道路收费系统技术方案

一种道路收费系统，包括具有卫星导航接收机（５２）的车载单元，卫星导航接收机（５２）实现位置跟踪功能。该系统还包括：确定装置，用于基于位置跟踪信息来确定车辆行驶路径；传感器（５４，５６，５７，５８，６０，６１，６２），用于检测与卫星导航信号无关的本地车辆状况，所述本地车辆状况取决于车辆的绝对位置或车辆位置的改变。使用传感器信息对位置跟踪信息的真实性进行验证。该系统使用卫星导航接收机，使得能够实现无基础设施的道路收费。该系统还提供了一种防止所谓的虚假ＧＰＳ攻击的方法，虚假ＧＰＳ攻击即是提供虚假ＧＰＳ数据，以减少可支付的路费。这是通过如下实现的：将ＧＰＳ位置信息与车辆收集的独立信息相比较，来提供对ＧＰＳ位置信息的验证。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及道路收费系统，用于实现基于所用的道路路段来扣减路费的自动支付 系统。
技术介绍
电信和信息学的结合使用称作远程信息处理。车辆远程信息处理系统可以用于 多种目的，包括收集路费、管理道路使用(智能交通系统)、跟踪车队车辆位置、恢复被盗车 辆、提供自动碰撞通知、位置驱动驾驶员信息服务、以及车载早期警告通知警报系统(车辆 事故预防)。道路收费被认为是车辆远程信息处理系统的第一可能的大容量市场。远程信息处 理目前正开始进入消费车辆环境，作为闭合服务的多媒体服务箱。这些市场在容量方面仍 然较低，并且被认为是瞄准机会的市场。欧盟(以荷兰为领先的国家)意在从2012年开始， 引入道路收费，作为每辆车的必需功能。图1示出了西欧随时间变化的不同远程信息处理服务的预期容量。远程信息处理 服务市场分成三个主要部分道路收费服务、紧急呼叫e-call (紧急事件服务)和其他一般 性服务(例如上述的服务)。该图还示出了在原始设备制造商(OEM)(即，车辆制造商)与 销售后市场(AM)产品之间的划分。图1假设道路收费将于2012年在荷兰启动，并在大约2014年到2020年左右在其 他国家实行。还假设e-call系统将不是强制性的。图1大体上示出了远程信息处理车载系统随时间的快速增长。图2示出了道路收费功能在过去已经实施得怎么样，并且预期在将来会如何改变。迄今为止，道路收费已用于公路计费、卡车计费以及在特定区域(例如伦敦市)中 行驶车辆的计费。通常使用车辆必须在此停止的收费站，或者短程通信系统允许在车辆经 过时自动进行资金借记。在不远的将来所需要的道路收费功能要求更少的(或没有)基础设施，并且要求 针对行驶的每一英里进行收费。如图2所示，设想车辆具有板上GPS系统和GSM(移动电话网络)连接，以能够将 信息中继至集中式道路收费系统。自动道路收费系统中的计费系统可以基于行驶距离、时间、位置和车辆特征。道路 收费可以应用于所有车辆，或者可以排除特定类别的车辆(例如具有国外车号牌的车辆)。US 6，816，707描述了一种包括移动设备和用于安装在车辆上的车辆单元的系统。 移动设备是事务处理设备。车辆单元携带车辆的标识(以及可以有其他数据)。移动设备 和车辆单元彼此进行相互认证。需要提高这种系统的安全性，并使得对这种系统的欺诈性使用尽可能地困难。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种道路收费系统，包括具有卫星导航接收机的车载单元，卫 星导航接收机实现位置跟踪功能，其中该系统还包括用于基于位置跟踪信息来确定车辆行驶路径的装置；一个或多个传感器，用于检测与卫星导航信号无关的本地车辆状况，所述本地车 辆状况取决于车辆的绝对位置或车辆位置的改变；以及用于使用传感器信息对位置跟踪信息的真实性进行验证的装置。该系统使用卫星导航接收机，使得能够实现无基础设施的道路收费。该系统还提 供了一种防止所谓的虚假GPS攻击的方法，虚假GPS攻击即是提供虚假GPS数据，以减少可 支付的路费。这是通过如下实现的将GPS位置信息与车辆收集的独立信息(称为“本地 车辆状况”)相比较，来提供对GPS位置信息的验证。本地车辆状况可以包括车辆的运动，验证装置用于检验第一和第二位置跟踪地点 之间相差与从传感器信号导出的位置改变相对应的量。这样，本地车辆状况传感器不需要进行任何绝对位置估计，而可以用于检验在时 间上分离的卫星接收机信号之间的差异与检测车辆运动一致。在这种情况下，传感器可以用于测量如下中的一个或多个车辆速度；车辆转向角；车辆行驶距离；油箱水平。