CN1501329A - 智能交通系统 - Google Patents

Abstract

一种建立在蜂窝移动通讯系统之上的智能交通系统，其中车载终端以GPS和蜂窝移动通讯终端构成，系统利用蜂窝移动通讯系统的技术特点，为系统与车载终端之间提供信息传输的手段，并分区下载信息到车载终端中，还借助多种信息采集和服务方法，完成对任意路段上或收费站处的车辆识别、不停车分档计帐、交通信息采集和服务、个性化或广播化车辆导航服务，以及对整体交通信息的采集，并采用移动通讯现有收费模式进行集中式电子收费和车辆管理，而且信息采集与信息服务的方法兼容。该系统无须下发电子地图，就可以达到智能交通系统概念的绝大部分要求，系统功能丰富强大，硬件设备集中，系统定位精度很高，对驾车人和交通管理部门都有很强的工具支持，该系统的信息分配合理，建设速度很快，成本大大降低。

Description

智能交通系统

技术领域

本发明涉及一种智能交通系统，特别涉及利用现有的蜂窝移动通信系统构建的车辆智能交通系统。

背景技术

智能交通系统ITS是汽车化社会发展最早的美国首先开展研究的一个课题。该课题涉及多个方面，主旨为保障车辆交通安全、提高道路交通效率。这一课题一直被人们所关注，其原因在于虽然汽车应用是一种现代化的标志，但与汽车应用有关的交通管理和信息服务，却长期处于全部由人工参与完成的原始状态。

智能交通系统至少可以划分为道路系统和车载系统。车载系统使参与道路交通的主体，而道路系统为车载系统向车载系统提供信息，并最终指导驾车人更好地利用道路交通的资源。目前国内外在ITS的概念中，按公认的、技术先进的系统方案描述，道路系统需要不同种类的设备搭建多层次复杂体系的系统架构。这一系统的技术架构特点主要表现为：

1.短程通讯：在道路收费站两侧，采用路面天线的方式，以特定的专用短波频率与车辆上的特定收发装置进行短程通讯，达到在道路收费段的入口和出口对途经车辆以不停车方式，进行识别登录和分档记帐的目的；

2.中远程通讯：在车辆位置信息的传送和对车辆的监控方面采用GPS与蜂窝移动通讯系统网络技术组合的方式；

3.车辆导航：自主性地理导航模式的产品刚刚具有大规模应用的趋势，但需要导航软件开发商不断地更新导航软件的数据部分，而且没有与路况信息相关的导航能力；

4.交通信息采集：在重要路段或路口，以图像摄取方式录取车辆通行情况，并以计算机图像处理技术，提取交通路况信息，或者以路面安装压感线圈的方式，采集途经车辆的数量；

5.车辆自动识别：采用对指定地点以指定视角进行视频图像模式识别的智能处理方式，并且需要租用大量的线路和限制车速以及要求其他使用条件，或采用电子标签的方式；

6.电子收费：在电子收费方面采用非接触式银行结算卡的方式，需要发行大量的非接触射频卡和独立的收费结算软件；

7.交通信息服务：在交通信息服务方面采用调频广播方式，个性化服务数量贫乏，使驾驶员淹没在大量的与已无关的交通信息中，需要驾驶员对信息进行再处理的工作量大，分散了他们的驾驶注意力；

8.采用专用通讯系统满足商用车辆辅助系统的要求；

9.需要大量的外场设备以及这些设备的安装、运行和维护成本。

这样的ITS架构造成系统构造复杂，设备投资巨大。每一种硬件平台系统在实现自身预定功能时，都不可避免地为整个系统带来或多或少的自身系统误差，因而使整个ITS的效能成本高昂。比如视频识别技术，就无法在任何安装地点、使用场合、亮度和气象的条件下，对任意行驶速度的车辆做到100％识别率。

1996年日本研发了以光信标为技术特征的VICS Vehicle Informationand Communication System，这是世界上最大规模的ITS实用化项目。VICS可以在光信标设备上一举完成ITS的主要功能，能够较好地向途经的车辆提供以旅行时间为主的交通信息，其信息采集的内容也围绕着提供该信息的目标进行。

虽然光信标采用红外光场作为通信媒介，通讯带宽很大，但因悬挂在道路上方的光信标所建立的红外光场视角较窄，再加上车速因素而使通讯时间短暂，使得数据交换量非常有限。另外作为信标，光信标不可能具有实时信息处理能力，必须依赖与交通控制中心的有线通讯连接，在交通控制中心的计算机系统支持下工作，而且呈离散状分立在道路沿线的光信标点，在构建、维护和使用方面的成本会非常高昂，在交通信息的采集点分布方面灵活性也较差，信息采集后的处理过程也会比较复杂。

中国专利申请01115638.4《一种车辆导航与路网管理的方法及装置》提出了车辆出行前由驾驶员先行向控制中心报告出发地及目的地，并由此从控制中心获得一个到达目的地后自动解除的随机标识码ID，控制中心凭借该标识码ID对该车辆进行导航或疏导。在各个路口的每个方向上安装有定位装置，能够感知该路口方向附近的车辆，并将该方向上一定范围内的车辆的ID经专用数据传输线向控制中心报告，为车辆的导航及疏导对路口信号灯的控制进行重新调整。

该申请着重阐述了系统的硬件构成。而且所述的随机标识码ID的产生和作废过程，会因为系统意外而造成该标识码的管理混乱。实际上该申请所提出的系统方案与日本的VICS是十分相似的。比如安装在路口感知车辆随机标识码ID的车辆定位装置，其效能与光信标就非常类似。

除此之外，中国专利申请97195528.X《车辆导航系统》公开了一种在收费站附近建立的自动收费和车道选择提示系统。该系统可以在收费站附近区域，提示驾驶员的付费帐号对前方收费站费用的支付能力，并根据驾驶员对收费方式的选择，向驾驶员提供驶向自动收费或人工收费车道的选择提示信息，以及在经过收费站后向驾驶员提供驶往目的地的车道的选择提示信息，以消除开放式收费站附近的拥堵。

很显然，这种系统所追求的是行驶路线最短，或沿途费用最低，而非城市交通中所追求的行驶时间最短。而且这种系统是一种封闭性的系统，其导航决策的提出与外界因素的变化无关。故此也将此类导航系统不作为智能导航系统，而称其为机器导航系统，或称为本地决定型导航。

目前在世界上，以GPS+GSM或GPS+CDMA模式发展起来的车载终端产品，其普及的可能性越来越大。成本下降是其可能在不久的未来逐渐走向广泛应用的根本原因。但目前这种类型的车载终端仅仅以按可更改的时间间隔，以反映目标车辆轨迹为目的，借助蜂窝通讯网络，连续向中心站点发送本车GPS坐标的应用方式，在车辆防盗和调度方面应用广泛。

一个智能交通系统的核心包括信息采集、信息处理、信息提供、信息利用和不停车收费。在目前现有的智能交通系统方案中，信息采集、信息提供、不停车收费及收费管理等功能的实现需要采用不同的技术平台，因而造成体系结构繁冗，建设成本高，信息采集手段和能力有限。尤其是信息采集，是智能交通系统中成本最高，效能与期望值相差最大的一个部分，因而恶化了整个系统的性价比。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能交通系统，它能够利用现有的蜂窝移动通讯系统网络，构成在蜂窝移动通讯系统这一单一技术平台上，利用蜂窝通讯技术的特点，实现ITS各个主要功能的一种解决方案。

根据本发明的智能交通系统，至少包括道路系统和车载系统，其中道路系统至少包括交通管理中心、蜂窝移动通讯系统，车载系统包括至少一个车载终端，其特征在于：道路系统与车载系统之间采用所述蜂窝移动通讯系统建立通讯，交通管理中心向车载终端传送信息时，利用车载终端与普通移动通话用户的属性差异，将信息只传送给车载终端。

本发明还提供一种用于智能交通系统的车载终端。根据本发明的车载终端至少包括：一个中央处理器(10)，参数输入模块，通讯模块，存储器(13)，语音合成模块(14)，一个输入/输出装置(15)和与输入/输出装置(15)连接的提示装置，所述参数输入模块、通讯模块、存储器(13)、输入/输出模块(15)与所述中央处理器(10)相连，提示装置与输入/输出装置(15)相连，其中所述参数输入模块至少包括GPS模块(11)，所述通讯模块至少包括蜂窝通讯模块(12)，其特征在于：所述GPS模块(11)至少接收来自卫星的定位信号，所述蜂窝通讯模块(12)用于建立车载终端与道路系统的通讯，所述中央处理器(10)可以按指令要求处理来自参数输入模块的参数，并将指令执行结果按指令要求通过所述通讯模块或所述提示装置输出。

本发明的特点是，将整个路网辖区按区域分治，并借用公共蜂窝移动通讯系统或专用的蜂窝通讯系统的基站服务区来建立各分治区域。依靠蜂窝移动通讯系统对用户的登录、识别和管理的手段，完成对车辆及交通设施和资源的管理。除道路收费处这样重要场所需要图像识别系统辅助收费，以避免闯关逃费现象外。信息采集和服务利用蜂窝移动通讯系统的技术特点，手段灵活简单，而且信息点的建立可以完全替代光信标的作用，信息点操作的内容广泛而且易于设定。整个系统建设速度快，成本低，功能完善和使用灵活是这个系统的巨大优点。而且，车载终端使一个开放的技术平台，可以具有丰富的功能应用。

本发明的有益效果是，在蜂窝移动通讯系统的单一技术平台上构建整个智能交通系统，完全利用现有技术进行技术组合，完成交通信息采集、交通信息服务、不停车收费、车辆识别、车辆导航、商用和应急车辆辅助以及路车通讯等功能，极大地简化了公认的ITS架构复杂性。无需将电子地图下发给系统用户，系统用户也无须以地图作为系统操作的界面。由于主要功能均可借助商用蜂窝移动通讯系统网络进行，极大地降低了系统投资规模，而且即使蜂窝移动通讯系统升级改造，也不会引发本发明所述的智能交通系统的本质性改造。尤其是系统硬件设备集中，系统建设迅速，维护升级方便，节省了专用长途传输线路的投资，大大减少或避免了系统庞大的建设和使用成本，缩短了系统的建设时间。车载终端平台开放，可以接入多种应用。

附图说明

图1是本发明所述的智能交通系统体系架构框图；

图2a是根据本发明的车载终端的完整版结构框图；

图2b是根据本发明的车载终端的一种简化版结构框图；

图3a是交通管理系统的结构框图；

图3b是交通信息服务中心的结构框图；

图4a是车辆行驶辅助系统的结构框图；

图4b是车辆管理系统的结构框图；

图5a是道路收费系统的结构框图；

图5b是一个导航路线在车载终端上的显示图样；

图6示出了本发明的智能交通系统的一个具体的应用；

图7示例了一个根据信息采集得到的路况信息虚拟显示画面；

图8示例了不停车收费的实现过程。

附图中：

1.车载终端；10.中央处理器；11.GPS模块；111.DGPS模块；12.蜂窝通讯模块；121.调频广播附加信道数字接收模块；13.存储器；131.本车属性信息；132.本车动态信息；14.语音合成模块；15.输入/输出装置；151.喇叭；152.话筒；153.显示屏幕；154.灯光讯号装置155.号码及功能键盘；156.外部接口；

2.交通管理中心；20.计算机系统；21.智能交通系统应用软件；22.蜂窝移动通讯网络接口；23.GIS路网地图系统；24.交通道路信号控制网络接口；25.网络存储设备；26.交通信息服务中心接口；27.车辆管理系统接口；211.道路交通管制系统；212.交通信息采集系统；213.道路信号控制系统；214.DGPS装置；

3.交通信息服务中心；30.计算机系统；31.交通信息服务应用软件系统；311.车辆道路导航系统；312.路况信息提供系统；313.呼叫中心系统；32.交通管理中心接口；33.蜂窝移动通讯网络接口；34.网络存储设备；35.呼叫中心系统接口；36.道路收费系统接口；

