CN106331180B - 一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统 - Google Patents

一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统，其包括：车载OBD设备、收费后台系统、收费控制系统和移动用户端。与现有技术相比：本发明通过车载OBD设备采集车辆的行驶数据信息和收费节点影像识别系统的数据信息，配合GPS、基站等定位数据，可以准确的获取车辆的真实道路使用情况；通过地理围栏技术划定区域，适应多种公路轨迹的更多收费方式，并通过收费后台管理地理围栏系统，便于围栏信息的更新和管理；通过收费节点虚拟化或实体化验证车辆通行，方便简单，成本低廉，易于管控；本发明的系统机构合理、便捷、高效，成本低，适应性强，可应用于多种道路收费形式，便于更新和管理，方便驾驶员快捷出行。

Description

一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统
技术领域
本发明涉及车辆收费领域，具体涉及一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统。
背景技术
随着近些年中国汽车保有量的高速发展，车辆收费方式也在不断的适应收费需求，目前主要有两种车辆公路收费方式：MTC(Manual Toll Collection system，人工半自动收费系统)和ETC(Electronic Toll Collection，不停车收费系统)。MTC是比较传统的高速公路收费系统，其收费方式交易速度慢，通行效率低。由于其通过断面形式收费，无法解决多路径识别问题，同时无法解决收费过程中的违法行为，如倒卡等现象。ETC收费方式虽然在一定程度上解决了交易速度和多路径识的问题，但是，其系统建设和维护成本高，建设周期长，改造难度大。并且现有的相关技术也存在诸多问题，如无法解决公路收费多路径问题、收费方式单一、难以更新维护数据、成本高、不易于管控、计费不准确、适应性不强等。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统，其包括：
车载OBD设备：用于采集车辆行驶数据，并实时上传；
收费后台系统：用于划分收费区域，设定收费金额，并根据所述车载OBD设备上传的行驶数据实施计费；
收费控制系统：用于识别所述收费区域内的车辆信息，并验证车辆通行；
移动用户端：用于接收车辆收费信息，并完成第三方平台缴费支付。
较佳的，所述收费后台系统包括行驶数据系统、数据存储系统、收费拆分系统、地理围栏系统、扣费支付系统和用户管理系统，所述行驶数据系统与所述数据存储系统、收费拆分系统连接，所述地理围栏系统与所述收费拆分系统连接，所述收费拆分系统与所述用户管理系统连接，所述用户管理系统与所述扣费支付系统、移动用户端连接。
较佳的，所述地理围栏系统用于划分收费区域，并将地理围栏数据信息写入所述收费后台系统，所述收费拆分系统用于划分收费节点。
较佳的，所述收费区域是线形公路，或者是闭合图形区域。
较佳的，所述收费控制系统包括收费节点，所述收费节点用于向所述收费后台系统发送车辆识别数据，所述收费后台系统将接收到的车辆识别数据和所述车辆行驶数据进行比对，从而根据所述比对的结果验证车辆通行。
较佳的，所述收费节点是虚拟收费节点或者实体收费节点，所述实体收费节点是在所述虚拟收费节点的基础上增设收费节点影像识别系统，所述收费节点影像识别系统为车牌识别系统或车型识别系统。
较佳的，所述车载OBD设备包括微处理器、GPS模块、ECU检测模块和移动通信模块。
较佳的，所述收费节点影像识别系统为车载图像交易验证系统，用于完善车辆的验证识别和解决交易产生的争议。
较佳的，所述车载图像交易验证系统包括摄像装置和收费节点编码生成展示装置，所述摄像装置设置在所述车载OBD设备上，所述收费节点编码生成展示装置设置在所述实体收费节点上。
较佳的，所述摄像装置与所述车载OBD设备通过有线连接、无线连接或者所述摄像装置与所述车载OBD设备是基于OBD技术的一体化拓展设备；所述收费节点编码展示装置是动态收费节点编码显示屏幕或静态收费节点编码显示屏幕。
