CN211403493U - 一种基于互联网盒子的高速公路收费系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于互联网盒子的高速公路收费系统，涉及车辆信息检测领域。该方法包括通过连线标识的数据流进行交互的电子收费装置、实时监控装置、信息服务装置和后台装置。本实用新型可以通过互联网盒子完成车辆准入、信息核对下发、电子支付等功能。

Description

一种基于互联网盒子的高速公路收费系统

技术领域

本实用新型属于高速公路收费系统领域，涉及一种基于互联网盒子的高速公路收费系统。

背景技术

高速公路作为快速交通中重要的一环，承担着我国重要的交通任务，高速公路是我国实现现代化交通构建的必经之路，对于我国经济和社会的发展起到十分重要的作用，成为我国经济发展的重要指标，由于我国经济已经得到长足的发展，使得国内对于公路的需求越来越大，使得我国不断的建设高等级公路，其中高速公路发展十分迅猛。但是，随着高速公路总里程的不断增加，高速公路路网变得越来越庞大和复杂，高速公路在车流量加大的时候，由于收费站瓶颈造成的，收费排队进而堵车的现象，也对高速公路的高效管理提出了挑战。

目前国内主流的高速公路收费系统有人工或半自动收费方式和全自动收费方式，以前完全的人工收费方式随着国家二级公路收费站的拆除已经不复存在了。人工或半自动收费方式是随着社会交通发展而出现的一种经济、适用、高效的收费方式，对于高速公路来说是十分重要的，随着15年11月份全省高速公路要求联网，实现网内一卡通，车辆只需在进入路网时领取通行卡，出口时再交费，此种方式虽然方便，但是需要大量通行卡。目前国内大型收费站一般配备全自动收费方式的一条ETC车道，ETC收费系统要求路网形成一个闭环网络状态，使用双片储值卡技术，对占地面积要求比较大，对建设周围环境要求比较高，而且前期一次性投入资金相对来说比较高，完成建设工程耗时比较长。

发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种基于互联网盒子的高速公路收费系统，该系统可以通过互联网盒子完成车辆准入、信息核对下发、电子支付等功能。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：本实用新型提供了一种基于互联网盒子的高速公路收费系统，整个收费系统包括通过连线标识的数据流进行交互的电子收费装置、实时监控装置、信息服务装置和后台装置。

优选的，所述电子收费装置的主要功能是基于车道、互联网盒子以及智能移动设备，实现无现金收费。

优选的，所述电子收费装置的高速公路收费车道主要由互联网盒子、车道控制装置、车辆检测装置组成，当车辆通过时，该系统自动进行工作，并由互联网盒子以及车道控制装置计算收费信息，通过APP电子支付或者扫码枪完成扫码支付。

优选的，所述电子收费装置的工作流程包括入口交易流程和出口交易流程。

优选的，所述实时监控装置通过移动网络定位监控系统和视频监控系统的协同工作，获得高速公路上行驶车辆的实时信息和高速公路路面的实时路况、车道占有率、车辆速度、突发事件的信息，及时将信息发送给后台装置，后台装置将获得的信息又发送给电子收费装置及信息服务装置，通过信息共享而实现各个子系统的功能服务。

优选的，所述信息服务装置从后台装置获得电子收费装置及实时监控装置所收集的各项信息，并自主收集影响高速公路车辆行驶各项因素的信息，然后对这些信息进行综合分析，得出结果，并将结果同时发送给后台装置，并针对具体的车辆通过手机接收提供针对性的服务信息提供；高速公路行驶的车辆也可以根据自身的需求定制个性化的信息服务，从而获得更好的服务体验。

优选的，所述后台装置是整个收费系统的中枢枢纽子系统，是高速公路上各种信息的总数据库；后台装置通过和电子收费装置、实时监控装置、信息服务装置之间互相发送传递信息，而实现共同运作，同时它还具有协调电子收费装置、实时监控装置和信息服务装置的工作的作用，为它们的工作提供支撑，从它们那里获取信息，并将它们各自需要的信息发送给它们。

本实用新型的有益效果是：

1.提高司机驾车体验；基于互联网盒子的高速公路收费系统支持APP内支付、手机扫码等电子支付方式，通过收费站时，司机可以不用纸币直接选择电子支付，免去了司机停车缴费中的找零过程，方便了司机的驾驶，提高了司机的驾车体验。

