多車道自由車流電子收費(fèi)系統(tǒng)及其車機(jī)的制作方法

專利名稱：多車道自由車流電子收費(fèi)系統(tǒng)及其車機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種電子收費(fèi)系統(tǒng)，特別是涉及一種多車道自由車流電子收費(fèi) (electronic toll collection, ETC)系統(tǒng)及其車機(jī)(on board unit, OBU)。
背景技術(shù)：
目前世界各國(guó)高速公路的車輛道路通行收費(fèi)作業(yè)大多采行車輛?？坑谑召M(fèi)站，而以人工繳款方式付費(fèi)后才準(zhǔn)予放行的方式，然而此種方式除了耗費(fèi)可觀的人事成本外，車輛在通過收費(fèi)站必須先行停車?yán)U費(fèi)后再開車前行，無(wú)形中增加了用路人時(shí)間的浪費(fèi)以及增加空氣污染等問題。另外，亦有少數(shù)使用架設(shè)車道系統(tǒng)以特定的短距離通訊協(xié)定(dedicated short range communication, DSRC)方式進(jìn)行交易，或利用全球通訊衛(wèi)星定位系統(tǒng)(glcAal positioning system, GPS)結(jié)合移動(dòng)通訊方式(例如 general packet radio service, GPRS)的電子收費(fèi)(ETC)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)電子收費(fèi)自動(dòng)化作業(yè)的目的。然而，無(wú)論是采用上述哪一種電子收費(fèi)系統(tǒng)架構(gòu)(亦即DSRC或GPS+GPRS)，都難以實(shí)現(xiàn)多車道自由車流電子收費(fèi)(multi-lane free flow ETC)的目的，其是因行駛在多車道自由車流下的車輛并不需在固定的車道上，而且也不需刻意減速，從而造成收費(fèi)與執(zhí)法的困難。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種電子收費(fèi)系統(tǒng)，其包括一收費(fèi)模塊，用以發(fā)布一事先扣款服務(wù)與一事后扣款服務(wù)，藉以使得一車輛上的一車機(jī)反應(yīng)于該事先扣款服務(wù)與該事后扣款服務(wù)其中之一而完成扣款；以及一識(shí)別模塊，用以擷取該車輛的影像，并且發(fā)布一識(shí)別服務(wù)給該車機(jī)，藉以獲得該車輛的身分信息。本發(fā)明還提供一種車機(jī)，裝設(shè)于一車輛內(nèi)，且其經(jīng)配置以判斷是否于一事先扣款通訊范圍取得一事先扣款服務(wù)；當(dāng)有于該事先扣款通訊范圍取得該事先扣款服務(wù)時(shí)，則進(jìn)行一間歇扣款程序，且同時(shí)判斷是否有取得一識(shí)別服務(wù)；當(dāng)有取得該識(shí)別服務(wù)時(shí)，則立即且持續(xù)回報(bào)該車輛的身分信息至一預(yù)設(shè)時(shí)間，否則，持續(xù)進(jìn)行該間歇扣款程序至離開該事先扣款通訊范圍為止；當(dāng)回報(bào)該車輛的身分信息號(hào)之后，判斷該間歇扣款程序是否成功；當(dāng)該間歇扣款程序成功時(shí)，則表示完成扣款，否則，判斷是否于一事后扣款通訊范圍取得一事后扣款服務(wù)；以及當(dāng)有于該事后扣款通訊范圍取得該事后扣款服務(wù)時(shí)，則進(jìn)行一延續(xù)扣款程序，藉以完成扣款，否則，持續(xù)判斷是否有取得該事后扣款服務(wù)至離開該事后扣款通訊范圍為止。應(yīng)了解的是，上述一般描述及以下具體實(shí)施方式
僅為例示性及闡釋性的，其并不能限制本發(fā)明所欲主張的范圍。


圖1示出了本發(fā)明一示范性實(shí)施例的電子收費(fèi)(ETC)系統(tǒng)100的方塊圖。圖2示出了圖1的電子收費(fèi)系統(tǒng)100實(shí)施在收費(fèi)公路的示意圖。圖3示出了 IEEE 1609通訊協(xié)定的所屬頻段(frequency band)的示意圖。圖4示出了 IEEE 1609通訊協(xié)定所能提供的通道存取模式(channel access mode)的示意圖。圖5示出了本發(fā)明一示范性實(shí)施例的裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)經(jīng)配置后的運(yùn)作流程圖。圖6示出了本發(fā)明一示范性實(shí)施例的電子收費(fèi)系統(tǒng)100的識(shí)別模塊105與執(zhí)法模塊107經(jīng)配置后的運(yùn)作流程圖。附圖符號(hào)說(shuō)明100:電子收費(fèi)系統(tǒng)101:中控模塊103:收費(fèi)模塊IO5 識(shí)別模塊107:執(zhí)法模塊201 車輛A D 識(shí)別通訊范圍E 事先扣款通訊范圍F 事后扣款通訊范圍G、G，攝像的裝置S 感應(yīng)裝置Ll L4 車道178 =IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道172、174、176、180、182、184 :IEEE 1609 通訊協(xié)定所提供的服務(wù)通道S501 S513 裝設(shè)于車輛內(nèi)的車機(jī)(OBU)經(jīng)配置后的運(yùn)作流程S601 S615 電子收費(fèi)系統(tǒng)的識(shí)別模塊與執(zhí)法模塊經(jīng)配置后的運(yùn)作流程
