基于感应式车载单元的组合式路桥自动收费方法技术

本发明专利技术基于感应式车载单元的组合式路桥自动收费方法包括如下步骤：（１）建立并保持车载单元与路侧基站单元的通信信道；（２）计算机系统通过路侧基站单元对车载单元的数据进行处理；（３）车载单元用其内设的无线通信模块建立并保持与感应式ＩＣ卡之间基于无线感应通信的通信信道；（４）计算机系统通过路侧基站单及车载单元对感应式ＩＣ卡的数据进行处理，完成收费操作；（５）断开各通信信道。如此，本发明专利技术向下兼容ＭＴＣ系统而不用用户停车收费，不需建立用于实现传统ＥＴＣ系统的自动收费专用车道，不需对软件及数据管理系统进行改造，既节省成本，也保证了车载单元及感应式ＩＣ卡的耐用性，易被接受，实现了完全意义上的路桥自动收费功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种路桥收费方法，尤其是一种。技术背景路桥电子自动收费(Electronic Toll Collection，简称ETC)是智能交通系统(Intelligent Transportation System，简称ITS)中的一个重要分支，是为了克服传统路桥人工收费系统(Manual Toll Collection，简称MTC)中用户需停车且需要相关人员配合参与的情况下才能完成收费的缺陷而提出的。它基于专用短程通信(Dedicated Short Range Communication，简称DSRC)技术而实现，感应式车载单元(On Board Unit，简称OBU)和路侧基站单元(RoadSide Unit，简称RSU)是此系统的关键设备。ETC收费方式中，系统采用车载单元作为收费介质，而在MTC收费方式中，则普遍利用感应式IC卡作为收费介质，以存储车辆的相关特征信息、通行信息以及付费信息等。以往的传统ETC收费方式中，有基于单片式车载单元以及基于双片式车载单元两种主要的方式。基于单片式车载单元实现自动收费应用是业界最早采用的方法，在该方法中，车载单元存储安装于用户车辆上，用于存储用户付款帐号、车辆参数等基本信息和过路信息；路侧基站单元则安装于收费站，通过射频无线链路与车载单元通信，读写车载单元信息并与收费站的计算机系统通信。用户驱车通过收费站时，收费站计算机系统根据路侧基站单元从车载单元读取的信息如帐号、车类型、入口信息等自动计算用户需缴付的费额，并启动车道系统动作，如费额显示、交通灯控制、栏杆开启等，该过程在几十～几百毫秒内完成，车辆无需停车即可通过收费站。收费站计算机将过车记录信息汇总至数据管理和资金清算系统，后者根据过车记录信息从用户帐户中扣除既定的款项。很明显，这种收费方法具备如下缺点1.必须在封闭式路网的所有收费站的入口和出口方向各至少设计一条自动收费专用车道，导致系统规模庞大，一次性投资高，建设周期长，风险大，不利于在联网收费系统中进行试点和推广。2.大多数入口收费站和出口收费站的交通量小，车道数少，单独劈出一条收费车道用于专用电子收费，既困难，又不经济。3.在入/出口方向各设计一条收费车道的情况下，专用电子收费系统一旦出现故障，将危及整个系统的正常运行，系统可靠性和健壮将无法得到保障。于是，随着技术的发展，有人提出了基于以接触方式读写IC卡的双片式车载单元而实现电子自动收费应用的方法(参见专利文件“一种路桥隧综合电子收费方法”，专利公开号1340794)。基于以接触方式读写IC卡的传统型双片式车载单元的电子自动收费方法，是作为基于单片式车载单元收费方式的一种变形，其方案是在感应式车载单元上设置接触式IC卡读写接口，可以读取IC卡的信息。用户另外还持一种兼有非接触式和接触式读写功能的双界面IC卡(以下简称双界面IC卡)，一方面可以单独在人工收费车道上以非接触方式使用该卡，这种情况仍然需要停车处理；另外一方面可以将该IC卡插入双片式车载单元中，以接触方式对IC卡进行读写，在自动收费专用车道上使用，这种方式无须停车，但强调了必须使用自动收费专用车道。可见，此方法的整个收费过程基本同单片式传统型标签，不同的是该方式解决了ETC系统与已有的MTC系统协作使用的问题，从而在一定程度上节省了业主的投资，不需要在每个收费站配备自动收费专用车道。这种以接触方式读写IC卡的双片式传统型车载单元的电子自动收费方法相对于单片式传统型车载单元的方案有诸多优点，只需要在车流量相对较大的收费站配备自动收费专用车道，并对原有的人工收费系统作出少量改造，在某种程度上节省了系统改造的成本。但是，在实践当中，业界发现该种方式仍然存在着诸多不足与缺陷1.