CN104424800A - 基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法,包括：在信息中心设置交通信息服务器;将需要交通信息采集的道路部署N个交通流采集断面，在每一个交通流采集断面的道路处至少设置一个高速公路电子不停车收费系统的路侧单元，每一个路侧单元借助专用网络与交通信息服务器通信;其中N为自然数；在每一辆车辆上各部署一个高速公路电子不停车收费系统的电子标签OBU，在每一辆车辆经过每一个所述路侧单元时，每一辆车辆上的所述电子标签OBU与该路侧单元通过5.8GHz的DSRC通信。本发明采集方法具有成本低、接收正常、定位精度高、安全可靠和快速方便等优点。

Description

基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法及其系统

 

【技术领域】

本发明涉及道路交通信息采集,特别是涉及高速公路和/或城市交通信息采集,尤其涉及基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法及其系统。

【背景技术】

随着城市及高速公路交通流量的加大，交通堵塞现象时有发生。人们为了出行的方便，往往希望能够了解出行所经过各路段的交通流量情况，以便于调整自己的行车路线，避开交通比较拥堵的路段，从而保证在较短时间内到达目的地。因此动态交通信息的采集对于城市和高速公路交通状态的分析具有十分重要的作用。

对动态交通信息采集可分为固定型采集方法和移动型采集方法。固定型采集方法包括车辆线圈检测、微波雷达检测、视频检测等方法。移动性采集方法是指通过安装专有车载设备的车辆来采集交通信息数据的方法，可以提供交通量、旅行时间等基本交通流信息。浮动车信息 (Floating Car Data) 采集方法是目前国际上ITS（是英文Intelligent Transport System的简称，中文意思是智能交通系统）中采集道路交通信息的先进技术手段，它利用定位技术、无线通信技术和信息处理技术，实现对道路上行驶车辆的瞬时速度、位置、路段旅行时间等交通数据的采集，经过汇总、处理后这些信息生成反映实时道路拥堵情况的交通信息，能够为交通管理部门和公众提供动态、准确的交通控制和诱导信息。现有技术主要有基于GPS（是英文Global Positioning System的简称，中文意思是全球定位系统）的动态交通数据采集系统，基于GPS的浮动车交通信息系统主要由车载设备、无线通信网络和交通信息中心等组成，车载设备主要包括GPS模块和无线通信模块，GPS模块接收卫星定位信号并运算出车辆的坐标和瞬时速度，无线通信模块负责将车辆坐标、速度等数据传送到交通信息中心；无线通信网络主要是指通信运营商提供的通信基站和数据传输服务；交通信息中心主要包括无线通信设备、基于GIS(是英文Geographic Information Systems的简称，中文意思是地理信息系统)的交通信息处理系统和计算机设备；车载设备向交通信息中心传输的数据主要包括：车载终端ID号、经纬度坐标、瞬时速度、方向、回传时间和车辆运行状态；交通信息中心对车载设备上传的数据进行存储、预处理，结合地图利用相应的计算模型对交通参数如速度、行程时间等进行估计和预测，从而得到整个道路网的实时动态交通信息。但是现有技术基于GPS的动态交通数据采集系统目前有如下不足之处:

一、卫星定位方法在卫星导航信号不能正常接收以及精度问题，如市内高楼遮挡、野外隧道等区段，卫星信号易被遮挡而不能被正常接收，或导航卫星数目小于最少的卫星数，多径效应造成定位精度严重下降等，使得卫星定位方法受到一定的限制;

二、实时性问题，GPS浮动车需要通过运营商网络上报信息，对于运营商网络而言，这种信息作为普通的数据信息处理，可能产生时延及丢包;

三、成本问题，需要单独购买专门的车载终端，支持GPS定位以及GPRS/3G等无线通信功能，启动成本较高。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法及其系统,具有成本低、接收正常、定位精度高、安全可靠和快速方便等优点。

本发明中的ETC是英文Electronic Toll Collection 的缩写, 中文意思是电子不停车收费；DSRC是英文Dedicated Short Range Communication的缩写, 中文意思是专用短程通信；RSU是英文Road Side Unit的缩写, 中文意思是路侧单元；OBU是英文On Board Unit的缩写, 中文意思是车载单元；ID是英文IDentity的缩写，中文意思是身份标识号码，也称为序列号或帐号；TCP是英文Transmission Control Protocol的缩写，中文意思是传输控制协议；IP是英文Internet Protocol的缩写，中文意思是网际协议。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：

