CN103247081A - 用于道路收费系统的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及用于道路收费系统的控制方法。道路收费系统基于基于车辆的板载单元,利用记录车辆、控制车辆以及违章服务器,其中,记录车辆经由DSRC无线电接口从路过车辆的板载单元读出收费参数,比较其与由传感器检测到的、车辆的形状参数,并且针对不一致的情况,生成违章数据记录,并将其发送至违章服务器,其中,控制车辆将其位置或周边登记在违章服务器中,并且违章服务器使这种违章数据记录可用于控制车辆,车辆违章的位置处于控制车辆的一位置的周边内,其中,控制车辆在其检测到周边中的违章车辆时发出警报消息,并且其中,在从记录车辆向违章服务器和/或从违章服务器向控制车辆发送违章数据记录期间,将违章数据记录划分成TCP部分和UDP部分。
Description
本申请要求保护2012年2月2日提交的欧洲专利申请No.12153628.8和于2012年9月12日提交的欧洲专利申请No.12184051.6的优先权,其通过引用并入于此。
技术领域
本发明涉及用于道路收费系统的控制方法,其基于由车辆携带的板载单元。
背景技术
在现代道路收费系统中,经受收费的车辆配备有板载单元(OBU),其可以被用于定位车辆,以使接着针对它们使用的道路来收取通行费(费用)。OBU可以具有多种设计:OBU可以是“自定位”类型,也就是说,它们可以例如通过作为卫星导航系统(全球导航卫星系统,GNSS)的一部分的卫星导航接收器自己连续确定其位置,并且直接向道路收费系统的事务部门(back office)报告这样确定的位置(“固定定位”)(其经由移动通信网络或者具有地理分布无线电信标的网络来进行),或者采用“提取的(abstracted)”收费交易(其基于所报告位置来计算)的形式。作为一另选例,这种GNSS OBU可以仅存储所报告的位置或者其收费交易,或者从内部收费信用账户记入基于该交易计算出的费用。OBU还可以是“外部定位”类型,例如,利用多个收费或无线电信标,它们在道路收费系统上地理地分布,并且它们与路过的OBU建立相应短距通信或DSRC(专用短距通信),并且因有限通信范围而针对其已知信标位置来定位它们。对应报告位置,或者基于其计算出的收费交易接着可以通过OBU或收费信标来生成,并且在OBU中或者在事务部门中被处理。
发明内容
本发明的目的是:创建用于在这种道路收费系统中确定并执行交通或收费违章的新颖控制方法。具体地讲,本发明的目的是,使这种控制方法适于在地理上遥远的区域中使用,该区域没有或者仅有不足的移动通信网络覆盖,使得至少在一定程度上必须采用卫星连接。卫星连接具有高延时,如果发送方因延迟的接收确认而设想数据包丢失并重发送其,则可能导致对于包交换数据发送的死锁情况;连续重发送可以是这种结果,其干扰了数据的发送。
在第一方面,本发明通过一种用于道路收费系统的控制方法来实现该目的,其基于由车辆携带的板载单元,利用可以与中央违章服务器无线通信的至少一个记录车辆和至少一个控制车辆,该方法包括以下步骤:
在记录车辆中:
-检测板载单元的或携带该板载单元的车辆的交通或收费违章,并且如果存在违章,则
-向违章服务器发送违章数据记录,包含违章的确定位置和车辆的读取牌照号码;
在该违章服务器中:
-登记控制车辆,包括位置或其周边,
-接收来自记录车辆的违章数据记录,并且如果该车辆违章的位置处于一位置的周边内,则
-将这些违章数据记录提供给登记有该位置或这些周边的控制车辆;
在控制车辆中:
-将该位置或其周边登记在违章服务器中,
-读取路过车辆的牌照的牌照号码,
-针对一读取牌照号码确定由违章服务器提供的违章数据记录,并且如果存在这种记录,则
-发出警报消息,
其中,在从记录车辆向违章服务器和/或从违章服务器向控制车辆发送违章数据记录期间,违章数据记录被划分成两部分,其中,第一部分至少包含违章的位置和牌照号码读取结果,而第二部分包含附加违章数据,并且第一部分经由面向连接传输协议发送,而第二部分经由无连接包交换传输协议发送。
在其它方面,本发明创建了实现根据本发明的方法的控制装置、记录车辆、违章服务器以及控制车辆。