2.提高车道的通行量；在传统人工收费的方式下，每辆车的通行通常需要10秒左右，而采用基于互联网盒子的高速公路收费系统后，由于省去找零环节，每辆车的通行仅需要3秒时间，车道的单位时间通行量大幅增加，尤其是道路车多的时候，可以保证车道的通行能力。

3.降低收费成本；相对于传统人工收费，基于互联网盒子的高速公路收费系统可以实现智能化收费，自动进行车型、车牌识别，配合移动端电子支付，节约大量的人力成本和物力成本，从而降低收费成本，提高管理效益；此外，还可以避免收费过程中因纸币产生的种种问题。

4.增强系统安全；相对于传统的电子收费系统，基于互联网盒子的高速公路收费系统所有与互联网通信的操作全部在互联网盒子上完成，实现了内部系统与互联网隔绝，互联网盒子部署防火墙，最大程度上限制了涉密的信息被非授权的用户访问。

5.保护空气质量；研究显示，机动车在怠速情况下的尾气排放量高出车辆在行驶过程中0.6倍，因此监测显示，人工收费站的站点空气质量十分不好，PM2.5浓度严重超标，而如果使用了基于互联网盒子的高速公路收费系统之后，在高速公路收费口进行收费时，汽车只需短暂停车就可以实现交费，从而减少汽车在收费站的停留时间，进而减少了尾气排放量。

本实用新型解决了以下问题：

（1）通行效率低

传统的人工或半自动收费方式需要司机在进入路网时领取通行卡，出口时凭通行卡再人工交费，交费期间的领/收卡操作以及纸币找零的过程大幅降低了车辆的通行效率，在车流量加大的时候，会产生由于收费站瓶颈造成收费排队进而堵车的现象。

在本实用新型中，电子收费装置将车辆通过收费站时的收费方式由人工收费改为电子收费，不仅在收费过程中无需纸币找零，减少了车辆通过收费站的时间，而且收费更加准确、方便，并方便机动车驾驶者进行详细费用查询，缴费形式只用通过手机即可完成。

（2）操作繁琐

一般的互联网高速公路收费系统仅有车牌识别，收费员在司机进入路网以及收费时需要进行人工的车型识别并在管理系统中录入，录入过程中会增加收费员的工作量以及操作失误的几率。

在本实用新型中，收费系统集成了车牌识别与车型识别，可为车主的快速通行以及快速付费提供保障，同时还能为工作人员提供一种方便、快捷的工作环境，实现收费的智能化、流程化。

（3）安全性较差

一般的互联网高速公路收费系统采用收费系统或车道系统与互联网直联的方式，虽然在通信延迟上会有优势，但同时带来较大的安全隐患；不健全的安全机制会造成涉密的信息被非授权的用户访问。

在本实用新型中，基于互联网盒子的高速公路收费系统所有与互联网通信的操作全部在互联网盒子上完成，实现了内部系统与互联网隔绝，互联网盒子部署防火墙，最大程度上限制了涉密的信息被非授权的用户访问。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的系统关系图。

图2为本实用新型的系统拓扑架构图。

图3为本实用新型的系统逻辑架构图。

具体实施方式

附图为本实用新型的一种基于互联网盒子的高速公路收费系统的具体实施例。该实施例包括通过连线标识的数据流进行交互的电子收费装置、实时监控装置、信息服务装置和后台装置。

各子系统的功能具体如下：

（1）电子收费装置

电子收费装置的主要功能是基于车道、互联网盒子以及智能移动设备，实现无现金收费。车道可以通过摄像头组件完成车辆信息识别，后台装置接收到车道的信号后，将车道发送的车辆信息传送给部署在互联网盒子的电子收费装置，验证是否符合通行规范，通过验证则系统发送放行命令；不通过验证，则提示该车辆不符合放行规范的原因，要求车辆进入帮助或离开车道；电子收费装置记录车辆的牌照信息、车辆驶入口及驶出口信息，在车辆即将驶出高速公路时自动进行费用结算，该费用通过手机支付技术进行即时支付。在这个过程中，电子收费装置利用车辆自动识别技术、车辆牌照检测技术和移动网络通信技术实现车辆与收费子系统之间的信息交流，在车辆驶入高速公路入口的过程中进行记录，在车辆驶出高速公路出口时，司机通过智能设备APP支付费用，如果不使用APP支付，也可以由收费员通过扫码枪扫描司机的支付二维码，自动完成收费过程。另外，电子收费装置除继承了先进的识别技术外，还完善了多项收费功能。例如，如果车辆在高速公路上发生违规行为，交警罚款可以由电子收费装置通过手机支付代为收取，规避随意罚款司机带来的困扰和对政府造成的负面影响；如果司机需要在高速公路服务站购买食品或服务，也可以由电子收费装置通过手机支付代为收取。