与现有技术比较，本发明的有益效果在于：本发明提供的一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统，通过车载OBD设备采集车辆的行驶数据信息和收费节点影像识别系统的数据信息，配合GPS、基站等定位数据，可以准确的获取车辆的真实道路使用情况；通过地理围栏技术划定区域，适应多种公路轨迹的更多收费方式，并通过收费后台管理地理围栏系统，便于围栏信息的更新和管理；运用收费节点虚拟化或实体化的多种验证车辆通行方式，方便简单，成本低廉，易于管控；本发明的系统机构合理、便捷、高效，成本低，适应性强，可应用于多种道路收费形式，便于更新和管理，方便驾驶员快捷出行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例一的基于行驶数据和地理围栏的车辆收费系统的系统流程框图；
图2为本发明实施例一的用户注册流程框图；
图3为本发明实施实例一的收费区域入口流程框图；
图4为本发明实施实例一的行驶扣费流程框图；
图5为本发明实施例一的收费区域出口流程框图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例一
如图1所示，为本发明提供的一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统的系统流程框图，该车辆收费系统包括车载OBD设备、收费后台系统、收费控制系统和移动用户端。收费后台系统包括行驶数据系统、数据存储系统、收费拆分系统、地理围栏系统、扣费支付系统和用户管理系统；收费控制系统包括收费节点；移动用户端为用于接收车辆收费情况信息，并完成第三方平台支付。
车载OBD设备是基于OBD技术拓展研发的类型产品，其设置安装在用户车辆上，用于将车辆的行驶数据上传至收费后台系统中的行驶数据系统，并将原始数据存储在数据存储系统，并实时上传至收费后台系统进行处理。收费后台系统中的地理围栏系统根据实际收费情况设定收费围栏，划分收费区域，并将围栏信息推送给收费拆分系统；收费拆分系统用于拆分收费节点，设定收费金额，并根据所述车载OBD设备上传的行驶数据实施计费；扣费支付系统用于完成车辆缴费；用户管理系统负责管理移动用户端的用户注册，并将用户的消费信息通过移动用户端告知用户。收费控制系统包括收费节点，收费节点用于向收费后台系统发送车辆识别数据收费后台系统将接收到的车辆识别数据和车辆行驶数据进行比对，收费节点根据比对的结果验证车辆通行。移动用户端：用于接收车辆收费信息，并完成第三方平台支付。
车载OBD设备基于车辆的OBD接口设计，该接口可以读取车辆的各项行驶数据，通过此接口设计的硬件设备的车型适配范围广，安装和取电方便。车载OBD设备的核心模块包括：微处理器、GPS模块、ECU检测模块和移动通信模块。微处理器作为数据处理单元，通过ECU检测模块和GPS模块收集车辆行驶数据，最后通过移动通讯模块上传到后台服务器。GPS模块对车辆实时定位，并辅助计算车辆行驶里程，ECU检测模块读取车辆的行驶数据流，直接从车辆上获取车辆的启动、熄火、油耗、公里数、车辆定位等行驶数据，通过综合分析ECU检测模块和GPS模块收集的车辆行驶数据，为系统精准计费提供了可靠的依据。其中，GPS模块可替换为北斗定位、伽利略定位、格洛纳斯定位、基站定位或者WIFI定位等多种定位形式。
收费后台系统中，行驶数据系统与数据存储系统、收费拆分系统连接，地理围栏系统与收费拆分系统连接，收费拆分系统与用户管理系统连接，用户管理系统与扣费支付系统、移动用户端连接。车载OBD设备将采集的原始车辆行驶数据上传至行驶数据系统，行驶数据系统将原始数据储存在数据存储系统后，提供给收费拆分系统；地理围栏系统用于划分收费区域，并将收费区域和其他相关信息提供给收费拆分系统；收费拆分系统依据接收到的信息划分收费节点，设定收费金额；用户管理系统接收移动用户端上传的用户个人信息和支付信息，并给移动用户端推送收费信息，同时接收收费拆分系统的收费数据，根据用户的支付信息，提供给扣费支付系统实时扣费；扣费支付系统接收用户管理系统数据，对接第三方平台，实现资金的划转。
地理围栏系统中，地理围栏是在地图上设定一个坐标范围，系统可判断车辆进入或离开指定地点。地理围栏系统将收费区域划分出来，收费区域可以是线形的公路，也可以是任意一个闭合图形的区域。由于地理围栏系统是划定区域，从而适应更多种的收费方式，如：环路费、拥堵费、停车费等，适应性强。通过地理围栏系统，可有效的标识出收费点或者收费路段，这是收费计算的主要依据之一。
