CN105761317A - 多路径标识人工半自动收费系统及其路侧天线设置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多路径标识人工半自动收费系统及其路侧天线设置方法。包括设置在收费路段各出入口站点的人工半自动收费设备，路侧天线，以及人工半自动收费卡。所述路侧天线是能够工作在5.8GHz频段的完成全双工射频无线通信的天线装置。所述人工半自动收费卡设置有能够在5.8GHz频段完成无线射频通信的射频无线通信模块。本发明路侧天线持续不断地发射5.8GHz射频无线信号，在车道上形成不间断的射频无线通信区域，大大增加出现合适的时机、角度、射频强度的机会；本发明通过一级以上低噪放大模块的方法，提高路侧天线灵敏度，进一步保证人工半自动收费MTC卡射频无线通信成功率。

Description

多路径标识人工半自动收费系统及其路侧天线设置方法

技术领域

本发明涉及道路自动管理系统，特别是涉及实现车辆行驶路径精确标识的道路自动管理系统。

背景技术

在收费道路自动化管理技术方面，在高速公路联网收费后，车辆在收费路段的进入收费路段的出入口站点和离开收费路段的出入口站点之间可能存在多种行车路径。当车辆驾驶人员选走不同的路径时，可能涉及不同的路费拆分，甚至不同的收费标准。

现有技术在收费路段可能发生路径变化的区域设置路径标识区域，在该路径标识区域安装用于检测通过车辆的传感器，从而通过统计不同路径上行驶车辆数量，并依据统计结果完成路费拆分。可见该方案仅是对车辆行驶路径的模糊识别方法，不符合收费路段各投资方的路费拆分的预期目标。

为精确识别车辆的行驶路径，并针对行驶路径给出正确、公平的路费拆分或收费标准，需要在车辆进入收费路段后采用某种手段来跟踪该车辆的行驶路径，并体现到过车流水统计或计费费率中去。现有技术在简称ETC系统的电子不停车收费ElectronicTollCollection系统中利用系统内的路侧设备和车载单元可以实现精确路径识别。但是，ETC系统实现精确路径识别的方案对于现有技术在收费路段大多采用的简称MTC系统的人工半自动收费ManualTollCollection系统并不具有借鉴意义。现有技术MTC系统在进入收费路段的出入口站点人工分发人工半自动收费MTC卡，通过读写卡装置在MTC卡内写入入口信息，在离开收费路段的出入口站点人工收回MTC卡，通过读写卡装置读取MTC卡内的入口信息，从而计算具体收费数额。由于ETC系统的车载单元安装在车辆固定位置，能够保持与路侧设备的可靠通信，而MTC卡可能被放置在车内的任何位置，将会造成路侧设备与MTC卡无线通信不可靠，并不能确保所有路径标识信息能够写入MTC卡；另外，ETC系统的路侧设备都采用半双工通信方式，在发出信息数据后的一段设定时间内只能接收信息，路侧设备每间隔一段时间才能再次发送信息，这对于路侧设备与车载单元能够可靠通信的情况，采用半双工通信方式并不影响数据收发，而对于MTC卡与路侧设备不可靠通信的情况，采用半双工通信方式对于数据收发无异于雪上加霜。因此，现有技术MTC系统不能参考ETC系统实现精确的路径识别。

现有技术需要一种能够实现精确路径识别的人工半自动收费MTC系统，以及该MTC系统实现精确路径识别的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种通过配置5.8GHz频段全双工路侧天线实现多路径精确识别的人工半自动收费MTC系统，以及该人工半自动收费MTC系统的5.8GHz频段路侧天线设置方法。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

