CN105654565A - 一种提升etc交易业务效率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提升ETC交易业务效率的方法，将B2帧校验环节和车辆信息获取和解密校验环节并行开始进行；RSU在获得B2帧应答同时完成车辆信息解密后，将B3帧校验环节和IC卡信息获取环节并行开始进行。本发明针对缩短交易时间来提升过车速度的优化思路，合理的设计空口交互流程和车道交互流程组合过程，重新构建指令流程和交互组合，起到缩短整体交易时间提升过车速度的目的。

Description

一种提升ETC交易业务效率的方法

技术领域

本发明属于ETC技术领域，尤其是涉及一种提升ETC交易业务效率的方法。

背景技术

随着ETC全国联网的推进，ETC应用越来越被人们所接受。越来越多的车主开始使用ETC车载标签，体验ETC带来的便捷的出行体验。据统计，到2015年，ETC用户已突破2100万，9月份实现初步全国ETC联网，ETC用户可以在全国范围内享受不停车快速行驶通过收费站带来的便利。可以预见，在未来的3至5年内，ETC系统会持续呈现一个高速发展的状态。ETC在后续的发展中，也会逐渐从高速公路应用扩展到城市内应用，实现更多的基于ETC系统的扩展应用，带来新的市场商机和应用前景。

在ETC取得长足发展的同时，目前还有一些应用中需要解决的难题需要ETC系统营运单位、设备厂家、集成商等各方面参与者进行持续的优化和攻关，包括:邻道干扰问题，相邻ETC车道部署会带来邻道干扰，导致流程干扰或误扣款等问题；扩展应用支持，越来越多定制化的城市应用和繁杂应用规范的使用，使阅读器支持变的复杂；无法实现真正的快速通行，目前大多数ETC车道都限制在20km/h时速下通行，在许多实际场景中车辆只能以更低的车速通过等。其中无法实现真正的快速通行，是最直接影响用户体验的问题，直接对ETC系统的使用效果带来严重的负面影响。

要解决快速通行问题可以从几个方面来考虑，一种方案是增加阅读器的覆盖距离，大的覆盖距离是希望提供更大的交易距离，希望能尽早与标签完成交易，但增大覆盖可能会带来功率超标、辐射污染的问题，许多车道由于布局所限也无法直接增大覆盖距离，另外扩大覆盖距离也会带来邻道干扰的风险；一种方案是优化通信质量，受限于不同设备厂家实现能力的差距，设备的通信质量、比如覆盖盲区、接收灵敏度等指标要达到一致是很困难的。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种提升ETC交易业务效率的方法，从流程执行序列优化和重构组合的角度缩短交易时间和提升效率，以解决快速通行问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种提升ETC交易业务效率的方法，包含如下步骤：

步骤A.空口清点流程，RSU广播BST,获得OBU的VST信息；

步骤B.将B2帧校验环节和车辆信息获取和解密校验环节并行开始进行；

步骤C.RSU在获得B2帧应答同时完成车辆信息解密后，将B3帧校验环节和IC卡信息获取环节并行开始进行；

步骤D.RSU获得B3帧应答同时获得IC卡信息后，开始B4帧校验流程；

步骤E.RSU获得B4帧校验应答后，开始双向认证扣款流程；

步骤F.RSU完成双向认证后扣款流程后，开始B5帧校验流程；

步骤G.RSU完成B5帧校验流程后，开始结束交易流程。

进一步的，在步骤B中，将从空口清点流程中获取的OBU用户信息上报B2帧校验后，立即下发获取车辆信息Setsecure指令；

若获取车辆信息响应帧先到达，继续执行PSAM解密流程，同时等待B2响应帧的到达；

若执行PSAM解密流程对接收B2帧响应存在影响，则先等待B2响应帧再进行解密过程；

若B2帧响应帧先到达，则记录接收状态，等待空口车辆响应帧到达，接收车辆信息后直接进入解密过程。

进一步的，在步骤C中，上报B3帧校验后，立即下发获取IC卡信息指令Transferchannel；

若IC卡信息响应先到达，则进行IC卡信息解析，同时等待B3响应帧的到达；

若B3响应帧先到达，则记录接收状态，等待IC卡信息响应帧到达，IC卡信息响应帧到达后进行IC卡信息解析。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明针对缩短交易时间来提升过车速度的优化思路，合理的设计空口交互流程和车道交互流程组合过程，重新构建指令流程和交互组合，同时保障业务流程稳定性，起到缩短整体交易时间提升过车速度的目的。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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是传统ETC交易业务流程图；