收费拆分系统用于拆分收费节点，地理围栏系统用于划分收费区域，地理围栏系统将其数据信息发送至收费后台系统中，而现有技术是将地理围栏信息写入车载终端的存储器，这会导致终端内的围栏信息难以维护更新，两者相比较而言，本发明的方案更加便于数据的更新和管理。
收费节点设立在收费区域的关键位置，收费节点是虚拟收费节点或者实体收费节。虚拟收费节点是通过地理围栏技术划出的收费节点，利用车辆位置信息进行验证收费通行，虚拟节点操作起来简单方便，并且成本较低；实体收费节点基于虚拟收费节点之上，增设收费节点影像识别系统，收费节点影像识别系统为车牌识别系统或车型识别系统，同时辅助以节点服务器和栏杆机等作为管控和校验交易的方式，验证车辆收费通行，实体节点可提高收费的管控能力。收费节点将车辆识别数据信息发送至收费后台系统，收费后台系统将接收到的车辆识别数据和车辆行驶数据进行比对，然后收费节点根据比对的结果验证车辆通行。
本发明的收费后台系统利用地理围栏技术，划分收费区域，收费控制系统识别收费区域内的收费节点的车辆信息，通过光纤和移动网络数据通讯设备发送至收费后台系统，收费后台系统结合车载OBD设备收集的车辆行驶数据，对数据进行处理，获取准确的道路资源使用情况，经过收费拆分系统生成扣费凭证，在车辆离开收费区域时，用户通过移动用户端，如手机APP等，在第三方支付平台在线实时缴费。简单来说，本发明的收费系统基于地理围栏技术划分收费区域，通过车载OBD设备采集车辆行驶数据实施计费，利用移动用户端进行缴费支付，解决了当前车辆收费的种种弊端，方便了驾驶员的快捷出行。
本发明系统的实现步骤包括：
步骤一：后台设置。
在收费后台系统通过地理围栏系统设定收费区域，通过收费拆分系统设定收费金额。
步骤二：用户注册。
如图2所示，为本发明的用户注册流程框图，用户首先在车辆上安装OBD设备，然后通过APP端进行账号注册。在用户APP内，点击注册高速缴费账号，用户端验证是否绑定OBD并安装在车上，若是，则进行填写实名注册信息；若否，则提醒用户绑定或安装OBD设备后，重新注册。填写实名注册信息后，验证用户是否注册开通第三方支付账号，若已有账号，则与支付账号绑定后，审核用户信息，审核通过后，完成注册；若无第三方支付账号，则注册开通后再进行绑定，审核通过后完成注册。用户注册需要一人、一车、一车载OBD设备、一支付号和一手机号五个信息进行绑定，所以注册时，用户必须提交真实的个人、车辆、车载OBD设备、支付账号和手机号信息，后台通过实名验证之后，通过用户APP端和短信方式通知用户完成注册，如果审核用户信息失败，也将通过以上方式告知用户。
步骤三：收费区域入口流程。
如图3所示，为本发明的收费区域入口流程框图，当用户行驶到收费区域附近时，收费后台系统就会将用户位置信息通知最近的收费节点。用户车辆在收费节点驶入时，通过收费节点车辆识别技术比对车辆信息，判断是否为系统用户和异常用户，比对成功后，放行车辆进入收费区域，并上传交易流水；比对失败后，转为人工处理。
步骤四：行驶扣费。
如图4所示，为本发明的行驶扣费流程框图。车辆进入收费区域后，通过车辆行驶数据和收费节点数据进行比对，在用户离开收费区域之前，每当用户进入一个收费节点时，后台就产生相应的计费并进行累加，在计费产生时，后台会通过支付系统检测用户的储值卡的可用余额或者信用卡的信用额度，用户余额或信用额度足够时，生成预扣费订单，并通知收费节点放行，车辆从收费节点离开后进行扣费，若扣费成功，则交易完成；若扣费失败，或用户余额或信用额度不够扣费，否则显示交易异常，并通知收费节点进行人工处理。
步骤五：收费区域出口流程。
如图5所示，为本发明的收费区域出口流程框图。当车辆行驶到某一个收费节点预离开时，收费节点根据车辆识别技术识别出该车辆，并根据收费后台系统的结果判断其交易是否完成，若完成则对车辆放行，车辆离开收费区域后，后台扣费；若交易未完成，则继续交易流程或人工干预。
实施例二；
