CN103886647B - 基于北斗的兼容etc和mtc的收费系统、装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于北斗的兼容ETC和MTC的收费系统、装置及方法，该方法包括：路侧装置获取定位增强信息，并将所述定位增强信息发送给车载装置；车载装置接收北斗卫星导航系统发送的所述车载装置的第一定位信息和所述路侧装置发送的所述定位增强信息，并根据所述第一定位信息和所述定位增强信息，获取综合定位信息；路侧装置接收所述车载装置发送的综合定位信息，根据所述综合定位信息识别所述车载装置的位置，并向工控机或抬杆控制子系统发送指令，以指示所述抬杆控制子系统进行抬杆。本发明中，实现了通过定位信息来实现控制抬杆，对车辆进行放行，无需车辆将车速降到很低或停车。

Description

基于北斗的兼容ETC和MTC的收费系统、装置及方法

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种基于北斗的兼容ETC和MTC的收费系统、装置及方法。

背景技术

当前高速公路、城市拥堵路段、停车场等采用的收费方式中，主要涉及人工半自动收费系统（Manual Ton Collection system，简称MTC）和电子收费系统（Electronic Toll Collection，简称ETC）。其中：

MTC由汽车自动分类系统、读卡装置、显示设备、视频监控、自动栏杆和计算机软件系统组成。当汽车进入MTC车道时，汽车自动分类系统将车辆信息自动分类，然后告诉软件系统该车属于哪一类型的车辆，软件系统会根据类型信息通知读卡器应该收取的通行费，交易完成后，软件系统向自动栏杆发出命令，以使车辆通过，完成收费。这种方式需要停车人工收费，车辆通行效率低，容易造成拥堵，且人工成本高。

ETC主要采用两种技术方案，即专用短程通信（Dedicated Short RangeCommunications，简称DSRC）电子标签技术方案的电子收费系统（简称DSRC ETC系统）和采用自动车牌识别（Automatic Number PlateRecognition，简称ANPR）技术方案的电子收费系统（简称ANPR ETC系统），现有背景技术说明如下：

1、DSRC ETC技术方案

DSRC ETC方案主要涉及路侧设备（Rate-Sensor Unit，简称RSU）、车载设备（On board Unit，简称OBU）以及拦截车辆的自动栏杆等车道设备，每一个车道上都要安装RSU在路侧对车辆进行检测，即检测到OBU信号时读取数据，根据数据判断是否能对车辆进行放行，如果可以放行，则打开自动栏杆对车辆放行，该技术方案的缺陷和不足表现在：

1）长通信区DSRC ETC系统跟车干扰严重，具体地，对于长通信区的DSRC ETC的通信区约为自动栏杆前2～10米范围内，由于长通信区的通信区域范围大，经常有多辆车同时处于天线通信区内的现象，当前面的车辆不能正常交易而后车可进行交易时，就会出现前车被放行而后车被拦截的错误，也就是出现跟车干扰问题。

2）短通信区DSRC ETC车辆通行速度低，具体地，对于短通信区的DSRC ETC的通信区域约为自动栏杆前1～6.5米之间，进行交易时，车辆离自动栏杆较近，车辆只能慢速通过，而导致车道的通行效率低下。

3）自动栏杆附近存在通信盲区，具体地，现有的车道布局中，天线位于自动栏杆前2米左右，由于RSU的天线和安装在车上的OBU的方向特性，OBU在到达RSU的天线下方时，即离RSU的天线过近时已不能正常通信。因此栏杆前约有2米以上的通信盲区，当车辆在通信区内没有完成交易而行驶到自动栏杆前时，无法继续进行交易，从而影响车辆通行。

4）DSRC ETC车道内出现倒车的情况严重：由于上述OBU的性能差异及车辆行驶行为的复杂性，实际应用中频繁出现需要车辆在DSRC ETC车道中倒车的情况。交通繁忙时，倒车十分困难，且容易引起DSRC ETC车道堵塞。

5）存在恶意旁道插队逃费现象：恶意车辆停留于DSRC ETC车道与相邻车道间的隔离带缺口处，当DSRC ETC车道自动栏杆抬起时，该恶意车辆快速插入到DSRC ETC车道中抢先通过，达到逃费的目的。由于此隔离带缺口是为引导不能正常交易的车辆离开DSRC ETC车道所用，不可以封闭，所以现有技术无法有效阻止这种恶意插队的逃费现象。