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將詳細(xì)參考本發(fā)明的示范性實(shí)施例，在附圖中說(shuō)明所述示范性實(shí)施例的實(shí)例。 另外，凡可能之處，在附圖及實(shí)施方式中使用相同標(biāo)號(hào)的元件/構(gòu)件代表相同或類似部分。圖1示出了本發(fā)明一示范性實(shí)施例的電子收費(fèi)系統(tǒng)(electronic toll collection system, ETC system) 100的方塊圖，而圖2示出了圖1的電子收費(fèi)系統(tǒng) 100實(shí)施在收費(fèi)公路的示意圖。請(qǐng)合并參照?qǐng)D1與圖2，電子收費(fèi)系統(tǒng)100包括中控模塊(central control module) 101、收費(fèi)模塊(toll collection module) 103、識(shí)別模塊 (identification module) 105, 1 , !! : (law enforcement module) 107。 ·:φ:±，巾控模塊101用以主導(dǎo)(guide)收費(fèi)模塊103、識(shí)別模塊105以及執(zhí)法模塊107的行為。也就是說(shuō)，收費(fèi)模塊103、識(shí)別模塊105以及執(zhí)法模塊107的運(yùn)作(operation)皆由中控模塊 101所控制/掌控。由此可知，中控模塊101可以是一個(gè)強(qiáng)大的伺服系統(tǒng)(server system) 或者是工作站(workstation)，但皆不限制于此。
收費(fèi)模塊103受控于中控模塊101而用以發(fā)布事先扣款服務(wù)(pre-pay service) 與事后扣款服務(wù)(post-pay service)(例如可以通過一組大功率全向性天線(omni antenna)而于一相對(duì)大范圍發(fā)送事先扣款服務(wù)與事后扣款服務(wù)，但并不限制于此)，藉以使得行駛在收費(fèi)公路(例如高速公路，但并不限制于此)上的車輛201的車機(jī)(0BU，裝設(shè)于車輛201內(nèi))反應(yīng)于此事先扣款服務(wù)與事后扣款服務(wù)其中之一而完成扣款。識(shí)別模塊105受控于中控模塊101而用以擷取(capture)車輛201的影像 (image)，并且發(fā)布識(shí)別服務(wù)(identification service)給裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU) (例如可以通過多組小功率指向性天線(directional antenna)的其中之一或組合而于一相對(duì)小范圍發(fā)送識(shí)別服務(wù))，藉以獲得至少包含有車輛201的車牌(license plate)與型號(hào) (model)的身分信息(identification information)。其中，每一組小功率指向性天線所覆蓋的通訊范圍大約為一個(gè)車道的寬度，但并不限制于此。執(zhí)法模塊107受控于中控模塊101而用以接收并連結(jié)(link)車輛201的影像與身分信息(當(dāng)識(shí)別模塊107有獲得車輛201的身分信息時(shí))，從而進(jìn)行記錄(亦即把已連結(jié)車輛201的影像與身分信息的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)(database)內(nèi))，否則，僅接收并記錄車輛201的影像(當(dāng)識(shí)別模塊107未獲得車輛201的身分信息時(shí)，可能車輛201并未裝設(shè)車機(jī)(OBU)，或者裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)已發(fā)生故障)，藉以作為往后執(zhí)法的依據(jù)。于本示范性實(shí)施例中，收費(fèi)模塊103可以于第一通訊范圍(亦即圖2的事先扣款通訊范HI (pre-pay communication range) E與事后扣款通訊范圍(post-pay communication range) F所涵蓋的范圍)發(fā)布事先扣款服務(wù)與事后扣款服務(wù)給裝設(shè)于車輛 201內(nèi)的車機(jī)(OBU)；另外，識(shí)別模塊105可以于第二通訊范圍(亦即圖2的識(shí)別通訊范圍 (identification communication range) A D所涵蓋的范圍)擷取車輛201的影像，并且發(fā)布識(shí)別服務(wù)給裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)。換言之，第一通訊范圍可以包括事先扣款通訊范圍E與事后扣款通訊范圍F ； 而第二通訊范圍可以包括多個(gè)識(shí)別通訊范圍A D，且識(shí)別通訊范圍A D對(duì)應(yīng)等量 (isometric)的多個(gè)車道(Iane)Ll L4。