CN204557586U - 一种带禁止交易区的电子不停车收费系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利公开了一种带禁止交易区的电子不停车收费系统，该系统包括路侧单元RSU和信号屏蔽器。该系统的工作原理是利用信号屏蔽器制造禁止交易区来防止处于后车位置的车辆与RSU进行交易，从而解决常规ETC系统无法解决的跟车干扰问题。

Description

一种带禁止交易区的电子不停车收费系统

技术领域

本实用新型涉及智能交通领域，具体涉及一种带禁止交易区的电子不停车收费系统，目的在于防止跟车干扰。

背景技术

电子不停车收费系统(Electronic Toll Collection，以下简称ETC)主要由路侧单元(Road-Side Units，以下简称RSU)和车载单元(On-BoardUnit，以下简称OBU，也称电子标签)组成，其原理是利用专用短程通信技术(Dedicated Short Range Communications，以下简称DSRC)实现RSU和OBU之间的通信，并对装有OBU的车辆进行交易(如扣费等)。在实际应用中，由于受到路面和周边物体的反射、吸收和散射作用的影响，RSU发射的电磁波的分布范围和强度并不是严格可控的，这使得RSU与OBU之间的通信范围并没有明显的边界。此外，不同车窗和车膜材料对OBU的灵敏度具有不同程度的影响，这都增加了RSU的通信区域边界的不确定性。在通信区域的边界附近，容易造成跟车干扰和远端邻道干扰并导致漏扣费和误扣费等现象的发生。具体而言产生跟车干扰的情况主要有：

(1)前车和后车都装有OBU(两个OBU灵敏度都符合国标)，但是后车由于OBU灵敏度较高(如受反射影响)而在前车交易之前完成了交易，这时前车没有完成交易而被放行，后车完成了交易却被拦截；

(2)在ETC通道和MTC(人工半自动收费)/ETC混合通道中，前车没有装OBU而后车装有OBU，当前车还未完成人工或半自动操作(如缴费、取卡等)时，后车的OBU与RSU已经完成交易，此时未缴费的前车将被放行，而完成交易的后车却被拦截；

(3)在ETC专用通道中，前车和后车都装有OBU，但是后车OUB灵敏度符合国标，而前车OBU灵敏度较低甚至低于国标阈值(有可能受车身材料或车膜影响)。当前车OBU受车身材料或车膜的影响而灵敏度较低时，通常可以通过采用较大信号发射功率的RSU来保证二者之间的通信，但是RSU的信号发射功率较大时其有效通信范围和模糊通信范围也较大，这样会使后车也处在通信范围之内(甚至覆盖到远端邻道)，此时后车可能先于前车完成交易，这样前车没有完成交易却被放行，后车完成了交易反而被拦截(或多次交易)。

实用新型内容

从制造禁止交易区的角度出发，禁止处于后车位置(禁止交易区)的OBU与RSU进行交易可以防止后车先于前车交易，即无论车辆有无安装OBU亦或其OBU灵敏度如何，只要进入了禁止交易区(后车位置)就禁止其与RSU进行交易，这样可以减少上述三种跟车现象的发生。

本实用新型提供的防跟车干扰的电子不停车收费系统主要由RSU(路侧单元)、信号屏蔽器组成，

所述RSU和信号屏蔽器的相对位置在车辆行进方向上依次为信号屏蔽器和RSU；

所述RSU和信号屏蔽器在路面上的投影在行车方向上的间距为3-6米(略大于一个车身长度)；

所述RSU的信号覆盖区域与所述信号屏蔽器的禁止交易区域的关系为包含或者相交；

所述信号屏蔽器通过定向发射屏蔽信号制造具有一定范围的禁止交易区，处于禁止交易区(后车)内的车载单元(OBU)无法与RSU进行交易，被屏蔽的交易信号既可以是RSU的下行信号，也可以是OBU的上行信号；

所述信号屏蔽器连续发射屏蔽信号，无需外部的同步信号进行触发，即该信号屏蔽器不受同步信号或其它时序信号的触发控制，而是独立的连续发射屏蔽信号，不间断的制造禁止交易区。

优选的，所述信号屏蔽器通过连续发射5.83GHz或5.84GHz的信号，或以5.83GHz或5.84GHz为载波且不为正常通信帧(如BST等)的调制信号作为屏蔽。

优选的，所述的信号屏蔽器的禁止交易区范围可以覆盖多个车道，即多个RSU(不同车道)共用一个信号屏蔽器。

优选的，所述信号屏蔽器发射的屏蔽信号可以定向辐射到一定区域，通过调节屏蔽器的屏蔽信号发射角度和朝向对其屏蔽范围和朝向进行调节。

优选的，所述的RSU含有调节信号发射功率的单元，当RSU检测不到OBU信号时，增大RSU的信号发射功率尝试与OBU进行通信。

优选的，在并行多车道中同时使用本实用新型(一个车道安装一套)，不仅可以防跟车干扰，还可以实现防止远端邻道干扰的产生。

优选的，本实用新型的信号屏蔽器的禁止交易区在垂直于行车方向上的长度为3-15米。这样一个信号屏蔽器的禁止交易区可同时覆盖多个车道，分别安装在多个(两个以上)车道上的RSU的信号覆盖区域都分别与一个信号屏蔽器的禁止交易区相交。