图2是本发明ETC交易业务流程图；

图3是本发明对B2帧校验与获取车辆信息组合处理的流程图；

图4是本发明对B3帧校验与获取IC信息组合处理的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

RSU指阅读器RSU，用来负责清点并与OBU建立专用链接，完成对OBU车辆信息解密认证，完成对OBU与IC卡的双向认证并完成扣款，写入过车交易记录，在每个校验环节将信息上报车道计算机进行校验；

OBU指车载标签OBU，通过ESAM存储车辆信息，通过IC卡存储用户信息和过站信息，响应RSU命令，完成过车信息读取和写入、车辆信息获取、双向认证、过站扣费等流程；

车道计算机，用于校验RSU上报的用户信息、车辆信息、IC卡信息并计算过站费用，将校验结果或扣款费用传递给RSU驱动业务流程继续执行；

经过国标的约定和多年来各地的磨合使用，ETC的标准交易流程已经形成基本框架。包括：空口清点流程、B2帧校验、车辆信息获取和解密校验、B3帧校验、IC卡信息获取、B4帧校验、双向认证扣款、B5帧校验、结束交易流程等9个基本环节。9个基本环节串行执行，上一个环节完成进入下一个环节启动。传统ETC交易业务流程如图1所示，各环节操作如下：

空口清点流程，RSU进行BST广播，获取OBU的VST信息即用户信息，主要耗时为OBU收到BST后的处理时间，一般为10ms～20ms；

B2帧校验，RSU将收到的OBU用户信息通过B2帧上报给车道计算机，车道计算机进行OBU用户身份校验，并将校验结果反馈给RSU，主要耗时为车道计算机校验时间，一般为10ms～20ms；

车辆信息获取与解密校验，RSU向OBU发送安全获取指令(Setsecure指令)获取OBU的车辆信息密文，通过PSAM完成密文解密和MAC校验，主要耗时为OBU接收Setsecure的处理时间，一般为10～15ms和RSU收到车辆信息后的解密处理，一般为25～30ms；

B3帧校验，RSU将收到的车辆信息通过B3帧上报给车道计算机，车道计算机对车辆信息进行校验，并将结果反馈给RSU，主要耗时为车道计算机校验时间，一般为10ms～20ms；

IC卡信息获取,RSU发送通道获取指令Transferchannel获取OBU的IC卡信息，主要耗时为OBU收到Transferchannel的处理时间，一般耗时为10～15ms；

B4帧校验,RSU将收到的IC卡信息通过B4帧上报给车道计算机，车道计算机对IC卡信息进行校验，并综合之前B2、B3帧的信息计算过站费用，将过站信息反馈给RSU，主要耗时为车道计算机校验和计算时间，一般为20～30ms；

双向认证扣款,RSU发送消费初始化和消费请求指令与OBU完成双向认证和扣款，耗时主要为OBU收到指令后的计算时间和RSU对MAC1和MAC2的校验时间，一般为60～80ms；

B5帧校验,RSU将扣款结果和消费流水反馈给车道计算机，车道计算机校验TAC形成过车交易流水，主要耗时为校验时间，一般为10～20ms；

结束交易流程，RSU发送人机交互指令和链路释放指令给OBU，结束交易，主要耗时为空口传输时间，一般为10～15ms；

从上述流程分析，可以发现从耗时处理类型看，整体交易耗时主要体现在指令空口传输时间、OBU和RSU本身处理时间，PSAM卡或ESAM卡等运算和加解密时间、车道计算机处理时间等几部分，空口指令传输时间由协议规定为固定长度；OBU和RSU本身处理时间经过设备厂家阅读器升级和程序优化可优化余地不大；卡片处理为主要耗时，但目前受限于芯片集成技术，还无法取得显著突破，只能通过提升时钟频率予以少量优化；车道计算机处理时间，受限于车道业务的需求，也很难进行优化。所以本发明从流程执行序列优化和重新组合的角度，来缩短整体交易时间。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种提升ETC交易业务效率的方法，包括如下步骤：