6）DSRC ETC技术方案需要在道路上安装车道设备或龙门架，一方面一次性投资巨大，另一方面也存在影响交通等问题。

2、ANPR ETC技术方案

ANPR ETC技术方案车辆主要涉及抓拍摄像头、自动栏杆、固定安装的车辆感应器（包括：红外、雷达和感应线圈等）和图像识别软件等车道设备，该图像识别软件可以为光学字符识别（Optical Character Recognition，简称OCR）软件。该车辆号牌识别技术的主要工作流程为：固定安装的车辆感应器发现车辆进入摄像区，触发摄像头自动拍照，并将图片自动转换成文字，通过通信网络发送到数据中心进行各种收费数据处理。

车辆号牌识别技术，存在识别率和稳定性不高的问题，特别地，天气对该技术方案中的摄像机捕获图像质量的影响比较大，因此，会对收费准确率影响较大。

发明内容

本发明提供一种基于北斗的兼容ETC和MTC的收费系统、装置及方法，用于缓解传统收费过程中ETC跟车干扰严重、影响车辆通行速度、ETC收费车道存在倒车、存在恶意逃费等问题。

本发明第一方面提供一种基于北斗的兼容ETC和MTC的收费系统，包括：

地面增强及无线通信控制子系统、车载装置、工控机、抬杆控制子系统以及北斗卫星导航系统；

所述地面增强及无线通信子系统包括路侧装置，所述路测装置包括：

地面增强信息采集单元，获取定位增强信息；

第一通信单元，与所述地面增强信息采集单元以及所述工控机、抬杆控制子系统通信连接，用于将所述定位增强信息发送给所述车载装置，并接收所述车载装置发送的综合定位信息；

指令控制单元，与所述第一通信单元通信连接，用于接收所述第一通信单元转发的所述综合定位信息，根据所述综合定位信息识别所述车载装置的位置，并通过所述第一通信单元向所述工控机或所述抬杆控制子系统发送指令，以指示所述抬杆控制子系统进行抬杆；

车载装置，与所述地面增强及无线通信子系统以及所述北斗卫星导航系统通信连接，用于接收所述北斗卫星导航系统发送的所述车载装置的第一定位信息和所述地面增强及无线通信子系统发送的所述定位增强信息，并根据所述第一定位信息和所述定位增强信息，获取综合定位信息，并将所述综合定位信息发送给所述指令控制中心和/或所述地面增强及无线通信子系统。

本发明第二方面提供一种路侧装置，包括：

地面增强信息采集单元，用于获取定位增强信息；

第一通信单元，与所属地面增强信息采集单元以及工控机、抬杆控制子系统通信连接，用于将所述定位增强信息发送给所述车载装置，以使所述车载装置根据所述定位增强信息获取综合定位信息；还用于接收所述车载装置发送的综合定位信息；

指令控制单元，与所述第一通信单元通信连接，用于接收所述第一通信单元转发的所述综合定位信息，根据所述综合定位信息识别所述车载装置的位置，并通过所述第一通信单元向所述工控机或所述抬杆控制子系统发送指令，以指示所述抬杆控制子系统进行抬杆。

本发明第三方面提供一种基于北斗的兼容ETC和MTC的收费方法，包括：

路侧装置获取定位增强信息，并将所述定位增强信息发送给车载装置；

车载装置接收北斗卫星导航系统发送的所述车载装置的第一定位信息和所述路侧装置发送的所述定位增强信息，并根据所述第一定位信息和所述定位增强信息，获取综合定位信息；

路侧装置接收所述车载装置发送的综合定位信息，根据所述综合定位信息识别所述车载装置的位置，并向工控机或抬杆控制子系统发送指令，以指示所述抬杆控制子系统进行抬杆。

本发明中，通过获取北斗卫星导航系统发送的第一定位信息，以及地面增强及无线通信子系统发送的定位增强信息，来获取高精度的综合定位信息，大大提高了对车辆定位的精度。另外，与现有地ETC、MTC相兼容，根据车辆的位置信息来不断检测车辆是否到达ETC或MTC车道的感应区域，然后通过地面增强及无线通信子系统的指令控制抬杆，对车辆进行放行，无需车辆将车速降到很低或停车。且由于对每辆车进行高精度定位，也不会出现前后车之间互相干扰的问题，以及避免了恶意逃费、车道内倒车等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的基于北斗的兼容ETC和MTC的收费系统实施例一的结构示意图；

图2为本发明提供的基于北斗的兼容ETC和MTC的收费系统实施例二的结构示意图；

图3为本发明提供的基于北斗的兼容ETC和MTC的收费系统实施例三的结构示意图；

图4为本发明提供的路侧装置实施例一的结构示意图；

图5为本发明提供的基于北斗的兼容ETC和MTC的收费方法实施例一的流程示意图。

具体实施方式

图1为本发明提供的基于北斗的兼容ETC和MTC的收费系统实施例一的结构示意图，如图1所示，该系统包括：地面增强及无线通信控制子系统01、车载装置02、工控机03、抬杆控制子系统04以及北斗卫星导航系统05。其中，工控机03、抬杆控制子系统04是ETC、MTC系统中的装置，主要用于控制ETC、MTC车道中自动栏杆的起落，来控制车辆的通行。

