CN110213781A - 一种自由流rsu系统及其控制方法、etc收费系统 - Google Patents

一种自由流rsu系统及其控制方法、etc收费系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种自由流RSU系统及其控制方法、ETC收费系统，该RSU系统，包括：控制器，与所述控制器连接的自由流RSU、OBU唤醒设备；所述OBU唤醒设备，用于将OBU从待机状态唤醒到工作状态；所述自由流RSU，包括：设于第一车道的第一RSU、设于第二车道的第二RSU、设于第三车道的第三RSU；所述OBU唤醒设备，包括：设于所述第一车道与所述第二车道之间的第一唤醒设备，设于所述第三车道与第四车道之间的第二唤醒设备；所述控制器，用于控制所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备按照任意次序轮流发射无线信号；所述第一车道、所述第二车道、所述第三车道、所述第四车道依次相邻排列。本发明在实现自由流RSU备用的同时，减少开支。

Description

一种自由流RSU系统及其控制方法、ETC收费系统
技术领域
本发明实施例涉及高速收费设备技术领域，具体涉及一种自由流RSU系统及其控制方法、ETC收费系统。
背景技术
现有自由流收费中，要求RSU(Road Side Unit，路侧单元)进行冗余备份，要求主RSU工作异常时，切换到备用RSU进行工作，确保自由流收费系统的可靠性。现有的技术方案需在每一个ETC(Electronic Toll Collection，不停车电子收费系统)门架上布设两套RSU系统，即每个车道需布设两台RSU。需要有ETC门架系统对两套RSU之间工作状态进行监测，根据判断条件及时进行切换。
现有的RSU冗余备份方案主要为冷备份方案，其主备切换存在以下问题：RSU故障状态检测准确性和实时性影响系统稳定运行；主RSU对RSU盒的发射、接收等异常状态难以实时获取导致切换时延大；主备误切换，可能导致主备RSU同时工作产生干扰问题，或者主备RSU都不工作，导致无法交易的问题；备用RSU不工作，造成资源浪费。
因此，如何提供一种自由流RSU方案，能够一个或多个以上的技术问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种自由流RSU系统及其控制方法、ETC收费系统，能够在实现自由流RSU备用的同时，减少设备开支。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种自由流RSU系统，包括：控制器，与所述控制器连接的自由流RSU、OBU唤醒设备；
所述OBU唤醒设备，用于将OBU从待机状态唤醒到工作状态；
所述自由流RSU，包括：设于第一车道的第一RSU、设于第二车道的第二RSU、设于第三车道的第三RSU；
所述OBU唤醒设备，包括：设于所述第一车道与所述第二车道之间的第一唤醒设备，设于所述第三车道与第四车道之间的第二唤醒设备；
所述控制器，用于控制所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备按照任意次序轮流发射无线信号；
所述第一车道、所述第二车道、所述第三车道、所述第四车道依次相邻排列。
优选地，
所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备设于同一龙门架上；
所述龙门架设置于高速公路的收费路径节点。
优选地，
所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU设于第一龙门架上；
所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备设于第二龙门架上；
所述第一龙门架、所述第二龙门架设置于同向车道上；
当安装有OBU设备的车辆在所述同向车道上按照行车方向行驶时，依次通过第二龙门架、第一龙门架。
优选地，还包括：与所述控制器连接的信号检测器、第一通信模块；
所述信号检测器用于检测所述信号检测器接收到的无线信号是否为工作信号；如果否，则所述控制器通过所述第一通信模块发送报警信号到后台设备。
优选地，
所述唤醒设备与所述信号检测器一体设置。
优选地，
所述第四车道设有第四RSU；
相应地，所述控制器，用于控制所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、第四RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备按照任意次序轮流发射无线信号。
