CN104036634B - 一种基于rfid技术的控制城市机动车流量的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明专利提供了一种城市机动车流量控制的方法，该方法是由城市交通管理者划定需进行机动车流量控制的区域、日期和时间范围，同时规定每辆机动车一年内在上述划定的控制范围内不计费出行的天数以及超此天数后出行的收费标准和计算方法，在此前提下，由每辆机动车车主自行安排全年驾车出行日期和天数，多出行多交费，利用经济杠杆抑制城市机动车流量；该方法是通过车载RFID标签、道路RFID识别读取器、网络专线、数据处理中心等构成的系统实现的；该系统对每辆机动车出行天数进行记录，并对超过不计费天数出行的车辆进行计费，在一个控制周期结束时管理者对该车车主进行缴费清算；当缴费力度足够大时，车主将自行减少驾车出行。

Description

一种基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法及系统

技术领域

本发明涉及城市交通管理技术领域，是一种基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法和智能系统。

背景技术

由于机动车流量快速增加造成的城市中心区交通拥堵和环境污染问题日趋严重，如何控制机动车流量是城市管理者面临的一个难题。

目前解决这个问题的方法和存在的弊端主要是：

1.实行单双号限行，此方法控制力度大，但不易进行调整，给用车人带来极大的不便，推行阻力大。

2.实行按尾号限行，此方法控制力度小，不易调整，对减少流量作用有限，并给用车人带来不便。

3.划区域收拥堵费，此方法不易操作，且容易在收费区域外形成新的拥堵，不利于整个城市道路交通的协调顺畅。

4.限制购车，控制新增车辆，此措施不能解决已经形成的拥堵问题，并造成社会不公，形成压力。

另外，RFID技术在交通领域的应用目前限于车辆的识别、监控、调度和高速公路收费等方面，尚未见有直接用于控制机动车流量的软硬件系统。

发明内容

本发明的目的是利用基于RFID技术形成的识别、记录、监控系统提出一种有别于目前实行的城市机动车流量控制的方法，该方法既能有效控制机动车流量，改善城市交通和环保的状况，又能克服前述其他调控方法的各种弊端，提升城市的管理水平。

本发明的解决方案

该方案是由城市交通管理者根据城市道路的合理容量和机动车的数量划定需进行机动车流量控制的区域(如五环路内)、日期(如周一至周五)和时间(如每日7:00至21:00)范围，同时规定每辆机动车一个周期(如一年)内在上述划定的控制范围内不计费出行的天数以及超此天数后出行的收费标准和计算方法，在此前提下，由每辆机动车车主自行安排全年驾车出行日期和天数，多出行多交费，利用经济杠杆抑制城市机动车流量的方法；该方法将管理者的控制和用车人的选择结合起来，既达到控制流量的目的，又能在公平的基础上满足车主合理安排驾车出行的需求。

该方法是通过车载RFID标签或车载具有RFID功能的记录器、道路RFID识别读取器、网络传输专线、数据处理中心以及周边服务平台构成的系统实现的；机动车在划定的区域、日期和时间范围内出行时被中央数据处理中心记录，当该车累计出行天数超过规定的不计费天数后，车载记录器和中央数据中心按照管理者制订的标准和计算方法计费和累加，在一个控制周期结束时管理者对该车车主进行缴费清算；当缴费力度足够大时，车主将自行减少驾车出行。

实现上述控制方法的技术设备系统有三种软硬件设计组合

第一种系统组合(基本系统)

设备组成包括车载RFID标签、道路RFID读写装置、网络专线和中央控制数据处理中心及周边服务平台组成。城市交管部门在每辆机动车上粘贴固定防损毁的RFID标签，在需要控制的范围内的道路路口、交通灯、立交桥、过街天桥等处安装若干具有RFID读写功能、拍照记录和传输功能的检测装置；在城市交管部门建立中央控制和数据处理中心。道路RFID读取器和中央数据处理中心之间通过一定网络(有线或无线)相联络。当机动车在划定控制的区域、日期、时间范围内出行上路时，车载RFID标签将接收到道路RFID读取器发出的射频信号，RFID标签携带的车辆识别号将被读出并通过网路记录到账户中。数据的记录、计算、存储功能由中央数据处理中心的账户服务模块完成，机动车车主通过手机APP或上网、电脑上网、打电话、发手机短信查询等方式获取有关信息并进行账户维护操作。

中央控制数据处理中心和周边服务软件包含以下功能：

一.中央控制模块。此模块提供查看整体车辆出行状况和显示统计数据的功能。此模块负责设定城市车辆出行规则和天数计算方法，包括默认不计费的自由支配天数、节假日、收费时段、收费区间规则。

二.账户计数采样模块。此模块负责接收由设在各个地点的RFID读取器扫描到的车辆识别号，然后执行由模块A设定好的收费方法对自由支配天数和收费金额进行计算，计入到各个用户的账户中。

