CN111710053A - 一种基于etc的涉车场所收费装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于ETC的涉车场所收费装置及方法，所述装置包括：车辆识别单元，安装于涉车场所入口，配置用于读取车辆相关信息；第一ETC单元，安装于车辆中，配置用于存储OBU设备，完成权限验证，并实现支付交易；通信单元，配置用于与车辆识别单元及收费单元连接，并与结算中心建立通信；收费单元，配置用于计算车辆此次在涉车场所产生的费用，并生成费用相关信息；结果反馈单元，配置用于反馈支付是否成功；交易数据生成单元，配置用于生成车辆ECT交易流水数据记录，并将所述数据记录通过通信单元发送给结算中心。所述方法通过所述装置实现。本发明旨在降低现有技术中涉车场所收费机制导致的车辆拥堵的现象的发生概率。
Description
技术领域
本发明涉及涉车场所收费领域，尤其涉及一种基于ETC的涉车场所收费装置及方法。
背景技术
近年来，随着我国社会主义生产力的不断提高，经济建设高速平稳的发展，加快了我国城市化进程的速度，人们生活水平得到极大提高，生活方式也有很大改变，机动车辆被越来越多的家庭所青睐。据统计，全国机动车保有量以每年10％～15％的速度增长，城市私人小汽车每年的增长速度更是高达20％～30％。据权威部门测算，到2013年中国轿车保有量将达到2000万辆。
这导致一些交通枢纽、医院、大型购物中心的停车场，由于在停车场收费处一般采用扫码支付或者人工支付的方式，而这两种方式均需要停车操作，容易发生由于车流量大而造成拥堵的现象。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种基于ETC的涉车场所收费装置及方法，旨在降低现有技术中涉车场所收费机制导致的车辆拥堵的现象的发生概率。
为实现上述目的及其他目的，本发明提出一种基于ETC的涉车场所收费装置，所述装置包括：
车辆识别单元，安装于涉车场所入口，配置用于读取车辆相关信息；
第一ETC单元，安装于车辆中，配置用于存储OBU设备，完成权限验证，并实现支付交易；
通信单元，配置用于与车辆识别单元及收费单元连接，并与结算中心建立通信；
收费单元，配置用于计算车辆此次在涉车场所产生的费用，并生成费用相关信息；
结果反馈单元，配置用于反馈支付是否成功；
交易数据生成单元，配置用于生成车辆ECT交易流水数据记录，并将所述数据记录通过通信单元发送给结算中心。
可选地，所述车辆识别单元包括：RSU设备或电子标签。
可选地，所述车辆识别单元包括：第二ETC单元及RSU设备，或第二ETC单元及电子标签。
可选地，所述通信单元包括:RS232接口、TCP/IP通信模块、有线数据通信模块、无线数据通信模块中的至少一种。
可选地，所述方法包括步骤：
车辆识别单元获取车辆进入涉车场所时的车辆相关信息，并发送给收费单元；
通过识别所述第一ETC单元，获取车辆驶出涉车场所时的车辆相关信息，并发送给收费单元；
收费单元核对所述车辆进入涉车场所及驶出涉车场所时的信息是否匹配，在匹配的情况下，生成此次在涉车场所收费相关信息，并发送给第一ETC单元；
所述第一ETC单元接收到所述收费相关信息，并核对车牌号信息，当车牌号信息与所述第一ETC单元的车牌号信息相互匹配时，进行交易密钥授权，进行支付交易；
所述结果反馈单元根据所述交易支付结果，生成反馈信息给车主；
交易数据生成单元在交易支付成功后，根据交易支付信息，生成车辆ECT交易流水数据记录，并将所述数据记录通过通信单元发送给结算中心。
可选地，在所述生成反馈信息给车主的步骤之后还包括步骤：
当反馈信息为交易失败时，车主通过备选支付方式进行车费支付；
收费单元接收到车主的车费缴纳信息时，发送指令给行车限制栏杆以放行车辆。
为实现上述目的及其他目的，本发明还提供一种利用所述装置实现的方法，所述方法包括步骤：
车辆识别单元获取车辆进入及驶出涉车场所时的车辆相关信息，并发送给收费单元；
收费单元核生成此次在涉车场所收费相关信息，并发送给第一ETC单元；