由此可知，事先扣款通訊范圍E可以涵蓋所有的識(shí)別通訊范圍A D。也就是說(shuō)，事先扣款通訊范圍E的部分區(qū)域會(huì)與識(shí)別通訊范圍A D 重迭(overlap)在一起。基于上述，當(dāng)車輛201例如行駛在收費(fèi)公路的車道L2上，且已進(jìn)入了事先扣款通訊范圍E時(shí)，則中控模塊101會(huì)基于特定通訊協(xié)定(specific communication protocol, 例如IEEE 1609通訊協(xié)定，但并不限制于此)而控制收費(fèi)模塊103于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(control channel，亦即通道178)發(fā)布事先扣款服務(wù)給裝設(shè)于車輛 201內(nèi)的車機(jī)(OBU)，藉以使得裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)可以反應(yīng)于此事先扣款服務(wù)而于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的多個(gè)(亦即6個(gè))服務(wù)通道(service channel)中的一扣款服務(wù)通道(pay service channel，例如通道182，但并不限制于此)進(jìn)行一『間歇 (intermittent)扣款程序』。于此，由于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(通道178)與6個(gè)服務(wù)通道 (通道172、174、176、180、182、184)的頻率(frequency)彼此相異(如圖3所示)，而且IEEE 1609通訊協(xié)定可以提供交替通道存取模式(alternating channel access mode)(如圖4 所示)，所以一旦裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)監(jiān)聽到收費(fèi)模塊103于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(通道178)上所發(fā)布的事先扣款服務(wù)后，裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī) (OBU)就會(huì)到IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的扣款服務(wù)通道(通道182)進(jìn)行付費(fèi)。于本實(shí)施例中，由于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的扣款服務(wù)通道(通道182)的服務(wù)時(shí)段(service interval)有限，所以裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)可能必需于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(通道178)與扣款服務(wù)通道(通道18 進(jìn)行多次的交替通道存取后才有可能完成扣款(亦即也有可能無(wú)法完成扣款)，而這也就是前述『間歇扣款程序』的涵義所在。然而，裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)也有可能于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(通道17 與扣款服務(wù)通道(通道18 進(jìn)行僅一次的交替通道存取后即可完成扣款，一切均視通訊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境而定。于本示范性實(shí)施例中，當(dāng)裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)于事先扣款通訊范圍E 所進(jìn)行的間歇扣款程序成功(succeed)時(shí)，則表示完成扣款；反之，當(dāng)裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)于事先扣款通訊范圍E所進(jìn)行的間歇扣款程序失敗(fail)時(shí)，則表示未完成扣款。于此，裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU) —定有能力知道于事先扣款通訊范圍E所進(jìn)行的間歇扣款程序?yàn)槌晒蚴　＞o接著，當(dāng)行駛在收費(fèi)公路的車道L2上的車輛201經(jīng)過事先架設(shè)(mount)在收費(fèi)公路上多個(gè)排列成一直線以橫跨車道Ll L4的感應(yīng)裝置(sensoiOS的瞬間(如圖2所示的打圓黑點(diǎn)直線處，其可視為識(shí)別模塊105的一部分，且可藉由微波、光學(xué)與壓力等技術(shù)的其中之一或組合來(lái)實(shí)現(xiàn)感應(yīng)車輛201的機(jī)制)，識(shí)別模塊105會(huì)藉由感應(yīng)裝置S通知中控模塊101，車輛201會(huì)進(jìn)入至識(shí)別通訊范圍B (假設(shè)車輛201維持行駛在車道L2上)。