提供一种基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法,包括：在信息中心设置交通信息服务器;将需要交通信息采集的道路部署N个交通流采集断面，在每一个交通流采集断面的道路处至少设置一个高速公路电子不停车收费系统的路侧单元，每一个路侧单元借助专用网络与所述交通信息服务器通信，该专用网络为TCP/IP，即每一个路侧单元借助TCP/IP与所述交通信息服务器通信;其中 N为自然数；在每一辆车辆上各部署一个高速公路电子不停车收费系统的电子标签OBU，各电子标签OBU与对应的车辆唯一绑定，在每一辆车辆经过每一个所述路侧单元时，每一辆车辆上的所述电子标签OBU与该路侧单元通过5.8G Hz的DSRC通信；浮动车信息包括路侧单元采集到的电子标签OBU的信息、路侧单元的编号和时间信息; 当任一辆部署有电子标签OBU的车辆经过任一个交通流采集断面的路侧单元时，该路侧单元通过5.8G Hz的DSRC协议获取所述车辆的电子标签OBU的标识ID，所述路侧单元将此次获取的所述电子标签OBU标识ID与此交通流采集断面的路侧单元的编号、时间信息结合为一组浮动车信息采集记录上报给所述交通信息服务器；所述车辆继续行驶，经过下一个交通流采集断面的路侧单元时，该路侧单元通过5.8G Hz的DSRC协议再次获取所述车辆的电子标签OBU的标识ID，所述路侧单元将再次获取的所述电子标签OBU标识ID与这次的交通流采集断面的路侧单元的编号、时间信息结合为另一组浮动车信息采集记录上报给所述交通信息服务器；所述交通信息服务器以所述电子标签OBU标识ID匹配数据，找到最近时间的该电子标签OBU标识ID的浮动车信息采集记录，所述交通信息服务器通过计算所述车辆的这两组浮动车信息采集记录，就可得出所述车辆在两个交通流采集断面之间的的交通信息，该交通信息包括旅行时间和平均车速；所述交通信息服务器通过对多辆部署有电子标签OBU的车辆进行浮动车信息的处理，就可得到整个道路或整个道路之任一路段的交通流状况。

所述交通信息服务器能完成浮动车信息的分析处理，包括根据电子标签点的数据匹配、车辆路径匹配和路网路况信息融合分析，同时支持时间同步服务器功能，保障各路侧单元之间的时间一致性、路径标识ID和休眠时长，其远程维护包括实现告警采集、状态查询和远程复位。

所述路侧单元和电子标签OBU之间通过5.8G Hz的DSRC通信，所述路侧单元通过5.8GHz的无线接口可以收集到经过该路侧单元覆盖范围的电子标签OBU标识ID，并结合该路侧单元本身的位置信息，形成一条包含电子标签OBU标识ID、位置信息与时间信息的浮动车信息采集记录并上报给所述交通信息服务器。

所述电子标签OBU采用现有的高速公路不停车收费系统的电子标签OBU，具有国内唯一标识ID，同时具备电子防拆功能，与所述车辆的身份信息完全一一对应。

当高速公路某一路面部署交通流采集断面时，所述交通信息服务器能自动分析部署有所述电子标签OBU的车辆出入高速路径，实现对高速公路车辆出入起始点和终点的统计，从而为合理规划后续高速公路建设提供准确的数据支撑。

还提供一种基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集系统, 包括在信息中心设置交通信息服务器、多个高速公路电子不停车收费系统的路侧单元和多个高速公路电子不停车收费系统的电子标签OBU;将需要交通信息采集的每一个交通流采集断面的道路处至少设置一个路侧单元，每一个路侧单元借助专用网络与所述交通信息服务器通信;在每一辆车辆上部署一个电子标签OBU，在每一辆车辆经过每一个所述路侧单元时，每一辆车辆上的所述电子标签OBU与该路侧单元通过5.8G Hz的DSRC通信；浮动车信息包括路侧单元采集到的电子标签OBU的信息、路侧单元的编号和时间信息。

同现有技术相比较，本发明基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法及其系统之有益效果在于： 

1、浮动车实时数据准确采集，成功率高：通过采用5.8G频率的DSRC技术，可以准确获取浮动车标识，不受天气和环境等影响，干扰小、精度高和识别准确;

2、浮动车唯一标识：充分利用电子不停车收费中电子标签的电子防拆功能，保障采集的数据唯一和车辆对应;

3、路径匹配：经过路径匹配的计算，浮动车数据就可以和道路关联起来，由车辆定位点信息得到车辆在道路上的行驶状态，从而反映出车辆正在行驶道路上的交通情况;