本发明基于分布式控制系统的新颖方法,其由第一队记录车辆(“猎手”)和第二队控制车辆(“捕捉器”)组成,它们经由公共违章服务器彼此通信。“猎手”被适当配备以用于自动违章检测,并且与生成违章数据记录的动作相比,不需要针对违章车辆采取任何进一步的动作;它们与受控车辆的交互作用是简短的,从而,它们可以快速地各处移动,甚至检查高速行进或对向交通中的车辆,而且,它们的数量可以保持较低,由此,总设备成本能够被容纳。“捕捉器”需要相当少的设备,因为它们不查明违章,而是仅读取车辆牌照号码,搜索关联违章数据记录并且发出针对违章车辆的警报。接着,控制车辆的工作人员例如可以拦阻违章车辆并进行本地人工检查。因为低设备需求,所以可以大量设置控制车辆(捕捉器),并由此还可以具体进行耗时的本地检查。例如,可以将现有特殊用途车队(如,紧急车辆、公共交通工具、出租车等)转换成控制车辆,并且在移动交通中按移动方式执行控制功能,而在停止交通中按静止方式执行控制功能,而许多复杂记录车辆(猎手)按高移动方式继续移动通过移动交通,并且生成违章数据记录。结果,即使在大且广泛分支的、包含高速和对向交通路线的道路系统中,也可以执行板载单元本身的自动控制。
通过在发送根据本发明的违章数据记录时对其进行划分,该方法适于违章服务器、记录以及控制车辆之间的高延时无线连接,特别适于卫星连接。第一数据部(其对于挑出(picking up)违章车辆来说较关键并且包含违章位置和牌照号码读取结果)非常短,在尺寸上通常小于100个字节,并由此可以快速且可靠地经由面向连接的传输协议来发送。第二数据部(其包含违章数据记录的剩余数据)可以具有较大数据量(特别是在其包含用于证据的图像的情况下),并且还可以通过将其划分成小数据包(其经由无连接、未证实传输协议来发送),在诸如卫星通信系统的高延时传输网络上递送。
在这点上,应当提到,从JP2000207298A获知面向连接和无连接数据包发送的组合使用。
第二部分的包优选地被连续编号,在接收到多个包时基于其编号检查完整性,并且随后请求缺失包。
如果第二部分中的附加数据包含牌照号码读取结果所基于的车辆的牌照的记录图像,则特别有利。记录图像可以稍后用于交通违法执法目的,然而,对于基于牌照号码读取结果和违章位置来挑出违章车辆来说,其不是关键的。为此,记录图像可以稍后通过无连接数据包,甚至在高延时卫星网络中高效地发送。
本发明的方法适于已经包括DSRC无线电接口的外部定位型的(DSCR)OBU,和附加地包括用于控制和设置目的的DSRC无线电接口的自定位型(GNSS)OBU两者。
控制车辆的数量优选地显著高于记录车辆的数量,特别优选地高达至少十的幂。
由记录车辆检测到的违章可以包括可以自动检测到的所有类型的收费或交通违章,例如,通过记录车辆的速度测量单元检测到的速度违章,通过记录车辆的车辆检测单元检测到的驾驶禁止(包括基于时间的禁令)等。这些违章优选为收费违章,并且具体来说,优选为可以基于可以经由DSRC无线电接口从板载单元读出的收费参数查明的这种违章。这种收费参数可以是任意的,并且例如提供有关车辆的使用目的(例如,紧急车辆、公共交通工具、私人车辆、卡车等),车辆的用户的状态,车辆的尺寸、重量、排放等级、轴数,或者(用户专用)板载单元与物理车辆(例如,经由牌照参照的)之间的关系等的信息。无论在任何时间计算收费(在与收费信标通信期间,或者在根据报告位置计算收费交易期间),都采用OBU的收费参数,以确定收费的量,或者甚至确定是否存在支付通行费的责任。
因而,本发明的优选实施例的特征在于,通过经由DSRC无线电接口从板载单元读出至少一个收费参数并且检查收费参数的准确性来进行记录车辆中的检测。
在另一方面中,本发明具体涉及检查车辆形状特定收费参数。这种车辆形状特定参数(其确定要支付的道路收费的量)例如可以是,车辆的尺度、当前轴数(有或没有拖车)、诸如卡车或客车的特殊主体设计等,并且可以被设置或存储为板载单元上的收费参数。为了检测这种收费参数的滥用错误设置,记录车辆包括:用于读出路过车辆的收费参数的DSRC收发器、和用于检测车辆的形状参数的传感器,其中,记录车辆被配置成验证收费参数与形状参数一致,并且针对不一致的情况,向违章服务器发送违章数据记录,包括车辆的违章位置和牌照号码读取结果。
该实施例的一特别优选的变型例为,第二数据部中的前述附加数据包含所检测形状参数所基于的车辆的记录图像。该记录图像还可以被用作用于执行目的的证据并且是重要的,然而,在用于挑出违章车辆的时间方面不是关键的,由此,其可以通过无线数据包在第二数据部中发送,其还适于高延时卫星发送。
如果面向连接的传输协议是TCP(传输控制协议),而无连接传输协议是UDP(用户数据报协议),则特别有利。
第一部分的包优选地具有不大于100个字节的尺寸。这使得它们足够短以致在诸如TCP的面向连接的协议中不被划分地(也就是说,作为一个包)发送;因此,因连续重复高延时传输信道(如卫星连接)中的信号交换块而造成死锁的风险较低。