优选地，
所述控制器，包括：顺序控制器或逆序控制器；
所述顺序控制器，用于控制所述第一RSU、所述第一唤醒设备、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第二唤醒设备按照顺序轮流发射无线信号；
所述顺序控制器，用于控制所述第一RSU、所述第一唤醒设备、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第二唤醒设备按照逆序轮流发射无线信号。
第二方面，本发明提供一种自由流RSU系统控制方法，应用于上述第一方面任一种所述的自由流RSU系统，包括：
控制所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备按照任意次序轮流发射无线信号。
优选地，
所述控制所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备按照任意次序轮流发射无线信号，包括：
制所述第一RSU、所述第一唤醒设备、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第二唤醒设备按照顺序轮流发射无线信号；或
控制所述第一RSU、所述第一唤醒设备、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第二唤醒设备按照逆序轮流发射无线信号。
第三方面，本发明提供一种ETC收费系统，设有上述第一方面任一种所述的自由流RSU系统。
本发明提供一种自由流RSU系统，包括：控制器，与所述控制器连接的自由流RSU、OBU唤醒设备；所述OBU唤醒设备，用于将OBU从待机状态唤醒到工作状态；所述自由流RSU，包括：设于第一车道的第一RSU、设于第二车道的第二RSU、设于第三车道的第三RSU；所述OBU唤醒设备，包括：设于所述第一车道与所述第二车道之间的第一唤醒设备，设于所述第三车道与第四车道之间的第二唤醒设备；所述控制器，用于控制所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备按照任意次序轮流发射无线信号；所述第一车道、所述第二车道、所述第三车道、所述第四车道依次相邻排列。本发明提供的自由流RSU系统，当其中的任一RSU或唤醒设备发生故障时，其余的RSU和唤醒设备仍然能够唤醒OBU并且实现相邻的RSU实现相互的备用，保证与OBU的正常通信信息的传输，相比现有技术中同一道路上采用两套RSU互相备用，能够在实现自由流RSU备用的同时，减少设备开支。
本发明提供的一种自由流RSU系统及其控制方法、ETC收费系统，具有相同的上述有益效果，在此不再一一赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种自由流RSU系统的组成结构示意图；
图2为本发明又一实践提供的一种自由流RSU系统的布局结构示意图；
图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种OBU的组成结构示意图；
图4为本发明一种具体实施方式提供的一种ETC收费系统的组成示意图。
附图标记如下：
第一车道101、第二车道102、第三车道103、第四车道104、控制器110、自由流RSU120、OBU唤醒设备130、第一RSU121、第二RSU122、第三RSU123、第一唤醒设备131、第二唤醒设备132。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种自由流RSU系统的组成结构示意图。
在本发明一种具体实施方式中，本发明实施例提供一种自由流RSU系统，包括：控制器110，与所述控制器110连接的自由流RSU120、OBU唤醒设备130；
所述OBU唤醒设备130，用于将OBU从待机状态唤醒到工作状态；
所述自由流RSU120，包括：设于第一车道101的第一RSU121、设于第二车道102的第二RSU122、设于第三车道103的第三RSU123；
所述OBU唤醒设备130，包括：设于所述第一车道101与所述第二车道102之间的第一唤醒设备131，设于所述第三车道103与第四车道104之间的第二唤醒设备132；
所述控制器110，用于控制所述第一RSU121、所述第二RSU122、所述第三RSU123、所述第一唤醒设备131、所述第二唤醒设备132按照任意次序轮流发射无线信号；所述第一车道101、所述第二车道102、所述第三车道103、所述第四车道104依次相邻排列。
