CN1253833C - 公路不停车收费方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种公路不停车收费方法和系统涉及公路收费方法和系统，特别涉及公路不停车电子收费方法和系统。该方法为在车辆上安装载有车辆信息的车载装置；该车辆进入不停车电子收费通道入口时，公路不停车收费系统的站级装置读取车载装置内的车辆信息，从数据库中调出匹配车辆数据后放行处理，储存记录，上传公路不停车收费系统的数据管理中心；该车辆通过出口时，公路不停车收费系统的站级装置读取车辆信息，从数据库中调出匹配车辆数据后放行处理，储存记录，上传公路不停车收费系统的数据管理中心，该数据管理中心进行分析形成扣费交易事实上传银行；银行完成交易处理后实时返回该数据管理中心。本发明具有准实时银行电子托收、站口不停车通行等优点。

Description

公路不停车收费方法和系统

技术领  域本发明涉及公路收费方法和系统，特别涉及公路不停车电子收费方法和系统。

背景技  术现有技术的各种公路收费系统，如公开号为CN 1257259A、名称为“公路不停车收费及车辆管理系统”的中国发明专利申请所公开的技术方案，该系统在一定程度上能实现过道收费而不需停车以及费用清算和分账结算，但是存在以下缺陷：一旦数据传输网络发生故障甚至中断，车辆信息无法传输，整个收费系统将瘫痪而无法运行，从而延误车辆正常通行甚至引起经济纠纷；收费系统的稳定可靠性不够。

发明内容  本发明要解决的技术问题，针对上述现有技术的不足，提供一种稳定可靠性高的公路不停车收费方法和系统，该收费方法和系统在数据传输网络发生故障时，仍能保证车辆的顺利通行和费用的准确收取。

本发明所采用的技术方案，设计一种公路不停车收费方法，包括以下步骤：

A、在车辆上安装已写入车辆信息的车载装置；

B、该车辆进入不停车电子收费通道入口时，公路不停车收费系统的站级装置读取车载装置内的车辆信息，并从数据库中调出相对应的车辆数据后放行处理，储存记录，上传公路不停车收费系统的数据管理中心；

C、该车辆通过不停车电子收费通道出口时，公路不停车收费系统的站级装置读取车载装置内的车辆信息，又从数据库中调出相对应的车辆数据后放行处理，储存记录，上传公路不停车收费系统的数据管理中心，该数据管理中心进行分析确认形成扣费交易事实上传银行；

D、银行从该车辆对应的账户中扣费，并在完成交易处理后将数据实时返回该数据管理中心；

还包括以下步骤：

所述步骤B中：所述站级装置读取车载装置内的车辆信息并储存记录的同时，还在车载装置写入车辆进入入口时的相关信息，该相关信息包括车辆入口站号、车道号及进入日期时间；

所述步骤C中：所述站级装置读取车载装置内的车辆信息的同时，还读取并储存车辆进入入口时车载装置被写入的所述相关信息，读取并储存完毕后再清除车载装置上所述相关信息；当该出口的站级装置与数据管理中心之间的网络传输出现故障或中断时，该站级装置根据读取的所述相关信息先做放行处理，待网络恢复正常后，该站级装置立即将储存的车辆信息及所述相关信息上传至所述数据管理中心，该数据管理中心再进行分析确认形成扣费交易事实上传银行以补扣过车费用。

本发明所采用的另一技术方案，设计一种公路不停车收费系统，包括已写入有车辆信息的车载装置，还包括用于车道控制和数据采集及处理的站级装置、进行数据处理的数据管理中心、与该数据管理中心交换相关数据并进行交易结算的银行数据结算系统以及网络；所述车载装置以无线通讯的方式与所述站级装置进行数据传输和交换，所述站级装置、数据管理中心和银行数据结算系统通过网络实现数据传输及数据交换；所述站级装置包括车道数据采集与控制设备和站级监控装置；所述车道数据采集与控制设备主要包括读写装置、车道控制器、车道设备、车辆动态判型设备，所述读写装置、车道设备和车辆动态判型设备分别通过数据传输线路与车道控制器连接；所述站级监控装置主要包括对所属车道进行监控管理的监控工作站、对车道数据储存转发的站级服务器，监控工作站与站级服务器之间通过网络进行数据传输；至少一台以上的车道控制器通过网络与监控工作站和站级服务器进行数据传输。

本发明是针对背景技术中所提到的现有技术的不足而进行的改进，因而具有信用管理、准实时银行电子托收、车道无人值守、站口不停车通行、智能车辆判型、适应开放或封闭各种公路收费型式等优点。