4.蜂窝移动通讯系统；40.移动交换中心；41.蜂窝；411蜂窝；412蜂窝；413蜂窝；414蜂窝；42.用户识别号码；421.蜂窝移动终端机器号；422.移动通讯用户编号；43.蜂窝基站与移动交换中心间的中继线；431.蜂窝基站451与移动交换中心间的中继线；432.蜂窝基站452与移动交换中心间的中继线；433.蜂窝基站453与移动交换中心间的中继线；434.蜂窝基站454与移动交换中心间的中继线；44.蜂窝边界；441.蜂窝411与蜂窝412的边界；442.蜂窝412与蜂窝413的边界；443.蜂窝413与蜂窝414的边界；45.基站；451.基站；452.基站；453.基站；454.基站；46.有线数据通讯线路；461.移动交换中心与交通管理中心之间的有线数据通讯线路；462.交通管理中心与交通信息服务中心之间的有线数据通讯线路；463.移动交换中心与交通信息服务中心之间的有线数据通讯线路；464.交通管理中心与车辆管理系统之间的有线数据通讯线路；465.移动交换中心与道路收费结算系统之间的有线数据通讯线路；466.道路结算中心与车辆管理系统之间的有线数据通讯线路；

5.车辆行驶辅助系统；50.车辆行驶计算机和软件系统；51.商用车辆辅助系统；52.应急车辆辅助系统；53.公务车辆辅助系统；54.交通管理中心接口；55.蜂窝移动通讯系统接口；56.道路收费系统接口；

6.车辆管理系统；60.车辆管理计算机和软件系统；61.车辆登记数据库；62.网络存储设备；63.交通管理中心接口；64.蜂窝移动通讯系统接口；65.道路收费系统接口；

7.道路收费系统；70.道路收费计算机和软件系统；701.道路收费结算系统；71.收费站专用有线数据通讯网络；72.收费站计算机系统；721.收费站图像识别系统装置；722.收费站图像识别软件；723.图像识别摄像机；73.收费站中线；74.交通管理中心接口；75.蜂窝移动通讯系统接口；76.车辆管理系统接口；

8.收费站提示信息点信息坐标；81.简单区域采集法圆形预选区域中心；82.交通临时管制标志信息点信息坐标；83.简单直接区域法或信息点采集数据区域；

901～916.路标；

C.路口；D.双精度三级筛选法数据采集区域；D0.直接区域法数据采集区域；D1、D3.收费站前数据采集区；D2、D4.收费站后数据采集区；E.目的地；F.出发点；S.收费站；V.车辆。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的优选实施例。本发明的系统，如图1所示，由车载终端1构成的车载系统，和由交通管理中心2、交通信息服务中心3、蜂窝移动通讯系统4、车辆行驶辅助系统5、车辆管理系统6和道路收费系统7构成的道路系统组成。其中交通管理中心2、交通信息服务中心3、蜂窝移动通讯系统4、车辆行驶辅助系统5、车辆管理系统6和道路收费系统7之间采用有线远程通讯网络构成信息交联。交通管理中心2、交通信息服务中心3、蜂窝移动通讯系统4、车辆行驶辅助系统5、车辆管理系统6和道路收费系统7与车载终端1之间通过蜂窝移动通讯系统4以无线数据通讯的方式构成信息交联。

交通管理中心2通过蜂窝移动通讯系统4与车辆的车载终端1保持通讯联系，同时以有线数据通讯网络与交通信息服务中心3、车辆行驶辅助系统5、车辆管理系统6和道路收费系统7进行信息交联。在有线通讯线路到达不了或未敷设的地方，蜂窝移动通讯系统4和专用无线通讯系统就会成为系统信息交联的通讯媒介。

交通管理中心2

如图3a所示，交通管理中心2由具有强大的计算处理能力的计算机系统、智能交通系统应用软件和网络存储设备组成。在智能交通系统应用软件中，有强大的数据库软件支持，以便对数据进行维护和管理，对历史和当前的交通信息进行整理分析，对短期和中短期交通路况进行分析和预报。

智能交通系统应用软件包括道路交通管制系统211、交通信息采集系统212和道路信号控制系统213。映射真实路网系统的GIS路网地图系统23是交通管理中心2借助计算机系统维护辖区交通秩序的重要工具和工作界面。

道路交通管制系统211可以根据交通信息采集系统212对全路网路况信息采集的结果，以及参考来自车辆导航系统311关于用户订购导航服务的数据、车辆辅助系统5和道路收费系统7提供的信息，及时经道路信号控制系统213修订任意路口交通信号等的控制规程。或对某些路口路段下达临时管制措施，并通过设置信息点，经路况信息提供系统312，向有关区域的车辆广播临时管制措施。

道路交通管制系统211是路网交通规则的执法系统，也是道路交通临时管制措施的制定系统，以及作为存储着整个路网系统内任何一个交通标志的放置地点、内容设置、更改和临时变动的数据库。如果任何一个路口或路段的交通设施或管制规则发生变化，在这一变化被批准实施之前，道路交通管制系统211就会做出记录变更，从而使所有道路交通的参与者能够在第一时间内得到这一规则的变化。

道路交通管制系统211还可以提供来自交通道路信号控制网络的道路交通信号控制规程。并可以在权限的控制下根据来自于其他系统的请求，改变现有交通道路信号控制规程，以满足这些系统的临时或紧急要求。

道路交通管制系统211还配置了高精度的GIS路网地图系统和路由计算软件，承担来自交通信息服务中心3、车辆管理系统6、道路收费系统7和车辆辅助系统5的关于对坐标转换、行驶路线的计算工作。

交通信息采集系统212采用区域采集法和信息点采集法，对整个路网的交通路况信息进行采集。采集信息可以是针对实时要求的道路通过流量何车速等参数的数据采集，也可以是对整个路网系统交通流量分布的宏观信息进行采集。

交通信息的采集内容主要是采集本车动态信息132，必要时可以连同本车属性信息131一并采集。

本车动态信息132中的提取时刻是中央处理器10从GPS模块11中提取定位坐标的时刻。当交通信息采集系统212收到本车动态信息132后，可从DGPS装置214处提取同一时刻的GPS坐标精度修正值，以便对本车动态信息132中的位置坐标进行修正。修正精度可达1米以内，可以很好地为虚拟显示路口路段交通路况提供技术保障。

可以在本优选方案的系统正式运行的某个时期，要求所有车辆驾驶员在出行前，都要将出行的目的地和出发地及本车电子号牌，都通过交通信息服务中心3向交通管理中心2报告，并且这一要求将持续一段时间。系统也可以籍此功能，随时阶段性地开展交通信息普查工作，强制要求所有车辆道路交通的参与者，在每次出行前，报告出行路线和目的地。这样可以使交通管理中心2获得相当丰富的资料作为数据库和城市道路建设的基础数据。

交通信息服务中心3

如图3b所示，交通信息服务中心3和交通管理中心2一样，具备强大的计算能力和GIS路网地图系统、路由计算软件和网络存储设备，同时也具有呼叫中心系统接口以及与其他紧密相关系统进行相互隔离的接口。

交通信息服务中心3从交通管理中心2获取用户所需的路况信息和道路交通管制信息，从道路收费系统7获取过路费资费标准。隶属于交通信息服务系统3的呼叫中心系统接受来自驾驶员的服务请求，并将这些请求转化为系统指令，交由交通信息服务中心3的计算机系统处理。

在交通信息服务应用软件中，有强大的数据库软件支持，以便对数据进行维护和管理，对历史和当前的交通信息进行整理分析，为系统用户进行专业化服务。

交通信息服务应用软件包括车辆道路导航系统311、路况信息提供系统312、和呼叫中心系统313。在交通信息服务系统中也可以不配置路由计算软件和GIS路网地图系统。这是由于国家对高精度电子地图的管理有严格规定，因此有必要将系统必备的具有国防密级的电子地图，限制在交通管理中心2内。其他相关系统可以在要求此类数据时，可以向交通管理中心2的计算机系统提出请求。

呼叫中心系统313是一个以语音或数据信息方式接收用户导航订制请求的服务机构。话音服务部分可以由专业呼叫中心进行业务承包，但以诸如短信息形式的导航订购请求，由交通信息服务中心3与蜂窝移动通讯网络接口转交。

交通信息服务中心3在完成对用户的信息服务内容的准备之后，可以通过蜂窝移动通讯系统4和利用专业调频交通信息广播电台的附加信道，将信息服务内容以数据形式广播出去。

所述调频广播附加信道数据广播，目前已是实用化技术，广泛用于股票信息、天气预报信息和图文广播和用户寻呼等应用。

蜂窝多动通讯系统4

本发明的这一优选实施例并没有对蜂窝移动通讯网络4的架构做出不同于其自身业务要求的规定。只是要求对于敏感的路段或路口，如果它们处于两个相邻的基站45服务区分界区域上，则希望蜂窝移动通讯网络4能够对基站的设置进行调整，以便使这个敏感路段或路口能够处于一个基站的覆盖之下，否则系统的操作和信息量都会带来本可以避免的对蜂窝移动通讯系统4处理能力的冲击。

通常设置在某个基站服务区内的信息点信息，都是存放在移动交换中心40上的。当车载终端1由蜂窝A进入到蜂窝B时，蜂窝A和蜂窝B各自的基站都经蜂窝间的中继线向移动交换中心40发出一个信令信息，指明车载终端1离开蜂窝A，以及车载终端1进入蜂窝B。移动交换中心40由此获得车载终端1的位置变化。这也是双定位精度三级筛选法中关于低精度定位技术的原理。

当移动交换中心40了解到某个车载终端1越过蜂窝边界44时，移动交换中心40就会向该车载终端1发送其进入的那个基站服务区内已经设置好的所有信息点信息。

如果一个或一批新设置的信息点信息设置在某个基站服务区内时，移动交换中心40可以按照交通管理中心2的指令，采用立即对所有位于本服务区内的车辆进行广播信息点信息的方式，或采用对其后进入的车辆进行广播的方式，来下发这些信息点信息。

目前应用的蜂窝移动通讯系统4诸如GSM、CDMA，都支持短信息服务。采用现有的短信息形式为本优选方案的系统传递路车信息，GSM和CDMA都可以基本达到系统要求。按一个基站的服务区内有2000台车辆和一个基站的短信息收发吞吐量为29条/秒的较苛刻标准计算，完成对2000台车辆的信息发送，需要耗时69秒。

对于车辆交通信息采集需要海量信息资源的要求，商业蜂窝移动通讯系统4可能难以招架。解决问题的办法之一，就是为智能交通系统设置专用的通讯频率和信道资源。这取决于国家无线电和信息服务业运营管理部门对无线电资源的分配规则。

所有车辆都配置车载终端1，并且有一个属于蜂窝移动通讯系统4的唯一识别号作为电子车牌。

能够作为车辆电子号牌的，与蜂窝移动终端有关的用户识别号码42通常有两个：一是移动终端硬件机器号421IMEI；一个是蜂窝移动用户编号422。

本优选实施例以蜂窝移动用户编号422作为车辆的电子号牌。

蜂窝移动用户编号422在蜂窝移动通讯系统4中还有一个缴费帐号。该帐号可以采用预付款的形式、也可以采用与普通移动通话用户一样的月结方式，结算车辆的实际费用。

车辆行驶辅助系统5

图4a是车辆行驶辅助系统5的结构框图。车辆行驶辅助系统5专门为专业车辆提供信息服务，其作用类似于交通信息服务中心3。普通社会车辆上安装的车载终端1听命于交通管理中心2、车辆管理系统6和交通信息服务中心3，而专业或商业车辆上安装的车载终端1则听命于交通管理中心2、车辆管理系统6和车辆行驶辅助系统5。

车辆行驶辅助系统5包括商用车辆辅助系统51、应急车辆辅助系统52、公务车辆辅助系统53。这些系统涵盖了出租车辆辅助系统、货运车辆辅助系统、救护车辅助系统以及公务车辆、军用车辆、警用车辆辅助系统。各个不同行业可以按自身行业特点，在交通管理中心2和交通信息服务中心3提供的丰富信息资源上，利用系统可以公开的或授权的工具，建立自己的行业车辆辅助系统，并与交通管理中心2建立信息连接，在交通管理中心2和车辆管理系统6的授权下，按一定的权限有偿或无偿地调用系统资源。车辆行驶辅助系统5还需要从交通信息服务中心3，按权限设定调用其系统内的信息资源。