本发明实施例提供的自由流RSU120系统，当其中的任一RSU或唤醒设备发生故障时，其余的RSU和唤醒设备仍然能够唤醒OBU并且实现相邻的RSU实现相互的备用，保证与OBU的正常通信信息的传输，相比现有技术中同一道路上采用两套RSU互相备用，能够在实现自由流RSU120备用的同时，减少设备开支。
例如，第一唤醒设备131设置于第一车道101与第二车道102之间，用于唤醒行驶在第一车道101与第二车道102上的车辆上的OBU，当第一唤醒设备131发生故障时，第一RSU121、第二RSU122自身仍然能够唤醒需要通信的OBU，并不会影响OBU的通信信息的传输；而如果第一RSU121发生故障，这时第一车道101上的车载OBU通过能够通过第一唤醒设备131从待机状态唤醒到开机通信状态。而唤醒后的OBU的接收灵敏度要远远高于待机状态的OBU，因此，该第一车道101上的车载OBU能够通过相邻车道上的设置的第二RSU122进行通信信息的传输，从而第二RSU122对第一RSU121实现了备用。同理可以知道，第一RSU121、第三RSU123能够同时对第二RSU122实现备用，而第二RSU122可以对第一RSU121、第三RSU123实现备用。
并且，由于唤醒设备只具有将OBU从待机状态唤醒的功能，也就是说，唤醒设备只需要向路过的OBU广播无线唤醒信号，与一套完整的RSU相比，设备更加简单、便宜，实现了减少设备开支的作用。
具体在对第一RSU121、所述第二RSU122、所述第三RSU123、所述第一唤醒设备131、所述第二唤醒设备132的位置进行设置时，可以将第一RSU121、所述第二RSU122、所述第三RSU123、所述第一唤醒设备131、所述第二唤醒设备132设于同一龙门架上；所述龙门架设置于高速公路的收费路径节点。
当然，为了使得唤醒设备的唤醒功能能够得到较好的发挥，加快自由流RSU120与OBU的通信过程，可以将所述第一RSU121、所述第二RSU122、所述第三RSU123设于第一龙门架上；将第一唤醒设备131、所述第二唤醒设备132设于第二龙门架上；所述第二龙门架朝向所述第一龙门架的方向与车道的行车方向相同；所述车道为设置所述第一龙门架、所述第二龙门架的车道。也就是说，当安装有OBU的车辆在车道上行驶时，首先经过第二龙门架，这时第一唤醒设备131或第二唤醒设备132可以首先将OBU唤醒，使得OBU处于一种能够快速与自由流RSU120建立通信进行信息交换的状态。本实施例与将第一RSU121、所述第二RSU122、所述第三RSU123、所述第一唤醒设备131、所述第二唤醒设备132设于同一龙门架上的方案相比，具有更快建立通信连接的优点。
进一步地，还可以在该自由流RSU120系统设置与所述控制器110连接的信号检测器、第一通信模块；所述信号检测器，用于检测其接收到的无线信号是否为工作信号；如果否，则所述控制器110通过所述第一通信模块发送报警信号到后台设备。也就是说，当信号检测器接收到可能干扰到自由流RSU120正常工作的干扰信号时，及时地对后台设备进行告警，以便后台设备的工作人员进行处理，排除妨害。在具体进行报警时，如果该自由流RSU120系统设置于有人值守的收费站，那么就可以在后台设备设置报警器，例如可以设置蜂鸣器和/或LED灯；当信号检测器检测到干扰信号时，及时发出声、光报警信号吸引工作人员的注意，以排除妨害。当然，也可以采用其他的报警方式。更进一步地，为了信号检测器的施工布置方便，可以将信号检测器与唤醒器一体设置，从而可以共同利用第一通信模块进行通信，进一步地增加设备功能，减少设备开支。
值得说明的是，所述第一RSU121、所述第二RSU122、所述第三RSU123、所述第一唤醒设备131、所述第二唤醒设备132在工作时，为了防止工作信号的互相影响，因此，需要将它们进行工作时间上的划分，例如控制器110，可以控制所述第一RSU121、所述第二RSU122、所述第三RSU123、所述第一唤醒设备131、所述第二唤醒设备132按照任意次序轮流发射无线信号。也就是说，同一时刻只有其中的一个器件进行无线信号的发送，从而排除了信号的互相干扰。
进一步地，可以按照空间上的顺序对所述第一RSU121、所述第一唤醒设备131、所述第二RSU122、所述第三RSU123、所述第二唤醒设备132的工作时间进行划分。具体地，控制器110，可以包括：顺序控制器110或逆序控制器110；所述顺序控制器110，用于控制所述第一RSU121、所述第一唤醒设备131、所述第二RSU122、所述第三RSU123、所述第二唤醒设备132按照顺序轮流发射无线信号；所述顺序控制器110，用于控制所述第一RSU121、所述第一唤醒设备131、所述第二RSU122、所述第三RSU123、所述第二唤醒设备132按照逆序轮流发射无线信号。如图1所示，所述第一RSU121、所述第一唤醒设备131、所述第二RSU122、所述第三RSU123、所述第二唤醒设备132按照从右向左或则从左向右的方式进行有序的无线信号的发射。