本发明的使用完成了用户通行记录，通行费计算、收费结算等环节的准实时化完成，用户通行不停车，而所有的收费结算环节只在一分钟内全部完成，电子化收费得到完全的体现，并且支持公路的联网收费。

同现有技术相比较，本发明最大的优点在于：车辆在入口时，车载装置被写入入口的相关信息也即车辆入口站道的编码和进入时刻，从而使所述入口的相关信息得到了双重备份：通过网络上传备份至数据管理中心和直接临时备份在车载装置中，当网络发生故障时，出口处的站级装置根据读取的所述入口的相关信息先做放行处理，待网络恢复正常后，该站级装置立即将储存的车辆信息及所述相关信息上传至所述数据管理中心，该数据管理中心再进行分析确认形成扣费交易事实上传银行以补扣过车费用；这样确保车辆时时顺利通行，避免了因网络故障而引起的车辆通行延误以及产生的纠纷，从而大大地提高了不停车收费的效率和稳定可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的系统总体结构示意图。

图2是本发明实施例的站级装置结构示意图。

图3是本发明实施例的系统结构框图。

图4是本发明实施例的业务数据结构示意图。

图5是本发明实施例的系统管理数据结构示意图。

图6是本发明实施例的车道设备布置示意图。

图7是本发明实施例的信号传递示意图。

具体实施方式  以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

一种公路不停车收费方法，包括以下步骤：

A、在车辆上安装已写入车辆信息的车载装置1；

B、该车辆进入不停车电子收费通道入口时，公路不停车收费系统的站级装置2读取车载装置1内的车辆信息，并从数据库中调出相对应的车辆数据后放行处理，储存记录，上传公路不停车收费系统的数据管理中心3；

C、该车辆通过不停车电子收费通道出口时，公路不停车收费系统的站级装置2读取车载装置1内的车辆信息，又从数据库中调出相对应的车辆数据后放行处理，储存记录，上传公路不停车收费系统的数据管理中心3，该数据管理中心3进行分析确认形成扣费交易事实上传银行；

D、银行从该车辆对应的账户中扣费，并在完成交易处理后将数据实时返回该数据管理中心3；

还包括以下步骤：

所述步骤B中：所述站级装置2读取车载装置1内的车辆信息并储存记录的同时，还在车载装置1写入车辆进入入口时的相关信息，该相关信息包括车辆入口站号、车道号及进入日期时间；

所述步骤C中：所述站级装置2读取车载装置1内的车辆信息的同时，还读取并储存车辆进入入口时车载装置1被写入的所述相关信息，读取并储存完毕后再清除车载装置1上所述相关信息；当该出口的站级装置2与数据管理中心3之间的网络传输出现故障或中断时，该站级装置2根据读取的所述相关信息先做放行处理，待网络恢复正常后，该站级装置2立即将储存的车辆信息及所述相关信息上传至所述数据管理中心3，该数据管理中心3再进行分析确认形成扣费交易事实上传银行以补扣过车费用。

该方法使用户通过站口不停车，而所有的收费结算环节在短时间内全部完成，电子化收费得到完全的体现。

所述车辆进入不停车电子收费通道入口时，通道上安装的车辆检测器721感应到车辆驶入，激活公路不停车收费系统的站级装置2，通过安装在通道顶部或旁侧的2.45G或5.8G无线电收发器，经定向天线710与在有效通信范围内的车载装置1通讯；该车辆通过出口时，通道上安装的车辆检测器721感应到车辆驶入，激活公路不停车收费系统的站级装置2，通过安装在通道顶部或旁侧的2.45G或5.8G无线电收发器，经定向天线710与在有效通信范围内的车载装置1通讯；所述车辆信息包括车牌、车种、车类这些用以识别车辆身份的信息以及与收费相关的车辆特征数据；所述站级装置2对车辆进行图像抓拍并予以储存。

所述站级装置2的数据库和数据管理中心3的数据库实时同步更新。

所述站级装置2读取车载装置1内的车辆信息并写入相关信息，两者之间的通讯采用不同的协议；站级装置2采用下行连接协议发送操作命令给一个或多个车载装置1，车载装置1执行相应命令后，采用上行连接协议把结果返回站级装置2。

站级装置2到车载装置1的下行连接包括前导码、起播码、命令包和用于检错的校验码，采用扩频调制方式；由车载装置1到站级装置2的上行连接包括前导码、起播码、应答码和校验码，采用相移键控调制方式。本实施例中站级装置2到车载装置1的下行连接采用载波频率为2.45GHZ的扩频调制方式；由车载装置1到站级装置2的上行连接采用带宽为2.400～2.4835GHZ、副载波为596KHZ的相移键控调制方式。