提出一种在5.8GHz频段实现人工半自动收费系统多路径标识的路侧天线设置方法，尤其是，

在人工半自动收费卡内设置能够在5.8GHz频段完成无线射频通信的射频无线通信模块；

在收费路段的各路径识别区域内的道路两侧分别安装至少一在5.8GHz频段实现全双工射频无线通信的路侧天线；

从而使该路侧天线与人工半自动收费卡之间实现路径标识信息数据交互。

具体而言，所述路侧天线包括天线本体和射频收发模块，那么在安装所述路侧天线前，在射频收发模块内设置至少一级低噪放大模块，使路侧天线的灵敏度达到设定阈值。

具体地，所述路侧天线灵敏度的设定阈值是－90dbm。

更具体地，所述路侧天线与人工半自动收费卡之间的路径标识信息数据交互包括如下步骤，

A.车辆抵达收费路段的出入口站点准备驶入该收费路段时，借助人工半自动收费系统的读写卡装置在该人工半自动收费卡内写入入口信息数据后，将该人工半自动收费卡配发给车辆驾驶人员；

B.路侧天线在5.8GHz频段不间断的发送路径标识信息，同时在5.8GHz频段接收来自人工半自动收费卡的射频无线通信模块的路径标识反馈信息；

人工半自动收费卡的射频无线通信模块收到路径标识信息后将该路径标识信息写入人工半自动收费卡，并发送路径标识反馈信息；

C.车辆抵达收费路段的出入口站点准备驶出该收费路段时，交回人工半自动收费卡，借助人工半自动收费系统的读写卡装置读出人工半自动收费卡内的入口信息和路径标识信息，并根据读出的入口信息和路径标识信息计算收费数额。

本发明解决所述技术问题还可以通过采用以下技术方案来实现：

设计、制造一种配置有5.8GHz频段路侧天线以实现多路径标识的人工半自动收费系统，尤其是，包括设置在收费路段各出入口站点的人工半自动收费设备，分别设置在收费路段内各路径标识区域的路侧天线，以及为行驶在收费路段的车辆分发配置的人工半自动收费卡。所述人工半自动收费设备包括用于读写人工半自动收费卡内数据的读写卡装置。所述路侧天线是能够工作在5.8GHz频段的完成全双工射频无线通信的天线装置。所述人工半自动收费卡设置有能够在5.8GHz频段完成无线射频通信的射频无线通信模块。所述人工半自动收费卡的射频无线通信模块与路侧天线能够在5.8GHz频段实现射频无线数据交互。

具体地，所述路侧天线包括天线本体和射频收发模块。在该射频收发模块内设置有至少一级低噪放大模块，使路侧天线的灵敏度达到设定阈值。

具体而言，所述路侧天线灵敏度的设定阈值是－90dbm。

同现有技术相比较，本发明“多路径标识人工半自动收费系统及其路侧天线设置方法”的技术效果在于：

1.通过收发隔离和精确锁频，使路侧天线可以在5.8GHz频段发射射频无线通信信号的同时接收射频无线信号，从而使路侧天线持续不断地发射5.8GHz射频无线信号，在车道上形成不间断的射频无线通信区域。当车辆进入射频无线通信区域后，人工半自动收费MTC卡由远到近，能够收集到更多的场强能量，并且大大增加出现合适的时机、角度、射频强度的机会，从而成功与人工半自动收费MTC卡完成射频无线通信；

2.通过在射频收发模块前增加一级以上低噪放大模块的方法，提高路侧天线灵敏度，从而使相同信号强度的人工半自动收费MTC卡发射的信号，路侧天线接收距离相应增大，进一步保证人工半自动收费MTC卡射频无线通信成功率；

3.本发明设置在5.8GHz频段进行射频无线通信，能够与现有电子不停车收费ETC系统兼容，降低在现有ETC/MTC复合系统上实现本发明的改造成本，利于兼容增设其它增值服务功能。

附图说明

图1是本发明“多路径标识人工半自动收费系统及其路侧天线设置方法”优选实施例的系统布设示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示优选实施例作进一步详述。

