CN201322948Y - 一种具有透明传输和集成应用双接口模式的电子收费路侧设备 - Google Patents

Abstract

一种应用于车辆自动登记、自动识别和不停车收费系统的具有透明传输和集成应用双接口模式的电子收费路侧设备。该电子标签包括主控模块、通信模块、DSRC微波发射模块、DSRC微波接收模块、SAM认证模块、电源模块，该设备在现有的电子收费路侧设备的基础上通过对相关硬件及应用软件的改进与创新，从而能够支持不同接口模式的使用，可以通过透明传输接口由车道控制PC实现ETC交易流程，也可以通过集成应用接口由路侧设备实现ETC交易流程。这两种接口模式的使用可由用户自行选择，能适应各地不同条件要求下的电子不停车收费系统建设需求。

Description

一种具有透明传输和集成应用双接口模式的电子收费路侧设备

技术领域：

本实用新型属于智能交通技术领域，特别涉及一种应用于车辆自动登记、自动识别和不停车收费系统的具有透明传输和集成应用双接口模式的电子收费路侧设备。

背景技术：

在现有的高速公路收费系统中，极大多数系统仍采用MTC(ManualSemi-automatic Toll Collection：人工半自动收费)。近几年随着国民经济和交通运输业务的快速增长，特别是都市圈交通拥堵和环境污染问题日益严重，ITS系统包括ETC技术的应用受到越来越多的国家和地区的相关部门的关注。ETC(Electronic Toll Collection：电子不停车收费系统)是智能交通系统(ITS)的重要组成部分，是国际上正在努力开发并推广普及的一种用于公路、大桥、隧道等的电子自动收费系统。它通过路侧设备与车载电子标签之间的专用短程通信，在不需要停车及收费人员采取任何操作的情况下自动实现收费处理全过程。在收费站采用ETC不停车电子收费技术，可提高高速公路收费站的通行能力，缓解乃至解决收费站拥堵问题；在多义性路段布设ETC标识站，可实现ETC通行车辆按照精确行驶路径计费和弹性收费，并以此来均衡高速公路的路网流量，提高高速公路的运行效率。实施ETC系统工程也将为交通信息服务、城市停车管理、重大活动及区域交通管理和城市交通综合管理提供了基础条件。

我国国情及道路使用者的行为特点决定了在我国各地实施ETC模式各不相同。以车道部分为例，有专用车道、混合车道两种模式，有收费员值班管理和无人值班管理两种模式，有设高速栏杆和不设栏杆两种模式，有低速通行模式和高速通行模式。如果ETC运营模式不能很好地提供免停车快速通行服务、不能减少营运成本，将无法体现出明显的吸引力，推广应用的前景无疑将受到影响。而相应的ETC设备不仅要适应不同ETC运营模式的需求，而且还要适应运营一段时间后ETC运营模式的发展和调整。目前，国内已建有不少ETC系统，路侧设备的接口均采用集成应用模式，即ETC应用交易流程由路侧设备实现，仅将交易结果通过接口传递给车道控制PC。该模式的优点在于ETC交易流程固定，车道PC程序实现简单。但一旦ETC运营模式有变化，必须由路侧设备厂商根据新的需求对路侧设备进行系统升级，ETC应用流程的实现由设备厂商控制，将严重影响ETC系统的运营并制约ETC系统的发展。

本电子收费路侧设备是用于不停车收费的专用设备，同时具有透明传输和集成应用两种接口模式可供选择。透明传输接口模式能实现ETC应用交易流程通过透明传输通道由车道控制PC完成，所有交易指令都由车道控制PC发起，有效解决了目前ETC系统建设对设备厂商的依赖性，很大程度解决了大规模路网内电子不停车收费系统实施所面临的问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种具有透明传输和集成应用双接口模式的电子收费路侧设备。该设备在现有的电子收费路侧设备的基础上通过对相关硬件及应用软件的改进与创新，从而能够支持不同接口模式的使用，可以通过透明传输接口由车道控制PC实现ETC交易流程，也可以通过集成应用接口由路侧设备实现ETC交易流程。这两种接口模式的使用可由用户自行选择。

根据上述实用新型意图，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种具有透明传输和集成应用双接口模式的电子收费路侧设备，其特征在于，该电子收费路侧设备包括：

——主控模块：主控模块根据接口模式的不同，采用不同的交易处理流程：集成应用模式下，主控模块控制微波发射和接收模块与车载电子标签进行DSRC微波通信，将收到的车载电子标签信息进行解析，根据预定的处理流程直接与车载电子标签进行交易，直接通过SAM卡认证处理模块获取交易的安全认证码，与电子标签中的IC卡进行交易，最后将交易结果通过通讯模块发送给车道主控PC，透明传输模式下，主控模块接受车道主控PC发送的交易指令，以DSRC通信数据帧形式通过微波发射模块发送到车载电子标签，将微波接收模块收到的数据帧转换回交易信息返回指令，或者将PC发送的指令转发到SAM卡认证处理模块获取交易的安全认证码，这些返回信息发送到车道主控PC，并接收车道主控PC发送的下一指令，直到交易结束；

——通讯模块：与车道主控PC进行信息传输和交换，接受PC发送给路侧设备的指令，返回ETC交易的结果信息；

——DSRC微波发射模块：与通信区域内的车载电子标签建立5.8GHz DSRC微波连接，将交易指令信息安全、正确地发射给车载电子标签；

——DSRC微波接收模块：接收车载电子标签返回的交易指令执行结果信息，供主控模块处理；

——SAM认证模块：同时支持最多6个接触式高速PSAM卡；工作时由主控模块选择需操作的PSAM，向PSAM发送密钥计算指令，获得安全认证的报文或者电子钱包扣款交易的安全认证码；计算结果返回主控模块；