所述第一ETC单元接收到所述收费相关信息，并核对车牌号信息，当车牌号信息与所述第一ETC单元的车牌号信息相互匹配时，进行交易密钥授权，进行支付交易；
所述结果反馈单元根据所述交易支付结果，生成反馈信息给车主；
交易数据生成单元交易支付成功后，根据交易支付信息，生成车辆ECT交易流水数据记录，并将所述数据记录通过通信单元发送给结算中心。
可选地，在所述生成反馈信息给车主的步骤之后还包括步骤：
当反馈信息为交易失败时，车主通过备选支付方式进行车费支付；
收费单元接收到车主的车费缴纳信息时，发送指令给行车限制栏杆以放行车辆。
本发明提出的技术方案中以ETC为核心，建立了一个完整的涉车场所收费装置，实现了不停车缴费、出车。有效降低了由于停车缴费所导致的堵车现象的发生概率，同时利用授权及信息核对方式保证了交易的精准，为人们提供了便利。
此外，本发明提出的技术方案还具有以下优点：
1、适用广。本方法和设备以停车场为场景进行描述，但本方法和设备适合各类涉车金融应用场景。
2、易推广。应用本方法和设备对已有收费系统改造小，系统之间无耦合，设备体积小，易安装调试，维修方便。
3、经济性好。本方法和设备在ETC涉车金融应用领域通用性强，集成度高，系统经济性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例所述的一种基于ETC的涉车场所收费装置的结构示意图。
图2为本发明基于规则一的一种基于ETC的涉车场所收费方法的流程图。
图3为本发明基于规则二的一种基于ETC的涉车场所收费方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。
需要说明，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
随着取消高速公路省界收费站工作的不断推进，我国各省市高速公路ETC(Electronic Toll Collection电子收费)发行量正处于飞速增长阶段。据测算，预计到今年年底，全国汽车ETC安装率将达80％以上。届时，全国ETC累计发行量将达到1.9亿张。OBU(On Board Unit车载单元)设备的推广安装，为ETC技术在拓宽应用领域方面提供了巨大的平台。
如图1所示，本发明提出一种基于ETC的涉车场所收费装置，所述装置包括：
车辆识别单元，安装于涉车场所入口，配置用于读取车辆相关信息；
第一ETC单元，安装于车辆中，配置用于存储OBU设备，完成权限验证，并实现支付交易；
通信单元，配置用于与车辆识别单元及收费单元连接，并与结算中心建立通信；
收费单元，配置用于计算车辆此次在涉车场所产生的费用，并生成费用相关信息；
结果反馈单元，配置用于反馈支付是否成功；
交易数据生成单元，配置用于生成车辆ECT交易流水数据记录，并将所述数据记录通过通信单元发送给结算中心。
所述的第一ETC单元、通信单元、结果反馈单元及交易数据生成单元能够集成在一个设备中，即ETC拓展应用设备。收费单元包括：现有的停车场收费系统。
本发明主要应用于停车场等拓展涉车金融场景，将ETC支付技术高度集成和封装为专用电子设备——ETC拓展应用设备，实现停车场、加油站、高速公路服务区等涉车金融应用场景已有/新建收费系统与ETC支付和ETC结算系统的简单对接，便于对原有收费系统进行改造，降低改造实施和维护成本，更好地促进ETC技术在停车场等涉车金融领域的应用和推广。
ETC拓展应用设备与现有涉车收费系统通过RS232或TCP/IP方式进行连接，与RSU及天线通过RS232或TCP/IP方式进行连接，与结算中心(省/区域拓展业务运营、结算平台)通过宽带等有线网络或4G/5G无线网络进行连接。
ETC拓展应用设备中封装了与RSU及天线和结算中心的所有处理逻辑，支持多种主流RSU及天线。ETC拓展应用设备与涉车收费系统之间接口简单，便于涉车收费系统升级改造或新系统的建设。
在某一实施方式中，所述车辆识别单元包括：RSU设备或电子标签。
在某一实施方式中，所述车辆识别单元包括：第二ETC单元及RSU设备，或第二ETC单元及电子标签。
对入口没有车牌识别设备的场所，可在场所入出口安装ETC拓展应用设备及RSU等设备，对入口有车牌识别设备的场所，可仅在场所出口安装ETC拓展应用设备及RSU等设备，实现场所支持ETC收费。