最后，需要说明的是，本发明实施例中的第一车道、第二车道、第三车道、第四车道可以依次为单向3车道中的朝车道、快车道、慢车道以及应急车道，也可以是单向四车道中的四条非应急车道；对于应急车道，由于其具有应急作用，因此，不适合设置收费设备，因此在本发明实施例中不对应急车道设置RSU或唤醒设备。
具体地，当第一车道、第二车道、第三车道、第四车道为单向四车道中的四条非应急车道时，这时可以在第四车道设有第四RSU，从而可以方便地与所有车道上安装了OBU设备的车辆进行唤醒和通信。
请参考图2，图2为本发明又一实践提供的一种自由流RSU系统的布局结构示意图。
如图2所示，除第四车道204外，每一个车道安装一台自由流RSU，覆盖其所在的车道，对经过ETC门架系统的OBU进行唤醒、交易，具体地，第四RSU221设置于第一车道，第五RSU222设置于第二车道，第六RSU223设置于第三车道。
第一车道201和第二车道202中间设置第三唤醒设备231，以及第四车道204与第三车道203中间设置第四唤醒设备232，具体地，第三唤醒设备231、第四唤醒设备232可以设置为5.8GHz唤醒设备，每台唤醒设备覆盖2个车道，也就是唤醒设备相邻的车道。唤醒设备发送OBU唤醒信号，不接入OBU交易。同时，可以在唤醒设备设置信号检测器，信号检测器对ETC门架系统下的干扰信号进行监测，当发现干扰信号时，即时进行告警。
自由流RSU的RSU控制盒240同时可以对唤醒设备进行控制，对唤醒设备分配相应的发射时间片，与第四RSU221、第五RSU222、第六RSU223形成发射时分系统，从而避免相互之间的信号干扰。
具体地，第四RSU221、第五RSU222、第六RSU223沟通的信息可以通过通信连接线连接，经由工业交换机260传输到服务器250进行信息的处理，通信连接线可以设置为网线。具体地，服务器250可以进行多种业务，例如，可以进行高速公路的收费、缴费业务，当然也可以是其他的业务，这里并不做限定。
更具体地，第四RSU221、第五RSU222、第六RSU223、第三唤醒设备231、第四唤醒设备232可以具体设置在龙门架270上。当某一车道RSU故障时，唤醒设备可唤醒此车道车辆的OBU。OBU被唤醒后，将处于接收状态，由于接收灵敏度至少高于唤醒灵敏度10db，可接收到与该OBU所在车道相邻车道上设置的RSU发送的通信信号，从而实现自由流RSU之间的两两相邻RSU之间的通信信道的备份。
本发明实施例提供一种自由流RSU系统，当其中的任一RSU或唤醒设备发生故障时，其余的RSU和唤醒设备仍然能够唤醒OBU并且实现相邻的RSU实现相互的备用，保证与OBU的正常通信信息的传输，相比现有技术中同一道路上采用两套RSU互相备用，能够在实现自由流RSU备用的同时，减少设备开支。
在本发明又一具体实施方式中，本发明实施例提供一种自由流RSU系统控制方法，应用于上述任一个具体实施方式中的自由流RSU系统，包括：
控制所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备按照任意次序轮流发射无线信号。
优选地，
所述控制所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备按照任意次序轮流发射无线信号，包括：
制所述第一RSU、所述第一唤醒设备、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第二唤醒设备按照顺序轮流发射无线信号；或
控制所述第一RSU、所述第一唤醒设备、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第二唤醒设备按照逆序轮流发射无线信号。
请参考图3，图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种OBU的组成结构示意图。
在本发明一种具体实施方式中，本发明实施例提供一种OBU，应用于如上述任意具体实施例中的自由流RSU系统，包括：功率控制器310、通信模块320；
当所述OBU处于待机状态时，所述灵敏度控制器310控制所述通信模块320的接收灵敏度为第一灵敏度；
当所述OBU从待机状态被唤醒后，所述灵敏度控制器310控制所述通信模块320的接收灵敏度为第二灵敏度；
所述第一灵敏度小于所述第二灵敏度。
