收取的依据。放弃了之前完全采用全路段行驶里程计算拥堵费的不合理方法，有效提高了收取拥堵费制度的合理性，减少了公众矛盾。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图，

图2 是本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面举例对发明的技术方案进行详细说明：

一、限行规则

1、只记录本市车辆信息

2、在市内可能发生拥堵的地段安装路边基站

3、设定记录时间为上午10点至晚上8点（根据实际情况对时间作相应调整，也可分为多个记录时段）

二、系统组成

如图1，本系统主要由在特定地段安装的路边基站和交控中心拥堵费计算系统组成。该路边基站中包括RFID天线，与RFID天线连接的RFID阅读器，控制模块分别与RFID阅读器及以太网转换器连接，RFID天线读取过往车辆中车载电子标签的信息，信息数据依次经RFID阅读器、控制模块及以太网转换器发送至交控中心服务器。

路边基站在安装时，用GPS定位得到该点的经纬度，并与该基站的编号一同存入系统数据库中，如表1所示。

表1 路边基站经纬度记录表

路边基站编号	经度(°)	纬度(°)
			1	118.834	32.363
2	118.627	32.076
			3	118.782	32.044
4	118.830	31.959

当车辆进入路边基站的识别范围时，车载电子标签和路边基站进行信息交互，将车辆信息发送至路边基站的RFID阅读器。再由控制模块对车辆信息进行识别之后，通过以太网将其发送至交控中心服务器。车载电子标签由射频芯片和微处理器组成。路边基站由RFID阅读器及其天线、控制模块和以太网转换器组成。

三、工作流程

1、无线射频信号收发阶段

当车辆进入RFID阅读器天线辐射范围时，车载电子标签将内部车辆信息发送至路边基站。二者之间属于微波通信，通信工作频率采用2.4GHz。对电子标签采用休眠—唤醒—休眠方式控制数据发送，避免车辆信息重复发送。采用ALOHA时分法进行多个车辆的识别，防止多个标签信息发送发生碰撞。电子标签和阅读器之间的数据传送采用验证和加密方式保证数据传送安全。

2、路边基站数据处理及发送阶段

路边基站中的控制模块首先根据第一步所述的车辆信息中车牌前两位判断是否为本市车辆：若不是本市车辆，则不对其进行处理；若为本市车辆，则将车辆信息通过串口，外接以太网转换器连接以太网络，传送至交控中心服务器。

3、交控中心信息处理阶段

当有车辆信息从路边基站发送至交控中心服务器时，服务器将路边基站编号、车牌号和此刻的系统时间作为一条记录，添加到数据库当中。

每晚8点之后（即记录时间结束之后），得到每辆车当天的出行记录表，如表2所示，表中根据记录时间对信息进行排序。

表2 车辆出行记录表

车牌号	基站编号	记录时间
			苏A 565A8	16	2011-1-21 11:32:25
苏A 565A8	18	2011-1-21 11:39:21
			苏A 565A8	9	2011-1-21 11:54:18
苏A 565A8	21	2011-1-21 12:07:42

根据基站编号，从路边基站经纬度记录表中查出各个基站的经纬度，设A1=A点经度，A2=A点纬度，B1=B点经度，B2=B点纬度，AB两点间距离为L，地球半径R取6371.004千米，根据如下公式：

L=R*arccos[cos(A1-B1)*cos(A2)*cos(B2)+sin(A2)*sin(B2)]*π/180

得到每个基站与前一个基站的距离，加总便得到该车当天的行驶里程。计算过程如表3所示。

表3 行驶里程计算

Figure 2012102656213100002DEST_PATH_IMAGE002

每月计算出总行驶里程，以此作为收取拥堵费的依据，从而达到车辆限行的效果。系统工作总流程如图2所示。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于车辆识别的行驶里程统计装置，其特征在于，在特定地段安装路边基站，该路边基站中包括RFID天线，与RFID天线连接的RFID阅读器，控制模块分别与RFID阅读器及以太网转换器连接，RFID天线读取过往车辆中车载电子标签的信息，信息数据依次经RFID阅读器、控制模块及以太网转换器发送至交控中心服务器。

2.一种基于车辆识别的行驶里程统计装置的工作方法，其特征在于包括如下步骤：

1）无线射频信号收发阶段

2）路边基站数据处理及发送阶段

3）交控中心信息处理阶段

3.根据权利要求2所述的基于车辆识别的行驶里程统计装置的工作方法，其特征在于，步骤1）中的车载电子标签采用休眠—唤醒—休眠方式控制数据发送，避免车辆信息重复发送。

4.根据权利要求2或3所述的基于车辆识别的行驶里程统计装置的工作方法，其特征在于，步骤1）的RFID阅读器采用ALOHA时分法进行多个车辆的识别，防止多个标签信息发送发生碰撞。