工作时，站级装置2内的读写装置71采用下行连接协议发送操作命令给一个或多个车载装置1；车载装置1执行相应命令后，采用上行连接协议把结果返回读写装置71。通常情况下，车载装置1上面的主芯片处于低耗休眠状态，仅当收到一个正确的命令调制信号后，芯片才被内部的可编程定时器唤醒，转入工作状态，并执行相应的命令返回结果。

所述车辆对应的帐户为通用储蓄账户。用户交易不受托收约定限制，因余额不足导致收费交易失败，而直接影响下一次的通行。

本发明公路不停车收费方法具体操作如下：

首先在车载装置1写入与其所属车辆一致的车牌、车种、车类等用以车辆身份识别和与收费相关的车辆特征数据；

装有该车载装置1的车辆驶入不停车电子收费通道入口道时，该入口道所属公路不停车收费系统站级装置2中的读写装置71读取进入车道的车载装置(ETC卡)1上的车辆信息，检查车载装置1的合法性及是否为黑名单卡；同时对合法车载装置1写入日期、时间、站号、车道号等入口相关信息；在车辆信息显示屏724上显示进入车辆的车牌号及账户状态信息如正常、止付、拒登、欠费等以及提示信息，并将有关信息上传到站级服务器82，同时对指示灯723(包括报警灯)及自动栏杆722给出相应的控制；该站级装置2从车辆数据库中调出匹配的车辆资料，结合采集的数据迅速作出放行控制处理，并形成过车流水信息记录及上传数据管理中心3；

对非法进入的车辆，给出相应状态显示及报警信息，接受站级监控室发出的处理指令，提示稽查人员进行处理；

所述车辆驶入不停车电子收费通道出口道时，读写装置71读取进入车道的车载装置1内的信息及入口通道时被写入的相关信息，检验车载装置1的合法性；

对进入的车辆进行判型。根据进出站地点、车类、费率表，计算收费数据，显示相关信息(车牌号、收费类型、费额等)，清除车载装置1在入口车道被写入的相关信息，并将收费信息上传到站级服务器82和车道监控工作站81保存及显示；该出口道站级装置2从车辆数据库中调出匹配的车辆资料及入口相关信息，结合采集的数据迅速作出放行或拒绝控制处理，必要时对车辆进行图像抓拍并储存图像；

对指示灯723、自动栏杆722给出相应控制；

对进入为非法的车载装置或无车载装置的异常车辆，给出状态显示，激活相应报警设备，接收站监控室的处理指令，提示稽查人员注意或进行处理；

对合法车载装置的车辆，则形成过车流水信息记录及上传数据管理中心3；上传数据管理中心3的过车信息，由该数据管理中心3进行分析形成扣费交易事实上传银行；银行从该车辆对应的账户中扣费，并在完成交易处理后实时返回所述数据管理中心3。

当该出口的站级装置2与数据管理中心3之间的网络传输出现故障或中断时，该站级装置2根据读取的所述相关信息先做放行处理，待网络恢复正常后，该站级装置2立即将储存的车辆信息及所述相关信息上传至所述数据管理中心3，该数据管理中心3再进行分析确认形成扣费交易事实上传银行以补扣过车费用。

如图1和图2所示，一种公路不停车收费系统，包括已写入有车辆信息的车载装置1，还包括用于车道控制和数据采集及处理的站级装置2、进行数据处理的数据管理中心3、与该数据管理中心3交换相关数据并进行交易结算的银行数据结算系统4以及网络5；所述车载装置1以无线通讯的方式与所述站级装置2进行数据传输和交换，所述站级装置2、数据管理中心3和银行数据结算系统4通过网络5实现数据传输及数据交换；所述站级装置2包括车道数据采集与控制设备7和站级监控装置8；所述车道数据采集与控制设备7主要包括读写装置71、车道控制器9、车道设备72、车辆动态判型设备73，所述读写装置71、车道设备72和车辆动态判型设备73分别通过数据传输线路与车道控制器9连接；所述站级监控装置8主要包括对所属车道进行监控管理的监控工作站81、对车道数据储存转发的站级服务器82，监控工作站81与站级服务器82之间通过网络5进行数据传输；至少一台以上的车道控制器9通过网络5与监控工作站81和站级服务器82进行数据传输。所述网络5为局域网或广域网。

所述车载装置1包括无线远距智能型电子标签11，该电子标签为收费车辆的身份标识和通行信息载体；

所述无线远距智能型电子标签11具有接收发射功能、数据存储及处理功能，该无线远距智能型电子标签11包括微波发射/接收极板天线、调制解调器、信息处理/存储器；频率为2.45GHz或5.8GHz的微波发射/接收极板天线，通过调制解调器连接到信息处理/存储器。