在某一实施方式中，所述通信单元包括:RS232接口、TCP/IP通信模块、有线数据通信模块、无线数据通信模块中的至少一种。
ETC拓展应用设备与RSU连接和交互规则，符合交通运输部RSU通信协议规范。ETC拓展应用设备与结算中心的连接和交互规则，符合交通运输部和所在省份的有关通信协议。
ETC拓展应用设备主要功能包括：全国ETC车辆交易、系统监测、数据存储、数据上传/重传、参数下载、时钟同步等功能。
1、同时支持双片式OBU、单片式OBU交易处理流程。系统支持PSAM(PaymentSecurity Access Module消费安全访问模块)卡脱机交易，也支持通过网络联机交易，相关加解密运算采用SM4国产对称密码算法，并支持JR/T0025规定的3DES算法。
2、可配置与已有/新建停车场等涉车金融收费系统的通信方式，支持RS232和TCP/IP方式，能够将OBU内车牌号、轴数(轴型)等必要信息发送给已有收费系统，接收收费系统发送来的车牌号、费用、消费类型、时间等必要的信息，将处理成功失败等结果信息发送给收费系统。
3、对入口没有车牌识别设备的场所，可在场所入出口安装ETC拓展应用设备及RSU等设备，对入口有车牌识别设备的场所，可仅在场所出口安装ETC拓展应用设备及RSU等设备，实现场所支持ETC收费。
4、实现ETC车辆扣费，按交通运输部有关规范形成ETC交易流水，若扣费成功系统将ETC交易流水实时或批量最终上传至省联网中心系统，对跨省车辆交易数据将最终上传至全国联网中心系统。
5、具备自检、程序和应用在线更新功能，并将ETC拓展应用设备状态信息实时发送至省运营中心系统，主要包括但不限于：CPU、内存、硬盘的占用率，RSU、PSAM卡在线状态及工作状态等。
6、接收并更新运营平台、省联网中心系统下发的相关系统参数，如：车辆黑名单等。
7、通过运营平台与北斗授时时钟同步。
8、对配置PSAM卡的ETC拓展应用设备，应具备以独立作业的方式工作，在通信网络出现异常时可脱机离线操作，此时所有作业数据均可存储在本地，并且待网络恢复后自动将本地滞留数据最终上传至省联网中心系统和部联网中心系统，同时保证数据的完整性、一致性、真实性、不可抵赖性和安全性不受破坏。
9、网络畅通或故障恢复后，根据运营平台上传数据要求，及时上传流水及记录数据。
10、OBU交易成功率：在车速为0～30km/h的条件下，≥99.99％(除以下因素：未插卡、非有效卡、OBU拆卸、OBU超出有效期)。
11、根据配置需要，应至少保存5万笔交易流水数据。
12、ETC拓展应用设备主要基于Arm或x86架构。
13、MTBF：≥10000小时。
14、系统运行环境：全天候，24小时。
根据不同的应用场景和需求，ETC拓展应用设备提供两种与现有/新建停车场出口收费系统(或其他涉车金融场景)的数据交互接口规则：
表1 ETC拓展应用设备与收费系统数据交互接口规则一
表2 ETC拓展应用设备与收费系统数据交互接口规则二
如图2所示，基于上述规则一，本发明还提供一种利用所述装置实现的方法，所述方法包括步骤：
车辆识别单元获取车辆进入涉车场所时的车辆相关信息，并发送给收费单元；
通过识别所述第一ETC单元，获取车辆驶出涉车场所时的车辆相关信息，并发送给收费单元；
收费单元核对所述车辆进入涉车场所及驶出涉车场所时的信息是否匹配，在匹配的情况下，生成此次在涉车场所收费相关信息，并发送给第一ETC单元；
所述第一ETC单元接收到所述收费相关信息，并核对车牌号信息，当车牌号信息与所述第一ETC单元的车牌号信息相互匹配时，进行交易密钥授权，进行支付交易；
所述结果反馈单元根据所述交易支付结果，生成反馈信息给车主；
交易数据生成单元在交易支付成功后，根据交易支付信息，生成车辆ECT交易流水数据记录，并将所述数据记录通过通信单元发送给结算中心。结算中心为图中的运营、结算平台。
在某一实施方式中，在所述生成反馈信息给车主的步骤之后还包括步骤：
当反馈信息为交易失败时，车主通过备选支付方式进行车费支付；
收费单元接收到车主的车费缴纳信息时，发送指令给行车限制栏杆以放行车辆。