车辆管理系统6

图4b是车辆管理系统6的结构框图。车辆管理系统6是现行车辆管理系统6在网络上的表现形式，但这一系统更具有管理的主动性。该系统除负责为其他系统提供车辆登记信息外，还是车辆逃费过路费、养路费和车船税等税费的追逃执行机构。该系统可以自行发送查询指令，要求所有收到指令的车辆报告位置，也可以利用交通管理中心2的回传信息得到的车辆位置信息。

车辆管理系统6可以将车辆的电子号牌或物理号牌和停车场编号在同一层次上进行管理，区别二者的关键是二者的命名方法。比如，车辆的物理号牌是“京AE5xxx”，而停车场的编号则是1234-JEN。其中“JEN”可以表示“北京东城区北部”的含义。而车辆的电子号牌是“91012345678”，停车场的编号可以是“90110123456”。也就是说，在车辆管理系统6的数据库中，所有车辆和停车场都有一个物理编号和电子编号和蜂窝移动通讯系统4终端设备的识别符IMEI。物理编号对于车辆可以是车牌号码，对于停车场可以是一个编号或是一个四位汉字名称。同样电子编号对于车辆就是该车辆的电子号牌，对于停车场就是该停车场的电子号码。物理编号用于人工界面的显示和帮助，电子编号用于计算机检索和处理。车辆的物理号码由于会泄露车主的行踪而被限制使用，代之以电子号牌在计算机系统中使用。物理号牌与电子号牌的对应关系只能在车辆管理系统6中得到。

车辆管理系统6与交通管理中心2在车辆动态信息上密切配合，利用车载的和固定安装的车辆图像识别设备，查找监控嫌疑车辆，并可以经交通管理中心2，利用车载终端1以语音通知嫌疑车辆附近的同行车辆协同监视。

对于嫌疑车辆，车辆管理系统6可以向各个系统，下发包含嫌疑车辆图片信息的电子通缉令。一旦嫌疑车辆的信息出现在某个系统或某个图像识别装置上，计算机软件系统会提示本系统管理员，向通缉令发出单位通报嫌疑车辆的行踪，或通报该车前方可能途径的执法设施，对该车进行拦截。

如果车辆的电子号牌被隐匿，车辆在就会在隐匿的状态下运行，可能使应该下载的信息点信息不能正常下载，会造成该车在道路收费站逃费，和使交通信息采集系统212的信息采集失准。因此必须保证车辆的电子号牌与物理号牌具有同样严格的管理水平。隐匿电子号牌的车辆与丢失物理号牌的车辆在处理性质上是同样严重的。

车辆管理系统6可以借助蜂窝移动通讯系统4对移动终端的登录识别功能，监视任意车辆的电子号牌的在线情况。如果一个车辆的车载终端1断电或其蜂窝通讯模块12工作失效，蜂窝移动通讯系统4会立即按照检查用户关机或不在服务区的功能，向车辆管理系统6报告。当该车辆的车载终端1重新恢复联系后，蜂窝移动通讯系统4也会立即报告车辆管理系统6。这样，车辆管理系统6就可以实时了解整个路网内的车辆保有量，并震慑恶意隐匿电子号牌的行为。

车辆管理系统6的存在保证了智能交通系统电子号牌的权威性，也保证了道路收费系统7的安全性，惩罚逃费车主。在车辆的年检中，车辆管理系统6可以使大部分逃费或嫌疑车辆得到清算和处理。

交通管理中心2还可以在对拥堵路段和路口进行处理时，对车辆的电子号牌进行检查，查找嫌疑车辆。车辆管理系统6利用蜂窝移动通讯系统4对移动用户的识别登录功能，能24小时不断地扫描所有车辆的电子号牌，随时可以发现电子号牌的隐匿行为。

凭电子号牌检索得到车辆的物理号牌，将使每个车辆的行踪呈公开状态，由此可能会引起一些重视隐私人士的反对。系统可以根据系统应用地区法律中有关隐私条款的规定，限制电子号牌的使用范围，并且将由电子号牌检索车辆的物理号牌的权限控制在车辆管理系统6的范围内。任何子系统必须经车辆管理系统6的授权，才能在确定的时间段内，获取对确定车辆的物理号牌或其他属性细节的检索能力。系统内通行使用的车辆号牌不是物理号牌，而是未得到授权不能获取的车辆电子号牌。

在车辆管理系统6中的车辆和停车场的编号举例如下：

                             车辆            停车场

物理号牌：                   京AE5XXX        1234-JEN

电子号牌：                   91012345678     90110123456

移动通讯用户编号：           91012345678     90110123456

蜂窝移动通讯系统4识别号IMEI：5350017370296xx 5350017370296xx

车辆、停车场以及其他交通信息设施的物理号牌、电子号牌的命名规则应有所不同，以便计算机系统识别并对其区别对待。

计算机系统当根据这种不同来识别每一种交通对象的性质。当计算机系统判定对象是停车场或其他交通设施时，使用与车辆通用的属性信息和动态信息格式中的内容就会根据区别进行不同的处理。

道路收费系统7

图5是道路收费系统7的结构框图。道路收费系统7由位于中心点的，包含道路收费结算系统701的道路收费计算机和软件系统70、将各个收费站的计算机系统72与中心点道路收费计算机和软件系统70连接起来的收费站专用有线数据通讯网络71以及位于各个收费站处的收费站计算机系统72组成。

属于不同业主的收费站拥有自己的收费站计算机系统72、收费站图像识别系统装置721和收费站图像识别软件722。各个收费站将由自配的收费站图像识别摄像机723采集的过路车辆图片，经自配的收费站图像识别软件识别出车辆的车牌号码，然后将其与该车辆通过时刻一并纳入由收费站计算机系统72制作成的当日结算报表，经收费站专用有线数据通讯网络传送给中心点的道路收费计算机和软件系统70。

道路收费结算系统701位于中心站处。结算工作也可以委托蜂窝移动通讯系统4，由其现行用户话费结算系统完成。

道路收费计算机和软件系统70负责检查核对由车辆在通过收费站时发回的确认收费信息，和由收费站计算机系统72发出的结算报表。如果收到某车辆的确认收费信息并在结算报表中也含有该车辆的车牌号码和通过时刻，则道路收费计算机和软件系统70就将针对该车辆的收费确认发送给道路收费结算系统701执行费用清算。

在道路收费系统7计算机和软件系统70内，都存放有所有收费站的合法收费标准。道路收费计算机和软件系统70是一个独立的金融结算单位。收费站计算机系统72只向其报告途径车辆的消费证据，车载终端1向道路收费计算机和软件系统70提供消费付款帐号信息，道路收费计算机和软件系统70从中扮演公正结算角色。同时道路收费计算机和软件系统70根据交通信息服务中心3的要求，向交通信息服务中心3的用户提供指定收费站的道路收费标准。

当车辆驶近收费站时，车载终端1内预先下载的，用于收费站提示缴费的信息点信息被触发，车载终端1自动向驾驶员输出一个信息，提示驾驶员所将路过的收费站名称和收费金额。当车辆通过收费站时，车载终端1自动向驾驶员输出一个信息，提示驾驶员已确认的缴费金额，并发出缴费确认信息。

车辆发出的确认缴费信息，包括本车当前的GPS坐标和经过时刻。车载终端1以蜂窝移动通讯系统4所支持的通讯方式，将确认缴费信息发送给道路收费系统7的道路费用结算系统。

当车辆经过收费站图像识别系统装置721的摄像机723镜头前时，该车的车牌照被拍摄成图片，并由收费站图像识别软件识别出图像内的车牌号码部分。该图片以被识别出来的车牌号码命名，并在收费站计算机系统72内备存。在与收费站费用结算系统交换的结算报表中，列出了该车的车牌号码和经过时刻，并经收费站专用有线数据通讯网络71，传送至道路收费计算机和软件系统70。

道路收费计算机和软件系统70在收到结算报表后，按报表中的车辆号牌清单调取对应的车载终端1发出的缴费确认信息。如果对应正确，则从蜂窝移动通讯系统4的用户帐户，即该车辆车载终端1的帐户中执行正常划款；如果对应关系有差异，则按情况做如下处理：

1.结算报告中有该车辆的车牌号码但无该车的缴费确认信息：人工核查无误后，送交车辆管理系统6按逃费处理；

2.有车辆的缴费确认信息而结算报告中无该车辆的车牌号码：提示收费站核查图像识别结果；

3.收费站图像识别结果中和道路收费计算机和软件系统70的确认缴费信息中各有残缺的信息不能识别各自的具体内容：提示交由人工处理；

通常由车载终端1发出的确认缴费信息不会出现信息残缺的现象，收费站的图像识别即使有问题，经人工判读后，无法读出车牌号码的情况会降低至极低的水平。

图2是本发明车载终端1的结构框图。图2a是一个完全版的车载终端1。完全版的车载终端1包括一个中央处理器10，一个GPS模块11，一个DGPS模块111，一个蜂窝通讯模块12，一个调频广播附加信道接收模块121，存储器13，语音合成模块14，输入/输出装置15，喇叭151，话筒152，显示屏幕153，声光讯装置154，号码及功能键盘155和外部接口156。

图2b是一种低成本的简装版车载终端1形式。

GPS模块11接收卫星定位信号，为本车提供位置坐标、行驶速度和行驶方向参数等，制作本车的动态信息。在接收到例如位置坐标后，GPS模块11将其输出给中央处理器10。中央处理器10将其与在存储器13中的坐标值序列和对应的有效范围进行比较。当本车坐标处于某坐标值的有效范围之内时，即本车坐标与某坐标之间的直线距离小于有效范围数值时，中央处理器10将与该坐标对应的提示信息从存储器13中提取出来，并将根据该信息的性质，传送至下一级输出单元。如果该坐标值对应的提示信息是文本格式的语音信息的，中央处理器10会先将该提示信息传送至语音合成模块14，将该提示信息转换为多媒体语音格式后，再经输入/输出装置15和喇叭151播放出语音内容；如果该坐标值对应的提示信息是声光讯号性质的，则中央处理器10会将该信息直接传送至输入/输出装置15，再经声光讯号装置154表现提示信息；如果该坐标值对应的提示信息是图像性质的，则中央处理器10会将该信息直接传送至输入/输出装置15，再经显示屏幕153表现提示信息。

声光讯号装置154以简单的音讯和灯光闪烁方式，代替语音对驾车人发出简单的提示信息。

外部接口156可以连接驾车人随身携带的自用移动电话，也可以连接外部存储装置、或向存储器13中加载新的数据内容。外部接口156甚至可以连接车辆的转向灯拨杆，监视驾车人的错误转向动作并提前做出警告。前提是必须是在导航路标的作用下行驶。

外部接口156接上外存储器，可以加载所有经蜂窝通讯模块12和调频广播附加信道接收模块121可以下载的内容，即可以作为车载终端1初始化的途径，也可以由驾车人自己设定行驶路线。

经外部接口156连接的移动电话和号码和功能键盘155的作用是类似的。如果车载终端1上没有配备号码和功能键盘155的话，与车载终端1连接的移动电话可以作为号码和功能键盘155使用。但此时驾车人可以在移动电话上设置信息，然后通过外部接口156传送到存储器13内。

一个非常有益的特点是，本发明所涉及的车载终端，是一个极为开放的功能平台，它所能完成的功能，取决于它所接入的参数种类，和预存在存储器13中的指令。比如，GPS模块11为车载终端1引入了位置坐标、运动速度和运动方向，使车载终端1具有一般的智能交通系统车载系统的功能；如果在外部接口156上引入其他参数，比如防盗器输出，则车载终端1就具有车辆防盗的功能。

当车载终端1经蜂窝通讯模块12接收到交通管理中心2的指令要求返回本车GPS坐标时，中央处理器10会按指令要求的时刻，提取本车动态信息132，并立即制作返回交通管理中心2的信息帧存放于存储器13中。车载终端1在可以发送的第一时间内，通过蜂窝通讯模块12将该信息帧发回交通管理中心2。

信息帧的帧头中含有该信息帧制作者的性质代码。该代码可以揭示该信息帧是来自于车辆的车载终端1还是来自于停车场或其他交通设施。也可以根据发出信息帧的蜂窝通讯模块12的移动通讯用户编号422，得知该信息帧的来源。