其中车载装置01是部署在车辆上的。

地面增强及无线通信控制子系统01中包括路侧装置10，具体地，路侧装置10包括：地面增强信息采集单元101、第一通信单元102和指令控制单元103。

地面增强信息采集单元101，获取定位增强信息。地面增强及无线通信控制子系统01，根据自身预设的定位信息和获取到的卫星（例如北斗卫星导航系统）对该地面增强及无线通信控制子系统01的定位信息确定出两者之间的偏差，以获取一个纠偏值，上述定位增强信息就包括该纠偏值。

第一通信单元102，与地面增强信息采集单元101以及工控机03、抬杆控制子系统04通信连接，用于将上述定位增强信息发送给上述车载装置02，并接收上述车载装置02发送的综合定位信息。

指令控制单元103，与上述第一通信单元102通信连接，用于接收上述第一通信单元102转发的上述综合定位信息，根据上述综合定位信息识别上述车载装置的位置，并通过第一通信单元102向上述工控机02或抬杆控制子系统04发出指令，以指示抬杆控制子系统04进行抬杆。

指令控制单元103会采用综合定位信息和现有ETC或MTC车道中自动栏杆前的感应区域的位置信息进行比对，当识别到车载装置02到达感应区域后，向抬杆控制子系统04发送抬杆指令，以使自动栏杆抬起，车辆通过。在收费站安装地面增强及无线通信控制子系统01，可以增加车载装置02的定位经度，增加系统判断车辆到ETC、MTC车道栏杆前的感应区域的准确率。另外，上述向抬杆控制子系统04发送抬杆指令，具体可以是，直接将指令发送给抬杆控制子系统04，或者先将指令发送给工控机03，再由工控机03将指令转发给抬杆控制子系统04。

车载装置02，与上述地面增强及无线通信控制子系统01以及北斗卫星导航系统05通信连接（一般是无线连接），用于接收上述北斗卫星导航系统05发送的上述车载装置的第一定位信息和上述地面增强及无线通信子系统01发送的上述定位增强信息，并根据上述第一定位信息和上述定位增强信息，获取综合定位信息。该综合定位信息的精度大大高于直接接收的第一定位信息。具体地，车载装置根据上述定位增强信息中的纠偏值进行纠偏处理，使得定位信息的精度更高。具体实现过程中，车载装置会根据实际情况，将该综合定位信息发送给指令控制中心20或路侧装置10。发送给路侧装置10时，具体发送给上述第一通信单元102。

本实施例中，通过获取北斗卫星导航系统发送的第一定位信息，以及地面增强及无线通信子系统发送的定位增强信息，来获取高精度的综合定位信息，大大提高了对车辆定位的精度。另外，与现有地ETC、MTC相兼容，根据车辆的位置信息来不断检测车辆是否到达ETC或MTC车道的感应区域，然后通过地面增强及无线通信子系统的指令控制抬杆，对车辆进行放行，无需车辆将车速降到很低或停车。且由于对每辆车进行高精度定位，也不会出现前后车之间互相干扰的问题，以及避免了恶意逃费、车道内倒车等问题。

图2为本发明提供的基于北斗的兼容ETC和MTC的收费系统实施例二的结构示意图，如图2所示，在图1的基础上，上述地面增强及无线通信控制子系统01还可以包括：指令控制中心20，通过无线网络与车载装置02及工控机03连接，用于接收车载装置02发送的综合定位信息，并根据综合定位信息识别上述车载装置02的位置，并向上述工控机03或抬杆控制子系统04发送指令，以指示抬杆控制子系统04进行抬杆。具体地，上述无线网络可以是无线公网，例如运营商部署的各种公共网络。

该指令控制中心20，与前述指令控制单元103功能类似，本发明实施例中可以由指令控制中心20或指令控制单元103来根据综合定位信息识别上述车载装置02的位置，并发送指令，以指示抬杆控制子系统04进行抬杆，无需指令控制中心20和指令控制单元103同时进行该项工作。即本发明实施例的系统中，在具体场景下可以只配置指令控制中心20或只配置指令控制单元103。具体地，在只存在指令控制单元103时，车载装置02会向路侧装置10发送综合定位信息，只存在指令控制中心20时，则只向指令控制中心20发送综合定位信息。都存在的话，可以择一完成前述工作。

另外，向抬杆控制子系统04发送抬杆指令，具体可以是，直接将指令发送给抬杆控制子系统04，或者先将指令发送给工控机03，再由工控机03将指令转发给抬杆控制子系统04。