4、全面准确的交通路况信息：由于每一辆浮动车提供的数据只能反映其独自行驶路线的交通路况，而一条道路同一时间可以有多辆浮动车行驶，因此将这些车辆反映的路况信息进行融合，就可以获取给定道路的全面准确的交通路况信息；

5、成本低：由于许多车辆本身就部署有高速公路不停车收费的电子标签OBU，而本发明直接利用车辆上的高速公路不停车收费的电子标签OBU，使得投入成本低；

6、还可获取车辆类型信息，支持精确按车型统计时速。

综上所述,本发明基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法利用电子不停车收费系统的基础设备，将安装在车辆上的电子标签OBU直接作为浮动车信息检测设备，得到城市道路和/或高速公路的交通流量状况，为智能交通决策提供数据依据；具有成本低、接收正常、定位精度高、安全可靠和快速方便等优点。

【附图说明】

图1是本发明基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法的简易原理示意图;

图2是所述浮动车交通信息采集方法的原理示意图;

图3是在某一道路上设置有两个交通流采集断面时的浮动车交通信息采集方法的原理示意图。

【具体实施方式】

下面结合各附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1至图3,一种基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法,包括：在信息中心设置交通信息服务器100;将需要交通信息采集的道路部署N个交通流采集断面，在每一个交通流采集断面的道路处至少设置一个高速公路电子不停车收费系统的路侧单元200，每一个路侧单元200借助专用网络与所述交通信息服务器100通信，该专用网络为TCP/IP，即每一个路侧单元200借助TCP/IP与所述交通信息服务器100通信;其中 N为自然数；在每一辆车辆上各部署一个高速公路电子不停车收费系统的电子标签OBU300，各电子标签OBU与对应的车辆唯一绑定，也就是各电子标签OBU与对应的车辆的身份信息是完全一一对应的，并且是唯一的，在每一辆车辆经过每一个所述路侧单元200时，每一辆车辆上的所述电子标签OBU300与该路侧单元200通过5.8G Hz的DSRC通信；浮动车信息包括路侧单元200采集到的电子标签OBU 300的信息，浮动车信息还包括路侧单元200的编号和时间信息; 当任一辆部署有电子标签OBU300的车辆经过任一个交通流采集断面的路侧单元200时，该路侧单元200通过5.8G Hz的DSRC协议获取所述车辆的电子标签OBU300的标识ID，所述路侧单元200将此次获取的所述电子标签OBU300标识ID与此交通流采集断面的路侧单元200的编号、时间信息结合为一组浮动车信息采集记录上报给所述交通信息服务器100；所述车辆继续行驶，经过下一个交通流采集断面的路侧单元200时，该路侧单元200通过5.8G Hz的DSRC协议再次获取所述车辆的电子标签OBU300的标识ID，所述路侧单元200将再次获取的所述电子标签OBU300标识ID与这次的交通流采集断面的路侧单元200的编号、时间信息结合为另一组浮动车信息采集记录上报给所述交通信息服务器100；所述交通信息服务器100以所述电子标签OBU300标识ID匹配数据，找到最近时间的该电子标签OBU300标识ID的浮动车信息采集记录，所述交通信息服务器100通过计算所述车辆的这两组浮动车信息采集记录，就可得出所述车辆在两个交通流采集断面之间的的交通信息，该交通信息包括旅行时间和平均车速；所述交通信息服务器100通过对多辆部署有电子标签OBU300的车辆进行浮动车信息的处理，就可得到整个道路或整个道路之任一路段的交通流状况。

所述交通信息服务器100能完成浮动车信息的分析处理，包括根据电子标签点的数据匹配、车辆路径匹配和路网路况信息融合分析，同时支持时间同步服务器功能，保障各路侧单元之间的时间一致性、路径标识ID和休眠时长，其远程维护包括实现告警采集、状态查询和远程复位。

所述路侧单元200和电子标签OBU300之间通过5.8G Hz的DSRC通信，所述路侧单元200通过5.8GHz的无线接口可以收集到经过该路侧单元200覆盖范围的电子标签OBU300标识ID，并结合该路侧单元200本身的位置信息，形成一条包含电子标签OBU300标识ID、位置信息与时间信息的浮动车信息采集记录并上报给所述交通信息服务器100。

所述电子标签OBU300采用现有的高速公路不停车收费系统的电子标签OBU，具有国内唯一标识ID，同时具备电子防拆功能，与所述车辆的身份信息完全一一对应。

当高速公路某一路面部署交通流采集断面时，所述交通信息服务器100能自动分析部署有所述电子标签OBU300的车辆出入高速路径，实现对高速公路车辆出入起始点和终点的统计，从而为合理规划后续高速公路建设提供准确的数据支撑。