本发明提出一种配置有5.8GHz频段路侧天线以实现多路径标识的人工半自动收费系统，如图1所示，包括设置在收费路段的各出入口站点11、12的人工半自动收费MTC设备，分别设置在收费路段内各路径标识区域的路侧天线21、22，以及为行驶在收费路段的车辆分发配置的人工半自动收费MTC卡。所述人工半自动收费MTC设备包括用于读写人工半自动收费MTC卡内数据的读写卡装置，以及必要的数据处理模块、存储模块和接口模块。所述路侧天线21、22是能够工作在5.8GHz频段的完成全双工射频无线通信的天线装置。所述人工半自动收费MTC卡设置有能够在5.8GHz频段完成无线射频通信的射频无线通信模块。所述人工半自动收费MTC卡的射频无线通信模块与路侧天线21、22能够在5.8GHz频段实现射频无线数据交互。本发明路侧天线21、22在5.8GHz实现全双工射频无线通信，始终保持发送路径标识信息的同时接收反馈信息，能够保持不间断地发出路径标识信息，提高与人工半自动收费MTC卡建立射频无线通信的机率，确保射频无线通信可靠性。

为了进一步提高射频无线通信可靠性，本发明优选实施例，所述路侧天线21、22包括天线本体和射频收发模块。在该射频收发模块内设置有至少一级低噪放大模块，使路侧天线的灵敏度达到设定阈值。借助一级以上的低噪放大模块提高路侧天线的灵敏度，进一步确保5.8GHz频段射频无线通信的可靠性。本发明优选实施例，所述路侧天线灵敏度的设定阈值是－90dbm，从而与现有技术电子不停车ETC系统的路侧设备－80dbm的灵敏度相比，相同信号强度的人工半自动MTC卡发射的射频信号，本发明路侧天线21、22的接收距离增大6倍，进一步确保人工半自动收费MTC卡的射频无线通信成功率。

本发明在上述配置有5.8GHz频段路侧天线以实现多路径标识的人工半自动收费MTC系统基础上提出一种在5.8GHz频段实现人工半自动收费MTC系统多路径标识的路侧天线设置方法，

在人工半自动收费MTC卡内设置能够在5.8GHz频段完成无线射频通信的射频无线通信模块；

在收费路段的各路径识别区域内的道路两侧分别安装至少一在5.8GHz频段实现全双工射频无线通信的路侧天线21、22；

从而使该路侧天线与人工半自动收费MTC卡之间实现路径标识信息数据交互。

本发明优选实施例，所述路侧天线包括天线本体和射频收发模块，那么在安装所述路侧天线前，在射频收发模块内设置至少一级低噪放大模块，使路侧天线的灵敏度达到设定阈值。

本发明优选实施例，所述路侧天线灵敏度的设定阈值是－90dbm。

本发明优选实施例，如图1所示，路侧天线21安装在路径A的路径识别区域，路侧天线22安装在路径B的路径识别区域。所述路侧天线与人工半自动收费MTC卡之间的路径标识信息数据交互包括如下步骤，

A.车辆3抵达收费路段的出入口站点11准备驶入该收费路段时，借助人工半自动收费MTC系统的读写卡装置在该人工半自动收费MTC卡内写入入口信息数据后，将该人工半自动收费卡MTC配发给车辆驾驶人员；

B.路侧天线21、22在5.8GHz频段不间断的发送路径标识信息，同时在5.8GHz频段接收来自人工半自动收费MTC卡的射频无线通信模块的路径标识反馈信息；路径标识信息包括反映路径识别区域位置的路径位置信息。对于为节能目的设置有唤醒功能的人工半自动收费MTC卡，所述路径标识信息还包括用于唤醒人工半自动收费MTC卡的唤醒信息；