图3为本发明提供的基于北斗的兼容ETC和MTC的收费系统实施例三的结构示意图，如图3所示，在前述实施例的基础上，该系统还可以包括：计费结算子系统06。

计费结算子系统06，通过无线网络与上述地面增强及无线通信子系统01连接，接收地面增强及无线通信子系统01通过无线网络转发的上述综合定位信息，对上述车载装置02进行计费、扣费和结算。具体地，计费结算子系统06可以根据具体的地面增强及无线通信子系统01配置，与地面增强及无线通信子系统01中的指令控制中心20连接，或通过路侧装置10中的第一通信单元102与指令控制单元103连接。图3中以与指令控制中心20连接为例进行说明，但不作限制。

具体地，该计费结算子系统06，可以包括：通信设备及服务器集群单元301、车辆轨迹信息采集单元302、计费结算单元303、虚拟收费站点管理单元304、收费主体管理单元305、用户信息管理单元306、第三方支付单元307、自助账户充值与查询单元308。

通信设备及服务器集群单元301，用于连通无线数据通信网络中各通信通道的接口单元，以实现计费结算子系统06与地面增强及无线通信控制子系统01以及车载装置02之间的无线通信。具体地，可以通过无线网络与地面增强及无线通信控制子系统01中的指令控制中心20连接。

车辆轨迹信息采集单元302，与所述通信设备及服务器集群单元301通信连接，用于接收车载装置02通过指令控制中心20转发的综合定位信息。具体地，车辆轨迹信息采集单元302可以是实时地接收车载装置02主动发送的综合定位信息；也可以是车辆轨迹信息采集单元302通过指令控制中心20向车载装置02发送指令信息，该指令信息用于指示车载装置02按照该指令信息中的预设规则向车辆轨迹信息采集单元302发送综合定位信息。该预设规则可以有多种，例如：1）指定车载装置02发送综合定位信息的时间段、时间点、或间隔周期，以使车载装置02在指定的时间段内、或指定时间点发送综合定位信息，或者按照预设的间隔周期，周期性地发送综合定位信息。2）指定车载装置02发送综合定位信息的起始坐标点和坐标区域，以使车载装置01进入该起始坐标点所标识的位置就开始发送综合定位信息，离开该坐标区域后不再发送。3）指定车载装置02发送综合定位信息的坐标点或间隔距离，以使车载装置01在指定的坐标点发送综合定位信息或者按照间隔距离，每行驶该间隔距离就发送综合定位信息。4）指定车载装置02发送综合定位信息的速度区间，以使车载装置02在该车载装置02所安装的车辆行驶速度达到指定的速度区间范围内时，发送综合定位信息，这种情况一般可应用于要根据车辆行驶速度采用动态费率的场景。例如：可以根据路段的实际情况设定费率跟车辆的行驶速度正相关或负相关。还可以在上述预设规则中指定车载装置02发送上述综合定位信息时携带车辆的基本信息，该基本信息可以包括下述一种或任意组合：车辆的号牌、车辆的型号、车主姓名、车主证件号码、车载装置的标识号等。因为计费结算子系统06中也会预先录入很多车辆信息，在具体接收到综合定位信息之后，可以根据综合定位信息中携带的车辆基本信息进行查找对应的信息，以进行后续的计费和扣费，特别地，车辆的基本信息有可能变更，如果计费结算子系统06接收到的综合定位信息中携带的车辆基本信息和原来录入的车辆基本信息匹配不上，就需要进行核对或更新，以免出现扣费错误的现象。

计费结算单元303，与上述车辆轨迹信息采集单元302通信连接，用于根据上述综合定位信息以及虚拟收费站点信息，对上述车载装置02进行计费扣费和结算。并且还要将扣费获取的费用转发给对应的收费主体。其中，虚拟收费站点信息可以是人工预先录入到计费结算子系统06中的，并且在出现变化时会实时进行更新，并将更新信息同步发送给车载装置02。具体计费过程中，可以是计费结算单元303自己根据综合定位信息计算车辆的行驶轨迹，或者，可以向车载装置02发送指令，指示车载装置02发送车辆行驶轨迹信息。

虚拟收费站点管理单元304，与计费结算单元303通信连接，用于存储并向计费结算单元303提供虚拟收费站点信息，并进行偏离补偿。该虚拟收费站点信息包括公路路段编码、虚拟收费站编码、虚拟收费站与实体收费站之间的偏离补偿信息、收费费率和收费路段里程数等信息。