本实施例中的一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统与实施例一中的不同之处在于：本实施例的收费节点影像识别系统为车载图像交易验证系统。车载图像交易验证系统包括摄像装置和收费节点编码生成展示装置，摄像装置设置在车载OBD设备上，收费节点编码生成展示装置设置在实体收费节点上。车载OBD设备与摄像装置的连接可以通过WIFI、蓝牙等无线连接，也可以通过有线连接，或者摄像装置与车载OBD设备是基于OBD技术的一体化拓展设备；收费节点编码展示装置是动态收费节点编码显示屏幕或静态收费节点编码显示屏幕。其中，摄像装置可以根据实际所需进行选配。
车载图像交易验证识别是在收费节点生成一个动态或固定的数字编码、二维码或者条码等信息上传到收费后台系统，当车辆经过时，车载设备通过摄像头、扫描器等设备识别此编码，并将编码上传到收费后台系统，将两个数据进行比对，以完成对车辆的验证。
车辆通过实体收费节点时，收费后台系统生成收费节点编码，并将收费节点编码上传至收费后台系统，同时在收费节点显示，车载OBD设备上的摄像装置识别出收费节点编码后也上传至收费后台系统，收费后台系统根据两者比对的结果，识别车辆信息和运行状态，并记录后形成交易凭证。其中，收费节点编码可以是二维码、条码或数字编码。
当交易产生争议时，可以通过后台系统远程查看和接收摄像装置的图像信息，利用图像对比的方式验证车辆通行信息，以快速准确的鉴定交易时产生的争议，并完善对车辆的验证识别。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (6)

1.一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统，其特征在于，其包括：
车载OBD设备：用于采集车辆行驶数据，并实时上传至收费后台系统；
收费后台系统：用于划分收费区域，设定收费金额，并根据所述车载OBD设备上传的行驶数据实施计费；
收费控制系统：用于识别所述收费区域内的车辆信息，并验证车辆通行；
移动用户端：用于接收车辆收费信息，并完成第三方平台支付；
所述收费控制系统包括收费节点，所述收费节点用于向所述收费后台系统发送车辆识别数据，所述收费后台系统将接收到的车辆识别数据和所述车辆行驶数据进行比对，所述收费节点根据所述比对的结果验证车辆通行；
所述收费节点是虚拟收费节点或者实体收费节点，所述实体收费节点是在所述虚拟收费节点的基础上增设收费节点影像识别系统，所述收费节点影像识别系统为车牌识别系统、车型识别系统或车载图像交易验证系统，所述车载图像交易验证系统用于完善车辆的验证识别和解决交易产生的争议；
所述车载图像交易验证系统包括摄像装置和收费节点编码生成展示装置，所述摄像装置设置在所述车载OBD设备上，所述收费节点编码生成展示装置设置在所述实体收费节点上。
2.根据权利要求1所述的一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统，其特征在于，所述收费后台系统包括行驶数据系统、数据存储系统、收费拆分系统、地理围栏系统、扣费支付系统和用户管理系统，所述行驶数据系统与所述数据存储系统、收费拆分系统连接，所述地理围栏系统与所述收费拆分系统连接，所述收费拆分系统与所述用户管理系统连接，所述用户管理系统与所述扣费支付系统、移动用户端连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统，其特征在于，所述地理围栏系统用于划分收费区域，并将地理围栏数据信息写入所述收费后台系统，所述收费拆分系统用于划分收费节点。
4.根据权利要求3所述的一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统，其特征在于，所述收费区域是线形公路，或者是闭合图形区域。
5.根据权利要求1所述的一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统，其特征在于，所述车载OBD设备包括微处理器、GPS模块、ECU检测模块和移动通信模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于车辆行驶数据和地理围栏的车辆收费系统，其特征在于，所述摄像装置与所述车载OBD设备通过有线连接、无线连接或者所述摄像装置与所述车载OBD设备是基于OBD技术的一体化拓展设备；所述收费节点编码展示装置是动态收费节点编码显示屏幕或静态收费节点编码字符显示屏幕。
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