CN1305621A - 用于安装在汽车中的收费装置的路边检验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于检验收费装置(11)按规定运行的路边检验装置(1),收费装置安装在从检验装置(1)穿经过并具有确认号码牌(6)的汽车(10)中,其中收费装置(11)完成卫星支持下的电子收费结算,并且具有以下的装置:a)一个通信装置(2),b)一个分类装置(3),c)一个触发装置(4),d)一个评判装置(5),以及e)一个摄像装置(7)。

Description

用于安装在汽车中的收费装置的路边检验装置
本发明涉及对收费装置的按规定运行进行检验的路边检验装置，此收费装置安装在从检验装置旁经过并具有标识号码牌的汽车内，其中收费装置完成卫星支持的电子收费结算。
其公开的内容被本专利申请所涉及的EP0691013B1公开了一种电子结算系统，采用该系统，在规定地域或需付费路段行驶的汽车的使用费可被征收。此系统的方案是：在每辆汽车中安装一个收费装置，在此装置中采用一台对导航卫星系统，例如GPS(全球定位系统)或Glonass的信号的接收机，并且具有一个电子存储器，在此存储器中存储需付费的路段和地域(以下为简单起见仅用需付费的道路或路段表示)以及相应的费率。借助于导航卫星系统的信号，收费装置在每一时刻具有汽车的实时地理位置并借助于存储的关于需付费路段的数据知道汽车是否在需付费路段内，并且可以这种方法在适当的时候自动求出应付费额。为了保证完全匿名的费额结算，公开的系统利用结算卡(例如芯片卡)，相应的费额被收费装置从它账面余额中减去。
这种可用相对较少的开支实施的收费征收方法原则上提供给汽车驾驶者一系列付费可能性。因此合适的，用于识别相应的盗用需付费路段的预防措施是绝对必要的。
EP0701722B1公开了一种收费装置，它为上述目的而具有一个用来自检对收费装置各元件的非授权操作的装置及一个用来记录非授权操作情况下的诊断数据的错误存储器。在出现非授权操作时收费装置可通过一个相应的信号装置发出一个信号，它指示装置没有按规定工作。
当然先决条件是装置本身是开启的，并且信号装置没有被关掉或以其它方式被操纵。
此外EP0700551公开了一种收费装置，它具有一个信号装置，通过此装置从外部以无线方式查询诊断数据，这些数据给出关于收费装置和其各部件的功能合格性的消息。借助于传送的诊断数据，不仅不计数，而且错误计数也可被查出，此错误计数以错误的费率对其道路使用进行结算。在此文章中对此查明滥用道路和可进行追踪的监测装置没有详细的实施方法。
本发明的任务在于给出一个用于对在卫星支持下进行电的收费结算的收费装置是否按规定运行进行检验的路边检验装置，它一方面在进行检验时保证高的命中可靠性，另一方面对于装置的制造和检验装置的运行需要尽可能小的开支。
本发明的上述任务通过具有权利要求1中所述特征的检验装置完成。此检验装置可由相关权利要求所述的特征进一步优化设计。在权利要求17中给出本发明检验装置的一个有效的应用。
本发明检验装置至少具有以下装置：
a)用于以无线方式在检验装置和从其旁边经过的汽车中的收费装置之间交换信息的通信装置，
b)用于将从其旁边经过的汽车归结为某给定车辆类型的分类装置，
c)用于按时激活检验装置中各个装置的触发装置；
d)用于对从通信装置或分类装置提供的，来自或关于从旁经过的汽车(以及其收费装置)的数据进行可信度检查的评判装置，以及
e)用以在没有发生通信装置与从旁经过的汽车的收费装置之间的信息交换的情况下或在评判装置的可信度检查结果为不可信的情况下记录从旁经过的汽车的号码牌的摄像装置。
这样本发明提供了一个检验装置，它能自动对从旁经过的汽车实际完成要求的路边检验。检验装置可以无线方式经通信装置要求从旁经过汽车中的收费装置传送关于收费装置实时运行状态的信息。