具体地，虚拟收费站点信息录入过程包括：先实地测量需要虚拟化的收费站点、以及收费站点已部署的ETC、MTC车道中自动栏杆前的感应区域的经度、纬度、高程值，以及出入口的行车方向。将实地收费站点的经度、纬度、高程等坐标信息对应标注在电子地图上，并标注收费站点出入口的行车方向，形成虚拟化的收费站点。偏离补偿指对标注的虚拟收费站点与实地收费站点之间的偏差在后续的运算时进行补偿，以免造成收费时的误算。具体地，进行偏离补偿，是因为在实际的路段上，存在与收费路段相邻且行驶方向相同的免费路段，为了确保不出现错误判断导致的错误收费，将以现实中实际收费站点的坐标点为基准，沿着出入口车辆行驶方向，将虚拟收费站点的坐标位置调整为车载装置能准确判断的位置，可降低收费系统对定位精度的要求。这样，在计费时需要补偿与实际应收费里程的偏差，以保证对车辆进行准确的计费。虚拟收费站点管理单元304中所存储的上述内容会根据现实中收费站点的变化而动态的变更，即重复执行前述步骤，重新实地测量、标注电子地图等，每次变更后都会将更新的虚拟收费站点信息发送给车载装置02，以使车载装置02也同步进行更新。

收费主体管理单元305，用于存储人工录入的收费主体信息，该收费主体信息中包括：（1）面向车辆的收费站点的信息，录入时建立实际收费站点与上述虚拟收费站点的映射关系，同时录入收费站点名称、收费站点所属收费主体名称、收费站点结算账户、收费站点编码、收费站点所属路段名称等信息。该收费站点信息可以从虚拟收费站点管理单元304中导入。（2）收费中心的信息，收费中心是指上述收费站点的上级监管机构，一个收费中心同时监管多个收费站点，该收费中心的信息包括：收费中心名称、该收费中心所管辖收费站点的编码、收费中心结算账户、收费中心编码等信息。（3）管理中心信息，管理中心是指收费中心的上级监管机构，一个管理中心同时监管多个收费中心，该管理中心信息包括：管理中心名称、管理中心所管辖收费中心的编码、管理中心结算账户、管理中心编码等信息。上述收费中心和管理中心除了可能收取收费站点转发的一些费用，还会获取收费站点的收费、结算、转账等信息，以便于对收费站点进行监控。实际情况下，不同收费站点或路段所属的收费主体不同，所收取的费用最后要上交于不同的收费主体，例如一段穿越多省市的高速公路，在某一出口收取的费用可能要按比例分给不同路段业主单位，现有技术中，由于只有车辆驶入、驶离高速公路对应的出入口记录，而没有车辆行驶轨迹，当出入口之间存在多种路径的时候，则无法准确的清分收取的费用，只能按最小路径原则近似清分，存在一定的结算误差，采用本发明实施例，计费结算单元303就可以根据收费主体管理单元305中的相关信息，一次性在收费过程中完成结算清分，即按照预设的算法计算出各收费主体应得的费用，将相应的费用直接支付给对应的收费主体的账户即可。

用户信息管理单元306，用于存储的车辆号牌、车辆型号、车架号、发动机号、车主信息（车主姓名、车主证件号等）、车载装置的标识号、用户缴费账号等车辆的基本信息，在录入时要建立这些信息之间的映射关系，以便于管理和查找，例如，可以以车载装置02的标识号为中心，建立表格，存储该车载装置对应的车辆号牌、车辆型号、车架号、发动机号、车主信息以及用户缴费账户等信息。计费结算单元303中获得的计费结果中包含费用与车载装置02的标识号的对应关系，这样计费结算单元303根据车载装置的标识号，可以在用户信息管理单元306中查找到对应的用户账户信息，然后进行扣费。

第三方支付单元307，与上述计费结算单元303以及第三方支付平台连接，用于通过第三方支付平台的数据接口实现账户之间的转账和结算，例如，可以通过该第三方支付单元307将相应的费用转给各收费主体的账户。该第三方支付平台可以是网上银行、手机银行、支付宝、财付通、快钱等。用户在对车载装置02对应的账号进行充值时，也可以通过该第三方支付单元。

自助账户充值与查询单元308，用于提供用户充值和缴费信息，相当于自助充值机和自助缴费服务网站的后台服务器，以使用户可以通过自助充值机或自助缴费服务网站等完成预付费充值或账户查询等操作。具体实现过程中，用户需要为自己的车载装置申请一个用户缴费账号，用户预先向该缴费账号中充值，充值过程可以借助上述第三方支付单元307等进行缴费，充值完成后，上述计费结算单元303在进行扣费时，就可以直接在对应的用户缴费账号中进行扣费了。