当车辆停止运动时，GPS模块不能正确解算本车的运动方向信息，此时中央处理器10将停止GPS模块11产生的运动方向参数在存储器13中的更新过程。因此，如果车辆停止移动，存储器13内存储的本车运动方向就是本车在运动停止前的运动方向，也就近似为本车停止后的车头朝向。为了避免停车后GPS信号漂移所造成的坐标定位信息明显蠕动，此时也同时停止坐标和运动速度的参数更新。车载终端1内安装DGPS模块111后，可以使GPS模块11输出的坐标定位信息的蠕动现象大大减小，因而可以在车辆停止后，无须停止坐标和运动速度在存储器13中的参数更新过程。

DGPS111的信号来源，可以是穿插在调频广播附加信道中的数字信息广播。该数字信息广播可以在通常的交通路况信息广播之间，插入DGPS坐标修正信息。

当车辆进入地下车库等不利于接收GPS卫星信号的区域时，GPS模块11将停止解算本车的GPS坐标，此时中央处理器10也会自动停止将GPS模块11产生的本车坐标、运动速度和方向参数在存储器13中的更新过程。在此情况下，如果蜂窝通讯模块12还可以保持通讯功能，中央处理器10会制作信息帧，将这一情况上报。因此可以在地下停车场等场所，安装蜂窝移动通讯系统4的小蜂窝基站45。没有蜂窝基站45的地下车辆场所，其每个出入口的坐标必须在车辆管理系统6的数据库中备案，以便当车辆进入这些地下停车场时，能够在进入后的很短时间内或离开这些场所时，将情况上报，使车辆管理系统6能够了解安装了车载终端1的车辆，其目前位置和不在系统监控范围内的原因。

当车载终端1收到来自交通信息服务中心3发出的某个道路收费站的收费标准时，中央处理器10将根据自身的本车属性信息131结算出本车所属车辆型号的收费标准。

为了不致因故意或意外导致车载终端1断电而使蜂窝通讯模块11不能正常工作，使车辆在通过不停车收费的道路收费站时有逃费之虞，车载终端1在车辆的安装上应该有严格的规定：

1.车内不允许有可以控制车载终端1的工作电源或影响其正常工作的装置；

2.如果车载终端1断电，当它再次启动时，借助蜂窝移动通讯系统4的用户开机登录功能，会向车辆管理系统6发送失电报告；

3.由于存储器13是用非易失存储电路制成，因此在失电报告中会含有失电前的坐标、时刻以及重新供电后的坐标和时刻。

车辆管理系统6可以籍此详细了解车载终端1的工作情况。

使用本优选方案所述的车辆电子号牌，要求在车辆的点火开关钥匙拔下后，车载终端1不能断电，仍然能够正常工作，蜂窝通讯模块11与交通管理中心2及车辆的车辆管理系统6的联系依然保持正常通讯。

车辆管理系统6利用蜂窝移动通讯系统4对移动用户的识别登录功能，能24小时不断地扫描所有车辆的电子号牌，随时可以发现电子号牌的隐匿行为。保证电子号牌在任意时刻不被恶意隐匿，以维护电子号牌应用的严肃性。

为了避免因意外原因导致在驾驶员未知的情况下，车辆的电子号牌被无意隐匿，每次车辆的点火启动后，车载终端1会以可选方式，向与本车对应的，在车辆管理系统6备案的移动电话，发送检测报告，或直接在车载终端1上以语音、讯号和指示灯等方式，向驾车人报告。该备案的移动电话通常是本车车主的随身移动电话。

检测报告的发出即表明车载终端1的蜂窝通讯模块12工作正常；车载终端1上用语音、讯号和指示灯等方式向驾车人报告，说明蜂窝通讯模块12的天线与基站45的通讯功能完好。

因GPS模块11被损坏或恶意遮挡GPS模块的天线，会造成电子号牌虽未隐匿，但GPS坐标不再变化的假停车现象。如果此时车辆移动越过蜂窝边界44，则蜂窝通讯模块12会向中央处理器10发送一个表示车辆移动的信息，使GPS模块11的输出与蜂窝通讯模块12的输出矛盾。此时中央处理器10会经蜂窝通讯模块12向车辆管理系统6发送一个提示报告。

该原理可同样可以用于如果GPS模块11工作正常，而蜂窝通讯模块12不正常的检测状态。此时车载终端1会根据GPS模块11与蜂窝通讯模块12的矛盾，向驾车人发出警告。也就是说，出现电子号牌隐匿或逃费情况，不会在驾车人未知的情况下发生。

当车载终端1进入某基站451的服务区蜂窝411时，蜂窝通讯模块12的通讯业务被该基站接管，基站451立即将交通管理中心2预定在蜂窝411服务区内的所有信息点信息，发送给车载终端1，并由中央处理器10处理后，存储于由具有断电保存信息能力的非易失型存储器13之中。

蜂窝通讯模块12内置一个蜂窝通讯系统移动终端用户标识号码42。该号码同时也是一个车辆的电子号牌的表现形式，在车辆管理系统6中对车辆号牌的管理和使用上等同于物理车辆号牌。

有关蜂窝移动通讯系统4的移动终端在移动过程中的通话线路，在基站间的切换，已是一种公知的技术。在此就不再赘述。

存储器13中存储着大量与路网系统路况有关的历史信息、路网交通管制信息和有偿服务信息，其中信息点信息是一种常用的信息形式。

除此而外，存储器13中还包括本车的本车属性信息131和动态信息132。

本车属性信息131包括：

1.车辆物理号牌；

2.车辆电子号牌；

3.车辆型号代码；

4.其他可选的车辆登记项目内容，比如车身颜色等。

本车动态信息132包括：

1.位置坐标；

2.行驶速度；

3.行驶方向；

4.提取时刻。

由于可能涉及隐私问题，本车属性信息131中的某些信息，如车辆物理号牌的提取需要得到车辆管理系统6的授权才可完成。车辆型号代码和其他可选的车辆登记项目内容，均已在车辆管理系统6中备案，可以从车辆管理系统6凭车辆电子号牌检索得到，但为了减少处理过程，可以在本车属性信息131中直接标识，以便提取车辆信息时，即可同时提取。

当车载终端1收到来自交通信息服务中心3发出的某个道路收费站的收费标准时，中央处理器10将根据自身的本车属性信息131结算出本车所属车辆型号的收费标准。

交通管理中心2还可以在中央处理器10的干预下，借助指令通过蜂窝通讯模块12直接与车载终端1，利用喇叭151和话筒152进行单向或双向语音通话。开通防盗功能的车载终端1还可以与系统备案的驾车人移动电话进行双向通话，监听和喊话以阻吓非法活动。

车载终端1还有报警/报警解除按键。按键至少有向交通管理中心2和急救医院的报警功能。当再次按动这些按键时，报警则被取消。报警发出时，会自带一个本车的GPS坐标、物理车牌和车身颜色信息，接警单位可凭此找到报警车辆。

车载终端1上如果安装了接收调频广播附加信道数字通讯模块，可接收加载于当地交通信息专业广播电台公共广播频率边带上的数字信息，并利用信息帧头的代码，判断接收到的信息是消息广播还是指定接收的个性化信息服务。如果是个性化信息服务形式的信息帧，中央处理器10会根据帧头代码，判断该信息是否是发给本车的。如果不是发给本车的，则对该条信息不予保存和输出。

本发明系统的运行要求有相应的交通信息。而交通信息的采集可以利用区域采集法和信息点采集法两种方式来实现。区域采集法主要可以用来采集局部和整体的交通流量分布信息，信息点采集法主要可以用来监视任意路口或路段的车辆通行速度等信息。

区域采集法主要包括双定位精度三级筛选法及其改良法。

1.双定位精度三级筛选法

双定位精度三级筛选法就是利用蜂窝移动通讯系统4的基站定位和GPS坐标定位技术，以车辆用户在蜂窝移动通讯系统4中的用户登记属性为依据，将位于指定区域的所有安装了车载终端1的车辆，

i.从整个路网中筛选出来：根据指定区域在地图上的方位，通过查询蜂窝移动通讯系统4，确定该区域处于哪个或那几个基站服务区的覆盖之下；随后按照交通管理中心2的要求，向移动交换中心40发出指令，调取在这个或这些基站上登录的蜂窝移动用户编号462清单。由于位于指定区域内的车辆肯定会列于该清单之内，从而可以将位于指定区域的车辆从整个路网中筛选出来。

ii.从整个蜂窝移动通讯系统4的普通通话用户群中筛选出来：在这个清单中，还包括了位于这个或这些基站服务区内的普通通话用户。但是由于普通通话用户与车辆用户在蜂窝移动通讯系统4的用户属性上具有明显区别，比如：

a)用户名称的命名规则不一样：比如车辆用户的名称统一为“V”；

b)采用不同的用户编码号段：比如车辆用户统一为“2”字头的10位号段；

c)采用不同的通讯信道：比如车辆用户统一为专用信道。

假设它们的用户属性区别表现为用户名称的命名规则不一样，则计算机系统20会按照这个清单，查询用户登记数据库，按车辆统一名称“V”，将车辆用户从清单中筛选出来，从而达到将车辆用户从普通通话用户中筛选出来的目的；

iii.从指定区域中筛选出来：向这个或这些基站服务区中的车辆用户发出返回本车GPS坐标的指令，然后在交通管理中心2，将这些坐标经DGPS装置214校正后，按区域数学描述，判断哪些车辆位于指定区域内，从而将位于指定区域内的车辆用户最终筛选出来。这种筛选的精度可以严格区分在道路上行驶或暂停的车辆和停在道路路牙外的车辆。

筛选出来的车辆，可以由交通管理中心2对车辆数量和车速等参数进行统计记录。

此方法已在中国专利申请02149001.5中论述过。

在上述方法中，为了将蜂窝移动通讯系统4的普通通话用户，即非车辆用户和车辆用户分开，以避免智能交通系统向车辆广播的信息被行人和车内乘客的移动电话接收到，或避免将普通通话用户纳入对车辆用户的统计范围，需要单独地特设一个操作步骤。这个步骤执行起来的复杂程度，取决于蜂窝移动通讯系统4对这两种类型的用户时如何定义的。但这一过程没有与车辆的信息交换过程，因此执行起来仍然是很快的。

交通信息采集系统212可以将整个路网作为一个信息采集区，要求全路网内的所有车辆按指定时刻报告本车另一指定时刻的信息。同时也可以预先将整个路网的所有路况信息采集价值较高的路口和路段，在GIS路网地图上，在蜂窝服务区下属划分成一个个信息采集区，然后交通信息采集系统212对蜂窝服务区进行逐个循环扫描，同时采集一个蜂窝服务区的所有信息采集区的交通信息。每一个扫描周期完成之后，交通信息采集系统212就获得了一个近似的整个路网交通流量分布信息。

在信息采集区内采用双定位精度三级筛选法统计区内车辆的信息。这种方法比较适用于临时性的调查拥堵情况等等之用。该方法优点是针对车载终端1的下载信息量小。

在信息采集点上采用触发操作的方法，测算道路的动态参数。信息采集点的方法产生的信息量对蜂窝移动通讯系统4的冲击较小而且信息量的时间分布分散。

2.信息点信息法

信息点是一个由坐标和其有效范围描述的位置。信息点信息是一个信息点和信息点操作内容的信息组合。对车载终端1而言，它就是一个执行指令。当车载终端1上的GPS模块11输出的本车坐标进入存储器13中某信息点的坐标有效范围要求时，中央处理器10触发该信息点对应的操作内容。

信息点信息的格式举例如下：

1.信息点坐标；

2.信息点的有效范围；

3.信息点触发操作类型；

4.信息点信息内容；

5.信息点内容操作时刻。

在信息点信息的格式中，信息点信息内容也可以是一个编码信息，而该编码信息所对应的是一些标准化的信息内容，并且这些信息内容被预先存储在车载终端1内，由中央处理器10按信息点信息内容编码调用信息内容，作为该信息点信息的具体表现内容。这样的处理方式可以节省信息点信息的下载信息帧的字长。