这种信息主要包含关于作为费用结算依据的汽车类型的数据和关于收费装置在结算卡上正常记帐的数据或关于收费装置正常传送到一个费用结算中心的数据。最好通信装置被设计为2.4至5.8GHz范围内工作的短距离无线装置(DSRC=专用短距离通信)。这也是合乎目的的：一个蜂窝移动无线网(CN=蜂窝网)或无线数据网的终端被用作通信装置。如果它适用于数字移动通信和例如符合GSM标准，这样的终端是特别有好处的。移动电传系统的终端也能很好地被应用。此外也可以利用这样的通信装置，其中通过红外线或超声信号传送信息。光学传送方法由于其对于传输途径中人体阻挡的敏感性而较少选用。检验装置和汽车中收费装置间的对话以编码的形式进行是合适的。为此在检验装置和在汽车中或在汽车的收费装置中有相应的编码和译码部件。在汽车中可以设置译码所必须的密钥在例如一个芯片卡中或者一个在收费装置及汽车中使用的通信装置的固定存储器中。如果除了实时的费用信息和芯片卡信息外卫星，位置和/或其它设备信息也被查询并传送到检验装置，则可以保证特别有效的操纵保护。当路边检验装置以相应方式像汽车中收费装置那样配备有用于接收所用导航卫星的信号的接收机时，可以例如将汽车实时接收到的卫星信号与路边检验装置实时接收到的卫星信号进行比较。以这种方法可以排除与其它同时或非常相近的时间上从路边检验装置旁经过的汽车的混淆并排除数据操纵。如果从旁经过的汽车直接给出关于它在对话时刻的实时位置的信息，也同样能做到上述结果。必要时可通过通信装置从汽车传送出信息用于警务目的，它们是按月结算的(例如卡车驾驶员的行车时间，或者汽车数据，它们可通过CAN总线读出)。
路边检验装置的一个特别基本的部分是分类装置，它根据要求按声学或光学测量原理工作。它的任务是借助于有特征的信号识别出从旁经过的汽车的相应类型，使得此汽车能以高的可靠性明确地对应于一个确定的收费等级。按照声学测量原理，例如从汽车发出的噪声可以被分析，大型汽车(卡车或巴士)与小轿车或摩托车有明显不同的频谱。从超声信号例如可得到能用来确定汽车大小的信息，用这种方式可进行分类。为提高分类的可靠性，一般也可以将多个相互不同的测量方法组合起来。对于本发明尤其优秀的是光学测量方法。因此分类装置在其优秀的实施形式中具有一个传感器，它具有一个电子的图像传感器。这个图像传感器可对汽车照相，然后照相图可与汽车分类数据库输出的存储的图像进行对比。按照图像特征最大的一致性来实现汽车分类。为了降低比较过程的计算开销和缩短所用时间，特别好的方案是分类装置按光学相关原理工作。这种情况下不是图像信息，而是图象的空间频率被重迭并且用一个光源垂直照射。发射光线的强度这时是图像相关性的直接度量并用于汽车分类。汽车分类也可以根据用红外线-图象传感器，例如用一个微辐射热测量阵列得到的沿汽车长度的热量分布求得。另一个方法是在分类时从检验装置旁经过的汽车借助于用红外线检测器进行的几何的汽车测量进行。这种汽车分类方法比较而言是非常昂贵的并且一般要求检验装置安装在被观察道路上的桥上。
本发明检验装置的核心组件是一个触发装置，它合理地激活检验装置的各个装置和部件，并且确定汽车分类的时间过程。触发装置收集汽车在道路上行驶到某确定位置时或到达离检验装置规定距离时的时间点，并且按需要提供其它例如关于汽车速度的数据。合理的是触发装置具有一个电子的图像传感器并后接图像处理。此外也可以具有一个雷达传感器或一个激光传感器。当然也可以是多个不同的传感器的组合。
评判装置的任务是查明被检验的汽车是否有权使用道路，以及到期的道路使用费是否按实际价格被汽车内的收费装置正常求得并在账中注销。为此，一方面通过与收费装置对话得到的信息与另一方面由分类装置提供的信息相互比较并检查可信度。如果例如由通信装置通过无线查询从汽车中收费装置得到的汽车类型与由分类装置求得的汽车类型不同，评判装置提供一个信号，该信号引发其它的措施，以报告可能存在的违规。除了欺骗性操纵，在某些情况下也会存在技术性故障。重要的措施在于确保证明材料，它可以可靠地证明毫无疑问被考察的汽车没有按规定结算和注销到期的道路使用费。
此外存在一个摄像装置，在可信度检查结果为否定的情况下或者在与汽车及汽车中的收费装置根本没有对话发生的情况下它完成对汽车的摄像，用此照相可明确地确认此汽车。当然第一重要的是取得汽车号码牌的照相。这个摄像装置例如可以包含一台电子摄像机。此外也可以摄像装置的电子摄像机机身与分类装置传感器的电子摄像机的机身是同一个，这样可以节省用于此部件的开支。对号码牌进行照相的时间点由触发装置通过一个相应的信号规定。