上述计费结算单元303中可以预设多种扣费模式，例如：1）驶入扣费模式，指车辆驶入收费站点入口，则扣除该用户从该入口起沿行驶方向到下一出口应缴纳的费用，该模式实现流程可以为：车载装置02检测到车辆运行速度大于0之后，不断根据定位信息判断当前位置与虚拟收费站点入口的位置关系，识别出车辆驶入的收费站入口，车载装置向用户提示进入收费路段，并向计费结算子系统06发送该收费站点入口信息，车载装置02和计费结算子系统06从预存的虚拟收费站点信息中查找到下一出口信息，并计算获取上述收费站点入口到下一出口之间的距离，车载装置02向用户显示该距离，车载装置02和计费结算子系统06从预存的费率信息中读取当前的费率信息，车载装置02向用户显示该费率，计费结算子系统06进行计费扣费，如果用户账户余额不足或欠费，也提示用户进行充值；车载装置02判断驶离上述下一出口后，向计费结算子系统06发送缴费记录，如果有欠费要同时发送欠费信息，计费结算子系统06验证后，正式扣费结算，向用户发送电子账单（可以包括欠费通知），车载装置01显示扣费信息和账户余额（可以包含欠费通知）。2）即时扣费模式，指车辆驶入收费站点入口，则启动计费，并按最小计费单位计费扣费，其中，该最小计费单位可以是“公里”，如果是计重收费，该最小计费单位可以是“吨公里”。具体实现流程可以为：车载装置02检测到车辆运行速度大于0之后，不断根据定位信息判断当前位置与虚拟收费站点入口的位置关系，识别出车辆驶入的收费站点入口，并向用户提示进入收费路段，并向计费结算子系统06发送该收费站点入口信息，车载装置02按照计费结算子系统06设置的规则记录车辆行驶轨迹，车载装置02和计费结算子系统06从预存的费率信息中读取当前的费率信息，车载装置02向用户显示该费率，计费结算子系统06按最小计费单位进行计费扣费，一般情况下可以按里程进行计费，还可以根据场景的需要按照时间计费或者时距并计，如果用户账户余额不足或欠费，也提示用户进行充值。车载装置02判断驶离高速公路出口后，向计费结算子系统06发送缴费记录，如果有欠费要同时发送欠费信息，计费结算子系统06验证后，正式扣费结算，向用户发送电子账单（可以包括欠费通知），车载装置02显示扣费信息和账户余额（可以包含欠费通知）。3）驶离扣费模式，即车辆驶入收费站点入口时只做标记，行驶过程中记录车辆轨迹信息，在驶离出口时完成计费扣费，具体实现流程为：车载装置02检测到车辆运行速度大于0之后，不断根据定位信息判断当前位置与虚拟收费站点入口的位置关系，识别出车辆驶入的收费站点入口，车载装置02向用户提示进入收费路段，并向计费结算子系统06发送该收费站点入口信息，车载装置02按照计费结算子系统06设置的规则记录车辆行驶轨迹，判断驶离出口时，车载装置02和计费结算子系统06从预存的费率信息中读取当前的费率信息，车载装置02向用户显示该费率，计费结算子系统06按费率信息和记录的车辆轨迹信息进行扣费，计费结算子系统06向用户发送电子账单（可以包括欠费通知），车载装置02显示扣费信息和账户余额（可以包含欠费通知）。

需要说明的是，上述三种模式可以任意组合使用，例如可以设置在一些路段使用驶入扣费模式，在另一些路段使用驶离扣费模式等。

具体实施过程中，可以采用现有ETC或MTC的计算结算系统，也可以采用专门的计费结算子系统，本实施例中不作限制。

继续参照图3，上述车载装置02包括：北斗定位单元201、第二通信单元202、中央处理器203以及数据存储单元204，其中：

北斗定位单元201，与上述北斗卫星导航系统05通信连接，用于接收上述北斗卫星导航系统05发送的该车载装置02的第一定位信息。

第二通信单元202，与上述地面增强与无线通信子系统01通信连接，用于接收上述地面增强及无线通信子系统01发送的上述定位增强信息。

中央处理器203，与上述北斗定位单元201以及上述第二通信单元202通信连接，用于根据上述第一定位信息和上述定位增强信息计算上述综合定位信息，并将该综合定位信息发送给第二通信单元202，通过上述第二通信单元202将上述综合定位信息转发给上述地面增强及无线通信子系统01。具体可以发送给指令控制中心，也可以发送给指令控制单元，实现时根据实际部署决定。发送给指令控制单元时，通过第一通信单元转发。

数据存储单元204，与上述中央处理器203通信连接，用于存储下述一种或任意组合：综合定位信息、车载装置的行驶轨迹信息、计费信息。具体地，车载装置的行驶轨迹信息是根据综合定位信息获得的。另外，该数据存储单元204还可以存储车辆的基本信息，例如：车辆号牌、车辆型号、车架号、发动机号、车主信息（车主姓名、车主证件号等）、车载装置的标识号、用户缴费账号等信息。以及存储虚拟收费站点信息、费率信息等，这样中央处理器203也可以来计算应上缴的费用，在收到计费结算子系统06发来的计费信息后可以根据自己计算获取的费用进行核对，及时发现问题。