——电源模块：向路侧设备提供稳定的电源。

本实用新型的有益效果为：本设备同时具有透明传输和集成应用两种接口模式可供选择，能适应各地不同条件要求下的电子不停车收费系统建设需求，同时，透明传输模式的引入，简化了电子不停车收费系统的升级，使得路侧设备能完全兼容ETC未来的需求，无需对路侧设备进行召回升级。

附图说明：

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明。

图1是原理结构框图。

图2是实施例的流程图。

具体实施方式：

为使本发明实现的技术特征与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

图1所示，本实用新型所述的包括以下部分：主控模块、通讯模块、DSRC微波发射模块、DSRC微波接收模块、SAM认证模块、电源模块。

其具体实施方案如下：

图2所示，在实际应用中，ETC的交易流程的控制可以通过选择两种接口模式之一来实现：

●集成应用模式：主控模块中含有对ETC应用交易流程处理的系统程序，该系统程序控制整个ETC交易的实现。一次典型的ETC交易处理流程如下：

(1)主控模块控制DSRC微波发射和接收模块与微波通信区域中的车载电子标签建立DSRC微波通信链接，对收到的车载电子标签系统信息进行解析，并通过SAM认证模块调用指定的PSAM卡对电子标签进行认证；

(2)认证通过后，调用DSRC微波发射和接收模块向车载电子标签中的IC卡发送读卡操作指令，获得IC卡基本信息；

(3)主控模块将电子标签系统信息和IC卡基本信息通过通讯模块发送给车道控制PC，由车道PC确认电子标签和IC卡，并决定是否继续交易以及继续交易中需写入IC卡的信息和需从IC卡电子钱包中扣款的数额；

(4)主控模块根据车道PC发送的继续交易信息，通过SAM认证模块调用指定的PSAM卡计算IC卡安全认证的报文或者电子钱包扣款交易的安全认证码；调用DSRC微波发射和接收模块向车载电子标签中的IC卡发送写卡和钱包扣款操作指令，获得IC卡操作结果后释放与车载电子标签的微波链接；

(5)主控模块将IC卡操作结果发送给车道控制PC，完成一次ETC交易流程。

透明传输模式：主控模块负责通过通讯模块接受车道PC的交易指令，通过DSRC微波发射模块将交易指令发送到车载电子标签，并通过DSRC微波接收模块接收电子标签返回的数据信息，然后通过通讯模块发送到车道PC，并接收车道主控PC发送的下一指令，直到交易结束。车道PC程序控制整个ETC交易的实现，主控模块起到指令和信息透明转发的功能。一次典型的ETC交易处理流程如下：

(1)主控模块接受车道PC发送的交易初始化指令，建立与车载电子标签的微波链接，接收到电子标签的基本信息数据帧，将该数据帧转发给车道PC；

(2)车道PC发送获取电子标签系统信息的指令，主控模块转发到电子标签，接收到电子标签的系统信息数据帧，将该数据帧转发给车道PC；

(3)车道PC发送PSAM认证指令，主控模块转发到SAM认证模块进行PSAM安全认证，将PSAM执行结果发送到车道PC；

(4)车道PC发送操作电子标签中IC卡的指令，主控模块转发到电子标签，接收到电子标签的IC卡指令执行结果数据帧，将该数据帧转发给车道PC；

(5)重复第4步，直到对电子标签中IC卡操作结束(其中还将根据IC卡安全交易要求，穿插类似第3步的PSAM卡操作指令)；

(6)车道PC发送电子标签人机交互的指令，主控模块转发到电子标签，接收到电子标签的指令执行结果数据帧，将该数据帧转发给车道PC；

(7)车道PC发送释放电子标签的指令，主控模块转发到电子标签，完成一次ETC交易。

以上是本实用新型的实施方式之一，对于本领域内的一般技术人员，不花费创造性的劳动，在上述实施例的基础上可以做多种变化，同样能够实现本发明的目的。但是，这种变化显然应该在本实用新型的权利要求书的保护范围内。

Claims (1)

1、一种具有透明传输和集成应用双接口模式的电子收费路侧设备，其特征在于，该电子收费路侧设备包括：

——主控模块：主控模块根据接口模式的不同，采用不同的交易处理流程：集成应用模式下，主控模块控制微波发射和接收模块与车载电子标签进行DSRC微波通信，将收到的车载电子标签信息进行解析，根据预定的处理流程直接与车载电子标签进行交易，直接通过SAM卡认证处理模块获取交易的安全认证码，与电子标签中的IC卡进行交易，最后将交易结果通过通讯模块发送给车道主控PC，透明传输模式下，主控模块接受车道主控PC发送的交易指令，以DSRC通信数据帧形式通过微波发射模块发送到车载电子标签，将微波接收模块收到的数据帧转换回交易信息返回指令，或者将PC发送的指令转发到SAM卡认证处理模块获取交易的安全认证码，这些返回信息发送到车道主控PC，并接收车道主控PC发送的下一指令，直到交易结束；

——通讯模块：与车道主控PC进行信息传输和交换，接受PC发送给路侧设备的指令，返回ETC交易的结果信息；

——DSRC微波发射模块：与通信区域内的车载电子标签建立5.8GHzDSRC微波连接，将交易指令信息安全、正确地发射给车载电子标签；

——DSRC微波接收模块：接收车载电子标签返回的交易指令执行结果信息，供主控模块处理；

——SAM认证模块：同时支持最多6个接触式高速PSAM卡；工作时由主控模块选择需操作的PSAM，向PSAM发送密钥计算指令，获得安全认证的报文或者电子钱包扣款交易的安全认证码；计算结果返回主控模块；

——电源模块：向路侧设备提供稳定的电源。

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