CN103632400A - 车辆缴费方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆缴费方法及系统，在上述方法中，第一路侧单元RSU在车道控制器获取到地感线圈返回的信号后，被触发接收来自于待缴费车辆的电子标签OBU的缴费请求消息，其中，第一RSU位于电子不停车收费ETC车道上沿车辆行驶方向设置的第二RSU和车辆通行的栏杆之间并且第一RSU的覆盖区域小于预设阈值；第一RSU完成与OBU之间的缴费操作。根据本发明提供的技术方案，避免了跟车干扰情况的发生，提高了车辆缴费的准确度，保证车辆快速通行。

Description

车辆缴费方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种车辆缴费方法及系统。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，高速公路的建设逐渐趋于智能化，不用停车即可进行收费的系统应运而生。电子不停车收费（Electronic Toll Collection，简称为ETC）系统这项电子收费技术作为智能交通应用领域的一个典型代表，目前已经广泛应用在我国的公路收费系统中。不停车收费系统利用车辆自动识别技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网络进行收费数据的处理，从而实现不停车收费的全电子收费系统。车辆在通过收费站入口时，通过车载设备实现车辆识别和信息写入，在收费站出口则自动从预先绑定的集成电路卡（Integrated Circuit Card，简称为IC卡）或银行账户上扣除相应资金。与相关技术中的人工半自动收费车道收费（Manual Ton Collection system，简称为MTC）系统相比，该收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5至10倍，进而极大地提高了通车效率。

图1是根据相关技术的单通信区域ETC系统的示意图。如图1所示，在自动收费系统中，由于各方面的原因，在车辆连续通行时，存在跟车干扰的问题。所谓跟车干扰是指后车先于前车交易，导致前车未交易即通过收费站而后车已交易并扣款，却无法过站的情况。发生跟车干扰通常存在以下两种情况：

情况一、前车的电子标签（On board Unit，简称为OBU）灵敏度较弱，而后车的OBU灵敏度较高，即会出现后车OBU先交易，而前车OBU无法交易的现象。如此便会造成由于后车完成了交易，ETC车道照常抬杆，前车即便没有交易也可以通过栏杆，反而交易成功的后车却被拦截下来；

情况二、前车没有安装OBU，误闯ETC车道，而后车却装有OBU；由于后车OBU成功交易后，ETC车道照常抬杆，同样会造成未交易的前车通过栏杆，而交易成功的后车反而被拦截下来。

出现上述跟车干扰现象，通常是由于工程实施或设备自身原因造成的，例如：由于工程实施时路侧单元（Road-Side Units，简称为RSU）安装的角度过大或者RSU功率设置过大，导致通信区域变大，由此造成通信区域内存在两辆车；由于设备自身的设计缺陷也会导致上述问题的出现，例如：RSU天线通信区域控制失准，天线通信区域的纵向长度过大，而无法将纵向长度控制在较小范围内。另外OBU的灵敏度不一致也会造成跟车干扰，灵敏度高的OBU在距离正常通信区域较远的车辆先于灵敏度低而距离通信区域较近的车辆完成了交易，由此造成跟车干扰。

虽然上述跟车干扰问题可以通过严格控制工程实施以及提高设备的性能，从而获取有效地控制，但却不能完全解决，如果无法在环境不同的情况下严格控制OBU的灵敏度，RSU的性能参数也可能随着环境（例如：温度）的不同发生较大的变化。

发明内容

本发明提供了一种车辆缴费方法及系统，以至少解决相关技术中的ETC系统中存在跟车干扰的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种车辆缴费方法。

根据本发明的车辆缴费方法包括：第一路侧单元RSU在车道控制器获取到地感线圈返回的信号后，被触发接收来自于待缴费车辆的电子标签OBU的缴费请求消息，其中，第一RSU位于电子不停车收费ETC车道上沿车辆行驶方向设置的第二RSU和车辆通行的栏杆之间并且第一RSU的覆盖区域小于预设阈值；第一RSU完成与OBU之间的缴费操作。

优选地，上述地感线圈包括：一个触发线圈和多个存在线圈。

优选地，在第一RSU在车道控制器获取到地感线圈返回的信号后，被触发接收来自于待缴费车辆的OBU的缴费请求消息之前，还包括：第二RSU在车道控制器获取到触发线圈返回的信号后，被触发接收来自于OBU的缴费请求消息；第二RSU执行与OBU之间的缴费操作。