基于移动网络技术的互联网盒子高速公路收费系统通过电子收费装置对高速公路收费站的工作进行控制。釆用电子收费的高速公路收费车道主要由互联网盒子、车道控制装置、车辆检测装置等组成，当车辆通过时，自动进行工作，并由互联网盒子以及车道控制装置计算收费信息，通过APP电子支付或者扫码枪完成扫码支付，单人轻松实现车辆收费的过程。

电子收费装置的工作流程包括入口交易流程和出口交易流程。

入口交易流程：当车辆驶入高速公路电子收费车道的时候，车型识别设备会对车辆的大小、型号进行自动识别，从而决定对该车辆的收费标准；同时相机设备会对车辆进行拍照并对车牌号进行记录，确定是否符合通行标准，如果一切正常，则发送信息给车道控制装置，车道控制装置发送信号抬起栏杆，允许车辆通行。在这个过程中，互联网盒子会与机动车内的手机支付软件发送数据通信，返回车辆收费标准的信息给驾驶者，告诉驾驶者是否符合通行条件，若不符合条件，则提示驾驶者驶入等待车道，若符合条件，则提示驾驶者可以通行。

出口交易流程：车辆通过车道控制装置与互联网盒子或电子收费装置进行通讯后，如果验证符合通行规范，则互联网盒子会发送收费信息给车道显示器，车道显示器显示本次通行的收费信息，通过APP电子支付或者扫码枪配合司机手机的扫码操作完成收费。与此同时，手机支付软件也会告知驾驶者此次的行车里程、违章信息、收费标准和总收费信息；在系统检测车辆信息一切正常的条件下，车道控制装置发送信号抬起栏杆，车辆放行。

（2）实时监控装置

实时监控装置通过移动网络定位监控系统和视频监控系统的协同工作，获得高速公路上行驶车辆的实时信息和高速公路路面的实时路况、车道占有率、车辆速度、突发事件等的信息，及时将信息发送给后台装置，后台装置将获得的信息又发送给电子收费装置及信息服务装置，通过信息共享而实现各个子系统的功能服务。

实时监控装置实现了对高速公路的全网监控，实现了对高速公路每一辆机动车的监控，从而向电子收费装置发送车辆信息，电子收费装置根据实时监控装置发送的信息作出判断向机动车收取通行费用；实时监控装置将收集到的高速公路每一段的路况信息、车辆信息以及天气和其它一些信心进行整理发送给信息服务装置，信息服务装置将这些信息服务发送给高速公路上行驶的每一辆机动车，从而使司机做出更合理的行车判断。此外，实时监控装置可以将高速公路上的紧急情况和长年累月的监控数据发送给后台装置，后台装置将紧急情况的信息及时发送给应急处理中心解决高速公路上的紧急情况，另外将监控数据进行处理和存档，高速公路建设工程师可以根据这些数据对高速公路的建设和养护做出更加科学、合理的规划。

移动网络定位监控系统是基于目前的GPS导航定位技术的功能，将其应用到高速公路智能实时监控装置中，实现对车辆的实时控制。该系统和GPS导航定位系统的不同之处在于将卫星定位置换为运营商移动网络定位，通过与电信运营商的合作，采用其技术，并对车辆内司机的手机接收和发送信号，实现对车辆信息的采集，能够实现全天候对高速公路上每一辆机动车的实时监控，包括车辆信息、位置和行驶速度，使监控无漏洞可寻。

视频监控系统是目前高速公路都会有的一套常规监控系统，通过在间隔路段架设监控视频设备而实现对针对路段的全天候监控；它比移动网络定位监控系统的优势是对车辆的监控实现可视化，有视频监控设备的某条路段的情况可以清晰的显示在监控室的显示器上，但它的短处也很明显，就是没有视频监控设备的路段其路段的行车情况是不可监控的，容易造成对车辆和路段的漏监控问题。所以，将移动网络定位监控系统和视频监控系统整合而组成一套完整的高速公路监控系统将会使高速公路的监控体系更加完美而无懈可击。