本发明实施例适用于高速公路的收费、城市拥堵路段的收费以及停车场的计费。

图4为本发明提供的路侧装置实施例一的结构示意图，该路侧装置即前述实施例中的路侧装置，如图4所示，该装置包括：地面增强信息采集单元401、第一通信单元402和指令控制单元403，其中：

地面增强信息采集单元401，用于获取定位增强信息。

第一通信单元402，与地面增强信息采集单元401以及工控机、抬杆控制子系统通信连接，用于将所述定位增强信息发送给所述车载装置，以使所述车载装置根据所述定位增强信息获取综合定位信息；还用于接收所述车载装置发送的综合定位信息。

指令控制单元403，与第一通信单元402通信连接，用于接收所述第一通信单元转发的所述综合定位信息，根据所述综合定位信息识别所述车载装置的位置，并通过所述第一通信单元向所述工控机或所述抬杆控制子系统发送指令，以指示所述抬杆控制子系统进行抬杆。

本实施例中，路侧装置可以与现有ETC、MTC系统，路侧装置将获取的定位增强信息发送给车载装置，以使车载装置提高定位的精度，并由指令控制单元指示抬杆控制子系统进行抬杆，对车辆进行放行，无需车辆将车速降到很低或停车。

图5为本发明提供的基于北斗的兼容ETC和MTC的收费方法实施例一的流程示意图，前述装置用于执行该方法，如图5所示，该方法包括：

S501、路侧装置获取定位增强信息，并将所述定位增强信息发送给车载装置。

S502、车载装置接收北斗卫星导航系统发送的所述车载装置的第一定位信息和所述路侧装置发送的所述定位增强信息，并根据所述第一定位信息和所述定位增强信息，获取综合定位信息。

S503、路侧装置接收所述车载装置发送的综合定位信息，根据所述综合定位信息识别所述车载装置的位置，并向工控机或抬杆控制子系统发送指令，以指示所述抬杆控制子系统进行抬杆。具体地可以是由路侧装置中的指令控制单元来发送控制指令。

上述路侧装置属于地面增强及无线通信控制子系统。具体地可参照前述实施例，在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，在另一实施例中，在地面增强及无线通信控制子系统中还包括指令控制中心时，指令控制中心接收所述车载装置发送的综合定位信息，根据所述综合定位信息识别所述车载装置的位置，并向所述工控机或所述抬杆控制子系统发送指令，以指示所述抬杆控制子系统进行抬杆。

进一步地，由计费结算子系统接收综合定位信息，对所述车载装置进行计费、扣费和结算。计费结算子系统可以是接收指令控制中心通过无线网转发的综合定位信息，或者，计费结算子系统接收路侧装置转发的综合定位信息。具体的计费、扣费和结算过程可以参照前述实施例，在此不再赘述。

更进一步地，上述车载装置接收北斗卫星导航系统发送的所述车载装置的第一定位信息和所述路侧装置发送的所述定位增强信息，并根据所述第一定位信息和所述定位增强信息，获取综合定位信息，具体为：车载装置接收所述北斗卫星导航系统发送的所述车载装置的第一定位信息；接收所述路侧装置发送的所述定位增强信息。车载装置根据第一定位信息和定位增强信息计算上述综合定位信息。

具体实现过程中，车载装置根据第一定位信息和定位增强信息计算上述综合定位信息之后，该车载装置根据实际情况将综合定位信息发送给所述路侧装置。

另外，该车载装置存储下述一种或任意组合：所述综合定位信息、所述车载装置的行驶轨迹信息、计费信息。

当然，如果实际系统中存在指令控制中心，上述车载装置也会将综合定位信息发送给该指令控制中心。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种基于北斗的兼容ETC和MTC的收费系统，其特征在于，包括：

地面增强及无线通信控制子系统、车载装置、工控机、抬杆控制子系统以及北斗卫星导航系统；

所述地面增强及无线通信控制子系统包括路侧装置，所述路侧装置包括：

地面增强信息采集单元，获取定位增强信息，所述定位增强信息包括纠偏值，所述纠偏值为所述地面增强及无线通信控制子系统的预设的定位信息和卫星对所述地面增强及无线通信控制子系统的定位信息之间的偏差；

第一通信单元，与所述地面增强信息采集单元以及所述工控机、抬杆控制子系统通信连接，用于将所述定位增强信息发送给所述车载装置，并接收所述车载装置发送的综合定位信息；

指令控制单元，与所述第一通信单元通信连接，用于接收所述第一通信单元转发的所述综合定位信息，根据所述综合定位信息识别所述车载装置的位置，并通过所述第一通信单元向所述工控机或所述抬杆控制子系统发送指令，以指示所述抬杆控制子系统进行抬杆；