车载装置(ETC卡)1具有安装后防拆卸，数据加密存储传输，数据可读写等功能。用户申领车载装置(ETC卡)1时，发卡者将在智能标签11中写入与所办车辆一致的车牌、车种、车类等用以车辆身份识别，和与收费相关的车辆特征数据，可加入发卡管理者的所需的管理信息，智能标签11中无电子钱包和其它与现金有关的数据。智能标签11中规划出用于记录通行信息的数据空间。

车载装置1平时处于休眠状态，只在进入读写装置71的有效检测范围内才被唤醒进入工作状态。车载装置1在休眠状态下的工作电流非常小，因此可以保证车载装置1的功率消耗极低，使车载装置1内的电池能保持较长的工作寿命。

对于入口通道，当车辆到达前地感线圈时，由地感控制器、地感信号分配器发送信号给读写装置71，读写装置71对车载装置1进行读写操作，读取车载装置1上的信息，传送给车道控制器9，同时将本车道的站号、车道号及车辆到达日期时间等写入车载装置1中。

对于出口通道，在接到地感控制器和信号分配器发出的车辆到达信号后，读取车载装置1中的车号和写入的入口站号、车道号及进入日期时间等信息，传送给车道控制器9，然后将在入口通道出写入的上述信息清除。

所述站级装置2是公路不停车收费系统的中间核心环节，连接电子收费车道和数据管理中心3，负责建立安全快速的数据通道并保障数据流的完整正确，对无人值守的电子收费车道系统进行管理和异常情况的处理，确保整个系统的可靠运行，具有承上启下的关键作用。收费站作为收费公路的基层管理单位，站级装置2同样负有基层管理的职责，需完成站级操作员管理、站级主管的各类数据查询、各类站级报表的提供、车道信息的记录、通过车辆的原始通行记录保存；必要时为站级系统提供所需的数据。

站级装置2具有下列主要功能。

通讯管理功能：建立从车道到数据管理中心3的通讯连接，将车道的入口过车信息、出口过车扣费信息、违章车辆的通行记录上送数据管理中心3；接收数据管理中心3下发反馈信息和系统配置信息(如运行参数、费率表版本、同步时钟等)、用户信息(黑名单等)，经处理后下发到所属车道；维护管理本站网络，自动处理由于网络中心连接出现的批量数据。

数据、业务管理功能：处理上级中心下发的系统控制指令，生成本站及所属车道的配置信息。调用数据管理中心数据库信息，生成本站所述的各类报表；在一定的权限内查询有关不停车收费系统的信息数据；生成与本系统站级配合所需的接口数据，提供或处理完整的站级管理分析报表(如各种O/D表、车流分析报表等)。保存一定时段(如30或40天)的过车信息记录。站级操作员(监控员、稽查员)管理，班次管理。

远程车道监控功能：实时监测车道设备状态，反映设备运行状况和车辆扣费信息；保存一定时间(如40天)车道需抓拍的通行车辆图像；监控员干涉及授权操作；异常报警；记录异常情况和监控员干预状况，对违章车辆(如冲关车辆)进行记录并向上级中心报告，每班形成相应车道运作报表。

站级服务器82负责车道与数据管理中心3间的数据交换和管理。

其主要功能有：采集车道的入口过车信息、出口过车扣费信息、出口车道对车辆的入口资料查询信息，实时上送数据管理中心3并作本地流水纪录，接受并下传反馈信息；

转发由车道监控工作站81形成上送的违章车辆全网报警信息到数据管理中心3；

定时接收数据管理中心3下传的系统配置信息包括各种运行参数、费率表版本、同步时钟等，生成车道配置信息下传到车道控制器9中，同时配置站级设备运行参数；

实施接收数据管理中心3下传的用户信息(黑名单更新信息等)，实时下送并更新车道控制器9中的相应数据库；

及时侦知网络故障。在与数据管理中心3连接出现网络故障时，及时保存并管理本地数据，待网络恢复正常后，自动进行批处理恢复。在与车道连接出现网络故障后，一旦通讯恢复，能自动批次接收车道的上送信息，并及时上传数据管理中心3。

站级服务器82还负责站级业务、数据处理工作。

其工作主要有：随时处理上级数据管理中心3下发的符合管理权限要求的系统控制指令；

日常定时生成本站级所属车道的管理、配置信息；

调用数据管理中心数据库信息，定时生成本站所需的各类ETC报表；生成与本系统站级配合所需的接口数据，提供或处理完整的站级管理分析报表(如各种O/D表、车流分析报表等)，保存一定时段如30天的过车信息记录；