优选地，在第二RSU执行与OBU之间的缴费操作之后，还包括：车道控制器判断待缴费车辆在到达预先设置在第二RSU的覆盖区域和第一RSU的覆盖区域的重叠区域内的存在线圈时，是否已经完成缴费；如果否，车道控制器关闭第二RSU，开启第一RSU。

优选地，在第二RSU执行与OBU之间的缴费操作之后，还包括：车道控制器判断触发线圈返回信号的次数是否大于一次；如果是，车道控制器关闭第二RSU，开启第一RSU。

优选地，上述方法还包括：车道控制器在第一RSU的覆盖区域内和第二RSU的覆盖区域内的一台或多台待缴费车辆全部通过栏杆后，重新开启第二RSU。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆缴费系统。

根据本发明的车辆缴费系统包括：第一RSU；该第一RSU包括：第一接收模块，用于在车道控制器获取到地感线圈返回的信号后，被触发接收来自于待缴费车辆的电子标签OBU的缴费请求消息，其中，第一RSU位于电子不停车收费ETC车道上沿车辆行驶方向设置的第二RSU和车辆通行的栏杆之间并且第一RSU的覆盖区域小于预设阈值；第一处理模块，用于完成与OBU之间的缴费操作。

优选地，上述地感线圈包括：一个触发线圈和多个存在线圈。

优选地，上述系统还包括：第二RSU；第二RSU包括：第二接收模块，用于在车道控制器获取到触发线圈返回的信号后，被触发接收来自于OBU的缴费请求消息；第二处理模块，用于执行与OBU之间的缴费操作。

优选地，上述系统还包括：车道控制器；车道控制器包括：第一判断模块，用于判断待缴费车辆在到达预先设置在第二RSU的覆盖区域和第一RSU的覆盖区域的重叠区域内的存在线圈时，是否已经完成缴费；第三处理模块，用于在第一判断模块输出为否时，关闭第二RSU，开启第一RSU。

优选地，上述系统还包括：车道控制器；车道控制器包括：第二判断模块，用于判断触发线圈返回信号的次数是否大于一次；第四处理模块，用于在第二判断模块输出为是时，关闭第二RSU，开启第一RSU。

优选地，车道控制器还包括：第五处理模块，用于在第一RSU的覆盖区域内和第二RSU的覆盖区域内的一台或多台待缴费车辆全部通过栏杆后，重新开启第二RSU。

通过本发明，采用在ETC车道上沿车辆行驶方向设置的现有RSU和车辆通行的栏杆之间新增一个RSU，该RSU的覆盖区域小于预设阈值。该RSU在车道控制器获取到地感线圈返回的信号后，被触发接收来自于待缴费车辆的OBU的缴费请求消息，并完成与OBU之间的缴费操作，解决了相关技术中的ETC系统中存在跟车干扰的问题，进而避免了跟车干扰情况的发生，提高了车辆缴费的准确度，保证车辆快速通行。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的单通信区域ETC系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的车辆缴费方法的流程图；

图3是根据本发明优选实施例的双通信区域ETC系统的示意图；

图4是根据本发明优选实施例一的车辆缴费方法的流程图；

图5是根据本发明优选实施例二的车辆缴费方法的流程图；

图6是根据本发明实施例的车辆缴费系统的结构框图；以及

图7是根据本发明优选实施例的车辆缴费系统的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图2是根据本发明实施例的车辆缴费方法的流程图。如图2所示，该方法可以包括以下处理步骤：

步骤S202：第一路侧单元RSU在车道控制器获取到地感线圈返回的信号后，被触发接收来自于待缴费车辆的电子标签OBU的缴费请求消息，其中，第一RSU位于电子不停车收费ETC车道上沿车辆行驶方向设置的第二RSU和车辆通行的栏杆之间并且第一RSU的覆盖区域小于预设阈值；

步骤S204：第一RSU完成与OBU之间的缴费操作。

相关技术中，ETC系统存在跟车干扰。采用如图2所示的方法，在ETC车道上沿车辆行驶方向设置的现有RSU和车辆通行的栏杆之间新增一个RSU，并配合车道地感线圈的逻辑判断，以形成双交易天线覆盖的双通信区域，其中，该RSU的覆盖区域小于预设阈值（略大于一辆车的覆盖范围）。该RSU在车道控制器获取到地感线圈返回的信号后，被触发接收来自于待缴费车辆的OBU的缴费请求消息，并完成与OBU之间的缴费操作，解决了相关技术中的ETC系统中存在跟车干扰的问题，进而避免了跟车干扰情况的发生，提高了车辆缴费的准确度，保证车辆快速通行。