（3）信息服务装置

信息服务装置从后台装置获得电子收费装置及实时监控装置所收集的各项信息，并自主收集影响高速公路车辆行驶各项因素的信息，然后对这些信息进行综合分析，得出结果，并将结果同时发送给后台装置，并针对具体的车辆通过手机接收提供针对性的服务信息；高速公路行驶的车辆也可以根据自身的需求定制个性化的信息服务，从而获得更好的服务体验。

信息服务装置是基于互联网盒子的高速公路收费系统最“人性化”的组成部分；信息服务装置主要功能在于收集信息并为高速公路上行驶的车辆提供信息服务；车辆所需要的共同信息，信息子系统会通过路况广播向司机提供天气、路面状况、事故易发地等信息，同时实时向道路使用者提供前方道路的交通路况信息、推荐最佳行驶路线；对于每辆车所需要的特殊信息，信息子系统会通过手机终端向司机提供行车路线、入口、出口、收费情况等信息，避免司机走错路，使旅途更加舒适。另外，司机还可以根据自己的需求订制信息服务，功能服务信息方面比如服务站距离提醒服务、行驶里程服务、出口信息服务等，其它信息服务方面比如新闻播报服务、小说故事服务、相声小品服务等等。

车辆驶入高速公路前，司机可以通过手机终端向信息服务装置的工作台发送请求，查询天气、路面情况、车道状态、设施服务、行车路线等信息；车辆进入高速公路后，信息服务装置会实时向司机提供故障信息、路线信息、出口信息、行车里程信息；车辆驶出高速公路后，信息服务装置会根据电子收费装置发送的结算信息向司机发送总行车里程信息，收费信息等信息。

（4）后台装置

后台装置是基于互联网盒子的高速公路收费系统的中枢枢纽子系统，是高速公路上各种信息的总数据库；后台装置通过和电子收费装置、实时监控装置、信息服务装置之间互相发送传递信息，而实现共同运作；同时它还具有协调电子收费装置、实时监控装置和信息服务装置的工作的作用，为它们的工作提供支撑，从它们那里获取信息，并将它们各自需要的信息发送给它们，后台装置相当于整个基于互联网盒子的高速公路收费系统的大脑，如果没有它的存在，各个系统自运作会产生混乱和诸多弊端。

后台装置的工作模式：后台装置从其它子系统获得信息后，就基本掌握了有关高速公路各种因素的各种信息，进而为与高速公路相关的各个部门提供信息服务。苜先，对于工程项目部门，后台装置为工程项目部门提供详细、客观、准确的数据支持，使得高速公路的工程项目更加科学、合理的规划、制定和实施；其次，对于交通管理部门，后台装置为交通管理部门提供客观、精确、即时的信息，使得交通管理部门可以随时掌控路面状况，处理紧急事故，做出科学的判断；再次，对于故障处理部门，后台装置为故障处理部门发送及时的设备使用信息和路面信息，使得故障处理部门能快速处理设备故障和路面故障；最后，对于路面养护部门，后台装置为路面养护部门提供即时的路面信息和客观的年史数据，使得路面养护部门及时清理路面，科学合理的制定路面养护计划。后台装置将各个子系统所收集的数据和信息进行汇总，向各个子系统、应急管理部门、路面养护部门发送相关信息，从而实现高速公路的综合管理，它是完整的高速公路管理系统必不可少的一部分，作用在于协调各部门工作和发布总的命令信息。

下面结合附图，对本实用新型做进一步详细说明,该说明为示例性说明，目的并非为限制本实用新型的范围及其应用。

本技术方案的拓扑架构如附图2所示，基于互联网盒子的高速公路收费系统采用两级架构，即应用层和服务层两级，应用层面向工作人员的需求，以应用APP 或者软件的形式展现给工作人员，服务层处理真正的业务逻辑，以后台服务的形式被应用层所调用；其中应用层和服务层通过移动网络进行调用与通信。

应用层主要是基于智能移动设备操作系统的应用软件，安装部署在智能移动设备上，在智能设备启动并成功接入网络后，通过智能设备以及其交互组件进行程序访问，以移动网络作为通信途径，同云服务平台进行通信。