路标是信息点的一种表现形式。当信息点用于车辆导航时，需要一连串的信息点顺序排列。因此用于导航应用的信息点就称为路标。每个路标的信息内容为驶向下一个路标的指导信息。这样将构成一个与行驶路线对应的路标序列。在GIS应用上可直接称之为行驶路线，并可以由驾驶员向交通信息服务中心3订购下载。

信息点的信息内容可以是如下举例形式之一：

i.输出从该信息点驶向下一信息点的指导信息，比如“向左”、“向右”或“直行”；

ii.调出一个与该信息点相关的疏导行驶路线路标组，插入到现有行驶路线的路标序列中；

iii.输出一个与该信息点有关的道路收费提示信息；

iv.一个MP3或MPEG的多媒体文件；

v.输出一个与该处道路交通指示标志内容相同的提示信息；

vi.输出一个需要向途经货运车辆通报的货主信息；

vii.输出一个与该信息点相关的，由本车驾驶员确定的语音提示信息；

viii.调出一个与该信息点相关的，由本车驾驶员确定的绕行行驶路线；

ix.按交通管理中心2设置信息点的要求触发所指定的操作；

信息点的操作形式广泛，只要是计算机软件和硬件系统能够实现的形式，都可以成为信息点的操作内容。

当一个信息点操作被执行时，中央处理器10根据信息点操作类型，将输出的操作内容，按语言、文字、图像、音频讯号或光讯号的方式，分别输出到语音合成器14或输入/输出装置15，最终由显示屏幕153和声光讯号装置154以图形和文字，以及语音、指示灯或蜂音讯号表现。

当车辆运动时，所有信息点的坐标被调入一个数据堆栈中，并按与本车距离远近程度相关的顺序排列。中央处理器10将定时更新这个堆栈内的信息点坐标的排列顺序。当堆栈内的信息点排列顺序不变时，堆栈指针就与本车位置直接相关了。也就是说，堆栈指针指向哪个信息点坐标，本车就离哪个信息点最近。

3.直接区域法

交通信息采集系统212还可以采用一种改良的双精度三级筛选法。该方法融区域采集法和信息点采集法为一体，在使用效果上更加优秀。

在一个映射真实路网系统的GIS地图上，确定一个任意形状的、需要采集信息的区域，并将该区域以数学形式表示。查询蜂窝移动通讯系统4的移动交换中心40，将覆盖该区域的基站编码提出。向该基站服务区内的所有车辆下发这一以数学形式表达的区域，并命令收到该区域数学表达形式的车载终端1根据本车GPS数值，判断本车是否在该区域内。在其内者回送本车信息，不在其内者保持缄默。

如果对于一个矩形区域，其数学表达形式可以为：Ax1，y1，z，Bx2，y2，z，Cx3，y3，z，Dx4，y4，z，表达式参数为线性，则该数学表达形式表示用直线，按上述顺序将四个坐标点连接起来，即可复现指定的信息采集区域。

直接区域法具有蜂窝服务区内响应回传车辆数量最少，后期处理工作量最小的优点。但下发指定区域的数学表达形式较复杂，下载信息帧字长最长。

4.简单直接区域法

另外一种可称为改良的直接区域法，同时也更像是信息点信息采集法。

在覆盖目标区域的基站服务区内下发一个包含指定区域的，以最简单的数学形式描述的一个预选区域，比如一个可以覆盖指定区域的圆形区域：该区域的数学表达形式与信息点的定义方法相同；或者是一个矩形区域。方法要求该预选区域应该能够完全覆盖指定区域。预选区域内的车载终端1发回其本车信息，然后再由交通信息采集系统212按指定区域的形状，判断哪些车辆处于指定区域之内，并进行进一步的处理统计工作。也就是说，指定区域才是系统要求的真实信息采集区。

该预选区域如呈圆形，则与信息点的有效范围类似，只是信息点的有效范围是道路宽度数量级的，而该预选区域的范围则与路口或路段的规模相关。

改良的直接区域法具有下发区域描述内容简单，回送信息量较少和后期处理量也较少的优点。

按照上述几种信息采集方法，具体的交通信息采集过程举例如下：

主动采集

交通管理人员在显示GIS路网地图的界面上，针对一个确定的路口或路段，按照该路口或路段的路牙走向，指定一个与路宽相等，长度任意的该路口或路段的外廓，从而产生一个以该路口或路段外廓的俯视视图所表现的封闭线框。这个封闭线框就是指定的信息采集区域。

当确认对这个指定区域的交通信息进行采集时，一个有关信息采集的指令经覆盖该实际路口或路段的服务区的基站发射出去，使处于该基站服务区内的所有车辆的车载终端1都收到该指令。该指令中可以包含着一个时刻信息，要求收到该指令的所有车辆的车载终端1，在指令中指定的时刻提取本车信息，发回至交通管理中心2。

如果在该指令中没有指定时刻信息，则车载终端1将按系统预定的延后时刻，提取本车信息并发回。

采用双定位精度三级筛选法采集信息的指令格式举例如下：

1.坐标：基站编号；

2.有效范围：0；

3.触发操作类型：B返回信息；

4.操作内容：本车属性信息或动态信息；

5.操作时刻：YY/MM/DDtt/mm/ss。

对于直接区域法，指令格式举例如下区域描述为一个路口的空心十字型线框：

1.坐标：基站编号；

2.有效范围方法类型——直接区域法，连接类型——直线连接，x1，y1，z1；x2，y2，z2；x3，y3，z3；x4，y4，z4；x5，y5，z5；x6，y6，z6；x7，y7，z7；x8，y8，z8；x9，y9，z9；x10，y10，z10；x11，y11，z11；x12，y12，z12；

3.触发操作类型：B返回信息；

4.操作内容：车辆动态信息或属性信息；

5.操作时刻：输出时刻：YY/MM/DDtt/mm/ss。

由于蜂窝移动通讯系统4的通讯带宽有限，同时回传的车辆也较多，因此来自所有车载终端1的回传信息会延迟一段时间之后，才能全部到达交通管理中心2。交通管理中心2在将回传信息处理后，以3D虚拟技术复现指定时刻指定路口或路段的状况。

这种方式非常适用于了解拥堵情况，或在交通警察到达现场之前，评估突发事件对道路交通的影响程度。

交通管理中心2对上述回传信息进行处理的方式为：

1.根据发回的GPS坐标，经DGPS装置214修正后，逐个判断哪些车辆位于指定区域内；

2.将确定处于指定区域内的车辆的车型3D模型调出；

3.将这些模型按车辆发回的各自位置和方向数据，在GIS地图上放大的指定区域上显示出来。

4.可以按任意视角，变换显示指定区域的立体虚拟视图。

被动采集

采集交通信息的另一种方式是，在GIS路网地图上，在指定路口或路段的交通信息敏感位置，设置一个信息采集点。

信息采集点也是信息点的一种形式。当车辆经过圆心坐标为xxxx，yyyy，半径为不小于该处道路半宽的范围时，信息点操作被触发。车载终端1的中央处理器10立即按照信息点的操作内容，制作返回信息，发回交通管理中心2。

信息采集点的格式举例如下：

1.坐标：xxxx，yyyy，zzzz；

2.有效范围：50；

3.触发操作类型：返回信息；

4.操作内容：坐标、行驶速度、方向、车辆型号代码、时刻；

5.操作时刻：0

交通管理中心2在接收到该信息帧后，可了解该路口或路段上指定位置处车辆的通行速度。同理可以对车载终端1能够提供的所有信息进行采集。

本方法可以借助蜂窝移动通讯系统4的基站设施，任意改变设置信息采集点的位置而无须产生额外的建设费用，而且可采集的信息类型丰富。只要是车载终端1能够提供的信息，都可以采用本方法和区域采集法进行采集。

宏观信息采集法：

除了如前所述的采用循环扫描获取整个路网宏观信息的采集方法外，如果能同时获取整个路网系统内的交通流量分布信息，就如同在高空为整个路网拍一张俯视照片，对了解和分析整个路网内的交通情况是非常有帮助的。

由于大面积同时提取这类信息可能会对蜂窝移动通讯系统4的信息传送能力造成严重挑战，直接影响蜂窝移动通讯系统4的正常业务，而且信息的回传过程很难做到立即进行。

交通信息采集系统212可以预先将整个路网的所有路况信息采集，按一天内设置多个采集时刻，预先下发至每个车载终端1的存储器13内。当车辆在路网系统内日常性行驶时，车载终端1按指定时刻提取本车信息，并将这些信息制作成信息帧预存在存储器13中。

当蜂窝移动通讯系统4的通讯业务空闲时，由交通管理中心2对所有车载终端1内预存的所有信息帧，进行信息回送过程激活。由此交通管理中心2可以得到在每天预定时刻整个路网内交通流量的整体统计信息。此类信息对掌握整个路网的交通流量分布等宏观信息，为城市道路设施建设提供参考依据是很有价值的。这种方法特别适用于获取路网系统的交通信息数据库的基础数据。

本发明的系统可以提供个性化服务和广播化服务，信息采集的方法也可以用来作为信息服务的方法。其中信息点信息是实现这些服务的重要手段。交通信息服务中心3也可以采用直接区域法，为指定区域的车辆提供具有针对性的信息服务。

信息服务

当一个旅行者到达目的地城市时，随身的移动电话会在进入当地移动电信公司业务辖区时，接收到该公司的礼节性短信息：“欢迎您来到XX城市，……”。显然这是他当时所处的蜂窝移动通讯系统4的基站，为作为外地用户的旅行者的移动电话，完成了在该基站服务区内的业务漫游登陆后，发来的问候语。这一机制将被用来作为交通信息服务的一种方法，向进入某个区域的车载终端1，激活所有本区域信息点的下载过程。

另一种信息下载的方法是利用接收调频广播附加信道数字通讯模块121接收加载于当地交通信息专业广播电台公共广播频率边带上的数字信息。用户可以在外出时将本车收音机调整到当地专业交通信息广播电台，在该电台的附加信道上下载关于当地交通管制信息、信息点信息、信息采集区域信息以及道路收费站不停车收费信息等所有本发明智能交通系统所涉及到的需要下载的信息。

上述方法属于被动性信息服务法。主动性信息服务法采用类似交通信息采集法中的区域采集法的方法，以便为具有共同位置区域属性的车辆提供信息服务。比如，为一个申请呼叫出租车的用户提供在可变半径范围内的叫车服务。这样的出租车应该是安装了车载终端1并隶属于车辆行驶辅助系统5的。

路况信息提供系统312为路网内所有的、或者是指定区域的车辆提供信息广播。它可以为用户免费提供来自交通管理中心2的广播信息，和提供由交通信息服务中心3制作的有偿个性信息服务。

路况信息提供系统312提供信息的方式有：

1.经信息点信息，或直接经车载终端1向用户提供个性化的、可转化为语音或文字的信息服务；

2.经信息点信息，向用户提供可由车载终端1转化为语音或文字的信息广播；

3.经当地无线专业交通广播电台，为所有在途车辆广播传送语音形式的交通信息；

4.利用调频广播附加信道接收模块121接收广播的或个性化的信息服务。

信息服务的类型又分为广播服务和个性化服务。

广播服务

对于全路网性的信息广播，可以直接在当地的专业交通广播电台中播送。对于信息对象的针对性越来越强的服务，则必须根据其信息的具体要求，采用信息点信息法或直接区域法，为具有某一共同属性的车辆提供信息服务。

如果在车载终端1上配备了调频广播附加信道接收装置121，如图21所示，则绝大部分有关路网的公共信息可以由调频广播附加信道接收模块121接收。调频广播附加信道的数据广播可以对当日变化信息循环滚动播送。

个性化服务

当信息点信息加上具体的作用对象时，信息点信息所提供的操作内容就具有个性化的意义。比如在信息点触发操作类型上指定为带参数的个性化信息服务指令，该参数指定某一具体的车辆或车辆属性。

更常规的信息个性化服务所采用的形式，是使用蜂窝移动通讯系统4针对特定移动通讯系统用户编号422而进行的通讯。也可以针对某一个车载终端1，以调频广播附加信道数据广播的方式，播送带该车识别码报头的信息帧，而其他车载终端1则会忽略这个信息帧。