然而， 若車輛201在進(jìn)入識(shí)別通訊范圍B前臨時(shí)變換至車道L3的話，則識(shí)別模塊105會(huì)藉由感應(yīng)裝置S通知中控模塊101，車輛201會(huì)進(jìn)入至識(shí)別通訊范圍C。如此一來(lái)，中控模塊101就會(huì)立即控制識(shí)別模塊105以觸發(fā)(trigger)任何一種可以進(jìn)行攝像的裝置G(即車輛201維持行駛在車道L2上)/G’(即車輛201變換至車道 L3上)(其皆可視為識(shí)別模塊105的一部分，且可以為照相機(jī)、CXD影像感測(cè)器、CMOS影像感測(cè)器等，但皆不限制于此，而兩進(jìn)行攝像的裝置G與G’的攝像范圍可以擷取到三車輛并行于兩車道的影像)來(lái)擷取車輛201的影像，且此時(shí)中控模塊201也會(huì)基于IEEE 1609通訊協(xié)定而控制識(shí)別模塊105于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(通道178)發(fā)布識(shí)別服務(wù)給裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(0BU)，藉以使得裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)反應(yīng)于此識(shí)別服務(wù)而于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的6個(gè)服務(wù)通道(通道172、174、176、180、182、 184)中的多個(gè)識(shí)別服務(wù)通道(除了通道182以外)的其中之一(例如通道176)回報(bào)車輛 201的身分信息(亦即車輛201的車牌、型號(hào)等)給識(shí)別模塊105。另一方面，就算車輛201在進(jìn)入車道L2的識(shí)別通訊范圍B后又臨時(shí)變換至車道 L3的識(shí)別通訊范圍C，由于識(shí)別模塊105已經(jīng)在識(shí)別通訊范圍B發(fā)布識(shí)別服務(wù)給裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)，所以裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)仍然會(huì)反應(yīng)于此識(shí)別服務(wù)而于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的識(shí)別服務(wù)通道(亦即通道176)回報(bào)車輛201的身分信息給識(shí)別模塊105。換言之，無(wú)論車輛201如何變換車道，裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)都會(huì)于識(shí)別模塊105所指定的識(shí)別服務(wù)通道進(jìn)行回報(bào)車輛201的身分信息。于本示范性實(shí)施中，當(dāng)車輛201維持行駛在車道L2上，且已進(jìn)入至事先扣款通訊范圍E與識(shí)別通訊范圍B的重迭區(qū)域(亦即圖2所示的打斜線區(qū)域)時(shí)，中控模塊101主導(dǎo)識(shí)別模塊105于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(通道178)發(fā)布識(shí)別服務(wù)的優(yōu)先權(quán)(priority)會(huì)高于收費(fèi)模塊103于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(通道178) 所發(fā)布的事先扣款服務(wù)?？梢姷茫锌啬K101有能力對(duì)事先扣款服務(wù)與識(shí)別服務(wù)進(jìn)行調(diào)度(scheduling)。另外，由于IEEE 1609通訊協(xié)定可以提供立即通道存取模式(immediate channel access mode)(如圖4所示)，所以一旦裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)于此重迭區(qū)域(亦即圖2所示的打斜線區(qū)域)接收到識(shí)別模塊105所發(fā)布的識(shí)別服務(wù)時(shí)，裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)就會(huì)立即反應(yīng)于此識(shí)別服務(wù)而于對(duì)應(yīng)的識(shí)別服務(wù)通道(亦即通道176)持續(xù)地回報(bào)車輛201的身分信息給識(shí)別模塊105，直至一預(yù)設(shè)時(shí)間為止(由實(shí)際狀況決定其時(shí)間長(zhǎng)短)。亦即，裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)在這段預(yù)設(shè)時(shí)間是不會(huì)監(jiān)聽I(yíng)EEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(通道178)所發(fā)布的服務(wù)。