依据权限提供整个ETC系统的信息数据查询功能和生成临时报表。

站级网络管理及维护。维护管理车道和本级站的网络通讯及安全。

车道控制器9具有网络功能，能将采集数据上传至数据管理中心3。车道可无人值守，车道控制器9自动处理通行的车辆数据。车道控制器9是公路不停车收费系统中车道系统的控制核心，是进行数据采集、车型判定、图像转送、状态现实、放行控制、数据上传的控制中心。

当车道与站之间的通讯出现中断或故障时，车道控制器9能保存通过的车辆信息，待通讯恢复正常后再补传送；

接受站级服务器82下载的黑名单、系统运行参数、通道处理指令及对读写装置71的软件升级等操作；

定时将车道设备状态上传到车道监控工作站81，实施传送各设备状态的变化。

所述车道控制器9包括主控制器、过车流水显示器、车道设备控制器、直流电源输出模块、交流电源输出模块、I/O接口模块、通信接口模块、信号光电隔离、信号转换及控制、UPS电源。

车道控制器9还提供多路I/O接口，可对自动栏杆、信号灯等进行控制。同时具有手动开闸控制输出，当站监控室监控员在键盘上操作授权命令后，可由车道稽查员对自动栏杆机进行现场手动开闸和关闸操作。

监控工作站81完成对所属车道的监控、管理、操作授权等工作，站级服务器82完成车道数据的存储转发和本地(站)的财务统计等。

车道监控工作站81主要提供远程站级监控员对车道的全面监控和管理功能，纪录车道状况，利于对异常情况的及时处置和对现场的稽查员的调度管理。

车道监控工作站81的主要功能有：车道状态实时监测，反映车道设备运行状况和通过车辆的信息(车号、车型、通行时间、扣费额等)，实时反映车辆通过车道时各设备的状态变化和处理结果；

异常状态报警：对车道状态进行智能分析，对车道设备或逻辑异常及通行车辆的异常情况(过道超时、U形转弯、冲关等)分不同等级自动报警(菜单弹出、声光报警等)以提示监控员的注意及提示后续操作；

监控员控制：提供监控员控制菜单界面，在正常及异常情况下自动激活相应的控制功能，提供监控员对现场的干预和对稽查员可做的相应操作进行授权，对违章车辆(如冲关车辆)生成全网报警信息；

储存由车道控制器9上送的抓拍图像信息，提供相应的查询功能；

车道检测纪录：定时自动检测和纪录车道设备状况，实时纪录车道异常情况和监控员处置操作流程。提供生成车道运作报表功能。

所述读写装置71包括安装在车道顶棚或车道旁侧的与车载装置相对应的定向天线710、无线电收发设备；

所述车道设备72包括设置在车道旁的车辆检测器721、安装在车道上的高速自动道闸722、指示灯723、状态-费额显示器724和图像抓拍装置725。

所述读写装置71还包括辅助天线阵列712。天线系统包括定向天线710和辅助天线阵列712两部分。定向天线710与读写主控器711组装在一起作为信号的收发及数据分析处理装置；辅助天线阵列712是在特殊状况下扩展对车载装置1进行读写的范围。

读写装置71的核心设备是读写主控器，主控器内含一个带微处理器的嵌入式模块，使读写装置71可以在脱机方式下独立运行用户程序而无需再使用一台PC机进行控制。该装置还拥有功率输出模块和温度控制电路，使工作温度范围达到-40至+85摄氏度，完全可以满足收费公路现场工作环境要求。该装置并可带多对与车载装置1配套的收发微带天线阵列；提供可编程的两路RS-232、两路RS-422和三路RS-485串行通讯接口，八位I/O(TTL电平)接口以及两路模拟信号输入接口(8Bit A/D)；其内部储存器包括有可读写的FLASH、EPROM以及SRAM，使读写装置71可以满足远程距离通讯和缓存数据的需要。

所述车道设备控制器包括地感控制器、地感信号分配器、信号灯控制器、自动栏杆机控制器、车道信息显示屏控制器。

车道设备还包括栏杆地感线圈和保护光栅。

如图6所示，所述车辆检测器721包括埋入式地面感应线圈721a和地面感应测控器，埋入式地面感应线圈721a与地面感应测控器连接；当车辆到达埋入式地面感应线圈721a时，由地感控制器、地感信号分配器发送信号给读写装置71，读写装置71对车载装置1进行读写操作，并将车载装置1上的信息传送给车道控制器9。

图像抓拍装置为CCD摄像机。保证在夜间无补光灯情况下，也能拍摄到清晰的车辆(车牌)图像。

指示信号灯为红(×)、绿(↑)两色，采用点阵发光二极管(LED)制成，具有亮度高、寿命长、耗电少等特点。通道无车时，信号灯为红色(×)；当车辆进入通道，经系统操作后允许放行时，信号灯变成绿色(↑)；当车辆驶离栏杆地感线圈后，自动栏杆关闭，信号灯重新变成红色(×)。

