一种基于卫星定位的高速公路多义性路径识别通行卡及实现方法技术

本发明专利技术涉及一种基于卫星定位的高速公路多义性路径识别通行卡及实现方法，所述方法包括以下步骤：车辆进入收费站，通行卡被激活，收费员将入口信息写入通行卡；车辆离开收费站进入高速公路，通行卡进入休眠状态；通行卡定时被唤醒，采集当前经纬度坐标值，并将所述经纬度坐标值写入双界面CPU卡中；车辆到达收费站出口，通行卡被激活，收费员读取卡内的入口信息及一系列经纬度坐标值；收费软件根据读取的所述入口信息及所述一系列经纬度坐标值进行运算，确定车辆行驶路径，并计算出应收通行费。本方案解决了车辆行驶路线的多义性路径无法精确识别的问题，对减少高速公路通行费的流失，实现通行费在各投资主体之间合理、公平的拆账清分具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及公路车辆通行领域，尤其涉及一种基于卫星定位的公路多义性路径识别通行卡及实现方法。
技术介绍
目前我国高速公路一般采用封闭式联网收费系统，采用人工半自动的收费方式，即“人工判型，人工收费，计算机管理，闭路电视监视”，检测器校核的半自动方式。采用非接触式IC卡作为收费介质，即入口发通行卡并写入入口信息、车型、车牌号码，出口读取通行卡内的信息按照车型和行驶里程收取通行费或在储值卡内扣款。2014年12月26日，全国14省市高速公路ETC联网正式运行。随着我国高速公路的不断发展，目前已建成了规模庞大、结构复杂、不同业主管理的高速公路网。各省的高速公路均已实现了全省收费联网系统，对车主来说只需在驶入时领取通行卡，驶出时一次性交费即可。对不同投资主体的高速公路来说，则由省联网收费结算中心按照车辆在不同路段行驶的里程进行清分。由于高速公路路网的复杂性，两个收费站之间往往存在有两条或两条以上不同的行驶路径这就是所谓的高速公路多义性(二义性)路径问题。在目前我国高速公路投资主体多元化环境下，解决车辆行驶路线的多义性路径精确识别问题，对减少高速公路通行费的流失，实现通行费在各投资主体之间合理、公平的拆账清分具有重要意义。现有技术中，公开号为CN103942956A的专利文献公开了一种应用于高速公路的车辆通行卡系统包括车辆通行卡部分和控制器部分:所述控制器部分包括控制中心和电源模块，控制中心连接有射频信号通信装置和无线信号通信装置；所述车辆通行卡部分包括卡片本身，卡片本身上设置有GPS信号接收处理模块、非接触式射频通信模块，其可以通过照片或者数据的方式来记录车牌号，并且通过GPS信号接收处理模块，通过卫星定位系统，可以记录行车轨迹，是否有超车、违规停车等行为，下高速路口的时候，自动输入计算机存储系统，方便交警或者高速公路管理部门取证。然而，其方案本身无法解决现有技术中高速公路多义性问题。
技术实现思路
针对
技术介绍
中出现的问题，本专利技术提出一种基于卫星定位的高速公路多义性路径识别通行卡，解决了车辆行驶路线的多义性路径无法精确识别的问题，对减少高速公路通行费的流失，实现通行费在各投资主体之间合理、公平的拆账清分具有重要意义，所述通行卡包括CPU模块、锂电池、电源管理模块、无线充电模块、GPS/北斗模块、双界面CPU卡和加速度计检模块。优选的是，所述CPU模块将所述GPS/北斗模块采集到的地理坐标写入所述双界面CPU卡中。在上述任一方案中优选的是，所述地理坐标包括经玮度。在上述任一方案中优选的是，所述CPU模块定时自动唤醒，并激活所述电源管理模块通知所述GPS/北斗模块采集当前的地理信息数据。在上述任一方案中优选的是，所述电源管理模块用于管理通行卡的供电模式。在上述任一方案中优选的是，所述供电模式包括休眠模式和工作模式。在上述任一方案中优选的是，所述加速度计检模块用于激活所述CPU模块。在上述任一方案中优选的是，所述激活方式包括高速路入口激活和出口激活。在上述任一方案中优选的是，所述通行卡在入口激活时，非接触IC卡读写器将入口信息写入所述双界面CPU卡。在上述任一方案中优选的是，所述入口信息包括:入口站名、入口车道、入口时间、车型、车牌号码中至少一种。在上述任一方案中优选的是，所述通行卡在出口激活时，非接触IC卡读写器读出保存在所述通行卡内双界面CPU卡中的信息。在上述任一方案中优选的是，所述双界面CPU卡中的信息包括行车过程中记录的车辆经玮度值。