不停车收费业务

路网系统内可能存在许多需要收费的道口和站点，采用信息点方式的不停车收费方案后，车辆通过速度理论上没有限制，可以以正常速度驶过收费站。为了避免车辆在通过收费站时，驾驶员关闭车载终端1的电源，使车辆在车载终端1在失效的状态下闯关逃费的现象，需要在收费站适当位置安装图像别系统装置723。由于车辆通过速度过高，致使图像识别系统不能正确识别的图片，可交由人工处理。

当车辆驶近收费站时，车载终端1内预先下载的，用于收费站提示缴费的信息点信息被触发，车载终端1自动向驾驶员输出一个信息，提示驾驶员所将路过的收费站名称和收费金额，并提示缴费确认信息将发出。当车辆通过收费站时，车载终端1自动向驾驶员输出一个信息，提示驾驶员已确认的缴费金额和收费站名称，并以此来向驾驶员明确确认缴费信息和提示缴费信息的形式差异。

车辆发出的确认缴费信息，包括本车当前的GPS坐标和经过时刻。车载终端1以蜂窝移动通讯系统4所支持的通讯方式，将确认缴费信息发送给道路收费系统7的道路费用结算系统。

当车辆经过收费站图像识别系统装置721的摄像镜头前时，该车的车牌照被拍摄成图片，并由收费站图像识别软件识别出图像内的车牌号码部分。该图片以被识别出来的车牌号码命名。在与收费站费用结算系统交换的结算报告中，列出了该车的车牌号码和经过时刻，并经收费站专用有线数据通讯网络，传送至道路收费计算机和软件系统70。

收费站费用结算系统在收到结算报告后，按报告中的车辆号牌清单调取对应的车载终端1发出的缴费确认信息。如果对应正确，则从蜂窝移动通讯系统4的用户帐户，即该车辆车载终端1的帐户中执行正常划款；如果对应关系有差异，则按情况做如下处理：

4.结算报告中有该车辆的车牌号码但无该车的缴费确认信息：人工核查无误后，送交车辆管理系统6处理；

5.有车辆的缴费确认信息而结算报告中无该车辆的车牌号码：提示收费站核查图像识别结果；

6.收费站图像识别结果中和收费站费用结算系统的确认缴费信息中各有残缺的信息不能识别各自的具体内容：提示交由人工处理；

通常由车载终端1发出的确认缴费信息不会出现信息残缺的现象，收费站的图像识别即使有问题，经人工判读后，无法读出车牌号码的情况会降低至极低的水平。

对于所有形式的道路收费站模式，通常可以采用信息点信息的方式构成不停车收费的技术方案。可以在每个匝道收费站的道路中心设置一个有效范围超过路面宽度一半的信息点，并将有关收费的信息内容设置为：

1.前方500向右是XX高速公路YY匝道收费入口；

2.前方500米是ZZ收费出口；

上述信息可一次性或按多个信息点分别下载到存储器13内，并经车载终端1对车辆位置和状态的判断，决定向驾驶员输出哪个信息。

当车辆进入覆盖道路收费站的基站服务区41时，用户标识号码42被该基站45识别，移动交换中心40检索出该移动通讯用户编号422表示为一个车辆用户，立即将交通管理中心2存放于其处的关于该收费站的所有信息点信息经该基站45下载到该车的车载终端1内。其中包括以道路收费站关口为坐标的收费站信息点的信息和距离收费站500米的收费提示信息点信息，以及一个该收费站收费标准表。收费提示信息点触发操作的信息包括：

1.向驾驶员提示一个语音、文字和讯号结合的信息，向驾驶员输出前方500米处的收费站点名称；

2.根据道路收费标准和本车车辆属性信息131的内容，确定本车的收费数额，向本车驾驶员输出以语音、文字和讯号结合的信息，提示本车的收费数额。

当车辆到达收费站时，触发信息点操作为：

1.向本车驾驶员输出以语音或文字和讯号结合的信息，提示收费站名称及本车的收费数额。

2.以语音或文字和讯号结合的信息，向驾驶员提示道路收费款项数额，并提示上述款项已扣缴或已记入帐号内；

如果将车辆下载收费站信息的过程在接近收费站之前完成，并采用短信息方式进行信息点信息的传送，按一个基站短信息吞吐率29条短信息/秒计算，允许每秒有29辆车发出确认收费信息。单方向上每秒有14.5辆车通过。如果按单方向4车道计算，每车道至少0.28秒/辆，收费允许车辆密度小于我国规定的2秒车时间距，也小于欧洲1秒车时间距的规定。因此，采用短信息方式进行不停车收费是可以实现的。

但如果将车辆下载收费站信息的过程在本收费站所属的基站服务区内完成的话，按每辆车用三条短信的苛刻水平计算，每车道至少0.84秒/辆。仍然可以满足高速公路上车时间距的法律要求。

导航业务

车辆道路导航系统311根据来自呼叫中心系统313的用户需求，利用智能交通系统内部的信息资源，尤其是路况信息，向车载终端1提供导航信息。导航信息包括由路标序列组成的行驶路线、与路标对应的提示信息内容，以及为了用户能在多条预选路线中最终确定行驶路线所需要的路线属性。

路线属性包括该路线的如下内容：

1.预计行驶时间；

2.行驶里程；

3.通过的交通设施，比如交叉路口等的数量；

4.以及该路线本时段的历史数据。

车辆道路导航系统311为每条预选路线提供路线属性时，处理的过程包括：

1.从交通管理中心2的GIS路网系统地图和路由计算软件中提取预选路线，并提供这些预选路线的行驶里程和所需通过费用，作为这些路线的路线属性；

2.为每条预选路线所包含的路口或路段，从交通管理中心2提取这些路口或路段信号灯控制规程和通行车速，以此估算每条预选路线的行驶时间，并作为该预选路线的路线属性提供给用户作为参考；

3.还可以为用户提供本时段或自本时段当前时刻起，在预计行驶时间内每条预选路线的所经路口或路段的通行车速等历史记录，并作为该预选路线的路线属性提供给用户作为参考；

4.还可以将每个路口或路段上的通行车速作为该路线的各个路段的属性，标示在图形或文字表示的路段上。

在用户确定预选路线中的其中一条作为行驶路线后，该路线被车辆道路导航系统311记录，并按预先设置，对要求导航服务的车辆是否进行追踪服务。

追踪服务是通过了解用户车辆所在位置，并对用户沿途前方路况进行检索。遇前方路段拥堵等意外情况，追踪服务即刻做出如下反应：

1.经车载终端1向用户通报前方路况；

2.向用户传送应急方案；

3.向用户提供交通管理中心2对此状况的反应或为该用户提供来自交通管理中心2的应急方案。

驾驶员可以在出行前向交通信息服务中心3报告出发地和目的地，并对来自交通信息服务中心3的几条推荐路线进行选择。每条推荐的行驶路线总是同时向驾驶员报告该路线的行驶里程和预计行驶时间等路线属性，以满足驾驶员依据省油或省时的原则选择行驶路线的要求。

如果驾驶员是用车载终端1与呼叫中心313进行数字通讯，则出发地由中央处理器10采自本车当前GPS坐标，驾驶员只需输入目的地即可。

当驾驶员确定其中之一作为执行路线后，交通信息服务中心3还会在途中为本车分析前途路况，必要时提出路线修改方案。

如果是导航服务，计算机系统会进行下述操作完成用户请求的服务：

1.调用路由计算软件，以Dijkstra方法按用户要求在GIS路网地图上推算几条推荐路线方案以及每个方案的行驶里程；

2.计算机系统在推荐路线所经路口或需要驾驶提示地点设置路标，并设置好提示信息；

3.计算机系统将查询交通管理中心2的相关路口或路段的平均车速信息，为每条推荐路线附上推算出的预计行驶时间；

4.按用户预先登记的方式和下载地址，下载推荐路线；

5.接收用户确定的行驶路线并存档备查，以便为用户提供沿途信息服务，以及为提供导航服务进行记帐并扣缴服务费；

6.如果来自交通管理中心2的路况信息通报显示某路口或路段出现交通管制或拥堵现象，并同时提供了绕行方案，则计算机系统将立即查询存档的当日用户行驶路线记录，检索出与该路口或路段有关的，并且尚未经过此处的车辆用户，将绕行方案下发到这些车辆的车载终端1内；

7.针对用户的特殊情况制定个性化的应急方案，直接发送给这些车辆用户；或将来自交通管理中心2的绕行方案，发送给覆盖该路口或路段附近区域的基站，以便当车辆接近该路口或路段时，能够下载并执行绕行方案；

环境监控

交通信息采集系统212还可以借助区域采集法，对通行路口或路段的车辆尾气排放污染情况进行数据采集。比如，为了评估一个拥堵时间超过20分钟的路口的空气污染状况，交通信息采集系统212首先要记录停滞在路口的所有车辆的电子号牌，然后查询车辆管理系统6内有关这些车辆当年尾气年检报告以及这些车辆的车辆型号，得知发动机排量和使用的汽油编号，从而计算出某一特定车辆以及所有拥堵在该路口的车辆对大气造成的污染程度。

现场车辆稽查

交通警察现场稽查车辆的电子号牌，对于维护电子号牌的系统地位是非常必要的。交通警察可将车辆的物理车牌号码输入警用手机，并将其发送至车辆管理系统6。车辆管理系统6将该车的物理号牌在车辆登记数据库61中进行检索，得到该车的电子号牌。车辆管理系统6还会继续将该车辆的违章信息和登录信息一并检出，并立即向位于现场的交警手中的警用手机通报这一检索结果。

车辆管理系统6经蜂窝移动通讯系统4的移动交换中心40，向持有该电子号牌的车载终端1发出指令，要求该车载终端1向现场的交警手中的警用手机发送以下内容：

1.本车物理车牌号码；

2.本车电子号牌号码；

3.本车所处的GPS坐标；

籍此，交通警察完全可以判定眼前车辆即是警用手机中所示数据所代表的车辆，可以对现场车辆的电子号牌和物理车牌的对应情况得到确认。同时交通警察还可以确认现场车辆是否具有未被追索的前科，是否立即需要进行现场处理或扣押。

超限提示

交通管理中心2或驾车人可以按路段区域或时段，设定车速上限。当车载终端1在限速区域或时段车速超过该上限时，车载终端1可以对驾车人提出超限警示。

区域超速指令格式借助一般信息点信息的格式，举例如下：

1.车速上限值                          信息点坐标；

2.一个路段的区域描述有效范围          信息点有效范围；

3.Lsdab                               信息点触发操作类型；

4.行驶速度                            操作内容；

5.1                                   操作时刻。

每一个独立的限速路段或区域采用一条指令。触发操作类型中的“Ls”指明了是针对速度超过上限的指令，“d”表示区域，指明在指令格式中的第二字段中是一个关于区域的描述，“a”表示该指令只是触发车载终端1对驾车人提出警示，“b”表示该警示信息只是一个音响讯号形式的，讯号间隔在操作时刻字段中表明为间隔时间为1秒。

除此之外，有关超限的触发操作类型应用举例还有：

1.Lsdav：区域超速时调用在操作时刻字段上的一个语音文件警示驾车人；当区域描述为“空”时，可以提示驾车人车辆磨合期超速；

2.Lstbt：在第五字段上表明的时段上超速时回传交通管理中心一个文本字段，可用于超速违章检察；

3.Lshbt：当进入高速公路时，结合进入高速公路入口时系统在车载终端1上设定的高速公路计费标志，当超速时回传交通管理中心一个文本字段，可检察高速公路上超速违章；

4.Lscbt：超速时返回交通管理中心当时坐标，在第五字段上数字表明持续超速时长超过该时间时，返回一个文本字段，可用于寻找畅通路段；

5.Latbt：本车加速度刹车时超限时，向交通管理中心回传一个文本字段，可提示本车可能出现交通事故；

6.Lkttt：防盗报警器与外部接口156连接，停车时如防盗报警器有输出，即向第五字段表示的移动电话号码发送一个文本字段；

7.Lktrv：驾车人用随身移动电话拨通蜂窝通讯模块12，并通过置于发动机舱内的喇叭151，监听车辆附近或车内情况，或通过喊话阻吓非法活动。允许来电执行此功能的电话号码再第五字段中表述，第四字段表述车内和发动机舱内的喇叭151或话筒152。