如上所述,根据本发明的方法特别适于与卫星通信系统一起操作,并由此,前述发送优选地经由卫星连接发生。
作为一另选例或者另外地,记录车辆可以配备有用于测量路过车辆的速度(并且优选地测量行驶方向)的单元,以使得还基于这些测量值来确定交通或收费违章。
如上所述,所检测的形状参数或读出的收费参数可以优选为车辆长度或轴数(具体来说,根据类别分解(“分类”))。要控制的车辆的形状参数可以按各种各样的方式来检测,例如,利用包含物体识别软件的电子摄像机,利用用于车辆测量或其车轮检测的雷达探测器,或者优选地利用激光测距仪或激光扫描仪,其在车辆通过时扫描其来检测车辆形状的至少一部分。车辆的至少一部分的2D或3D图像(激光距离测量点的分布图或“点云(point cloud)”)根据记录车辆与控制车辆之间的相对移动而创建,并且在此基础上,例如可以通过物体识别软件获取形状参数,例如,作为车辆长度或轴数,基于该形状参数,例如,可以获得特定车辆类别的结论(客车、卡车、带拖车的卡车等)。
例如,记录车辆可以例如通过卫星导航接收器自己确定违章位置,或者直接从被检查的板载单元接收其,如果例如记录车辆包括专用位置确定单元或者按另一方式(例如根据固定无线电信标)获悉其位置。
如果记录车辆配备有用于测量路过车辆的速度(并且优选地测量行驶方向)的单元,并将这些测量值添加至违章数据记录,则特别有利。在这种情况下,违章服务器还可以被配置成,基于前述测量值来推断违章位置的时间变化,以在检查违章的位置在特定时间是否处于一位置的周边内时将其考虑在内。这可以通过生成对违章车辆移动的估算并且调整它们与控制车辆的位置,来增加违章车辆将被控制车辆挑出的可能性。
根据本发明另一特征,违章数据记录还可以包含时间戳,并且违章服务器可以被配置成仅考虑处于预定时段内的违章数据记录。作为一另选例或者除此之外,控制车辆可以被配置成,废弃具有处于预定时间范围之外的时间戳的违章数据记录。这允许自动消除旧的数据记录。
附图说明
根据下面参考附图对优选实施例的描述,将清楚本发明的附加特征和优点,其中:
图1示出了在道路系统的车辆总体中的、本发明的控制装置和控制方法的操作原理的示意性概述图;
图2a和2b示出了当要被控制的车辆路过一记录车辆时的不同装置组件和方法步骤;
图3a和3b示出了当要被控制的车辆路过一控制车辆时的不同装置组件和方法步骤;
图4是方法的发生在记录车辆中的一部分的流程图;
图5是方法的发生在违章服务器中的一部分和控制车辆中的一部分的流程图;以及
图6示出了在经由卫星连接发送期间违章数据记录的划分。
具体实施方式
图1是道路收费系统1的示意性例示图,其中,经受收费的多个车辆2在未详细示出的道路系统(例如,全国道路系统)上各处活动。道路收费系统1被用于向车辆2的任意道路使用收取通行费(费用),并且更具体地说,所述道路使用包括:采用车行道、管区、通道或边界通行费的形式的移动交通的交通区的使用,和采用探视或停车费的形式的停止交通的交通区的使用两者。
为此,根据图2和3,经受收费的所有车辆2都配备有板载单元(OBU)3,其可以被用于定位车辆2,从而可以向它们收取通行费。OBU3可以采用多种设计:OBU3可以是“自定位”类型,也就是说,它们可以例如通过作为卫星导航系统(全球导航卫星系统,GNSS)的一部分的卫星导航接收器自己连续确定其位置,并且直接向道路收费系统1的事务部门4报告这样确定的位置(“固定定位”)(其经由移动通信网络或者地理分布无线电信标的网络来进行),或者采用“提取的”收费交易(其基于所报告的位置来计算)的形式。作为一另选例,这种GNSS OBU3可以仅存储所报告的位置或者其收费交易,或者从内部收费信用账户记入基于交易计算出的费用。OBU3还可以是“外部定位”类型,例如,利用在道路收费系统1上地理地分布的多个收费或无线电信标,并且它们与路过的OBU3建立相应的短程通信或DSRC(专用短程通信),并且因有限通信范围而定位其已知的信标位置。对应报告位置,或者基于其计算出的收费交易接着可以通过OBU3或收费信标来生成,并且在OBU3中或者在事务部门4中被处理。
为了在道路收费系统1中正确地计算收费,专用于相应车辆2的一个或多个收费参数OC被设置或存储在OBU3。收费参数OC可以是任何任意类型,并且例如可以提供有关车辆2(例如,紧急车辆、公共交通工具、私人车辆、卡车等)的使用目的,车辆2的用户的状态,有关具有或没有拖车的车辆2的尺寸、重量、排放等级、轴数等的信息。无论在任何时间计算收费(在与收费信标通信期间,或者根据报告的位置计算收费交易期间),都采用OBU3的收费参数OC以确定收费量,或者甚至确定是否存在支付通行费的责任。