车道信息显示器的显示屏也是由点阵发光二极管(LED)制成，用于显示进入通道的车辆车号、车型及状态提示信息。对于入口通道显示提示：正常、止付等；对于出口通道显示收费类型、收费金额，以及提示：正常、止付、超时、U转弯、冲卡等信息。

实际制造时，为减少体积，把信息显示器、交通信号灯和抓拍摄像机均集中合成在一体，放置在自动栏杆后面位置。

自动栏杆机采用高速自动栏杆机，本实施例中采用德国Magnetic公司制造的M1B20型作为车道栏放的主要设备。

栏杆地感线圈位于栏杆臂正下方，其作用是保证车辆完全通过后，栏杆臂才能落下，以免砸到车辆。此外，为了防止栏杆臂下落过程中有人偶尔路过而引起意外伤害，在栏杆机前侧安装了一对光栅作为防砸人保护。在栏杆臂下落过程，如有人靠近而阻断光栅时，栏杆臂会立刻抬起。

栏杆地感线圈及光栅都直接与自动栏杆机的控制单元相连。

进入收费公路的车辆都是按几种类型收费。对于大部分车辆，可以根据车辆自身特征，预先确定其应收费种类，储存于车载装置中。这样在每次读取车载装置信息时，既可立即知道其应收费种类。但对于货柜拖头车，由于其有无拖载货柜或车架的收费类型不同，为此需对货柜拖头车拖载情况进行现场判型识别，以确定收费种类。同时对车辆进行现场判型可以辅助识别车辆型号与车载装置内的信息是否相符。

本发明对车辆的判型是在不停车情况下进行。所述车辆动态判型设备73包括红外线光栅检测器731，红外线光栅检测器731包括红外线发射器731a和接收器731b。所述车辆动态判型设备还包括前地感线圈、中地感线圈、车道监控摄像图像辅助器。根据综合分析生成判型结果，即可由车道控制器9得出判型结果。对于入口车道，由于不判型，因此没有中地感线圈等设施。

前地感线圈位于通道入口处地面下，作为车辆进入通道的检测装置；中地感线圈与前地感线圈相距一定距离，用于车辆的判型检测(仅出口通道有，入口通道没有)；后地感线圈位于自动栏杆机前，用作车辆位置的辅助检测。

当有车辆到达地感线圈位置时，线圈检测器给出开关和脉冲信号。

地感信号分配器的作用是将一路线圈检测器的输出信号，经信号转换、功率放大、阻抗匹配后，变成多路信号输出，以供不同装置如读写装置、车辆图像抓拍装置等同步使用。

所述数据管理中心3包括中心服务器、网管工作站、通讯前置机。数据管理中心3与银行交易数据生成，运行数据处理，统计结算，管理数据生成与传输等。

每个站级监控装置可以同时对该站的若干数量的车道数采集和控制设备进行管理，一个数据管理中心管理若干数量的站级监控装置。

上述的公路不停车收费系统还包括车载装置发行管理中心6，该中心完成车辆身份数据采集、对用户进行管理和服务、通过网络5将用户数据传输给银行数据结算系统4和数据管理中心3。车载装置发行管理中心6联系银行和公路收费公司及用户，完成车辆数据采集，账户开设(关联)，卡发行、挂失、换卡、销卡等一系列卡、户管理用户服务功能，用户发卡并安装后数据即时传输给银行、数据管理中心3，并经网络5下载到各个车道，用户即可使用。

对于用户的服务支持，可扩展到银行的各个网点，涉及账户、发票管理、银行网点都可以提供相应支持。可大大方便用户。

银行数据结算系统4属于银行中间业务平台的一种，由前置机实时接收并预处理收费管理中心3上传相关业务数据，与业务主机交互完成交易结算，交易结果直接返回。涉及银行端的用户管理也由该部分处理。

用户开卡前需与银行约定通行费托收账户，银行根据用户的信用级别收取相应的保证金(信用级别达到银行要求的等级时可以不收取保证金)，发卡中心审核车辆有效证件确认车辆资料，写入电子标签11，安装后即可通行使用。该帐户为通用储蓄账户，用户交易不受托收约定限制，余额不足而导致收费交易失败，将直接影响下一次的通行。保证金只作为用户欠费追缴的保证，并不用于通行费的交缴。