超限提示应用还有许多种，恕不赘述。由此可以看出，车载终端由于其工作的特点，已经构成了一个极为开放的功能平台。它所能完成的功能，取决于它所接入的参数种类，和预存在存储器13中的指令。

私人事务提醒

驾驶员可以自己确定一个基于位置坐标的提示信息，以便当车辆外出经过该位置区域附近时，能够提示驾驶员顺便去提示的地点去做预先计划的事情。

驾驶员可以向呼叫中心查询或自己查阅其他资料，了解该地点的坐标。驾驶员以设置普通信息点信息的形式，直接将关于目的地的信息点信息下载到车载终端1，或用手工方式经号码和功能键盘155，录入到车载终端1。

该信息点信息的操作内容可由驾驶员以语音方式录入。当车辆进入对应目的地的信息点有效范围时，车载终端1以回放语音或其他预定方式自动输出该操作信息。

实时停车场信息

停车场车位是一种交通资源。同消耗它的车辆一样，停车场也有一个作为身份识别之用的电子号牌，并且也可以视如车辆一样，采用同样的信息格式进行信息提取和管理。停车场也有一个与车载终端类似的装置，也有蜂窝通讯模块12，并可采用交通信息服务中心3和交通信息采集系统212可以查询到的移动通讯用户编号422。该移动通讯用户编号422对应车辆的电子号牌，也有一个与车辆的电子号牌同类的，在系统数据库中可以检索到的停车场编号，其对应车辆的物理号牌。

在北京的车辆管理中，每个车辆都有一个备案的夜间停车场，因此将所有停车场纳入车辆管理系统6的数据库中也是必要的。

交通信息服务中心3和交通信息采集系统212可以根据信息帧帧头的内容，或者根据发回信息所使用的电子号牌的命名法则，得到该确定所提取的信息是来自车辆还是停车场，并决定按格式提取信息后的信息内容属性及信息用途。停车场也是按在存储器13中预设的指令发布停车场信息的。

当交通信息服务中心3和交通信息采集系统212在使用信息区域采集法采集信息时，可以采集到停车场的属性信息。停车场的属性信息与车辆的动态及属性信息同属一类。停车场的动态信息利用车辆动态信息的格式的形式为：

1.停车场入口坐标位置

2.停车场空余车位行驶速度

3.停车场费率方向

4.信息发布时刻时刻

一个停车场可能有多个入口。此时停车场动态信息以主入口或在车辆管理系统6中登记的入口作为多入口停车场的入口。也可以将该停车场的每一个入口当作一个停车场，但停车场的空余车位等信息与主入口的停车场信息共享。

该信息格式中的位置表明该停车场的入口坐标，以便导航装置引导车辆进入停车场。

对应车辆的本车属性信息131，停车场的自身属性信息为：

1.停车场编号对应车辆物理号牌；

2.停车场电子编号对应车辆电子号牌；

3.停车场总车位数对应车辆型号代码；

当车辆需要在某区域停车并按规定方式查询附近停车场时，交通信息服务中心3给出到最近停车场的导航路线并可在车载终端1上显示该停车场的动态信息。

日常管理

1.年检管理：所有车辆统一安装车载终端1后，如果某车辆逾期未年检，车辆管理系统6会发出警告并向该车车载终端1发出信息；

2.费用征集：养路费，车船税等费用未交的车辆侥幸逃脱税费的可能性大大降低。未交税费的车辆只要电子号牌未隐匿，就可以跟踪拦截这些车辆。

3.越界行驶监控：如果某大型车辆在不允许的时段内出现在限制路段行驶，系统有能力在现场无交警在场的条件下检测出这种违规行为。一般在信息采集时，可以顺便获知车辆的电子号牌和车型。将该电子号牌经交通管制系统2检索该路段的管制规定，和经车辆管理系统6检索，即可得知该车辆或该型号车辆是否允许在该时段出现在该路段。

临时交通管制的实施：只需向需要管制的区域附近，或整个路网辖区内的所有车辆车载终端1，以交通信息广播的方式，下发管制具体信息，即可监控管制区域的车辆是否越界。由于交通管理中心2具有DGPS高精度定位系统的车辆坐标修正功能，甚至可以监视车辆是否违规越线或在管制区域内违规穿行。

以上说明了本发明智能交通系统的功能和实现方法的优选实施例，下面对上述实施例所具备的部分功能和实施方法进行举例说明。

图6示出了本发明的智能交通系统的一个具体的应用。

图6是一个路网系统的局部，由四个基站451、452、453和454覆盖。其中441是基站451的服务区411和基站452的服务区412的分界线，442是基站452的服务区412和基站453的服务区413的分界线，443是基站453的服务区413和基站454的服务区414的分界线。431、432、433和434是将基站451、452、453和454与移动交换中心40连接起来的中继线。461是将移动交换中心40与智能交通系统的交通管理中心2计算机系统连接起来的有线通讯线路，462是交通管理中心2与交通信息服务中心3的有线通讯线路，463是将交通信息服务中心3与移动交换中心40连接起来的有线通讯线路，464是将交通管理中心2与车辆管理系统6连接起来的有线通讯线路。

车辆V从处于基站411内的出发点F欲驶往处于基站414内的目的地E点，其间须经过路口C1、C2、C3、C4、C5和C6。

车辆V的驾车人以随身携带的私用移动电话，向交通信息服务中心3的车辆导航中心拨电话，或在车载终端1上以蜂窝移动通讯系统4的短消息业务方式，按如下内容报告本车订购导航服务的信息：

1.报告本车电子号牌或物理号牌及密码，如果驾车人的随身自用移动电话是在智能交通系统中关于本车的备案电话，则可以省去该内容。如果是用车载终端1，则由于车载终端1内已有电子号牌和设置在蜂窝通讯模块12内的蜂窝移动通讯系统4识别号码IMEI，因此将不需要发送相关密码；

2.报告出发点F和目的地E；

3.报告路线选择的边界条件。比如需要几条预选路线，路程和行驶时间。

车辆导航中心根据路网内的交通路况信息，以Diikstra方法在路网内推算出连接出发点和目的地的推算路线，并在交通信息数据库中查询这些推算线路的历史信息，或立即为这条推算路线进行交通信息采集，以指定该路线的路线属性。交通信息服务中心3也可以在含有出发点和目的地的历史导航路线数据库中，直接截取有效部分作为本次导航的推算路线。

交通信息服务中心3按照驾车人的路线选择边界条件，预先将几条带有路线属性的推算路线作为预选路线，根据驾车人请求订购导航服务时留下的通讯方式，或其在智能交通系统中备案的通讯方式，下载到车载终端1。驾车人根据路线属性，按最短行程或最短行驶时间的要求，以及根据路线属性中包含的该行驶路线所经路口或路段的清单，确定其中一条作为执行的行驶路线。

车载终端1将该执行行驶路线的编号发回车辆导航中心，使车辆导航中心可以根据当初预先下载的预选路线清单，可以得知该车驾车人所选定的行驶路线。这条行驶路线在车载终端1的显示屏幕153上显示的图样如图5b所示。

执行行驶路线由一系列的路标组成。这些路标具有下述性质：

路标编号        有效范围            提示信息

901               16米              沿路向北

902               16米              前方50米路口向左转

903               12米              本路口执行左转

904               12米              转弯完毕，直行

905               16米              前方70米路口向右转

906               12米              本路口执行右转

907               12米              转弯完毕，直行

908               16米              前方50米路口直行

909               16米              前方50米复式路口直行

910               16米              前方50米路口直行

911               16米              前方50米路口直行

912               16米              前方100米到达目的地

913               16米              到达目的地区域

这条路线的路线属性在作为预选路线时和执行行驶路线后的描述为：

5Km，15min；有效时段16:23～16:00；6个路口，一个左转，一个右转；

详细属性描述为：

32Km/h      在C1前；C1信号等待30sec

33Km/h      在C2～C1间；C2信号等待0

34Km/h    在C3～C2间；C3信号等待20sec

22Km/h    在C4～C2间；C4信号等待45sec

12Km/h    在C5～C4间；C5信号等待25sec

32Km/h    在C6～C5间；C6信号等待35sec

22Km/h    在C6之后

在该路线作为执行行驶路线后，上述路线属性还可以在交通信息服务中心3的个性化信息服务中被动态更新。如果驾车人以行驶时间作为路线选择的边界条件，当动态更新的属性的超过作为边界条件的该行驶时间一个系统缺省幅值时，车载终端1将向驾车人报警，提示驾车人重新向交通信息服务中心3改签其他预选路线。交通信息服务中心3也可以动态监控实时路况信息，当发现某订购的执行导航路线属性超出边界条件，则立即出发系统的备选方案或警告提示内容。

车辆V按选择的导航路线出发后，路口C6出现车辆交通事故造成拥堵。交通管理中心2立即将该路况信息广播下发至与路口所在基站454的服务区414的周边基站，包括基站453。由于边界443与路口C6过于靠近，基站452也包括在下载范围内。

当车辆V越过边界441时，车辆V的车载终端1的通讯信道由基站451转换至基站452。车辆V的车载终端1的移动通讯用户编号422为91012345678在移动交换中心40上，在基站452的名下完成用户登录。

在移动交换中心40的基站452名下，已经预先存储了交通管理中心2下发的有关路口C6的路况信息广播内容。当车辆V在基站452的登录完成后，移动交换中心40经基站452向车辆V的车载终端1下载该路况信息。

在个性化交通信息服务中，车辆导航中心经与交通管理中心2相连的有线通讯线路，在接到关于路口C6的路况信息之后，即刻检索发出的导航路线。将含有路口C6的导航路线筛选出来，并同时将订购这些导航路线的车载终端1的移动通讯系统用户编号422提出。将该路况信息发给这些移动通讯系统用户编号422所代表的车载终端1，可以以语音方式通知驾车人，并为车辆V提出更改行驶路线的建议，下载的建议绕行行驶路线如下：

路标编号         有效范围          提示信息

914               16米             前方40米路口向右转

915               12米             本路口执行右转

916               12米             转弯完毕

                   …

该新的行驶路线将插入在路标909之后，以便引领车辆V从复式路口绕行新路线到达目的地E。如果驾车人同意该绕行方案，可按车载终端1的号码及功能键盘155上的“#”键，该绕行行驶路线即完成对原订行驶路线的插入，并使自路标910以后的路标失效。

该新的行驶路线将插入在路标908之后，以便引领车辆V从复式路口绕行新路线到达目的地E。如果驾车人同意该绕行方案，可按车载终端1的号码及功能键盘155上的“#”键，该绕行行驶路线即完成对原订行驶路线的插入，并使自路标909以后的路标失效。

在图6中，路标905的有效范围是16米，以细线圆圈所包括的范围示意。当车辆V进入这个圆圈所在区域时，车载终端1即认为车辆V已到达路标905，并立即执行路标905的提示信息输出。

再回过头来看图6中路口C6处的交通事故。

路口C6的一辆下行小型客车因车前行人状况进行了紧急制动，后面的大型客车因来不及响应而追尾该小型客车。两车的车载终端1都向各自的驾车人发出了10秒内的报警讯息。车载终端1上同时提示驾车人是否个别清除向交通管理中心2和急救医院的报警。驾车人明白这是一起事故，自身没有受伤，只需要交通管理中心2处理，而不需要急救医院，便各自清除了向急救医院的报警信息，等待交通管理中心2的处理。

交通管理中心2接到两车的报警信息后，立即启动与前车车载终端1的通话功能，与前车驾车人经话筒152通话，确认了交通事故的发生。交通管理中心2立即通知附近交通警察前去处理。

交通管理中心2同时根据两车返回的坐标值，经DGPS装置214校正后，在大屏幕上显示两车的车型和位置关系的俯视图，发现两车的外廓车头车尾部位具有部分重合。根据重合程度并继续调用进一步的车型资料，确定后车的车辆行走部分和发动机是否处于重合部分，前车发动机是否是后置型的，判断前后车受到损害后是否能够自行退出现场，并经与前后车驾车人通话确定后，决定是否派出牵引车辆。随后交通管理中心在路口C6处设置了简单区域采集法81采集由于该事故造成的拥堵规模。