此后,所考虑的收费参数OC包括可以通过检查外观(也就是说,携带OBU3的车辆2的形状)来验证(反复核对)的参数。这种收费参数OC在本发明中被称为车辆形状特定参数。车辆形状特定收费参数OC例如可以包括:车辆2的一个或多个尺度、其主体设计(箱式主体、平台主体、客车或卡车主体)、轴数、拖车数等。
此后描述的控制装置和方法适于那些OBU3,设置或存储在其中的其车辆形状特定收费参数OC可以经由DSRC无线电接口读出,通常情况是,例如,根据RFID、CEN-DSRC、UNI-DSRC、ITS-G5或WAVE(在车辆环境中的无线接入)标准利用DSRC OBU来读出。GNSSOBUs3(其附加地包含用于出于控制目的而读出其收费参数的DSRC无线电接口)也适合,并且可以按下述方式检查。
而且,在此描述的控制装置和方法当然还能够甚至查明经受收费的车辆2是否配备有OBU3,并且因为读出收费参数需要正确运行的OBU3,所以检查OBU3的功能能力。
最后,所述控制装置和方法还能够检测车辆2的一般交通违章,如超速违章、违犯(夜间)禁驾和其它交通违法,并对其执行,只要可以通过测量单元、传感器等自动检测它们即可。
控制装置出于前述控制目的而在道路收费系统1中使用,其由第一队记录车辆5、第二队记录车辆6、以及事务部门4中的违章服务器7组成。
优选的是,提供了比记录车辆5高得多的数量的控制车辆6。控制车辆6与记录车辆5的数量比优选为至少10:1,并且优选为100:1、1000:1并且更多。如下所述,控制车辆6具有比记录车辆5更简单的设计,并且以不同的移动行为来操作,其导致按最小成本的、记录和控制车辆的动作范围的平衡覆盖比。记录车辆5沿流动交通连续移动,并且其与要被控制的车辆2的交互较简短,而控制车辆6可以按移动方式和静止方式使用,而且如果它们进行拦阻检查或执行收费违章,则与被控制的车辆2具有更长的交互。
如图1的概述图中所示,记录车辆5被用于在相应限定的检测范围中,跟踪犯有交通或收费违章(例如,超速违章)的车辆2、或者包含错误或不正确设置的OBU3的车辆2,或者根本没有设置OBU3的车辆2,并采用违章数据记录的形式将该信息作为交通或收费违章发送给违章服务器7;下面,基于图2和4,对出于该目的而发生在记录车辆5与车辆2之间的交互进行更详细的描述。控制车辆6被用于针对由违章服务器7提供的针对这些车辆的违章数据记录,检查位于相应周边9中的车辆2,并且如果存在针对车辆2的违章数据记录,则发出警报消息。接着,控制车辆6的工作人员可以采取恰当的进一步验证和执行措施,例如,拦阻车辆2、进行交通检查、收取随后的通行费、处以罚款等。下面,基于图3和5,对出于目的而发生在控制车辆6、违章服务器7以及车辆2之间的交互进行更详细的描述。
记录车辆5、控制车辆6、以及违章服务器7出于该目的而经由无线网络(例如,移动通信网络,具体来说,GSM、UMTS或LTE网络)而且还经由基于卫星的移动通信网络(例如,铱星)彼此连接,优选地通过包交换连接。作为一另选例,可以想到的是,利用道路收费系统1的地理分布无线电信标网络,例如,DSRC信标,无论何时信标经过,记录车辆5和控制车辆6都可以经由其进行通信。
图2a和2b详细示出了在两个连贯时间,在道路10上的车辆2按对向交通路过时记录车辆5中的一个。记录车辆5配备有用于与车辆2的OBU3进行DSRC无线电通信的DSRC收发器11、用于自动读取(光学字符识别,OCR)车辆2的牌照13的牌照号码读取单元12、以及用于检测车辆2的外部形状的参数(其在此被称为形状参数CL)的传感器14,其在此是激光扫描仪。
在本示例中,形状参数CL是车辆类别(“客车”、“双轴卡车”、“三轴卡车”、“四轴卡车”、“带拖车的卡车”等);然而,与前述车辆形状特定收费参数OC类似地,车辆2的可以通过传感器14确定的外部形状的任何其它属性当然可以用作形状参数CL。
用于检测形状参数CL的传感器14可以按从现有技术已知的任何方式来设计,例如,采用电子摄像机的形式,其可以记录路过车辆2的(包括从不同视角的)一个或多个图像picCL,接着可以使用这些图像picCL以通过图像识别软件提取车辆2的对应属性和形状参数。作为一另选例,传感器14可以是雷达或激光测距仪或扫描仪,其在车辆2路过时利用雷达或激光束或扇15来扫描车辆2,以按扫描点云的扫描分布图的形式来检测路过车辆2的一个或多个尺度或轮廓。
记录车辆5的牌照号码读取单元12针对车辆2的牌照13上的法定牌照号码LPN的一个(或多个)记录图像picOCR,执行OCR读取处理(其从现有技术已知)(“自动牌照号码识别”,ALNR);成像路径或信息流用箭头16示意性地示出。