上述方法基于的是天线常开模式，该模式ETC交易设备处于常开状态，第一时间获取ETC车辆的OBU信息，由ETC交易设备启动收费交易。该模式交易速度更快，但要求收费系统在120毫秒内完成计费并返回信息。该模式ETC拓展应用设备与现有/新建停车场出口收费系统(或其他涉车金融场景)的数据交互接口规则使用规则一。工作流程如下：
车辆到达停车场出口(或其他涉车金融场景)收费区域，RSU自动与ETC车辆的OBU设备进行通信，ETC拓展应用设备进行密钥授权后，读取车辆车牌号、车牌颜色、轴数等基本信息，并将信息发送给停车场出口收费系统。收费系统根据该车牌号和该车辆入场时间等其他信息，计算该车辆应收和交易金额，并将车牌号、应收金额、交易金额、附加信息发送给ETC拓展应用设备。ETC拓展应用设备核对车牌号，获取交易密钥授权后，根据交易金额对该ETC车辆进行交易处理，形成交易数据流水数据记录，同时返回成功/失败等信息。收费系统根据成功/失败情况，进行放行车辆还是使用其他支付方式支付等后续操作。
ETC车辆扣费(消费)交易流程，按交通运输部相关规范执行。
ETC车辆清分结算、跨省清分结算及记账流程，按交通运输部相关规范执行。
如图3所示，基于上述规则二，本发明还提供一种利用所述装置实现的方法，所述方法包括步骤：
车辆识别单元获取车辆进入及驶出涉车场所时的车辆相关信息，并发送给收费单元；
收费单元核生成此次在涉车场所收费相关信息，并发送给第一ETC单元；
所述第一ETC单元接收到所述收费相关信息，并核对车牌号信息，当车牌号信息与所述第一ETC单元的车牌号信息相互匹配时，进行交易密钥授权，进行支付交易；
所述结果反馈单元根据所述交易支付结果，生成反馈信息给车主；
交易数据生成单元交易支付成功后，根据交易支付信息，生成车辆ECT交易流水数据记录，并将所述数据记录通过通信单元发送给结算中心。结算中心为图中的运营、结算平台。
在某一实施方式中，在所述生成反馈信息给车主的步骤之后还包括步骤：
当反馈信息为交易失败时，车主通过备选支付方式进行车费支付；
收费单元接收到车主的车费缴纳信息时，发送指令给行车限制栏杆以放行车辆。
本方法是基于天线常闭模式，该模式ETC交易设备默认处于关闭状态，现有/新建停车场出口收费系统先获取车牌号信息，并进行计费处理，然后将车牌号、收费金额等信息发送到ETC拓展应用设备，ETC设备启动天线进行扣费操作。该模式依赖收费系统获取车牌号，通信交互次数相对少，在过车通道狭小环境能避免设备误交易。该模式ETC拓展应用设备与现有/新建停车场出口收费系统(或其他涉车金融场景)的数据交互接口规则使用规则二。工作流程如下：
车辆到达停车场出口(或其他涉车金融场景)收费区域，收费系统车牌识别设备进行车牌号识别，根据该车牌号和车辆入场时间等其他信息，计算该车辆应收和交易金额，并将车牌号、应收金额、交易金额、附加信息发送给ETC拓展应用设备。ETC拓展应用设备打开RSU天线，尝试获取车辆OBU信息，未获取成功直接返回失败信息给收费系统，获取OBU信息成功后进行车牌号核对，获取交易密钥授权，根据交易金额对该ETC车辆进行交易处理，形成交易数据流水数据记录，同时返回成功/失败等信息。收费系统根据成功/失败情况，进行放行车辆还是使用其他支付方式支付等后续操作。
ETC车辆扣费(消费)交易流程，按交通运输部相关规范执行。
ETC车辆清分结算、跨省清分结算及记账流程，按交通运输部相关规范执行。
ETC车辆的OBU设备中存储有不可更改的车牌号等车辆基本信息，ETC收费方式无需人工操作即可进行支付，即可不停车自动完成缴费过程。因此，运营方会更倾向于安装ETC收费系统，以提升车辆进出效率。ETC在拓展涉车金融应用场景，发展车载支付功能方面，正面临着前所未有的发展机遇，ETC技术进入停车场等涉车金融领域，无非是一种提高通行效率的优选方案。
本发明所述技术方案的有益效果有：
1、将ETC技术在停车场等应用场景的OBU通信、在线监管、支付交易、数据处理、数据传输、参数下载等复杂处理进行封装和集成。
2、遵循交通运输部ETC有关技术规范的同时，提出并补充了ETC在停车场等应用场景的接口规则。