如图4和图5所示，装有车载装置1的车辆驶入专用不停车电子收费通道入口道时，站级装置2中的读写装置(ETC读写器)71读出车载装置(ETC卡)1上的车辆信息，同时在车载装置(ETC卡)1上写入本站道的编码、通行时间等入口信息，该站级装置2从本地车辆数据库中调出匹配的车辆资料(核查黑、白名单)，结合采集的数据迅速作出放行控制处理(道闸的开闭、指示灯给予指示信号、费额信息显示等)，必要时对车辆进行图像抓拍并储存图像；并形成过车流水信息记录(包含车牌、车种、车类、入口、通行时间等)及上传数据管理中心3。所述车辆驶入专用不停车电子收费通道出口道时，读写装置(ETC读写器)71读出车载装置(ETC卡)1上的车辆及入口信息，在向站级装置系统传输该信息后清除车载装置(ETC卡)1上的入口信息；该站级装置2从本地车辆数据库中调出匹配的车辆资料(核查黑、白名单)及入口信息，结合采集的数据迅速作出放行控制处理(道闸的开闭、指示灯给予指示信号、费额信息显示等)，必要时对车辆进行图像抓拍并储存图像；并形成过车流水信息记录(包含车牌、车种、车类、出口、入口、通行时间、收费金额等)及上传数据管理中心3。整个过程无需人工干预，采集的数据由车载装置(ETC卡)1和系统网络双重载体纪录并传输。车辆在通过出入口时均可以惯常的速度通过。上传数据管理中心的过车信息，由该数据管理中心进行智能分析形成扣费交易事实上传银行。银行完成交易处理后实时返回所述数据管理中心。收费操作实时完成，但通道放行并不依赖于交易完成，这样既保证了收费的实时性，又不耽误车辆的不停车通行，同时又减少对网络实时连通的依赖，因此称作准实时收费。

本发明中，收费采用基于信用管理，事后扣费，使用的是通过的银行储蓄账户。信用管理(信用+保证金)的实时保障了用户，收费单位，银行三者的利益，并将用户群扩大到广大的个人用户中去。事后扣费，通用储蓄账户的采用，给予了用户充分的消费自决权，避免以往充值消费、预付费等收费方式限制用户资金自由使用的问题。

本发明中，采用数据的网络、电子标签的双重加载(电子标签、车道计算机中均有车辆通行信息)，充分保障了后台数据处理的可靠和及时性，充分利用了网络，但又不依赖网络(依靠电子标签本身的移动传输)；车辆资料的本地和标签的双重认证充分保障所采集数据的准确性和真实性。

本发明以智能电子标签作为收费车辆的身份标识和通行信息载体，用户的通用储蓄账户为缴费账户，依靠(但不依赖)专用网络，收费站和银行直接联网，用户通行后即时扣款，车道无人值守，车辆标签、车道、站、中心、银行多重数据保障。

Claims (12)

1、一种公路不停车收费方法，包括以下步骤：

A、在车辆上安装已写入车辆信息的车载装置(1)；

B、该车辆进入不停车电子收费通道入口时，公路不停车收费系统的站级装置(2)读取车载装置(1)内的车辆信息，并从数据库中调出相对应的车辆数据后放行处理，储存记录，上传公路不停车收费系统的数据管理中心(3)；

C、该车辆通过不停车电子收费通道出口时，公路不停车收费系统的站级装置(2)读取车载装置(1)内的车辆信息，又从数据库中调出相对应的车辆数据后放行处理，储存记录，上传公路不停车收费系统的数据管理中心(3)，该数据管理中心(3)进行分析确认形成扣费交易事实上传银行；

D、银行从该车辆对应的账户中扣费，并在完成交易处理后将数据实时返回该数据管理中心(3)；

其特征是，还包括以下步骤：

所述步骤B中：所述站级装置(2)读取车载装置(1)内的车辆信息并储存记录的同时，还在车载装置(1)写入车辆进入入口时的相关信息，该相关信息包括车辆入口站号、车道号及进入日期时间；

所述步骤C中：所述站级装置(2)读取车载装置(1)内的车辆信息的同时，还读取并储存车辆进入入口时车载装置(1)被写入的所述相关信息，读取并储存完毕后再清除车载装置(1)上所述相关信息；当该出口的站级装置(2)与数据管理中心(3)之间的网络传输出现故障或中断时，该站级装置(2)根据读取的所述相关信息先做放行处理，待网络恢复正常后，该站级装置(2)立即将储存的车辆信息及所述相关信息上传至所述数据管理中心(3)，该数据管理中心(3)再进行分析确认形成扣费交易事实上传银行以补扣过车费用。

2、根据权利要求1所述的公路不停车收费方法，其特征是：所述车辆进入不停车电子收费通道入口时，通道上安装的车辆检测器(721)感应到车辆驶入，激活公路不停车收费系统的站级装置(2)，通过安装在通道顶部或旁侧的2.45G或5.8G无线电收发器，经定向天线(710)与在有效通信范围内的车载装置(1)通讯；