记录车辆5的DSRC收发器11与OBU3建立DSRC无线电通信17,以使a)查明车辆3中是否存在OBU3,b)由此(暗中)检查OBU3是否响应,也就是说正确地起工作,并且c)读出设置或存储在OBU3中的收费参数OC,以供进一步检查。在该检查期间,OBU3的读出收费参数OC应当与通过传感器14检测到的车辆2的形状参数CL一致。例如,如果收费参数OC指示“三轴卡车”,则传感器14应当还检测与其一致的形状参数CL;如果不是这样,则存在收费违章,并且车辆2是“违章车辆”。
当然,从OBU3读出的收费参数OC可以另外地取决于除了车辆形状以外的其它组件,例如,车辆2的状况或使用目的、时间、一般时间条件(例如,夜间禁驾)、车辆排放等级限制、速度等,其同样可以在检查违章时加以考虑。
记录车辆5的所有组件(它们是DSCR收发器11、牌照号码读取单元12、以及传感器14)彼此连接(可选地经由控制器(未示出)),并且如上所述,记录车辆2可以经由通信单元(未示出)无线地与中央违章服务器7通信。
下面,参照图2和4,对记录车辆5的操作原理和在车辆2路过时发生的记录处理进行更详细描述。当车辆2接近记录车辆5时(步骤18),在第一步骤19中,利用牌照号码读取单元12从牌照13读取车辆2的牌照号码LPN(箭头16)。步骤19还可以在图4的方法的任何稍后时间执行,只要尚未需要牌照号码读取结果LPN,例如,这可以在稍后时间通过读取车辆2的后部牌照13来进行。
随后,在步骤20中,车辆2的形状参数CL通过传感器14来检测,在所示示例中,这通过激光扫描和检测车辆2的轴数来完成,在此基础上,将基于轴的车辆类别(“类别”)确定为形状参数CL。
在随后的判断步骤21中,基于形状参数CL来检查车辆2是否正好经受收费。例如,可以将双轴车辆2限定为不经受收费,而多于两个轴的车辆2可以被限定为经受收费。如果形状参数CL指示支付通行费的责任(分支“y”),则在随后步骤22中,利用DSRC收发器11与OBU3建立联系(箭头17)。出于该目的,从OBU3读出收费参数OC,并且成功读出还指示OBU3存在并且起作用。如果读出失败(分支“n”),则随后的判断步骤23接着直接切换至步骤25,以生成违章数据记录DELR。
否则(步骤23的分支“y”),在进一步判断24中,检查所检测形状参数CL和读出收费参数OC是否匹配或者是否彼此一致,也就是说,OBU3的收费参数OC被设置成,使得其对应于已经基于车辆3的外部形状检测到的形状参数CL。如果是这样的话(分支“y”),则一切正常并且方法在26结束。如果不是(分支“n”),则存在不一致,其构成潜在收费违章,并且处理切换至步骤25,以生成违章数据记录DELR。
在步骤25中,生成违章数据记录DELR,其包含所检测的形状参数CL、读出收费参数OC以及牌照号码读取结果LPN,并且可选地包含其它数据,如记录处理的当前位置(“违章位置”)DO和当前时间(“违章时间”)DT、从OBU3读出的附加主数据(诸如OBU标识符OID、用户主数据、车辆主数据等)。
违章位置DO可以按各种各样的方式来确定:记录车辆5可以配备有分离的位置确定单元,例如卫星导航接收器,并且记录车辆通过的当前位置作为违章位置DO。作为一另选例,OBU3(具体来说,如果其是自定位类型),则可以使其当前位置可用于记录车辆5,作为违章的位置DO。还可以使用基于信标的道路收费系统1的邻近无线电信标的已知位置来近似。
在步骤27中,接着,将违章数据记录DELR发送至违章服务器7,以供控制车辆6进一步使用。
当然,步骤19至24(假如它们彼此不需要)也可以按不同次序执行。
基于图3和5,对在违章服务器7和示例性控制车辆6中发生的步骤进行描述。图3a和3b示出了在两个连贯时间的、控制车辆6路过要被控制的车辆2时的情况。作为这种检查的准备(或在这种检查期间),违章服务器7选择性地向控制车辆6提供源自其相应周边9中的违章的那些违章数据记录DELR。
为此,每一个控制车辆6在登记阶段28期间,在违章服务器7中登记其自身的位置LOC(或者直接登记其周边9)。控制车辆6的当前位置LOC(或周边9)可以由其例如在位置确定步骤29中自动地确定,如借助于卫星导航接收器,基于来自邻近信标的信息等。作为一另选例,位置LOC或周边9还可以在步骤29中,由用户在控制车辆6的输入单元中人工输入。
在随后的登记步骤30期间,控制车辆6将其位置LOC(或周边9)登记在违章服务器7中,其针对每一个登记控制车辆6打开一个专用任务31。