车载装置，与所述地面增强及无线通信控制子系统以及所述北斗卫星导航系统通信连接，用于接收所述北斗卫星导航系统发送的所述车载装置的第一定位信息和所述地面增强及无线通信控制子系统发送的所述定位增强信息，并根据所述第一定位信息和所述定位增强信息，获取综合定位信息，并将所述综合定位信息发送给指令控制中心或所述路侧装置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地面增强及无线通信控制子系统还包括：

指令控制中心，通过无线网络与所述车载装置及所述工控机连接，用于接收所述车载装置发送的综合定位信息，根据所述综合定位信息识别所述车载装置的位置，并向所述工控机或所述抬杆控制子系统发送指令，以指示所述抬杆控制子系统进行抬杆。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：计算结算子系统，通过无线网络与所述地面增强及无线通信控制子系统连接，接收所述地面增强及无线通信控制子系统转发的所述综合定位信息，对所述车载装置进行计费、扣费和结算。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载装置，包括：

北斗定位单元，与所述北斗卫星导航系统通信连接，用于接收所述北斗卫星导航系统发送的所述车载装置的第一定位信息；

第二通信单元，与所述地面增强及无线通信控制子系统通信连接，用于接收所述地面增强及无线通信控制子系统发送的所述定位增强信息；

中央处理器，与所述北斗定位单元以及所述第二通信单元通信连接，用于根据所述第一定位信息和所述定位增强信息计算所述综合定位信息，并将所述综合定位信息发送给所述第二通信单元，通过所述第二通信单元将所述综合定位信息转发给所述地面增强及无线通信控制子系统；

数据存储单元，与所述中央处理器通信连接，用于存储下述一种或任意组合的信息：所述综合定位信息、所述车载装置的行驶轨迹信息、计费信息。

5.一种路侧装置，其特征在于，包括：

地面增强信息采集单元，用于获取定位增强信息，所述定位增强信息包括纠偏值，所述纠偏值为地面增强及无线通信控制子系统的预设的定位信息和卫星对所述地面增强及无线通信控制子系统的定位信息之间的偏差；

第一通信单元，与所述地面增强信息采集单元以及工控机、抬杆控制子系统通信连接，用于将所述定位增强信息发送给车载装置，以使所述车载装置根据所述定位增强信息获取综合定位信息；还用于接收所述车载装置发送的综合定位信息；

指令控制单元，与所述第一通信单元通信连接，用于接收所述第一通信单元转发的所述综合定位信息，根据所述综合定位信息识别所述车载装置的位置，并通过所述第一通信单元向所述工控机或所述抬杆控制子系统发送指令，以指示所述抬杆控制子系统进行抬杆。

6.一种基于北斗的兼容ETC和MTC的收费方法，其特征在于，包括：

路侧装置获取定位增强信息，并将所述定位增强信息发送给车载装置，所述定位增强信息包括纠偏值，所述纠偏值为地面增强及无线通信控制子系统的预设的定位信息和卫星对所述地面增强及无线通信控制子系统的定位信息之间的偏差；

车载装置接收北斗卫星导航系统发送的所述车载装置的第一定位信息和所述路侧装置发送的所述定位增强信息，并根据所述第一定位信息和所述定位增强信息，获取综合定位信息；

路侧装置接收所述车载装置发送的综合定位信息，根据所述综合定位信息识别所述车载装置的位置，并向工控机或抬杆控制子系统发送指令，以指示所述抬杆控制子系统进行抬杆。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

指令控制中心接收所述车载装置发送的综合定位信息，根据所述综合定位信息识别所述车载装置的位置，并向所述工控机或所述抬杆控制子系统发送指令，以指示所述抬杆控制子系统进行抬杆。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

计费结算子系统接收所述综合定位信息，对所述车载装置进行计费、扣费和结算。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述车载装置接收北斗卫星导航系统发送的所述车载装置的第一定位信息和所述路侧装置发送的所述定位增强信息，并根据所述第一定位信息和所述定位增强信息，获取综合定位信息，包括：

所述车载装置接收所述北斗卫星导航系统发送的所述车载装置的第一定位信息；

所述车载装置接收所述路侧装置发送的所述定位增强信息；

所述车载装置根据所述第一定位信息和所述定位增强信息计算所述综合定位信息；

所述车载装置根据所述第一定位信息和所述定位增强信息计算所述综合定位信息之后，还包括：

所述车载装置将所述综合定位信息发送给所述路侧装置；

所述车载装置存储下述一种或任意组合的信息：所述综合定位信息、所述车载装置的行驶轨迹信息、计费信息。