本实用新型提出的防跟车ETC系统的工作原理是利用信号屏蔽器制造一个禁止交易区，防止处于该禁止交易区的车载OBU(后车)与本车道内的RSU进行交易，这样可防止后车(处于禁止交易区)先于前车(装有或未装有OBU，亦或OBU灵敏度较低)与RSU进行交易，即实现防止跟车现象的产生。

附图说明

图1带禁止交易区的ETC系统安装示意图1

图2带禁止交易区的ETC系统安装示意图2

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实例1

如图1所示，本实用新型提供的防跟车干扰的ETC系统主要包含路侧单元RSU 101和信号屏蔽器102。其中，RSU 101在路面上的投影与信号屏蔽器102在路面上的投影间距为3-6米，信号屏蔽器102通过连续发射频率为5.83GHz或5.84GHz的微波信号造制了一个禁止交易区104。信号屏蔽器102与RSU 101之间没有进行任何同步或时序触发等连接。RSU 101的通信范围103和信号屏蔽器102的禁止交易区104部分重叠。所有进入禁止交易区104的车辆(如图2中的后车106)在屏蔽信号的影响下都将无法与RSU 101进行交易，只有当车辆处于前车位置时(如图2中的车辆105)才可以与RSU 101进行交易。

实例2

本实用新型提供的带禁止交易区的电子不停车收费系统中，RSU含有调节信号发射功率的单元，可以通过程序自动增大和减小其信号发射功率，其系统结构示意图与实例1相同，见图1。在本实例中，带禁止交易区的ETC系统工作流程为：当车辆105进入到前车位置的时候，如果RSU 101没有接收到OBU信号，则RSU 101增大信号发射功率尝试与OBU进行通信，此时RSU 101的信号发射功率显著增大使处于前车位置的信号强度增大，同时使得RSU 101的通信范围103增大(覆盖部分或全部后车位置)。此时，通信范围103与禁止交易区104发生重叠，甚至出现通信范围103完全包含禁止交易区104的情况，但是禁止交易区的存在使得能够进行交易的区域依然保持在前车位置(如车辆105)，这样尽管后车106有可能处于信号交易区域103内，但是由于后车106同时也处于禁止交易区104，所以后车106无法先于前车105与RSU 101建立通信，即无法对前车产生跟车干扰。基于此，本实用新型不仅可以解决背景技术所述的前两种跟车干扰，还可以有效减小第三种跟车干扰的发生。

实例3

如图2所示，在并行的多车道中，每车道中都安装一套本实用新型提供的带禁止交易区的ETC系统(这里仅以安装相邻两车道为例进行说明，实际应用中可以是多车道的情况)：在车道1中安装有RSU 101和信号屏蔽器102；在车道2中安装有RSU 201和信号屏蔽器202；其中RSU101和RSU 201分别有通信范围103和203，信号屏蔽器102和202分别有禁止交易区104和204。禁止交易区104和204的存在不仅可以防止各自所属车道的跟车干扰的产生(这里不再赘述，见前文实例)，还可以防止远端邻道干扰的产生。远端邻道干扰指的是处于车道2中(后车位置)的车辆206(装有OBU)先于车道1中(前车)的车辆105与RSU 101进行交易。

本实例中防止远端邻道干扰的工作原理为：由于安装角度、发射功率或者信号反射等原因的影响，RSU 101的通信区域103的覆盖范围与邻车道中的禁止交易区(后车位置)204发生重叠(或包含)，如果车道1中的前车105没有安装OBU或者其车载OBU灵敏度较低时就有可能出现车辆206先于车辆105与RSU 101交易，但是禁止交易区204使得处于其内部的车辆206无法与任何RSU进行交易，这样就防止了远端邻道干扰的产生。

以上所述仅是本实用新型优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种带禁止交易区的电子不停车收费系统，包括路侧单元RSU和信号屏蔽器，其特征在于，

所述RSU和信号屏蔽器的相对位置在车辆行进方向上依次为信号屏蔽器和RSU，且二者在路面上的投影在行车方向上的间距为3-6米；

所述RSU的信号覆盖区域与所述信号屏蔽器的禁止交易区域的关系为包含或者相交。

2.根据权利要求1所述的一种带禁止交易区的电子不停车收费系统，其特征在于，所述信号屏蔽器的禁止交易区在垂直于行车方向上的长度为3-15米。

3.根据权利要求1所述的一种带禁止交易区的电子不停车收费系统，其特征在于，包含两个以上的RSU和一个信号屏蔽器，其中每个RSU的信号覆盖区域都与信号屏蔽器的禁止交易区相交。