利用任务31,违章服务器7可以按位置特定方式,“过滤”(阶段32)在步骤27抵达的所有违章数据记录DELR和此后抵达的那些。为此,违章服务器检查违章数据记录DELR的违章位置DO是否处于控制车辆6的位置LOC的周边9内,并且如果是,则其使得该违章数据记录DELR可用于该控制车辆6(步骤33)。控制车辆6将按这种方式提供的违章数据记录DELR添加至本地违章数据记录列表locDELR34。
在步骤33中提供违章数据记录DELR(其已经按位置特定方式进行了过滤)可以按以下两种方式发生:连续方式(例如,周期性地或者在需要时),例如,即违章服务器7向控制车辆6发送每一个单个违章数据记录DELR;批方式(利用批处理),即,控制车辆6从违章服务器7挑出按特定时间提供的违章数据记录DELR,或者接收从服务器发送来的。
针对违章的可选时间DT,违章数据记录DELR还承载有相应“时间戳”,其可以限制消息的时间有效性。例如,“太旧”的违章数据记录DELR(就是说,具有处于预定时段之外的时间戳DT的那些)可以在违章服务器7中和控制车辆6中自动地废弃,和/或违章服务器7可以使仅“当前”违章数据记录DELR(就是说,具有处于预定时段内的时间戳DT的那些)可用于控制车辆6。
在登记阶段28期间,控制车辆6由此基本上“订阅”来自其周边9的违章数据记录DELR,直到在步骤35中,它们向违章服务器7发送取消登记请求为止,因此其删除任务31。
由此向控制车辆6提供来自其周边9的相应当前和位置特定违章数据记录DELR,并且可以在车辆2路过或被检查时执行利用相应本地违章数据记录列表34的控制任务36。
参照图3和5,在每一个控制任务36期间,在车辆2接近时(步骤37),在第一步骤38中,利用控制车辆6的牌照号码读取单元39从牌照13自动读取牌照号码LPN(箭头40)。随后,在步骤41中,控制车辆6从本地违章数据记录列表34中挑选匹配违章数据记录DELR,假如这种记录存在。如果对于牌照号码读取结果LPN来说,不存在违章数据记录DELR(检查步骤42中的分支“n”),则任务36在43结束,并且可以再次删除牌照号码读取结果LPN,例如,出于机密性理由。然而,如果对于牌照号码读取结果LPN来说,存在违章数据记录DELR(分支“y”),则处理分叉至警报步骤44,其中,控制车辆6向工作人员发送警报消息。
警报消息例如可以是光学或声音警报,或者屏幕上的显示,其还指示所读取牌照号码LPN和违章数据记录DELR。工作人员接着可以采取恰当的执行措施,例如,拦阻车辆2、进一步检查OBU3、以及可选地征收随后的通行费或实施罚款。警报消息可以附加地自动显示在控制车辆6的发信系统47上,其向外地可见于被检查车辆2(箭头48),以例如提示其停下,例如,利用荧光文字“STOP”。
可选的是,在任务36中,附加地,还利用控制车辆6的DSCR收发器45将OBU3再次读出(箭头46),例如,用于进一步的一致性检查或标识。
违章服务器7可以可选地配备有估算算法,其基于在记录违章时测量的车辆2的速度和行驶方向,来执行对违章位置DO(如违章车辆2的“最后行踪”)的时间变化的估算。为此,记录车辆5可以配备有用于测量车辆2的速度和行驶方向(就是说,移动矢量v)的单元49。单元49还可以通过牌照号码读取单元12(其被设计为视频摄像机并且可以检查其影像中的移动),或者通过被设计为多普勒雷达的DSRC收发器11,或者通过利用传感器14的恰当测量(例如,在扫描束或扇15上的激光或LIDAR测量)来实现。
此外,记录车辆5的速度测量系统11、12、14、49可以被用于检测车辆2的一般交通违章,例如,检测速度违章。
车辆2在违章时间DT的移动矢量v可以被并入在违章数据记录DELR中,并且可以被发送至违章服务器7。接着,违章服务器7可以还利用道路系统的道路系统地图的支持,针对以后的时间推断或估算车辆2潜在的新行踪DO,并且在针对选择与控制车辆6的邻域9相关的违章数据记录DELR的那些时间的阶段32期间,考虑这种情况。车辆2(其违章的位置DO以前处于控制车辆6的位置LOC的周边9之外)的违章数据记录DELR由此在稍后时间可以处于周边9内(以推断为基础),并由此使得可用于该控制车辆6,或者使得可用于其本地违章数据记录列表34。
控制车辆6的周边9由此按照时间动态地适应。另外,周边9可以特别适应控制车辆6到处活动的道路系统的环境,以将其移动也考虑在内:接着,周边9不再是圆形区(如图1示意性地示出),而是根据控制车辆6的自身移动和其在道路系统中转弯的选项而动态地适应,例如,它们按椭圆或树状方式适应,使得总是获取从违章服务器7选择那些违章数据记录DELR,并且添加至本地违章数据记录列表locDELR34,其具有在控制车辆的移动期间,控制车辆6遇到这些违章车辆2的最高可能性。作为一另选例,可以预定周边9的任何任意形状。