该车辆通过出口时，通道上安装的车辆检测器(721)感应到车辆驶入，激活公路不停车收费系统的站级装置(2)，通过安装在通道顶部或旁侧的2.45G或5.8G无线电收发器，经定向天线(710)与在有效通信范围内的车载装置(1)通讯。

3、根据权利要求1所述的公路不停车收费方法，其特征是：所述站级装置(2)读取车载装置(1)内的车辆信息并写入相关信息，两者之间的通讯采用不同的协议；站级装置(2)采用下行连接协议发送操作命令给一个或多个车载装置(1)，车载装置(1)执行相应命令后，采用上行连接协议把结果返回站级装置(2)；站级装置(2)到车载装置(1)的下行连接包括前导码、起播码、命令包和用于检错的校验码，采用扩频调制方式；由车载装置(1)到站级装置(2)的上行连接包括前导码、起播码、应答码和校验码，采用相移键控调制方式。

4、一种公路不停车收费系统，包括已写入有车辆信息的车载装置(1)，还包括用于车道控制和数据采集及处理的站级装置(2)、进行数据处理的数据管理中心(3)、与该数据管理中心(3)交换相关数据并进行交易结算的银行数据结算系统(4)以及网络(5)；所述车载装置(1)以无线通讯的方式与所述站级装置(2)进行数据传输和交换，所述站级装置(2)、数据管理中心(3)和银行数据结算系统(4)通过网络(5)实现数据传输及数据交换；其特征是：

所述站级装置(2)包括车道数据采集与控制设备(7)和站级监控装置(8)；所述车道数据采集与控制设备(7)主要包括读写装置(71)、车道控制器(9)、车道设备(72)、车辆动态判型设备(73)，所述读写装置(71)、车道设备(72)和车辆动态判型设备(73)分别通过数据传输线路与车道控制器(9)连接；

所述站级监控装置(8)主要包括对所属车道进行监控管理的监控工作站(81)、对车道数据储存转发的站级服务器(82)，监控工作站(81)与站级服务器(82)之间通过网络(5)进行数据传输；

至少一台以上的车道控制器(9)通过网络(5)与监控工作站(81)和站级服务器(82)进行数据传输。

5、根据权利要求4所述的公路不停车收费系统，其特征是：所述车载装置(1)包括无线远距智能型电子标签(11)，该电子标签为收费车辆的身份标识和通行信息载体；

所述无线远距智能型电子标签(11)具有接收发射功能、数据存储及处理功能，该无线远距智能型电子标签(11)包括微波发射/接收极板天线、调制解调器、信息处理/存储器；频率为2.45GHz或5.8GHz的微波发射/接收极板天线，通过调制解调器连接到信息处理/存储器。

6、根据权利要求4所述的公路不停车收费系统，其特征是：还包括车载装置发行管理中心(6)，该中心完成车辆身份数据采集、对用户进行管理和服务以及通过网络(5)将用户数据传输给银行数据结算系统(4)和数据管理中心(3)。

7、根据权利要求4所述的公路不停车收费系统，其特征是：所述读写装置(71)包括安装在车道顶棚或车道旁侧的与车载装置相对应的定向天线(710)、无线电收发设备；

所述车道设备(72)包括设置在车道旁的车辆检测器(721)、安装在车道上的高速自动道闸(722)、指示灯(723)、状态-费额显示器(724)和图像抓拍装置。

8、根据权利要求7所述的公路不停车收费系统，其特征是：所述读写装置(71)还包括辅助天线阵列(712)。

9、根据权利要求7所述的公路不停车收费系统，其特征是：所述车道控制器(9)包括主控制器、过车流水显示器、车道设备控制器、直流电源输出模块、交流电源输出模块、I/O接口模块、通信接口模块、信号光电隔离、信号转换及控制、UPS电源。

10、根据权利要求9所述的公路不停车收费系统，其特征是：所述车道设备控制器包括地感控制器、地感信号分配器、信号灯控制器、自动栏杆机控制器、车道信息显示屏控制器。

11、根据权利要求10所述的公路不停车收费系统，其特征是：所述车辆检测器(721)包括埋入式地面感应线圈(721a)和地面感应测控器，埋入式地面感应线圈(721a)与地面感应测控器连接；当车辆到达埋入式地面感应线圈(721a)时，由地感控制器、地感信号分配器发送信号给读写装置(71)，读写装置(71)对车载装置(1)进行读写操作，并将车载装置(1)上的信息传送给车道控制器(9)。

12、根据权利要求4所述的公路不停车收费系统，其特征是：所述车辆动态判型设备(73)包括红外线光栅检测器(731)，红外线光栅检测器(731)包括红外线发射器(731a)和接收器(731b)。

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