在优选实施过程中，上述地感线圈可以包括但不限于：一个触发线圈和多个存在线圈。

在优选实施例中，图3是根据本发明优选实施例的双通信区域ETC系统的示意图。如图3所示，本发明提供的防跟车干扰ETC系统与相关技术中的ETC系统的架构相类似，都是由RSU、OBU以及车道控制器及附属设施构成。附属设施可以包括：地感线圈、栏杆以及摄像头等。两种系统的线圈分布也很类似，其区别在于：本发明提供的ETC系统除了增加一个RSU之外还在相关技术中的RSU覆盖的通信区域内增加了地感线圈的数量，即在有效通信区域内设置了5个地感线圈，分别为1个触发线圈，3个存在线圈和1个抓拍线圈。在车辆经过地感线圈时，车道控制器可以根据地感线圈的触发信号判断当前在通信区域内存在的车辆的位置和数量。

优选地，在步骤S202，第一RSU在车道控制器获取到地感线圈返回的信号后，被触发接收来自于待缴费车辆的OBU的缴费请求消息之前，还可以包括以下步骤：

步骤S1：第二RSU在车道控制器获取到触发线圈返回的信号后，被触发接收来自于OBU的缴费请求消息；

步骤S2：第二RSU执行与OBU之间的缴费操作。

在优选实施例中，触发线圈返回信号表示有车辆将要通过第二RSU，车道控制器会根据触发线圈返回的信号触发第二RSU接收来自于OBU的缴费请求消息，以实现第二RSU与OBU之间的缴费操作。

优选地，在步骤S2，第二RSU执行与OBU之间的缴费操作之后，还可以包括以下操作：

步骤S3：车道控制器判断待缴费车辆在到达预先设置在第二RSU的覆盖区域和第一RSU的覆盖区域的重叠区域内的存在线圈时，是否已经完成缴费；

步骤S4：如果否，车道控制器关闭第二RSU，开启第一RSU。

在优选实施例中，如上述图3所示，在第二RSU内设置有两个存在线圈，可以按照从左到右的顺序依次定义为第一存在线圈和第二存在线圈，并且在第一RSU和第二RSU重叠覆盖的区域内还设置有第三存在线圈。当在第二RSU覆盖的通信区域内通行的待缴费车辆到达第三存在线圈时，车道控制器需要对待缴费车辆是否完成缴费进行判断，如果未完成，则可以根据本发明提供的技术方案，由车道控制器关闭第二RSU，开启第一RSU，继续完成与待缴费车辆之间的缴费操作，由于通信区域变大了，在一定程度上降低了在车速较快或者通信情况较差时车辆缴费交易失败的概率。

在优选实施例中，图4是根据本发明优选实施例一的车辆缴费方法的流程图。如图4所示，当由第一RSU和第二RSU覆盖的通信区域内只有一辆车时，结合上述图3所示的ETC系统，该处理流程可以包括以下步骤：

步骤S402：当车辆经过触发线圈时，车道控制器判断有车辆进入，并通过第二RSU开始与待缴费车辆的OBU进行交易；

步骤S404：判断通信情况是否良好以及车速是否缓慢；在通信情况良好或者车速较慢的情况下，继续执行步骤S406；在通信情况较差或者车速较快的情况下，转到步骤S408；

步骤S406：在进入第一RSU覆盖范围之前，整个交易即已完成，抬杆通行；流程结束；

步骤S408：如果在第二RSU下无法完成整个交易，那么当待缴费车辆通过第三个存在线圈时，车道控制器会关闭第二RSU并开启第一RSU，将没有完成的交易切换至第一RSU继续进行，直至交易完成后抬杆通行；流程结束。

在该优选实施例中，整个车道通信区域内只有一辆车通行，不存在跟车干扰的问题，但由于车道的通信区域相对加长了，因此，在一定程度上降低了在车速较快或者通信情况较差的情况下发生交易失败的概率，进而提高了车辆通行的速度。

优选地，在步骤S2，第二RSU执行与OBU之间的缴费操作之后，还包括：

步骤S3：车道控制器判断触发线圈返回信号的次数是否大于一次；

步骤S4：如果是，车道控制器关闭第二RSU，开启第一RSU。

在优选实施例中，触发线圈返回信号表示有车辆将要通过第二RSU，车道控制器会根据触发线圈返回的信号触发第二RSU接收来自于OBU的缴费请求消息，以实现第二RSU与OBU之间的缴费操作。如果当前在第二RSU覆盖区域内的待缴费车辆还未完成缴费操作，而此时，车道控制器又再次获取到触发线圈返回的信号，表明在第二RSU的覆盖区域内将会出现两台或者两台以上待缴费车辆。为了避免跟车干扰，此时由车道控制器关闭第二RSU，开启第一RSU，由于第一RSU的覆盖区域略大于一台车辆的覆盖区域，以此确保在同一时间段内，第一RSU仅会与离该第一RSU最近的车辆进行缴费交易，而在第二RSU覆盖区域内的车辆将会依次与第一RSU完成缴费交易，从而可以避免跟车干扰现象的发生。