尤为优良的方案是，检验装置包含一个无线装置，尤其是一个无线数据装置时，在汽车内部的收费装置被评判装置确定不按规定运行的情况下可通过此无线装置将该车的号码牌照相以及相应检验过程所需的其它数据传送到一个控制中心。与此相关，检验装置具有一个数据压缩装置是合乎目的的。这样传输到控制中心的数据可以压缩的形式进行。因而对传输信道的容量要求以及数据传输的费用明显地降低了。
本发明检验装置主要由电子元件组成，其需要小的结构空间并具有低能耗。因而此检验装置作为坚固的设备单元被生产。它可以在固定的地点被安装，例如安装在一个作为设备载体的桅杆上或一个跨过相应道路的桥上。对以抽样检查方式实施的检验装置尤为有效的是安装在一辆汽车上，这样检验装置可作为移动装置在任意地点使用。这一方面具有用一台设备可在多个检验点开展检验的优点，另一方面需交费路段的使用者不能事先知道检查点，从而不能例如以下述方式作为“黑驾驶人”而不被发现：总是及时地在到达这样的检查点之前对收费装置进行符合规定的操作，而在其余地方例如简单地关断收费装置。如果完美地构造检验装置，使其可作为手持设备使用(类似于一个用于速度检验的“雷达手枪”)，可以实现特别高的使用灵活性和检验有效性。
本发明使人们可以以抽样检查方式或无空隙方式用以相对较低的费用生产和运行的路边检验装置检查卫星支持的收费装置的按规定运行，并且可达到实现的检验过程的高度可靠正确。主要的还在于为此而需要的人员开支特别小，因为检验装置实际上是完全自动运行的。
下面借助附图给出的两个简图举例详细说明本发明。附图中：
图1是本发明检验装置的方框图，以及
图2是路边安装的检验装置的简图。
图1以功能方框图形式描绘了检验装置1，它具有一个通信装置2，它例如被设计为5.8GHz频率范围内的短距离通信系统。此外检验装置1包含一个分类装置3，其传感器包含一个电子图象传感器(例如一个电子摄像机)。此外检验装置1还具有一个触发装置4，它与通信装置2和分类装置3有信号连接。此外评判装置5和摄像装置7也有信号连接于触发装置。评判装置5例如由一个电子计算机组成，它对正在被检验并从检验装置旁经过的汽车的汽车类型进行可信度检查。为此此计算机比较相关的信息，即将由被检汽车或其收费装置发现、通过通信装置2得到的信息与检验装置自己求得的关于从其旁经过的汽车的相应信息进行比较，以确定相关的汽车类型。如果评判装置5确定在汽车内收费装置中所用汽车类型与检验装置1自己求得的汽车类型不同，则产生一个信号，它用于表示这种状态：正在从其旁边经过的汽车没有按规定结算路段使用费。然后通过触发装置4给出一个相应的信号到摄像装置7，以对相应汽车进行确认性照相。摄像装置7例如设计为电子摄像机，它可同时作为分类装置3的传感器使用，这是有优点的。
对于本发明检验装置1的功能的一个有意义的，但不是强制必备的要求是一台GPS接收机8和一个例如设计为无线数据装置的无线装置9，GPS接收机可接收汽车内收费装置所使用的导航卫星系统的信号，使用无线装置9可将所摄汽车照相或其号码牌的照相与其它的有关被确定事件的信息以无线方式传送到控制中心。这样此控制中心可得到可靠的证明材料，在其基础上可确认相应汽车驾驶者的违规行为。GPS接收机8的信息可与检验装置1从汽车查询到的相应GPS信息进行比较，这样可充分保证被查询数据的真实性。
图2简要示出检验装置1进行的检验过程。一辆装配有收费装置11并载有确认汽车用的号码牌6的汽车10行驶在需缴费的道路上。路旁一个移动支架上安装着本发明检验装置。标号12表示导航卫星系统的三颗卫星，它们发出信号，借助于这些信号可精确地确定相应GPS接收机的以及从而汽车的二维地点位置。检验装置1当然也可安装在停放在路边的一辆汽车中，它通过其短距离无线装置与收费装置通话并且查询为确定收费装置11按规定运行所需的数据。一旦检验装置1确认一辆汽车10没有按规定运行其收费装置，就用图2中未示出的摄像装置完成一个作为证据的、汽车10最好是其号码牌6的照相，并且通过图2中未示出的无线装置将它传送到一个控制中心，以继续处理此确认的侵权行为，相应的汽车然后可以由交通警开到合适的地点(例如一个停车场或路旁停车地)，并且相应驾驶者被出示证明材料。这时可以确定此收费装置11未按规定运行是由于人为操纵还是由于可能不被汽车10的驾驶者所发现的收费装置11的技术故障造成。