服务层以 J2EE 架构为核心，利用 SOA 思想，将具体的业务架构以服务的形式体现出来。并利用云服务服务平台，逻辑服务器和存储服务器分工部署，实现部署简单化的同时保证了系统的稳定性。基于云服务则能做到即取即用、按需收费，无需人员维护，大大节省了成本

本技术方案的系统架构如附图3所示，在逻辑上，本技术方案将基于互联网盒子的高速公路收费系统划分为三层：表示层，功能层和数据层。

表示层是应用的用户接口部分，它担负着用户与应用之间的对话功能；它用于检查用户从键盘等输入的数据，显示应用输出的数据，检查的内容也只限于数据的形式和取值的范围，不包括有关业务本身的处理逻辑，为使用户能直观地进行操作，一般要使用图形用户接口，操作简单、易学易用。表示层包括C /S程序界面和B /S程序界面，对于主要工作是查询和决策的模块，录入工作比较少，采用B/S界面比较合适；而对于需要较快的存储速度、较多的录入和交互性比较强的模块，采用C /S界面。

功能层相当于应用的本体，它是将具体的业务处理逻辑编入程序中，完成电子支付业务、系统运营和系统管理功能；功能层主要包括以下部分：(1)电子收费结算服务：完成通行费的电子结算功能； (2)运营参数管理服务：提供收费数据上传、路网运行参数下载功能； (3)收费监视服务：提供收费信息、收费设备、路网状态等信息；(4)系统维护服务：提供系统参数维护、用户权限维护、数据库维护和网络维护功能、数据库备份和维护等功能；(5)统计分析服务：提供收费和交通量数据统计分析功能；(6)发卡系统：提供与发行IC卡相关的管理功能；(7)电子支付账务系统：完成电子支付通行费的拆分和结算；通过收费结算拆分子系统将互联网支付金额按协议比例拆分给不同的业主，按业主要求，系统支持实时拆分、日结拆分、月结拆分、异常数据协约拆分等模式；(8)客户服务：面向电子支付客户，提供咨询、投诉和查询等功能；(9)信息发布：在路网内和互联网上发布新闻以及收费相关信息。

数据层包括数据访问和数据传输等服务，数据访问提供对本地数据库数据的读写服务，数据传输提供操作异地系统数据的访问通道；数据库管理系统必须能迅速执行大量数据的更新和检索，因此，数据层一般使用SQL语言。

Claims (5)

1.一种基于互联网盒子的高速公路收费系统，其特征在于：整个收费系统包括通过连线标识的数据流进行交互的电子收费装置、实时监控装置、信息服务装置和后台装置；所述电子收费装置基于车道、互联网盒子以及智能移动设备，实现无现金收费；所述实时监控装置通过移动网络定位监控系统和视频监控系统的协同工作获得路面和车辆的信息；所述信息服务装置收集各项信息并进行分析，将分析结果发送给后台装置；所述后台装置是收集高速公路信息的总数据库。

2.根据权利要求1所述的基于互联网盒子的高速公路收费系统，其特征在于：所述电子收费装置的高速公路收费车道主要由互联网盒子、车道控制装置、车辆检测装置组成，当车辆通过时，该系统自动进行工作，并由互联网盒子以及车道控制装置计算收费信息，通过APP电子支付或者扫码枪完成扫码支付。

3.根据权利要求1所述的基于互联网盒子的高速公路收费系统，其特征在于：所述电子收费装置的工作流程包括入口交易流程和出口交易流程。

4.根据权利要求1所述的基于互联网盒子的高速公路收费系统，其特征在于：所述实时监控装置通过移动网络定位监控系统和视频监控系统的协同工作，获得高速公路上行驶车辆的实时信息和高速公路路面的实时路况、车道占有率、车辆速度、突发事件的信息，及时将信息发送给后台装置，后台装置将获得的信息又发送给电子收费装置及信息服务装置，通过信息共享而实现各个子系统的功能服务。

5.根据权利要求1所述的基于互联网盒子的高速公路收费系统，其特征在于：所述后台装置是整个收费系统的中枢枢纽子系统，后台装置通过和电子收费装置、实时监控装置、信息服务装置之间互相发送传递信息，而实现共同运作；同时它还具有协调电子收费装置、实时监控装置和信息服务装置的工作的作用，为它们的工作提供支撑，从它们那里获取信息，并将它们各自需要的信息发送给它们。

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