步骤A.空口清点流程，RSU广播BST,获得OBU的VST信息；

步骤B.RSU上报B2帧给车道计算机，同时开始车辆获取流程，在发送B2帧之后，立即向OBU开始发送Setsecure指令来获取车辆信息，RSU获得车辆信息后进行车辆信息解密；即将B2帧校验环节和车辆信息获取和解密校验环节组合处理；

步骤C.RSU在获得B2帧应答同时完成车辆信息解密后，开始上报B3帧给车道计算机，同时开始IC卡获取流程，在发送B3帧之后，立即开始发送Transferchannel获取IC卡信息，将B3帧校验环节和获取IC卡信息流程组合处理；

步骤D.RSU获得B3帧应答同时获得IC卡信息后，开始B4帧校验流程；

步骤E.RSU获得B4帧校验应答后，开始双向认证扣款流程；

步骤F.RSU完成双向认证后扣款流程后，开始B5帧校验流程；

步骤G.RSU完成B5帧校验流程后，开始结束交易流程。

如上文所述，将B2帧校验流程与获取车辆信息和解密流程组合处理；将B3帧校验流程和获取IC卡信息流程组合处理。如果空口交互时间大于车道处理流程时间，则整体交易流程节省掉车道处理流程时间；如果空口处理时间小于车道处理流程时间，则整体交易流程节省掉空口交互时间。从而达到缩短交易时间提升交易效率的目的，一般交易时间可以缩短25～40ms，在与传统整体交易时间150～180ms对照看，这种优化效果非常可观。

清点流程后，第一次的车道处理流程是B2帧校验，用于验证清点流程获取VST中用户信息的合法性；B2帧校验之后的空口流程是获取车辆信息，用于获得车辆信息并完成对车辆信息的解密认证，为第二次车道处理流程B3帧校验做准备，可见B2帧校验这次车道处理流程的结果不是获取车辆信息这次空口流程的必要条件，两者不互为因果关系，即使获取车辆信息后B2帧校验结果为非法，也可以正常结束交易流程，并不对RSU和OBU自身的处理流程造成影响，所以可将B2帧校验和获取车辆信息组合处理。

完成车辆信息获取与解密并B2帧校验合法后，第二次车道处理流程是B3帧校验，用于验证解密出来车辆信息的合法性；B3帧校验之后的空口流程是获取IC卡信息，为第三次车道处理流程B4帧校验做准备，可见B3帧校验这次车道处理的结果不是获取IC卡信息这次空口流程的必要条件，两者不互为因果关系，即使获取IC卡信息后B3帧校验结果为非法，也可以正常结束交易，并不对RSU和OBU自身的处理流程造成影响，所以可以将B3帧校验和获取IC卡信息组合处理。

与上述情况不同的是，第三次车道处理流程B4帧校验，与B4帧校验之后的空口流程双向认证与扣款是为因果关系，B4帧校验的结果帧中指明双向认证流程中的扣款金额、交易时间等信息，即B4帧校验为双向认证的输入条件，所以这两个流程无法组合处理；同样，第四次车道处理流程B5帧校验与结束交易流程也为因果关系，B5帧校验合法则正常执行结束交易流程，如果校验异常可能会进入C7帧或C8帧等异常处理流程，异常处理结束后才结束交易，所以这两个流程也无法组合处理。

ETC交易流程包括空口侧流程和车道侧流程，一般常规的思路是单从空口侧流程考虑优化、包括可能与标签的组合处理，前置或后置等想法；或则单从车道侧流程考虑优化。本发明相当于流程序列优化和重新组合，难点在于阅读器要考虑保障业务流程的稳定性，考虑两侧流程哪些流程可以配合起来做优化，配合起来要不影响前后流程的执行，空口响应的到达顺序与后台指令的到达顺序如何做同步、如何不丢失空口响应和车道响应、业务在执行时如何进行分配两侧流程的等待窗口、退出机制。