3、解决了ETC在停车场等应用场景技术衔接复杂，系统间耦合度高，接口混乱，交易安全性低等问题，为ETC推广应用从技术上奠定了基础。
4、支持快速离线交易和在线交易，使用户有良好的不停车无感支付体验的同时，也便于系统的推广应用。
5、支持各类现有停车场系统，支持多个主流RSU(Roadside Unit路侧单元)设备，按交通运输部或省数据通信标准，与运营平台或省级清分结算平台进行对接。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于ETC的涉车场所收费装置，其特征在于，所述装置包括：
车辆识别单元，安装于涉车场所入口，配置用于读取车辆相关信息；
第一ETC单元，安装于车辆中，配置用于存储OBU设备，完成权限验证，并实现支付交易；
通信单元，配置用于与车辆识别单元及收费单元连接，并与结算中心建立通信；
收费单元，配置用于计算车辆此次在涉车场所产生的费用，并生成费用相关信息；
结果反馈单元，配置用于反馈支付是否成功；
交易数据生成单元，配置用于生成车辆ECT交易流水数据记录，并将所述数据记录通过通信单元发送给结算中心。
2.根据权利要求1所述的一种基于ETC的涉车场所收费装置，其特征在于，所述车辆识别单元包括：RSU设备或电子标签。
3.根据权利要求1所述的一种基于ETC的涉车场所收费装置，其特征在于，所述车辆识别单元包括：第二ETC单元及RSU设备，或第二ETC单元及电子标签。
4.根据权利要求1所述的一种基于ETC的涉车场所收费装置，其特征在于，所述通信单元包括:RS232接口、TCP/IP通信模块、有线数据通信模块、无线数据通信模块中的至少一种。
5.一种利用权利要求1-4任一所述装置实现的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
车辆识别单元获取车辆进入涉车场所时的车辆相关信息，并发送给收费单元；
通过识别所述第一ETC单元，获取车辆驶出涉车场所时的车辆相关信息，并发送给收费单元；
收费单元核对所述车辆进入涉车场所及驶出涉车场所时的信息是否匹配，在匹配的情况下，生成此次在涉车场所收费相关信息，并发送给第一ETC单元；
所述第一ETC单元接收到所述收费相关信息，并核对车牌号信息，当车牌号信息与所述第一ETC单元的车牌号信息相互匹配时，进行交易密钥授权，进行支付交易；
所述结果反馈单元根据所述交易支付结果，生成反馈信息给车主；
交易数据生成单元在交易支付成功后，根据交易支付信息，生成车辆ECT交易流水数据记录，并将所述数据记录通过通信单元发送给结算中心。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述生成反馈信息给车主的步骤之后还包括步骤：
当反馈信息为交易失败时，车主通过备选支付方式进行车费支付；
收费单元接收到车主的车费缴纳信息时，发送指令给行车限制栏杆以放行车辆。
7.一种利用权利要求1-4任一所述装置实现的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
车辆识别单元获取车辆进入及驶出涉车场所时的车辆相关信息，并发送给收费单元；
收费单元核生成此次在涉车场所收费相关信息，并发送给第一ETC单元；
所述第一ETC单元接收到所述收费相关信息，并核对车牌号信息，当车牌号信息与所述第一ETC单元的车牌号信息相互匹配时，进行交易密钥授权，进行支付交易；
所述结果反馈单元根据所述交易支付结果，生成反馈信息给车主；
交易数据生成单元交易支付成功后，根据交易支付信息，生成车辆ECT交易流水数据记录，并将所述数据记录通过通信单元发送给结算中心。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述生成反馈信息给车主的步骤之后还包括步骤：
当反馈信息为交易失败时，车主通过备选支付方式进行车费支付；
收费单元接收到车主的车费缴纳信息时，发送指令给行车限制栏杆以放行车辆。
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