在上述任一方案中优选的是，所述非接触IC卡读写器读出保存在所述通行卡内双界面CPU卡中的信息后，所述通行卡进入休眠模式。在上述任一方案中优选的是，所述通行卡印刷电路板采用FPC挠性电路板。在上述任一方案中优选的是，所述通行卡外壳采用塑胶材质。在上述任一方案中优选的是，所述锂电池采用超薄聚合物锂电池。在上述任一方案中优选的是，所述通行卡的厚度小于等于5毫米。在上述任一方案中优选的是，所述CPU模块定时自动唤醒时间间隔为10至15分钟。在上述任一方案中优选的是，所述工作模式每次工作时间小于等于500毫秒。在上述任一方案中优选的是，所述双面CPU卡同时支持接触式和非接触式通讯方式。本专利技术还提供了一种基于卫星定位的高速公路多义性路径识别实现方法，采用上述通行卡，所述方法包括以下步骤: 通行卡处于休眠状态等待发卡； 车辆进入收费站，通行卡被激活，收费员将入口信息写入通行卡； 车辆离开收费站进入高速公路，通行卡进入休眠状态； 通行卡定时被唤醒，采集当前经玮度坐标值，并将所述经玮度坐标值写入双界面CPU卡中； 车辆到达收费站出口，通行卡被激活，收费员读取卡内的入口信息及一系列经玮度坐标值； 收费软件根据读取的所述入口信息及所述一系列经玮度坐标值进行运算，确定车辆行驶路径，并计算出应收通行费； 行车人员缴纳通行费，离开高速路，所述通行卡进入休眠状态。优选的是，所述入口信息包括:入口站名、入口车道、入口时间、车型、车牌号码中至少一种。在上述任一方案中优选的是，所述通行卡定时被唤醒的时间间隔为10至15分钟。本方案实现了精确的路径识别，又兼容了现有的收费系统，无需建设基站，也无需更换现有设备。另外，由于通行卡内采用了双界面CPU卡，安全性比原有的非接触式IC卡更高，存储容量更大，可以存放入口车道抓拍的车辆图像，有效的防止了倒卡现象的发生。【附图说明】图1为多义性路网示意图。图2为按照本专利技术所实施的通行卡的路径识别原理示意图。图3是按照本专利技术所实施的通行卡结构框图。图4是根据图3所述通行卡所实施的高速公路多义性路径识别实现方法流程图。【具体实施方式】下面参照附图结合示例性的实施例对本专利技术进行详细描述。图1为多义性路网示意图，由于高速公路路网的复杂性，两个收费站之间往往存在有两条或两条以上不同的行驶路径如图1所示，A点与I点之间存在多条行驶路径，这就是所谓的高速公路多义性(二义性)路径问题。本专利技术的识别原理: 进入高速公路的有车辆必须在入口领取一张记载了车辆相关信息(相关信息指的是车牌号、车型类别、入口时间、地点等)的通行卡，作为出口缴费的依据。但普通的通行卡没有GPS定位跟踪功能，有定位跟踪功能的GPS终端又无法写入相关信息作为通行卡使用，基于GPS/北斗的通行卡则同时具备了高速公路通行卡和GPS定位跟踪的双重功能。通行卡在车辆行驶过程中通过卫星定位获取车辆的地理定位信息(经玮度)；在高速公路出口，利用非接触式IC卡读写器，除了读取通行卡内车辆的通用的入口信息外，还要读取保存在卡内的车辆行驶经过的路网地理定位信息(经玮度)，再通过收费软件查询经玮度与高速公路路段业主对应表，经过已构建的数学模型的计算，即可得到车辆实际行驶路径，从而实现路径的精确识别。为了更方便的说明利用GPS卫星定位的通行卡来进行多义性路径识别的原理，我们将从A地到B地的路径简化为图2所示只有三条，分别为AB1、AB2、AB3，分别围绕三条路径建立三个区域，其对应的地理信息坐标为区域I (Χ11，Υ11、Χ1η，Υ1η)、区域2 (Χ21，Υ21、Χ22, Χ22, 22、Χ2η, 2η)、区域 3 (Χ31, Υ31、Χ32, Υ32、Χ3η, Υ3η)。车辆在行驶过程中通过通行卡内嵌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于卫星定位的高速公路多义性路径识别通行卡，所述通行卡包括CPU模块、锂电池、电源管理模块，其特征在于，所述通行卡进一步包括无线充电模块、GPS/北斗模块、双界面CPU卡和加速度计检模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱怀风，邝仲平，
申请(专利权)人：江西方兴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36