根据图6,从记录车辆5向违章服务器7发送违章数据记录DELR的步骤27和/或从违章服务器7向控制车辆6发送违章数据记录DELR的步骤33可以在针对高延时无线网络(如基于卫星的移动通信网络,例如,铱星)的提供处理31至33的过程期间适应,经由无线网络,记录车辆5、控制车辆6以及违章服务器7彼此连接。
为此,违章数据记录DELR中的每一个都被划分成具有较小数据量的第一部分DELRA、和具有较大数据量的第二部分DELRB。第一部分DELRA包含绝对必需用于控制车辆6的控制任务36的数据(特别是牌照号码读取结果LPN和违章位置DO),并且可选地包含违章时间DT、OBU标识符OID和/或基本违章数据(如,违章车辆速度v)。第一部分DELRA的优选尺寸为几百个字节,并且优选为不大于100字节,以允许采用单一数据包data0的形式经由面向连接的包交换传输协议进行包交换数据发送。
第二部分DELRB包含这样的数据,即,对于其来说,在第一部分DELRA中没有空间,并且其在用于在控制任务36中挑出违章车辆的时间方面不是关键性的,主要为大体积图像数据,如牌照号码读取单元12(基于其读出牌照号码LPN)的一个(或多个)记录图像picLPN、和/或传感器14(基于其检测形状参数CL)的一个(或多个)记录图像、扫描等picCL。第二部分DELRB旨在按包交换无连接传输协议发送,并且可以针对该目的划分成连贯数据包data1、data2、…、datan、…、dataN(n=1…N)。第二部分DELRB的数据包datan的包尺寸还优选为几百个字节,并且具体优选为大约100个字节。
包datan优选地被连续编号(这里:具有索引n),并且经由无连接传输协议(其对于单个包来说没有确认机制(信号交换))发送,使得发送方可以在不需要等待确认的情况下发送包datan。抵达数据包datan在接收器中被收集;在接收到多个数据包datan时,可以基于包的编号n来检查发送的完整性,并且随后接收方可以从发送方请求任何缺失包。
具体地讲,TCP(传输控制协议)(如其例如在RFC793、RFC1233标准、以及基于其并且还形成现今的因特网协议(IP)的基础或一部分的因特网工程任务组(IETF)标准中所定义的)适于作为用于按优选单一数据包data0的形式发送第一部分DELRA的面向连接传输协议。接收器确认接收到有关发送方的每一个TCP数据包。
尤其是,UDP(用户数据报协议)(如其例如在IETF RFC768标准,和基于其并且还形成现今的因特网协议(IP)的基础和一部分的标准中所定义的)适于作为用于发送第二部分DELRB的无连接传输协议,第二部分出于该目的而被划分成单个数据包datan。接收方不针对发送方确认UDP数据包。
违章数据记录DELR的所述发送步骤27和33由此可以按照时间分开,并且更具体地说,分成部分DELRA的第一(确认)发送和第二部分DELRB的若干第二数据包datan(接收方仅逐渐地接收它们,并且潜在地在发送方面无次序地抵达)。第一部分DELRA的发送足够用于控制任务36的基本控制功能,尤其是,足够用于有关在违章服务器中是否存在针对读取牌照LPN的违章数据记录DELR的确定步骤41。对于执行交通违法来说,控制车辆6接着可以等待全部接收到违章数据记录DELR的第二部分DELRB并且可以验证,例如,在设置有关交通违章的惩罚措施之前,例如,基于该第二部分中指示的大体积图像数据picLPN和picCL,在其自身上自动地检查是否正确地读取牌照读取结果LPN,和是否正确地检测收费参数CL。
本发明不限于所示实施例,而是涵盖被所附权利要求书的范围覆盖的所有变型例和修改例。
Claims (12)
1.一种用于道路收费系统(1)的控制方法,该道路收费系统(1)基于由车辆(2)携带的板载单元(3),利用可以与中央违章服务器(7)无线地通信的至少一个记录车辆(5)和至少一个控制车辆(6),该方法包括以下步骤:
在记录车辆(5)中:
-检测(20、22)板载单元(3)的或携带其的车辆的交通或收费违章,并且如果存在违章,则
-向违章服务器(7)发送违章数据记录(DELR),其包含所确定的违章位置(DO)和所读取的车辆(2)的牌照号码(LPN);
在违章服务器(7)中:
-登记(30)控制车辆(6),包括控制车辆(6)的位置(LOR)或周边(9),
-接收(27)来自记录车辆(5)的违章数据记录(DELR),并且如果其违章位置(DO)处于一位置(LOC)的周边(9)内,则