参见图1至图3,本发明还可以通过以下的技术方案进一步得到实施:

一种基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集系统,包括在信息中心设置交通信息服务器100、多个高速公路电子不停车收费系统的路侧单元200和多个高速公路电子不停车收费系统的电子标签OBU300;将需要交通信息采集的每一个交通流采集断面的道路侧边各设置一个路侧单元200，每一个路侧单元200借助专用网络与所述交通信息服务器100通信;在每一辆车辆上部署一个电子标签OBU300，在每一辆车辆经过每一个所述路侧单元200时，每一辆车辆上的所述电子标签OBU300与该路侧单元200通过5.8G Hz的DSRC通信；浮动车信息包括路侧单元200采集到的电子标签OBU300的信息、路侧单元200的编号和时间信息。

参见图1和图3,下面以在某一道路上设置有两个交通流采集断面来详细描述本发明浮动车交通信息采集方法:

①在信息中心设置交通信息服务器100；

②将需要交通信息采集的道路部署两个交通流采集断面1和2，在交通流采集断面1的道路处设置一个高速公路电子不停车收费系统的路侧单元1，在交通流采集断面2的道路处设置另一个高速公路电子不停车收费系统的路侧单元2，这两个路侧单元1和2都借助专用网络与所述交通信息服务器100通信; 

③当部署有电子标签OBU300的车辆1经过交通流采集断面1的路侧单元1时，该路侧单元1通过5.8G Hz的DSRC协议获取所述车辆1的电子标签OBU300的标识ID，所述路侧单元1将此次获取的所述电子标签OBU300标识ID与此交通流采集断面1的路侧单元1的编号、时间信息结合为一组浮动车信息采集记录上报给所述交通信息服务器100；

④所述车辆1继续行驶，经过下一个交通流采集断面2的路侧单元2时，该路侧单元2也通过5.8G Hz的DSRC协议再次获取所述车辆1的电子标签OBU300的标识ID，所述路侧单元200将再次获取的所述电子标签OBU300标识ID与这次的交通流采集断面的路侧单元2的编号、时间信息结合为另一组浮动车信息采集记录上报给所述交通信息服务器100；

⑤所述交通信息服务器100以所述电子标签OBU300标识ID匹配数据，找到最近时间的该电子标签OBU300标识ID的浮动车信息采集记录；

⑥所述交通信息服务器100通过计算所述车辆1的这两组浮动车信息采集记录，就可得出所述车辆1在两个交通流采集断面1和2之间的交通信息，该交通信息包括旅行时间和平均车速；

⑦所述交通信息服务器100通过行驶在该道路的两个交通流采集断面1和2之间的多辆部署有电子标签OBU300的车辆进行浮动车信息的处理，就可得到该道路的两个交通流采集断面1和2的交通流状况。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围;因此,凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法,包括：

在信息中心设置交通信息服务器(100);

将需要交通信息采集的道路部署N个交通流采集断面，在每一个交通流采集断面的道路处至少设置一个高速公路电子不停车收费系统的路侧单元（200），每一个路侧单元（200）借助专用网络与所述交通信息服务器(100)通信;其中 N为自然数；

在每一辆车辆上各部署一个高速公路电子不停车收费系统的电子标签OBU（300），各电子标签OBU与对应的车辆唯一绑定，在每一辆车辆经过每一个所述路侧单元（200）时，每一辆车辆上的所述电子标签OBU（300）与该路侧单元（200）通过5.8G Hz的DSRC通信；浮动车信息包括路侧单元（200）采集到的电子标签OBU（300）的信息、路侧单元（200）的编号和时间信息;

当任一辆部署有电子标签OBU（300）的车辆经过任一个交通流采集断面的路侧单元（200）时，该路侧单元（200）通过5.8G Hz的DSRC协议获取所述车辆的电子标签OBU（300）的标识ID，所述路侧单元（200）将此次获取的所述电子标签OBU（300）标识ID与此交通流采集断面的路侧单元（200）的编号、时间信息结合为一组浮动车信息采集记录上报给所述交通信息服务器(100)；所述车辆继续行驶，经过下一个交通流采集断面的路侧单元（200）时，该路侧单元（200）通过5.8G Hz的DSRC协议再次获取所述车辆的电子标签OBU（300）的标识ID，所述路侧单元（200）将再次获取的所述电子标签OBU（300）标识ID与这次的交通流采集断面的路侧单元（200）的编号、时间信息结合为另一组浮动车信息采集记录上报给所述交通信息服务器(100)；所述交通信息服务器(100)以所述电子标签OBU（300）标识ID匹配数据，找到最近时间的该电子标签OBU（300）标识ID的浮动车信息采集记录，所述交通信息服务器(100)通过计算所述车辆的这两组浮动车信息采集记录，就可得出所述车辆在两个交通流采集断面的交通信息，该交通信息包括旅行时间和平均车速；