換言之，一旦超過這段預(yù)設(shè)時(shí)間，裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)才會(huì)恢復(fù)監(jiān)聽I(yíng)EEE1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(通道 178)所發(fā)布的服務(wù)。在此先值得一提的是，位于相鄰車道的相異車機(jī)(OBU)反應(yīng)于識(shí)別模塊105所發(fā)布的相同識(shí)別服務(wù)會(huì)于相異識(shí)別服務(wù)通道回報(bào)其各別車輛的身分信息給識(shí)別模塊105。舉例來(lái)說(shuō)，行駛在車道Ll L3的三輛車的車機(jī)(OBU)可以各別于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的3個(gè)相異的識(shí)別服務(wù)通道(例如通道174、176、180)回報(bào)其各別車輛的身分信息給識(shí)別模塊105。換言之，相鄰車道上的車輛可以不同的識(shí)別服務(wù)通道回報(bào)其各別的身分信息給識(shí)別模塊105，從而得以避免回報(bào)車輛的身分信息的通道競(jìng)爭(zhēng)行為。因此，當(dāng)識(shí)別模塊105擷取到車輛201的影像，并且也獲得車輛201的身分信息時(shí)，中控模塊101就會(huì)進(jìn)一步控制執(zhí)法模塊107接收并連結(jié)車輛201的影像與身分信息(亦即車輛201的影像與身分信息兩者有一對(duì)應(yīng)(mapping)關(guān)系)，從而進(jìn)行記錄，否則，控制執(zhí)法模塊107僅接收并記錄車輛201的影像，藉以作為往后執(zhí)法的依據(jù)。隨后，當(dāng)車輛201從識(shí)別通訊范圍B進(jìn)入至事后扣款通訊范圍F時(shí)，若裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)已于事先扣款通訊范圍E完成扣款的話，則裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)就不再監(jiān)聽/理會(huì)中控模塊101基于IEEE1609通訊協(xié)定而控制收費(fèi)模塊103于 IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(通道178)所發(fā)布的事后扣款服務(wù)。然而，若裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)未于事先扣款通訊范圍E完成扣款的話， 則裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)就會(huì)監(jiān)聽/理會(huì)中控模塊101基于IEEE 1609通訊協(xié)定而控制收費(fèi)模塊103于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(通道178)所發(fā)布的事后扣款服務(wù)。如此一來(lái)，裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)就會(huì)反應(yīng)于此事后扣款服務(wù)而于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的扣款服務(wù)通道(通道18 進(jìn)行一『延續(xù)(extended)扣款程序』，從而完成扣款。當(dāng)然，在本發(fā)明的其它示范性實(shí)施例中，裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)也可以反應(yīng)于事后扣款服務(wù)而于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的另一扣款服務(wù)通道(亦即相異于通道182的另一通道)進(jìn)行『延續(xù)扣款程序』，從而完成扣款。一切端視實(shí)際設(shè)計(jì)需求/狀況而論。于此，由于IEEE 1609通訊協(xié)定可以提供延續(xù)通道存取模式(extendedchannel access mode)(如圖4所示)，所以一旦裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)監(jiān)聽到收費(fèi)模塊103 于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(通道178)上所發(fā)布的事后扣款服務(wù)后，裝設(shè)于CN 102456234 A說(shuō)明書6/7 頁(yè)