三.账户维护和查询模块。为最终用户提供账户服务，司机通过登陆网上账号浏览其账户的出行历史记录，每个月的月结账单、天数余额、账户余额、缴纳费用等。这其中包括多种方式：电脑登陆界面、手机应用等。

四.管理员使用的账户维护模块。为交管局客户服务人员、车检人员提供更高权限的账户管理，更改账户，处理客户遇到的问题，注册发放新的RFID标签。

第二种系统组合

在每辆机动车上封装一块具有识别记录计算存储功能的装置，该装置由RFID标签、年历、时钟、存储、计算、显示等功能组成，城市交通管理者预先写入城市机动车控制日期(例如周一至周五)、时间(例如7:00至19:00)、每个周期(例如一年)内不计费自由支配出行的天数(例如120天)、超过此出行天数后每天收费的标准和计算方法等内容。当机动车在规定日期、时间段驶入机动车流量控制区域时，车载装置将接收到道路读写检测装置发出的射频信号，车载记录装置的记录、计算功能被触发，记录下该机动车出行的天数，如果累计超过不计费出行天数，装置将计算出该车当天和累计应缴的出行费用，出行天数和应缴费用即时由液晶显示器告知机动车使用者。与此同时，该车出行的有关信息通过道路读写检测装置传输到中央数据处理中心，经与前述车载记录装置同样的方法进行数据处理后被记录保存，以备在每年车辆年检时进行缴费清算。车载记录装置在年检时由交管部门拆封、清零并写入下一年控制的有关数据后，重新封装在车上。

第三种系统组合，包括具有显示功能的车载RFID标签、道路RFID读写传输装置、网络专线和中央数据处理中心组成。与第一种系统比较，机动车使用者可以从具有显示功能的车载RFID标签上看到有关出车天数和收费情况。

与其它控制城市机动车流量的措施相比，本发明的特点是：

1.将管理者的控制目标与机动车车主的自主安排结合起来，既控制了机动车流量，又方便了机动车车主驾车出行，有利于控制目标的实现。

2.多出行收费实行自动记账，并随时将单次和累计收费情况告知机动车使用者，使收费更加便捷，更有利于控制流量的经济杠杆发挥作用。

3.便于管理者根据变化了的情况随时对不计费出行天数、需控制的区域、日期、时间及收费标准等进行调整，达到合理的控制力度。

4.通过调整控制力度，可为放宽购车限制条件留出空间，减轻限购形成的压力。

5.有多种实现途径可供选择，有利于不同城市结合自身实际情况，选择最优实行途径。

6.可以利用已有的基础设施，加以改造加载功能实现本发明的方案，节省开支。如新建系统，也可同时加载其他功能。

7.由于机动车年检时是全年滚动进行的，推行本发明的控制方法，可随着每辆车的年检逐步实现，平稳过渡，不会造成大的混乱和工作量的堆积。

8.其他便利还有：便于对不同用途机动车实行区别化控制管理；对容易造成拥堵的日期和时间可预先设定加倍计数和收费；对全年出行少于不计费天数的可酌情给予经济奖励；等等。

附图说明

图1是本申请一种基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法及系统的每辆车天数计算方法的流程图。

图2是本申请一种基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法及系统的车主活动流程图。

图3是本申请一种基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法及系统的系统模块组成图。

图4是本申请一种基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法及系统的架构和角色描述图。

具体实施方式

为了使本申请的上述目的、特征以及实现技术更加易于理解，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细说明。

参照图1，表示的是本申请一种基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法及系统的每辆车天数计算方法的流程图。

在每辆车配备了所需RFID标签并且账户经过初始设置得到相应不计费的自由支配天数后：

步骤S101，当车辆通过设在交通路口、交通灯、立交桥、过街天桥的RFID读取头，车辆的RFID识别号(亦为账户号码)通过专用网络传输到账户计数采样模块进行处理。

步骤S102，系统接受到的车辆识别号以后将进行验证，确认号码为存在于系统中并处于可用状态的账户，如果号码非有效账户号码，结束计算流程。

步骤S103，以交通管理部门通过调查和分析后设定好的时段为准，如果当前时间在计数时间段内，例如早7点到晚9点之间为车流高峰，或特定的高峰日期，可将其设为计数时段。如不在此控制时段内，流程结束，不会计入出行天数。

步骤S104，此车辆当天若已经过读取点，之后再经过的所有扫描读取点不再计入出行天数，只按一天收费，不会重复计数。

步骤S105，访问识别号对应的账户，查询剩余不计费天数。

步骤S106，如果不计费天数已用尽，则启动缴费金额计算方法，收费方法由交通管理部门事先设定并将根据需要调整。

步骤S107，当前账户若还有剩余不计费天数，则从不计费天数里减去1天，计算过程结束。

参照图2，表示了本中请一种基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法及系统的系统模块组成图。

模块A，中央控制模块。此模块提供查看整体车辆出行状况和显示统计数据的功能。此模块负责设定该城市车辆出行规则和天数计算方法，包括默认不计费自由支配天数、节假日、收费时段、收费区间规则。