所述交通信息服务器(100)通过对多辆部署有电子标签OBU（300）的车辆进行浮动车信息的处理，就可得到整个道路或整个道路之任一路段的交通流状况。

2.根据权利要求1所述的基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法，其特征在于：

所述交通信息服务器(100)能完成浮动车信息的分析处理，包括根据电子标签点的数据匹配、车辆路径匹配和路网路况信息融合分析，同时支持时间同步服务器功能，保障各路侧单元之间的时间一致性、路径标识ID和休眠时长，其远程维护包括实现告警采集、状态查询和远程复位。

3.根据权利要求1所述的基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法，其特征在于：

所述路侧单元（200）和电子标签OBU（300）之间通过5.8G Hz的DSRC通信，所述路侧单元（200）通过5.8GHz的无线接口可以收集到经过该路侧单元（200）覆盖范围的电子标签OBU（300）标识ID，并结合该路侧单元（200）本身的位置信息，形成一条包含电子标签OBU（300）标识ID、位置信息与时间信息的浮动车信息采集记录并上报给所述交通信息服务器(100)。

4.根据权利要求1所述的基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法，其特征在于：

所述电子标签OBU（300）采用现有的高速公路不停车收费系统的电子标签OBU，具有国内唯一标识ID，同时具备电子防拆功能，与所述车辆的身份信息完全一一对应。

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集方法，其特征在于：

当高速公路某一路面部署交通流采集断面时，所述交通信息服务器(100)能自动分析部署有所述电子标签OBU（300）的车辆出入高速路径，实现对高速公路车辆出入起始点和终点的统计，从而为合理规划后续高速公路建设提供准确的数据支撑。

6.一种基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集系统,其特征在于：

包括在信息中心设置交通信息服务器(100)、多个高速公路电子不停车收费系统的路侧单元（200）和多个高速公路电子不停车收费系统的电子标签OBU（300）;将需要交通信息采集的每一个交通流采集断面的道路处至少设置一个路侧单元（200），每一个路侧单元（200）借助专用网络与所述交通信息服务器(100)通信;在每一辆车辆上部署一个电子标签OBU（300），各电子标签OBU与对应的车辆唯一绑定，在每一辆车辆经过每一个所述路侧单元（200）时，每一辆车辆上的所述电子标签OBU（300）与该路侧单元（200）通过5.8G Hz的DSRC通信；浮动车信息包括路侧单元（200）采集到的电子标签OBU（300）的信息、路侧单元（200）的编号和时间信息。

7.根据权利要求6所述的基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集系统，其特征在于：

所述交通信息服务器(100)能完成浮动车信息的分析处理，包括根据电子标签点的数据匹配、车辆路径匹配和路网路况信息融合分析，同时支持时间同步服务器功能，保障各路侧单元之间的时间一致性、路径标识ID和休眠时长，其远程维护包括实现告警采集、状态查询和远程复位。

8.根据权利要求6所述的基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集系统，其特征在于：

所述路侧单元（200）和电子标签OBU（300）之间通过5.8G Hz的DSRC通信，所述路侧单元（200）通过5.8GHz的无线接口可以收集到经过该路侧单元（200）覆盖范围的电子标签OBU（300）标识ID，并结合该路侧单元（200）本身的位置信息，形成一条包含电子标签OBU（300）标识ID、位置信息与时间信息的浮动车信息采集记录并上报给所述交通信息服务器(100)。

9.根据权利要求6所述的基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集系统，其特征在于：

所述电子标签OBU（300）采用现有的高速公路不停车收费系统的电子标签OBU，具有国内唯一标识ID，同时具备电子防拆功能，与所述车辆的身份信息完全一一对应。

10.根据权利要求6至9任一项所述的基于电子不停车收费电子标签的浮动车交通信息采集系统，其特征在于：

当高速公路某一路面部署交通流采集断面时，所述交通信息服务器(100)能自动分析部署有所述电子标签OBU（300）的车辆出入高速路径，实现对高速公路车辆出入起始点和终点的统计，从而为合理规划后续高速公路建设提供准确的数据支撑。