该方法仅仅解决了基于单片式车载单元的ETC系统与已有的MTC系统协作使用的问题，当其使用以接触方式读写的IC卡时，就必须用到自动收费专用车道，意味着要实现自动收费，自动收费专用车道的建设是一种先决条件；而在MTC系统中使用非接触方式读写的IC卡时，就必须停车。无论是在使用接触方式读写的抑或是非接触方式读写的IC卡时，均无法同时从根本上解决一不用建设自动收费专用车道，二不用停车收费的问题。2.该方法要求在原有收费系统中增加新的用户卡类型，势必增加系统投资、系统改造的难度。人工收费系统普遍采用非接触式的逻辑加密卡作为存储介质，而双片式车载单元采用的双界面IC卡目前在市面上只有双界面CPU卡产品形式。因而必须在原有系统中增加对双界面CPU卡的读写，对其收费系统车道软件进行新的开发改造，以及对原有IC卡读写机具进行更新，改造需要较大的工作量和难度，而且业主往往不愿意接受在系统中采用两套IC卡，也不支持改造原有系统。3.新采用的IC卡的数据存在难以与原有IC卡数据兼容的问题(如合法性认证方法等)，后台数据管理系统需要更改，同时对应的IC卡发行系统也需要改造以支持新的卡类型。涉及改造面较广，系统建设难度较大，与原有人工收费系统的数据信息融合难度也大。4.由于车载单元采用接触读写方式与IC卡进行通信，IC卡提供裸露的金属触点，车载单元上的IC卡座提供与该触点接触的金属簧片，IC卡与车载单元之间的通信是通过两者接触连接而实现的。如此，IC卡的金属触点和车载单元上IC卡座的金属簧片容易受环境条件如静电、摩擦、氧化等因素影响而被损坏，其使用寿命和可靠性也因此大打折扣。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要克服上述不足，提供一种不必建造自动收费专用车道也能实现不停车收费的。本专利技术的另一目的在于提供一种便于对现有路桥收费系统进行改造，保证系统兼容性，节约改造成本且使设备更为耐用的。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的本专利技术，包括如下步骤(1)建立并保持车载单元与路侧基站单元的通信信道；(2)计算机系统通过侧基站单元对车载单元的数据进行处理；(3)建立并保持车载单元与感应式IC卡之间的通信信道；(4)计算机系统通过路侧基站单元及车载单元对感应式IC卡的数据进行处理，完成收费操作；(5)断开各通信信道；其中，在步骤(3)中，车载单元用其内设的无线通信模块与感应式IC卡之间建立基于无线感应通信的通信信道。与现有技术相比较，本专利技术的优点包括如下几方面1.不需如基于单片式车载单元的传统ETC系统一样独立劈出一个车道作为自动收费专用车道，用户驱车进入收费区时，通过自动建立的各个无线通信信道，实现完全自动收费过程，期间耗时极短，无需停车。2.完全兼容现有MTC系统，包括对其非接触方式的感应式IC卡的支持以及对其计算机系统、路侧基站单元的设施的完全兼容，表现在无需更换IC卡，无需对计算机系统的软件及数据管理系统进行改造，大大节约改造成本，降低改造难度，提高投资回报率。3.由于解决了与传统MTC系统的兼容问题，故可不考虑采用新的IC卡的情况，避免出现新旧IC卡不兼容的问题。4.所采用的感应式IC卡基于无线通信感应以非接触方式与车载单元进行数据传输，故而避免了以接触方式读写的IC卡因其本身固有的裸露金属触点与车载单元的金属簧片的接触而导致的机械磨损、氧化等问题，保证了车载单元及感应式IC卡的使用寿命，使车载单元及感应式IC卡更为耐用。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明附图说明图1为本专利技术对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于感应式车载单元的组合式路桥自动收费方法，包括如下步骤：（１）建立并保持车载单元与路侧基站单元的通信信道；（２）计算机系统通过路侧基站单元对车载单元的数据进行处理；（３）建立并保持车载单元与感应式ＩＣ卡之间的通 信信道；（４）计算机系统通过路侧基站单元及车载单元对感应式ＩＣ卡的数据进行处理，完成收费操作；（５）断开各通信信道；其特征在于：在步骤（３）中，车载单元用一无线通信模块与感应式ＩＣ卡之间建立并保持基于无线感应 通信的通信信道。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈斌，
申请(专利权)人：广东联合电子收费股份有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]