功能A1.监控交通统计数据：通过图形或表格实时监控整体或各区域的出行状况(包括每天、每周、每月)，量化评估当前方案的有效性。

功能A2.设定天数和收费的计算规则功能：包括天数计算规则和超过天数的收费计算规则。

模块B，账户计数采样模块。此模块负责接收由设在各个地点的RFID读取器扫描到的车辆识别号，然后执行由模块A设定好的收费方法对不计费天数和收费金额进行计算，计入到各个用户的账户中。

功能B1.天数计算功能：根据交通管理局中央监控员所设定的时段扣除相应天数，若不计费天数已用光，根据设定好的算法算出将收取司机的金额，并反映在住户中。

功能B2.违规追踪功能：RFID读取器在没有抓取到车辆RFID标签反馈时，立刻启动拍照过程功能，将照片和时间地点信息传送给账户管理部门，利用模块D进行处理，通知车主或发送罚单通知。

模块C，账户维护和查询模块。为最终用户提供账户服务，司机通过登陆网上账号浏览其账户的出行历史记录，每个月的月结账单，天数余额，账户余额，缴纳费用等。这其中包括多种方式：电脑登陆界面，手机应用等。

功能C1.查看历史记录：系统列出其出行的历史记录(时间和地点)供用户查看。

功能C2.查看发送月结单：可查看每月生成电子月结单，并可以选择用电子邮件提醒。

功能C3.查看剩余天数和账户余额：查看还有多少不计费天数，应缴纳亏欠费用或预存金额(多种支付方式如银行转账、支付宝、手机话费支付等)。

功能C4.账户支付：司机可以选择多种支付方式中的任何一种付款(多种支付方式如银行转账、信用卡、支付宝、手机话费支付等)。

功能C5.余额计算：余额若没有及时付清将按天收取利息。

功能C6.得到起始天数：系统在每年第一天将所有账户不计费天数设定初始值。

模块D，管理员使用的账户维护模块。为交通局客户服务人员、车检人员提供更高权限的账户管理，更改账户，将处理客户遇到的问题，注册发放新的RFID标签。

功能D1.建立账户功能：发放新标签，建立新的账户，将账户号码和车辆牌照号码相关联。

功能D2.账户维护功能：若有错误对司机的账户进行修改，对于用户的投诉采取相应的修改措施。

功能D3.制造新标签功能：新标签将存储和之前一样的账户号码。

功能D4.测试标签功能：使用专用仪器测试确保标签可正常使用。

参照图3，表示的是本中请一种基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法及系统的车主活动流程图。

步骤S301，管理者设定监控区域、时间段、每辆车不计费天数和收费标准。

步骤S302，计算周期开始，车主获得不计费自由可支配天数。

步骤S303，车主每天驾车出行。

步骤S304，当车辆通过RFID读取点，读取点判断车辆是否挂有合法标签。

步骤S305，如果RFID标签工作正常则按天数计算或收费标准收费计算金额。

步骤S306，若RFID标签工作不正常车主将收到更换通知，获得新的标签。

步骤S307，解决RFID标签故障，保证车主继续使用。

步骤S308，车主定期去车辆年检站年检。

步骤S309，检车员检查RFID标签是否工作正常。

步骤S310，车主使用账户维护功能，按账户所结算金额缴费。

参照图4，表示了一种基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法及系统的架构和角色活动图。

系统中将涵盖如下角色：

角色R1.年检站检车人员的行为描述

发放新的RFID标签：未配备标签的车辆来年检将发放新的标签。

检查车辆标签：确保RFID可正常工作未被人为破坏。检车人员若发现芯片被人为损坏，需发放新的标签并在账户中算此司机一年出行了365天。

角色R2.司机的行为描述

得到起始天数：每年的一月一日每辆车将会得到这一年的不计费的自由支配天数(如默认为120天)。

驾驶出行：驾驶车辆出行，若当天通过多次扫描读取点，只按一天收费，不会重复计数。

缴纳费用：超过天数的出行将按照算法计算金额，司机将按照账单缴纳出行费用，透支金额将按天收取利息。

预存金额：司机可以选择预存金额在账户中以防账户透支收取利息。

换领标签：若发现RFID标签损坏需及时向交管局服务点汇报并领取新的标签缴纳工本费。主动申报损坏将收取工本费，和一定数额的象征性罚款。

账户维护：司机将通过登陆网上账号浏览其账户状态，这其中包括多种方式：电脑登陆界面、手机应用等。

角色R3.交通管理局中央监控员的行为描述

监控状况：查看整体车辆出行状况，将监控状况和数据分析员沟通。

设定系统规则：设定该城市车辆出行规则，包括默认天数、节假日、收费时段、收费规则。

角色R4.数据分析员的行为描述

分析系统采集的数据，例如按天、按周、按月的数据，根据实际的交通控制状况得出分析结论，将结果送决策者批准并递交监控员实施具体方案。

角色R5.系统客户服务专员(电话)的行为描述

通过电话负责解决司机账户疑问，包括查询、缴费、投诉等。

角色R6.系统客户服务专员(交通局服务点)的行为描述

负责解决来访司机的的账户问题，包括查询、缴费、投诉等。

Claims (5)