图3所示为B2帧校验与获取车辆信息组合处理的流程图，在第二次车道处理流程B2帧校验与获取车辆流程的组合处理过程中，将从清点流程中获取的OBU用户信息上报B2帧后，立即下发获取车辆信息指令Setsecure，如上文所述，OBU处理时间一般为10～15ms，而B2帧处理时间一般为10～20ms，所以车辆信息响应和B2帧响应的到达顺序存在不确定性，针对不同情况需要做不同处理。如果空口车辆信息响应帧先到达，可以继续执行PSAM解密流程，同时等待B2响应帧的到达，如果解密过程对接收B2帧响应存在影响，则先等待B2响应帧再进行解密过程；如果B2帧响应帧先到达，则记录接收状态，等待空口车辆响应帧到达，接收车辆信息后直接进入解密过程，解密完成后查看B2帧接收状态，如果已经接收则开始上报B3帧。需要保证的一个原则是，需要车辆信息解密完成并已经收到B2帧应答后才能开始上报B3帧，因为车道计算机需要保证处理顺序。

图4所示为B3帧校验与获取IC信息组合处理的流程图，在第三次车道处理流程B3帧校验与获取IC卡信息流程的组合处理过程中，上报B3帧后，立即下发获取IC卡信息指令Transferchannel，如上文所述，OBU处理时间一般为10～15ms，而B3帧处理时间一般为10～20ms，所以IC卡信息响应和B3帧响应的到达顺序存在不确定性，针对不同情况需要做不同处理。如果空口IC卡信息响应先到达，则进行IC卡信息解析，同时等待B3响应帧的到达；如果B3响应帧先到达，则记录接收状态，等待IC卡信息响应帧到达，接收IC卡信息后查看B3帧接收状态，如果已经接收则开始上报B4帧。需要保证的一个原则是，需要IC卡信息接收完成并已经收到B3帧应答后才能开始上报B4帧，因为车道计算机需要保证处理顺序。

获取VST后，在上报B2帧的同时进行下发Setsecure指令，与收到B2帧应答后再下发Setsecure指令相比，带来另外一个好处是，可以让OBU再结束上一个处理动作后，提前进行ESAM或者ICC初始化等信息的处理，这样如果OBU处理时间很长能并行掉车道处理时间的同时，可以带来交易时间的进一步缩短。同样，提前下发ICC获取指令，也会带来相同效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (3)

1.一种提升ETC交易业务效率的方法，其特征在于包含如下步骤：

步骤A.空口清点流程，RSU广播BST,获得OBU的VST信息；

步骤B.将B2帧校验环节和车辆信息获取和解密校验环节并行开始进行；

步骤C.RSU在获得B2帧应答同时完成车辆信息解密后，将B3帧校验环节和IC卡信息获取环节并行开始进行；

步骤D.RSU获得B3帧应答同时获得IC卡信息后，开始B4帧校验流程；

步骤E.RSU获得B4帧校验应答后，开始双向认证扣款流程；

步骤F.RSU完成双向认证后扣款流程后，开始B5帧校验流程；

步骤G.RSU完成B5帧校验流程后，开始结束交易流程。

2.根据权利要求1所述的提升ETC交易业务效率的方法，其特征在于：在步骤B中，将从空口清点流程中获取的OBU用户信息上报B2帧校验后，立即下发获取车辆信息Setsecure指令；

若获取车辆信息响应帧先到达，继续执行PSAM解密流程，同时等待B2响应帧的到达；

若执行PSAM解密流程对接收B2帧响应存在影响，则先等待B2响应帧再进行解密过程；

若B2帧响应帧先到达，则记录接收状态，等待空口车辆响应帧到达，接收车辆信息后直接进入解密过程。

3.根据权利要求1所述的提升ETC交易业务效率的方法，其特征在于：在步骤C中，上报B3帧校验后，立即下发获取IC卡信息指令Transferchannel；

若IC卡信息响应先到达，则进行IC卡信息解析，同时等待B3响应帧的到达；

若B3响应帧先到达，则记录接收状态，等待IC卡信息响应帧到达，IC卡信息响应帧到达后进行IC卡信息解析。