车载终端1中设置的急刹车报警信息套用信息点信息的指令格式为：

1.-28                                报警上限值；

2.0                                  空白；

3.Latbt                              信息点触发操作类型；

4.加速度，位置坐标                   操作内容；

5.在车辆坐标处发生碰撞               返回字段内容。

在图6中，路口C6设置了一个临时性的，用于采集交通信息所使用的圆形预选区域。该区域由简单区域法的采集方法执行。在路口C6的中央，设置了一个坐标81，以半径100米划定信息采集范围。拥堵于该区域的车辆将立即将本车属性信息131和动态信息发至交通管理中心2。交通管理中心2将根据每个车辆的坐标位置，经DGPS装置214校正后，按路口C6的实际平面形状，筛选出位于路口C6路面上的所有车辆，并根据本车属性信息131，调出每个车辆的车型模型，在交通管理中心2的大尺寸显示屏幕上，显示该路口C6的虚拟立体画面。图6中路口C3处，由交通管理中心2设置了一个信息点83，有效范围为50米。该信息点的设置内容为：

1.X83，Y83，#；                 信息点坐标

2.50米                          信息点的有效范围

3.B返回信息                     信息点触发操作类型

4.D车辆动态信息                 信息点信息内容

5.23:30当天23:30返回            信息点内容操作时刻。

车辆V1、V2将按信息点83的要求，返回各自车辆的动态信息，即：

车辆V1：

1.Xv1，Yv1                          位置

2.60km/h                            行驶速度

3.179.5°                                                        方向

4.10:00:00/04/13/2008               时刻

车辆V2：

1.Xv2，Yv2                          位置

2.57km/h                            行驶速度

3.180.5°                                                        方向

4.10:00:03/04/13/2008               时刻

信息点83的设置内容已事先经基站452及邻近基站453和451下载到途径车辆的车载终端1内。

在图6中，路口C4和路口C5之间的单向车道上还设置了一个矩形交通信息采集区域D。以便采用双定位精度三级筛选法提取可能驶向路口C6的车辆，并根据提取的这些车辆的电子号牌，向这些车辆发出紧急预警信息。

在图6中，交通管理中心2还在路口C1设置了一个应用直接区域法的复杂形式的信息采集区域D0。包括这一信息采集区域的数学描述的被事先经基站451或452，作为信息采集指令下载到车辆V3的车载终端1内。当车辆V3到达该信息采集区域时，车辆V3的本车属性信息131和动态信息被传送到交通管理中心2。由于保护隐私的法律条例，交通管理中心2并未提取该车的车辆物理号牌。从车辆V3的本车属性信息131内的车辆型号代码中，交通管理中心2发现车辆V3是一辆禁止在该时段行驶在该区域的大型货车，便根据该车的电子号牌立即向车辆管理系统6报告。车辆管理系统6查询出该车的物理号牌，并立即在该车的违章记录中记录这一事件。

图6中车辆V4也是一辆大货车。在进入基站453的服务区413时，已经从基站453处下载了本区域的交通标志信息组。当该车V4 达路口C4时，车辆V4已经经过了信息点82和其有效范围半径10米，车载终端1提示“此路口禁止大型车辆右转”，从而提醒驾驶员使该车避免车辆V4的违章现象。采用信息点信息方式可以提示过往车辆注意遵守临时交通管制规定。

车辆V4所触发的信息点信息形式如下表示：

信息点信息的格式举例如下：

8.X82，Y82，Z82                      信息点坐标；

9.10                                 信息点的有效范围；

10.Ii                                信息点触发操作类型；

11.“此路口禁止大型车辆右转”                  信息点信息内容；

12.大型货车                          Ii指令参数内容。

其中，“Ii”是信息个性化服务指令，参数特指大型货车。这样，当小客车驶过时，就不会触发该信息。

如果在该参数中指定某一具体的车辆电子号牌。当车载终端1触发这个信息点时，中央处理器10首先按指令要求，提取本车电子号牌与指令参数中的内容对比，以便决定是否播放该信息点信息内容。

交通管理中心2可以将宏观信息采集法所指定的内容，预先以指令的形式下载到在车辆管理系统6登记的所有车辆的车载终端1中。指令形式可以借用信息点信息的格式。指令格式举例如下：

13.空白                            信息点坐标；

14.空白                            信息点的有效范围；

15.BS                              信息点触发操作类型；

16.A2，A3，D1，D2，D3，D4          信息点信息内容；

17.8，9，10                        信息点内容操作时刻。

其中，信息点坐标和有效范围空白，向车载终端1表明该指令可能属于宏观信息采集。触发操作类型更指明了返回信息属于宏观信息采集的“存储返回以BS表示”形式。信息采集时刻定于当天8点整，9点整，10点整。一旦到达采集时刻，车载终端1提取指定的本车属性信息131和本车动态信息132，并存储于存储器13中。

交通信息采集系统212可以在任意时刻发出宏观信息采集回传指令。车载终端1立即将在可以回传的第一时间内，向交通信息采集系统212212发送存储在存储器13中的所有与宏观信息采集指令相关的采集内容。当交通信息采集系统212正确接收到所有宏观信息采集内容后，车载终端1将在存储器13中清除采集内容，但不一定需要清除宏观采集指令内容。如果交通信息采集系统212没有在当日发出回传指令，则这些宏观信息采集内容被次日的宏观信息采集内容覆盖。车载终端1内的宏观采集信息指令，只能由交通信息采集系统212的特别指令所清除。

交通管理中心2在得到交通信息采集系统212整理后的宏观信息后，经DGPS装置214提供的修正信息对所有车辆位置坐标进行修正，就可以在其大尺寸显示屏幕上，选取适当成像视角，完整再现图6所示的道路部分的虚拟现实景象。如果提取图6所示的10点整的交通路况信息，可以看到如图7所示的情形。

在图8中示例了一个道路收费处应用本发明的智能交通系统后，在附近进行不停车自动收费的过程。

开放式高速公路道路收费处S位于基站45的业务区内。基站天线位于邻近收费处收费关口的建筑物上。基站的业务区半径1公里，时速140km/h的车辆25秒可以从该业务区边缘到达收费关口中线73。收费关口的车辆流量设定为单向8辆/秒，在4车道情况下每车间距平均为39米，各车辆之间时间距为1秒。

车辆V5在越过与基站45相邻的基站的业务区分界44前后，就已经下载了关于道路收费站的信息。道路收费系统7也在车辆V5登录这些基站的同时，也核查了这些车辆的缴费帐号的属性和历史记录，并对有逃费历史的车辆做出在系统内部的预警。

所有关于当地收费站的信息也可以预先经当地专业交通信息广播电台的附加信道下载到车载终端1内。漫游到外地的车辆可以被蜂窝通讯模块12检测到，在中央处理器10的干预下，经车载终端1的输入/输出装置向驾车人提示更换专业交通广播电台的频率。专业交通广播电台附加信道的广播将滚动播送全路网内路况信息和管制信息。

有关收费站的信息包括单向车道上在收费站两侧各有一个信息采集区域D1和D2，一个提示作用的信息点信息8，以及该收费站收费标准的信息。站前信息采集区D1和站后信息采集区D2的形状分别相关于收费站两侧道路平面形状，并分布在收费站中线73两侧。

假设GPS模块11的输出周期为2次/秒。当车辆V5到达信息点8时，车载终端1提示“您已到达XX高速公路收费站，您的收费标准为15元”。当车辆V5到达收费站前数据采集区D1时，至少在D1中停留0.5秒以上。这是对D1尺度的要求。中央处理器10此时启动道路收费进程，记录车辆V5到达区域D1的时刻。

当车辆经过收费站后数据采集区D2时，距离经过区域D1至少应多于1秒的时间。此时车载终端1记录下经过区域D2点的时刻，并可以选择播放“确认收取15元”的提示信息。车载终端1可以判定车辆V5的现行位置已经越过收费站中线73，并以车辆动态信息为内容发出收费确认短信息至道路收费结算系统701。

如果车辆V5在收费站前掉头而未越过收费站中线73，则车辆V5经过区域D4时，中央处理器10将终止收费站的道路收费进程。

此时位于收费站的收费站图像识别系统装置721拍摄了车辆V5的前部和后部的图像，并在1秒内识别出该车的号牌号码。收费站计算机系统72将这些车辆号牌信息制作成收费报表，经收费站专用有线数据通讯线路71传送到道路收费结算系统701。

道路收费结算系统701在经有线数据通讯线路43收到该车的确认缴费信息后，根据该车蜂窝通讯模块12的移动通讯系统用户编号422，经有线数据通讯线路466，在车辆管理系统6中检索出该车的物理车牌，并在收费报表中核对出该车的物理车牌信息，然后在该车的移动通讯系统用户缴费帐号中记录缴费金额15元。该车用户可以以预缴费形式或按月结算的方式，清付过路费用。

通过以上对本发明优选实施例和功能实现过程示例的介绍，可以了解采用本发明的智能交通系统的架构。显然，本领域的技术人员可以在不脱离本发明精神和范围的情况下，利用不同的具体结构实现本发明，根据本发明的原理，衍生出许多不同的应用形式，或信息采集和信息服务的形式。

Claims (6)

1.一种智能交通系统，至少包括道路系统和车载系统，其中道路系统至少包括交通管理中心、蜂窝移动通讯系统，车载系统包括至少一个车载终端，其特征在于：道路系统与车载系统之间采用所述蜂窝移动通讯系统建立通讯，交通管理中心向车载终端传送信息时，利用车载终端与普通移动通话用户的属性差异，将信息只传送给车载终端。

2.根据权利要求1的智能交通系统，其中所述道路系统中还包括交通信息服务中心、道路收费系统和车辆管理系统，所述交通信息服务中心、道路收费系统和车辆管理系统之间建立实时通信连接；所述车载系统的车载终端包括中央处理器(10)、GPS模块(11)、蜂窝移动通讯模块(12)、存储器(13)和输入/输出装置(15)；其特征在于：所述道路系统利用所述蜂窝移动通讯系统对其移动终端的通讯、识别和登录功能，对车载系统进行分区管理、信息采集和信息服务，以及完成车辆识别和不停车收费，并从蜂窝移动通讯系统中取得费用结算信息。

3.根据权利要求1的智能交通系统，其中所述交通管理中心设有一个DGPS装置，可以对车载终端传送回来的车辆位置坐标进行校正，其特征在于：所述校正是在所述坐标被传回到所述交通管理中心之后进行的。

4.根据权利要求2的智能交通系统，还包括一个交通信息采集系统，其信息采集的方法至少包括信息点信息法、区域法以及宏观信息采集法，其特征在于，所述信息采集方法都是由交通信息采集系统向车载终端提出采集本车信息指令及采集条件，并预先下载到车载终端；当车载终端所处条件满足采集条件要求时，采集信息指令才被执行，车载终端会按指令要求内容立即制作回传信息帧，并在允许发送回传信息的第一时间内向交通信息采集系统回传信息帧。

5.根据权利要求2的智能交通系统，其中所述道路系统中还包括交通信息服务中心和车辆行驶辅助系统，分别用于为一般用户和特定用户提供所需信息的服务，其特征在于：所述交通信息服务中心和车辆行驶辅助系统所采用的信息服务与信息采集的手段可以是相同的，而且道路系统向车载系统传输的信息既可以根据车载终端的移动通讯系统用户编号直接传给指定的车载终端，也可以预先设置在蜂窝移动通讯系统内，当作为车载系统的车载终端具备道路系统所要求的区域属性时，由蜂窝移动通讯系统下载这些信息到车载终端内。

6.一种用于智能交通系统的车载终端，至少包括：一个中央处理器(10)，参数输入模块，通讯模块，存储器(13)，语音合成模块(14)，一个输入/输出装置(15)和与输入/输出装置(15)连接的提示装置，所述参数输入模块、通讯模块、存储器(13)、输入/输出模块(15)与所述中央处理器(10)相连，提示装置与输入/输出装置(15)相连，其中所述参数输入模块至少包括GPS模块(11)，所述通讯模块至少包括蜂窝通讯模块(12)，其特征在于：所述GPS模块(11)至少接收来自卫星的定位信号，所述蜂窝通讯模块(12)用于建立车载终端与道路系统的通讯，所述中央处理器(10)可以按指令要求处理来自参数输入模块的参数，并将指令执行结果按指令要求通过所述通讯模块或所述提示装置输出。

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