人工半自动收费MTC卡的射频无线通信模块收到路径标识信息后将该路径标识信息写入人工半自动收费卡，并发送路径标识反馈信息；

C.车辆3抵达收费路段的出入口站点12准备驶出该收费路段时，交回人工半自动收费MTC卡，借助人工半自动收费MTC系统的读写卡装置读出人工半自动收费MTC卡内的入口信息和路径标识信息，并根据读出的入口信息和路径标识信息计算收费数额。

本发明设置在5.8GHz频段进行射频无线通信，能够与现有电子不停车收费ETC系统兼容，降低在现有ETC/MTC复合系统上实现本发明的改造成本，利于兼容增设其它增值服务功能，例如流量检测、车辆精确追踪等。

Claims (7)

1.一种在5.8GHz频段实现人工半自动收费系统多路径标识的路侧天线设置方法，其特征在于：

在人工半自动收费卡内设置能够在5.8GHz频段完成无线射频通信的射频无线通信模块；

在收费路段的各路径识别区域内的道路两侧分别安装至少一在5.8GHz频段实现全双工射频无线通信的路侧天线；

从而使该路侧天线与人工半自动收费卡之间实现路径标识信息数据交互。

2.根据权利要求1所述的在5.8GHz频段实现人工半自动收费系统多路径标识的路侧天线设置方法，其特征在于：

所述路侧天线包括天线本体和射频收发模块，那么在安装所述路侧天线前，在射频收发模块内设置至少一级低噪放大模块，使路侧天线的灵敏度达到设定阈值。

3.根据权利要求2所述的在5.8GHz频段实现人工半自动收费系统多路径标识的路侧天线设置方法，其特征在于：

所述路侧天线灵敏度的设定阈值是－90dbm。

4.根据权利要求所述1的在5.8GHz频段实现人工半自动收费系统多路径标识的路侧天线设置方法，其特征在于：

所述路侧天线与人工半自动收费卡之间的路径标识信息数据交互包括如下步骤，

A.车辆抵达收费路段的出入口站点准备驶入该收费路段时，借助人工半自动收费系统的读写卡装置在该人工半自动收费卡内写入入口信息数据后，将该人工半自动收费卡配发给车辆驾驶人员；

B.路侧天线在5.8GHz频段不间断的发送路径标识信息，同时在5.8GHz频段接收来自人工半自动收费卡的射频无线通信模块的路径标识反馈信息；

人工半自动收费卡的射频无线通信模块收到路径标识信息后将该路径标识信息写入人工半自动收费卡，并发送路径标识反馈信息；

C.车辆抵达收费路段的出入口站点准备驶出该收费路段时，交回人工半自动收费卡，借助人工半自动收费系统的读写卡装置读出人工半自动收费卡内的入口信息和路径标识信息，并根据读出的入口信息和路径标识信息计算收费数额。

5.一种配置有5.8GHz频段路侧天线以实现多路径标识的人工半自动收费系统，其特征在于：

包括设置在收费路段各出入口站点的人工半自动收费设备，分别设置在收费路段内各路径标识区域的路侧天线，以及为行驶在收费路段的车辆分发配置的人工半自动收费卡；所述人工半自动收费设备包括用于读写人工半自动收费卡内数据的读写卡装置；

所述路侧天线是能够工作在5.8GHz频段的完成全双工射频无线通信的天线装置；

所述人工半自动收费卡设置有能够在5.8GHz频段完成无线射频通信的射频无线通信模块；

所述人工半自动收费卡的射频无线通信模块与路侧天线能够在5.8GHz频段实现射频无线数据交互。

6.根据权利要求5所述的配置有5.8GHz频段路侧天线以实现多路径标识的人工半自动收费系统，其特征在于：

所述路侧天线包括天线本体和射频收发模块；在该射频收发模块内设置有至少一级低噪放大模块，使路侧天线的灵敏度达到设定阈值。

7.根据权利要求6所述的配置有5.8GHz频段路侧天线以实现多路径标识的人工半自动收费系统，其特征在于：

所述路侧天线灵敏度的设定阈值是－90dbm。