1.一种基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法，机动车流量控制是通过车载RFID标签或车载具有RFID功能的记录器、道路RFID识别读取器、网络传输专线、数据处理中心以及周边服务平台形成的系统实现的；其特征在于，

系统组成模块具体包括：

中央控制模块：提供查看整体车辆出行状况和显示统计数据的功能；此模块负责设定该城市车辆出行规则和天数计算方法，包括默认不计费自由支配天数、节假日、收费时段、收费区间规则；

账户计数采样模块：负责接收由设在各个地点的RFID读取器扫描到的车辆识别号，然后执行由中央控制模块设定好的收费方法对不计费天数和收费金额进行计算，计入到各个用户的账户中；

账户维护和查询模块：为最终用户提供账户服务，司机通过登陆网上账号浏览其账户的出行历史记录，每个月的月结账单，天数余额，账户余额，缴纳费用，其中包括多种方式：电脑登陆界面，手机应用；

管理员使用的账户维护模块：为交通局客户服务人员、车检人员提供更高权限的账户管理，更改账户，将处理客户遇到的问题，注册发放新的RFID标签；

在每辆车配备所需RFID标签，所述的RFID标签须由交管部门在每辆机动车前挡风玻璃上粘贴，或在车牌照、车身其它部位固定防损毁的RFID标签，标签写入该机动车行驶证上记载的相关信息和车主的相关信息，数据处理中心建立每辆机动车的账户，并与该车RFID标签的数据进行关联，并且账户经过初始设置得到相应不计费的自由支配天数后，方法具体包括以下步骤：

步骤S101，当车辆通过设在交通路口、交通灯、立交桥、过街天桥的RFID读取头，车辆的RFID识别号通过专用网络传输到账户计数采样模块进行处理；

步骤S102，系统接受到的车辆识别号以后将进行验证，确认号码为存在于系统中并处于可用状态的账户，如果号码非有效账户号码，结束计算流程；

步骤S103，以交通管理部门通过调查和分析后设定好的时段为准，如果当前时间在计数时间段内，如不在此控制时段内，流程结束，不会计入出行天数；

步骤S104，此车辆当天若已经过读取点，之后再经过的所有扫描读取点不再计入出行天数，只按一天收费，不会重复计数；

步骤S105，访问识别号对应的账户，查询剩余不计费天数；

步骤S106，如果不计费天数已用尽，则启动缴费金额计算方法，收费方法由交通管理部门事先设定并将根据需要调整；机动车在划定的控制范围内出行超过不计费天数后再出行，须按天计数交费，出行天数越多交费越多；

步骤S107，当前账户若还有剩余不计费天数，则从不计费天数里减去1天，计算过程结束。

2.根据权利要求1所述的基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法，其特征在于，由城市交通管理者划定机动车流量控制的区域、日期和时间范围，并规定每辆机动车一年内在上述划定的范围内不计费出行天数以及超此天数后出行的缴费标准和计算方法，在此前提下，由每辆机动车车主自行安排全年驾车出行的日期和天数。

3.根据权利要求1所述的基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法，其特征在于，所述固定在机动车上的RFID标签为防毁坏RFID标签，一旦标签被损坏，设在路旁的RFID读取器读不到路经机动车RFID标签反馈信号时，即启动拍照功能，获取该机动车牌照信息，由账户管理部门采取措施进行纠正。

4.根据权利要求1所述的基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法，其特征在于，系统的组成有3种形式：

形式之一是由车载RFID标签、道路RFID读写传输装置、网络专线和中央数据处理中心及周边服务系统设施组成；

形式之二是由车载具有RFID功能的记录器、道路RFID读写传输装置、网络专线和中央数据处理中心及周边服务系统设施组成；

形式之三是由具有显示功能的RFID标签、道路RFID读写传输装置、网络专线和中央数据处理中心和周边服务软件设施组成。

5.权利要求1所述的基于RFID技术的控制城市机动车流量的方法，所述车载具有RFID功能的记录器是由RFID收发芯片、年历、时钟、计算、电源、液晶显示、RS-232、RC-485、RTC、外部接口、微处理器、太阳能电池模块组成。