备选地(或附加地)，本地车辆状况可以包括本地环境状况，验证装置用于检验在 由位置跟踪功能给出的地点处的相应环境状况与传感器检测到的本地环境状况一致。该方 法可以用于检验环境状况(例如，天气或时间)与卫星信号中编码的环境状况一致。在这种情况下，传感器可以用于测量如下中的一个或多个雨水(例如，作为风档雨雪刷系统的一部分的传感器，或者确实是风档雨雪刷激 活)；温度(例如，作为空调系统的一部分的传感器)；环境光水平；车辆头灯或尾灯输出。天气状况也可以从气象来源获得。备选地(或附加地)，本地车辆状况可以包括在车辆附近广播的无线信号，验证装 置用于检验所检测的无线信号与位置跟踪功能给出的地点一致。这样，车辆附近存在的无 线信号可以用于提供车辆的粗略位置估计。在这种情况下，传感器可以用于检测如下中的一个或多个FM无线电传输的RDS信号；DVB或DAB广播的SI数据；蜂窝基站信号；预定频率上的无线电信号电平；航海和航空信号；WiFi接入点信号。如果传感器用于检测移动电话信号，则系统还包括移动电话接收机。例如，这可 以用于更新车载单元的存储设备内的道路收费定价结构，也可以用于向中央清单开具中心 (针对后付费系统)中继与使用的道路和/或要收取的路费有关的信息。移动电话接收机可以实施位置跟踪功能(通过对来自多个基站的多个信号进行 三边测量)，验证装置可以检验移动电话接收机的位置跟踪信息与卫星导航接收机的位置 跟踪信息之间的对应性。如上所述，车载单元优选地还包括用于存储收费支付信息的第一存储设备。这可 以用于存储用于后计费的收费值、或预付的收费值、以及道路定价数据。该系统还优选地包括用于存储传感器信息的存储设备(或上述相同的存储设该专利技术还提供一种对由车载单元提供的位置跟踪信息进行验证的方法，车载单元 具有卫星导航接收机，该方法包括基于由车载单元提供的位置跟踪信息，确定车辆行驶路径；检测与卫星导航信号无关的本地车辆状况，所述本地车辆状况取决于车辆的绝对 位置或车辆位置的改变；以及使用传感器信息对位置跟踪信息的真实性进行验证。 附图说明下面将参照附图描述本专利技术的示例，附图中图1示出了预期在未来车辆远程信息处理系统如何在欧洲增长；图2示出了具体的道路收费系统可能如何演进；图3示出了本专利技术系统的第一示例；图4示出了本专利技术系统的第二示例；图5示出了本专利技术系统中使用的车辆；图6更加详细地示出了本专利技术系统；图7示出了本专利技术系统内的信息流的第一示例；图8示出了本专利技术系统内的信息流的第二示例；图9示出了本专利技术系统内的信息流的第三示例；以及图10示出了本专利技术系统内的信息流的第四示例。具体实施例方式本专利技术提供了采用车载单元形式的道路收费系统，车载单元具有实现位置跟踪功 能的卫星导航接收机。该系统基于位置跟踪信息，确定车辆行驶的路径，并具有对来自卫星 导航接收机的位置信息进行验证的验证系统。图3示出了结合了本专利技术提供的验证系统的道路收费系统的第一实施方式。图3 示例以针对更少基础设施的道路收费的离线最小客户端系统为基础。GPS接收机30获取GPS数据。将该数据解码为位置数据(经度-纬度)。位置数 据与定时(时钟)数据一起存储在智能卡(Smart ΧΑ)形式的存储器32中。周期性地将一批存储的数据发送给后端道路收费服务器34，如批下载36所示。理想情况下，这可以使用 蜂窝调制解调器38，通过GSM功能(通用分组无线服务“GPRS”或第三代移动电话“3G” ) 来进行。后端服务器能够从该数据中重建所行驶的路程。服务器还包含道路价格数据库，道路价格在特定时间上是有效的。最终，计算总 价，并且驾驶员得到清单(例如，按月份地)。可以基于如下所示的平均数据来计算所需的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道路收费系统，包括具有卫星导航接收机（５２）的车载单元，卫星导航接收机（５２）实现位置跟踪功能，其中该系统还包括：确定装置（３４；４０），用于基于位置跟踪信息来确定车辆行驶路径；一个或多个传感器（５４，５６，５７，５８，６０，６１，６２），用于检测与卫星导航信号无关的本地车辆状况，所述本地车辆状况取决于车辆的绝对位置或车辆位置的改变；以及验证装置，用于使用传感器信息对位置跟踪信息的真实性进行验证。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：格特哥白简斯，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]