具体地，可以将第二灵敏度与第二灵敏度的比值设置在10倍以上，也就是说，当OBU被唤醒后，将处于接收状态，由于接收灵敏度至少高于唤醒灵敏度10db；唤醒灵敏度指的是：OBU处于待机状态时，接收信号的能力较差，这时，其接收信号被唤醒的灵敏度即为唤醒灵敏度。
请参考图4，图4为本发明一种具体实施方式提供的一种ETC收费系统的组成示意图。
本发明实施例提供一种ETC收费系统400，设有如上述任一种具体实施方式所述的自由流RSU系统100。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种自由流RSU系统，其特征在于，包括：控制器，与所述控制器连接的自由流RSU、OBU唤醒设备；
所述OBU唤醒设备，用于将OBU从待机状态唤醒到工作状态；
所述自由流RSU，包括：设于第一车道的第一RSU、设于第二车道的第二RSU、设于第三车道的第三RSU；
所述OBU唤醒设备，包括：设于所述第一车道与所述第二车道之间的第一唤醒设备，设于所述第三车道与第四车道之间的第二唤醒设备；
所述控制器，用于控制所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备按照任意次序轮流发射无线信号；
所述第一车道、所述第二车道、所述第三车道、所述第四车道依次相邻排列。
2.根据权利要求1所述的自由流RSU系统，其特征在于，
所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备设于同一龙门架上；
所述龙门架设置于高速公路的收费路径节点。
3.根据权利要求1所述的自由流RSU系统，其特征在于，
所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU设于第一龙门架上；
所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备设于第二龙门架上；
所述第一龙门架、所述第二龙门架设置于同向车道上；
当安装有OBU设备的车辆在所述同向车道上按照行车方向行驶时，依次通过第二龙门架、第一龙门架。
4.根据权利要求1所述的自由流RSU系统，其特征在于，还包括：与所述控制器连接的信号检测器、第一通信模块；
所述信号检测器用于检测所述信号检测器接收到的无线信号是否为工作信号；如果否，则所述控制器通过所述第一通信模块发送报警信号到后台设备。
5.根据权利要求4所述的自由流RSU系统，其特征在于，
所述唤醒设备与所述信号检测器一体设置。
6.根据权利要求1所述的自由流RSU系统，其特征在于，
所述第四车道设有第四RSU；
相应地，所述控制器，用于控制所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、第四RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备按照任意次序轮流发射无线信号。
7.根据权利要求1至6任一项所述的自由流RSU系统，其特征在于，
所述控制器，包括：顺序控制器或逆序控制器；
所述顺序控制器，用于控制所述第一RSU、所述第一唤醒设备、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第二唤醒设备按照顺序轮流发射无线信号；
所述顺序控制器，用于控制所述第一RSU、所述第一唤醒设备、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第二唤醒设备按照逆序轮流发射无线信号。
8.一种自由流RSU系统控制方法，应用于如权利要求1至7任一项所述的自由流RSU系统，其特征在于，包括：
控制所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备按照任意次序轮流发射无线信号。
9.根据权利要求8所述的自由流RSU系统控制方法，其特征在于，
所述控制所述第一RSU、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第一唤醒设备、所述第二唤醒设备按照任意次序轮流发射无线信号，包括：
制所述第一RSU、所述第一唤醒设备、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第二唤醒设备按照顺序轮流发射无线信号；或
控制所述第一RSU、所述第一唤醒设备、所述第二RSU、所述第三RSU、所述第二唤醒设备按照逆序轮流发射无线信号。
10.一种ETC收费系统，其特征在于，设有如权利要求1至7任一项所述的自由流RSU系统。
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