Claims (17)

1．用于检验收费装置(11)按规定运行的路边检验装置(1)，收费装置安装在从检验装置(1)旁经过并且具有确认号码牌(6)的汽车(10)中，其中收费装置(11)完成卫星支持下的电子收费结算，具有以下的装置：
a)一个用于在检验装置(1)和从其旁边经过的汽车(10)内的收费装置之间进行无线的信息交换的通信装置(2)，
b)一个用于把从旁经过的汽车(10)对应于一个给定的汽车类型的分类装置(3)，
c)一个用于按时激活检验装置(1)的装置(2,3,5,7)的触发装置(4)，
d)一个用于对通信装置(2)和分类装置(3)提供的，来自和关于从旁经过的汽车(10)的信息进行可信度检查的评判装置(5)，以及
e)一个摄像装置(7)，它用于在没有发生通信装置(2)与从旁经过的汽车(10)内的收费装置(11)之间的信息交换的情况下或在评判装置(5)的可信度检查结果为否定的情况下对从旁经过的汽车(10)的号码牌(6)照相。
2．如权利要求1所述的检验装置(1)，其特征在于，通信装置(2)被设计为短距离无线装置(DSRC=专用短距离通信)，尤其是被设计为2.4至5.8GHz频率范围内的无线装置。
3．如权利要求1所述的检验装置(1)，其特征在于，通信装置(2)被设计为用于蜂窝移动通信网(CN=蜂窝网)或无线数据网，尤其是按照GSM标准或用于移动电传系统的终端。
4．如权利要求1至3中任一项所述的检验装置(1)，其特征在于，通信装置(2)被设计成以加密方式进行其与汽车(10)的对话。
5．如权利要求1至4中任一项所述的检验装置(1)，其特征在于，分类装置(3)具有一个传感器，它根据声学或光学测量原理工作。
6．如权利要求5所述的检验装置(1)，其特征在于，分类装置(3)的传感器具有一个电子图像传感器。
7．如权利要求6所述的检验装置(1)，其特征在于，分类装置(3)按照光学相关原理工作。
8．如权利要求1至7中任一项所述的检验装置(1)，其特征在于，触发装置(4)具有一个带有后续图像处理的图像传感器或者一个雷达传感器或一个激光传感器。
9．如权利要求1至8中任一项所述的检验装置(1)，其特征在于，评判装置(5)被设计成对汽车(10)内收费装置(11)经通信装置(2)传送的汽车类型与分类装置(3)求得的汽车类型进行比较。
10．如权利要求1至9中任一项所述的检验装置(1)，其特征在于，摄像装置(7)具有一台电子摄像机。
11．如权利要求10所述的检验装置(1)，其特征在于，摄像装置(7)的电子摄像机与构成分类装置(3)的传感器的电子摄像机是同一个。
12．如权利要求1至11中任一项所述的检验装置(1)，其特征在于，检验装置(1)包含一个用于收费装置(11)所用卫星导航系统(12)的接收机，并且评判装置(5)被设计成将其自己获得的与从收费装置(11)查询得到的卫星导航系统(12)的数据进行比较，这些数据可经通信装置(2)送到评判装置(5)。
13．如权利要求1至12中任一项所述的检验装置(1)，其特征在于，检验装置(1)包含一个无线装置(9)，尤其是一个无线数据装置，在评判装置(5)确认收费装置(11)不按规定运行的情况下可通过它将汽车(10)号码牌(6)的照相传送到一个控制中心。
14．如权利要求13所述的检验装置(1)，其特征在于，检验装置(1)包含一个数据压缩装置，用它实现以压缩形式传输数据给控制中心。
15．如权利要求1至14中任一项所述的检验装置(1)，其特征在于，检验装置(1)被安装在一个桅杆上或一个跨在汽车(10)所行驶道路上的桥建筑上。
16．如权利要求1至14中任一项所述的检验装置(1)，其特征在于，检验装置(1)被设置在停放在汽车(10)所行驶道路的路旁的汽车内。
17．如权利要求1至16中任一项所述的检验装置在确定汽车内卫星支持的收费装置是否按规定运行，和在收费装置没有按规定运行时提供证据中的应用。
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