在优选实施例中，图5是根据本发明优选实施例二的车辆缴费方法的流程图。如图5所示，当由第一RSU和第二RSU覆盖的通信区域内存在多辆车时，结合上述图3所示的ETC系统，该处理流程可以包括以下步骤：

步骤S502：当第一辆车经过触发线圈时，第二RSU开始与待缴费车辆的OBU进行交易；

步骤S504：在该第二RSU与OBU完成交易之前，触发线圈发现又有车辆进入，此时车道控制器马上关闭第二RSU并开启第一RSU；

步骤S506：第一辆在第二RSU没有完成的缴费交易将在第一RSU覆盖范围内继续完成；

步骤S508：第二辆车的交易也在第一RSU覆盖范围内完成；

步骤S510：如果在第一RSU交易过程中又有车辆进入，车道控制器保持第一RSU开启直至整个车道所有车辆通过。

在该优选实施例中，上述多车辆通行时，出现了跟车的情况。为了防止跟车干扰的发生，车道控制器通过地感线圈判断当前车道内车辆的情况，并在合适的时机切换通信区域，即由第二RSU覆盖区域切换至第一RSU覆盖区域。由于第一RSU覆盖区域严格控制在一辆车的覆盖范围内，由此可以保证在第一RSU覆盖区域内同一时刻第一RSU只能与一个OBU进行交易，从而避免了跟车干扰现象的发生。

优选地，上述方法还可以包括以下处理：

步骤S5：车道控制器在第一RSU的覆盖区域内和第二RSU的覆盖区域内的一台或多台待缴费车辆全部通过栏杆后，重新开启第二RSU。

在优选实施例中，当整个车道所有待缴费的车辆均通过栏杆后，车道控制器重新开启第二RSU，恢复双区域通信。

需要说明的是，上述两个通信区域的第一RSU和第二RSU均由一台车道控制器进行控制。车道控制器与RSU直接的通信方式可以是串口或者网络。当一个完整的交易流程需要两个RSU配合完成时，交易的完整性由车道控制器加以保证。根据ETC系统的交易流程可知，如果在第一个RSU下没有完成交易，那么相关协议信息可以通过车道控制器与RSU之间的通信接口全部获得，并在第二个通信区域的交易过程中使用，从而通过两个RSU的配合完成原先通过一个RSU完成的缴费交易，从而实现扣款并通车。

由此可见，采用本发明提供的ETC车道系统，在多车通信的情况下，即使设备性能较差，也可以保证跟车情况下两辆汽车之间的通行判定，既可以确保非法车辆的通行限制也可以解决多辆合法车辆的顺畅通行。

图6是根据本发明实施例的车辆缴费系统的结构框图。如图6所示，该车辆缴费系统可以包括：第一RSU 10；该第一RSU 10可以包括：第一接收模块100，用于在车道控制器获取到地感线圈返回的信号后，被触发接收来自于待缴费车辆的OBU的缴费请求消息，其中，第一RSU位于ETC车道上沿车辆行驶方向设置的第二RSU和车辆通行的栏杆之间并且第一RSU的覆盖区域小于预设阈值；第一处理模块102，用于完成与OBU之间的缴费操作。

采用如图6所示的系统，解决了相关技术中的ETC系统中存在跟车干扰的问题，进而避免了跟车干扰情况的发生，提高了车辆缴费的准确度，保证车辆快速通行。

在优选实施过程中，上述地感线圈可以包括但不限于：一个触发线圈和多个存在线圈。

优选地，如图7所示，上述系统还可以包括：第二RSU 20；第二RSU 20可以包括：第二接收模块200，用于在车道控制器获取到所述触发线圈返回的信号后，被触发接收来自于OBU的缴费请求消息；第二处理模块202，用于执行与OBU之间的缴费操作。

优选地，如图7所示，上述系统还可以包括：车道控制器30；车道控制器30可以包括：第一判断模块300，用于判断待缴费车辆在到达预先设置在第二RSU的覆盖区域和第一RSU的覆盖区域的重叠区域内的存在线圈时，是否已经完成缴费；第三处理模块302，用于在第一判断模块输出为否时，关闭第二RSU，开启第一RSU。