-将这些违章数据记录(DELR)提供(31至33)给登记有该位置(LOC)或这些周边(9)的控制车辆(6);
在控制车辆(6)中:
-将位置(LOC)或其周边(9)登记(29、30)在违章服务器(7)中,
-读取(38)路过车辆(2)的牌照号码(13),
-针对读取的牌照号码(LPN)确定(41)由违章服务器(7)提供的违章数据记录(DELR),并且如果存在这种记录,则
-发出(44)警报消息;
其中,在从记录车辆(5)向违章服务器(7)和/或从违章服务器(7)向控制车辆(6)发送违章数据记录(DELR)期间,违章数据记录(DELR)被划分成两部分,其中,第一部分(DELRA)至少包含违章位置(DO)和牌照号码读取结果(LPN),而第二部分(DELRB)包含附加违章数据(picLPN,picCL),并且第一部分(DELRA)经由面向连接传输协议发送,而第二部分(DELRB)经由无连接包交换传输协议发送。
2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,将第二部分((DELRB)的包(datan)连续编号,在接收到多个包(datan)时,基于其编号检查完整性,并且随后请求缺失包(datan)。
3.根据权利要求1或2所述的控制方法,其特征在于,第二部分(DELRB)中的附加数据包含牌照号码读取结果(LPN)所基于的车辆(2)的牌照(13)的记录图像(picLPN)。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的控制方法,对于利用板载单元(3)的道路收费系统,可以经由DSRC无线电接口(17、46)从板载单元(3)读出至少一个车辆形状特定收费参数(OC),其特征在于包括以下步骤:
在记录车辆(5)中:
-通过DSRC收发器(11)读出(22)路过车辆(2)的收费参数(OC),
-通过传感器(14)检测(20)车辆(2)的形状参数(CL),
-检查(24)收费参数(OC)与形状参数(CL)的一致性,并且针对不一致的情况,
-向违章服务器(7)发送(27)违章数据记录(DELR),包括车辆(2)的违章位置(DO)和牌照号码读取结果(LPN)。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,第二部分(DELRB)中的附加数据包含检测到的形状参数(CL)所基于的车辆(2)的记录图像(picCL)。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法,其特征在于,面向连接传输协议是TCP,而无连接传输协议是UDP。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法,其特征在于,第一部分(DELRA)的包(data0)具有不大于100个字节的尺寸。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法,其特征在于,前述发送(27、33)经由卫星连接发生。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法,其特征在于,在记录车辆(5)中测量路过车辆(2)的速度,并且优选地测量其行驶方向,并且还基于这些测量值(v)来确定交通或收费违章。
10.根据权利要求4至9中的任一项所述的方法,其特征在于,形状参数(CL)和收费参数(OC)是相应车辆长度或相应车轴数。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的方法,其特征在于,违章数据记录(DELR)还包含时间戳(DT),并且违章服务器(7)仅考虑包含处于预定时段内的时间戳(DT)的违章数据记录(DELR),和/或控制车辆(6)废弃包含处于预定时段之外的时间戳(DT)的违章数据记录(DELR)。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的方法,其特征在于,记录车辆(5)测量路过车辆(2)的速度,并且优选地测量行驶方向,并且将这些添加至违章数据记录(DELR),并且违章服务器(7)基于其推断违章位置(DO)的时间变化,以在检查违章位置(DO)在特定时间是否处于一位置(LOC)的周边(9)内时考虑违章位置(DO)的时间变化。
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