优选地，如图7所示，上述系统还可以包括：车道控制器30；车道控制器30可以包括：第二判断模块304，用于判断触发线圈返回信号的次数是否大于一次；第四处理模块306，用于在第二判断模块输出为是时，关闭第二RSU，开启第一RSU。

优选地，如图7所示，车道控制器30还可以包括：第五处理模块308，用于在第一RSU的覆盖区域内和第二RSU的覆盖区域内的一台或多台待缴费车辆全部通过栏杆后，重新开启第二RSU。

需要说明的是，图6和图7中所示的各个模块之间相互作用的优选工作方式可以参见图2至图5所示的实施例，此处不再赘述。

从以上的描述中，可以看出，上述实施例实现了如下技术效果（需要说明的是这些效果是某些优选实施例可以达到的效果）：解决了相关技术中的ETC系统中存在跟车干扰的问题，进而避免了跟车干扰情况的发生，提高了车辆缴费的准确度，保证车辆快速通行。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种车辆缴费方法，其特征在于，包括：

第一路侧单元RSU在车道控制器获取到地感线圈返回的信号后，被触发接收来自于待缴费车辆的电子标签OBU的缴费请求消息，其中，所述第一RSU位于电子不停车收费ETC车道上沿车辆行驶方向设置的第二RSU和车辆通行的栏杆之间并且所述第一RSU的覆盖区域小于预设阈值；

所述第一RSU完成与所述OBU之间的缴费操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地感线圈包括：一个触发线圈和多个存在线圈。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一RSU在所述车道控制器获取到所述地感线圈返回的信号后，被触发接收来自于所述待缴费车辆的所述OBU的所述缴费请求消息之前，还包括：

所述第二RSU在所述车道控制器获取到所述触发线圈返回的信号后，被触发接收来自于所述OBU的所述缴费请求消息；

所述第二RSU执行与所述OBU之间的所述缴费操作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第二RSU执行与所述OBU之间的所述缴费操作之后，还包括：

所述车道控制器判断所述待缴费车辆在到达预先设置在所述第二RSU的覆盖区域和所述第一RSU的覆盖区域的重叠区域内的存在线圈时，是否已经完成缴费；

如果否，所述车道控制器关闭所述第二RSU，开启所述第一RSU。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第二RSU执行与所述OBU之间的所述缴费操作之后，还包括：

所述车道控制器判断所述触发线圈返回信号的次数是否大于一次；

如果是，所述车道控制器关闭所述第二RSU，开启所述第一RSU。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述车道控制器在所述第一RSU的覆盖区域内和所述第二RSU的覆盖区域内的一台或多台待缴费车辆全部通过所述栏杆后，重新开启所述第二RSU。

7.一种车辆缴费系统，其特征在于，包括：第一路侧单元RSU；

所述第一路侧单元RSU包括：

第一接收模块，用于在车道控制器获取到地感线圈返回的信号后，被触发接收来自于待缴费车辆的电子标签OBU的缴费请求消息，其中，所述第一RSU位于电子不停车收费ETC车道上沿车辆行驶方向设置的第二RSU和车辆通行的栏杆之间并且所述第一RSU的覆盖区域小于预设阈值；

第一处理模块，用于完成与所述OBU之间的缴费操作。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述地感线圈包括：一个触发线圈和多个存在线圈。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：所述第二RSU；

所述第二RSU包括：

第二接收模块，用于在所述车道控制器获取到所述触发线圈返回的信号后，被触发接收来自于所述OBU的所述缴费请求消息；

第二处理模块，用于执行与所述OBU之间的所述缴费操作。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：所述车道控制器；

所述车道控制器包括：

第一判断模块，用于判断所述待缴费车辆在到达预先设置在所述第二RSU的覆盖区域和所述第一RSU的覆盖区域的重叠区域内的存在线圈时，是否已经完成缴费；

第三处理模块，用于在所述第一判断模块输出为否时，关闭所述第二RSU，开启所述第一RSU。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：所述车道控制器；所述车道控制器包括：

第二判断模块，用于判断所述触发线圈返回信号的次数是否大于一次；

第四处理模块，用于在所述第二判断模块输出为是时，关闭所述第二RSU，开启所述第一RSU。

12.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述车道控制器还包括：

第五处理模块，用于在所述第一RSU的覆盖区域内和所述第二RSU的覆盖区域内的一台或多台待缴费车辆全部通过所述栏杆后，重新开启所述第二RSU。

Images