車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)就會(huì)到IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的扣款服務(wù)通道(通道182或相異于通道182的另一通道)進(jìn)行付費(fèi)。而且，由于IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的扣款服務(wù)通道(通道182或相異于通道 182的另一通道)的服務(wù)時(shí)段(service interval)在延續(xù)通道存取模式下相對(duì)為長(zhǎng)(因裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)不需再監(jiān)聽I(yíng)EEE 1609通訊協(xié)定所提供的控制通道(通道 178)上所發(fā)布的任何服務(wù))，所以裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)即可在IEEE 1609通訊協(xié)定所提供的扣款服務(wù)通道(通道182或相異于通道182的另一通道)致力地進(jìn)行付費(fèi)(亦即給予裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)更多的時(shí)間以完成扣款)，而這也就是前述『延續(xù)扣款程序』的涵義所在。但是，若裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)在還是無(wú)法在事后扣款通訊范圍F完成扣款的話，則執(zhí)法單位就必須采納記錄于執(zhí)法模塊107內(nèi)車輛201的影像來(lái)做為執(zhí)法憑證的依據(jù)?；谏鲜鍪痉缎詫?shí)施例所揭示的內(nèi)容可知，電子收費(fèi)系統(tǒng)100會(huì)在一相對(duì)大通訊范圍(事先扣款通訊范圍E與事后扣款通訊范圍F)下與裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU) 進(jìn)行通訊，從而使得裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)進(jìn)行付費(fèi)(扣款)；另外，電子收費(fèi)系統(tǒng)100會(huì)在一相對(duì)小通訊范圍(識(shí)別通訊范圍A D)下與裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU) 進(jìn)行通訊，從而擷取車輛201的影像與獲得車輛201的身分信息。如此一來(lái)，電子收費(fèi)系統(tǒng)100不但可以實(shí)現(xiàn)多車道自由車流電子收費(fèi) (multi-lane free flow ETC)的目標(biāo)(因?yàn)檐囕v并不需在固定的車道上(可任意變換行駛車道)，而且也不需刻意減速)，且又可以精確地將車輛的影像與身分信息做一有效連結(jié)， 從而提升執(zhí)法層面的效率與公信力(針對(duì)行駛于收費(fèi)公路上未進(jìn)行繳費(fèi)的車輛而言)。除此之外，由于電子收費(fèi)系統(tǒng)100僅以單一開放式國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)定(亦即IEEE 1609通訊協(xié)定)來(lái)實(shí)現(xiàn)多車道自由車流的收費(fèi)與執(zhí)法。因此，將有助于提升各國(guó)關(guān)聯(lián)于收費(fèi)公路的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。于此值得一提的是，雖然上述示范性實(shí)施例是以電子收費(fèi)系統(tǒng)100通過IEEE 1609通訊協(xié)定來(lái)與裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)進(jìn)行通訊，但在其他示范性實(shí)施例中， 電子收費(fèi)系統(tǒng)100亦可采用其他具有多通道(multi-channel)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)定來(lái)與裝設(shè)于車輛 201內(nèi)的車機(jī)(OBU)進(jìn)行通訊，而這些變形的實(shí)施方式亦屬本發(fā)明所欲保護(hù)的范疇之一。另一方面，基于上述示范性實(shí)施例所揭示的內(nèi)容可知，裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī) (OBU)經(jīng)配置(configured)后的運(yùn)作流程可以如圖5所示。換言之，裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)經(jīng)配置后會(huì)執(zhí)行以下流程判斷是否于事先扣款通訊范圍取得事先扣款服務(wù)(S501)；當(dāng)有于事先扣款通訊范圍取得事先扣款服務(wù)時(shí)，則進(jìn)行間歇扣款程序，且同時(shí)判斷是否有取得識(shí)別服務(wù)(S503)；當(dāng)有取得識(shí)別服務(wù)時(shí)，則立即且持續(xù)地回報(bào)車輛的身分信息至一預(yù)設(shè)時(shí)間為止 (由實(shí)際狀況決定其時(shí)間長(zhǎng)短)(S505)，否則，持續(xù)進(jìn)行間歇扣款程序至離開事先扣款通訊范圍為止；當(dāng)回報(bào)車輛的身分信息號(hào)之后，判斷間歇扣款程序是否有成功(S507)；當(dāng)間歇扣款程序成功時(shí)，則表示完成扣款(S509)，否則，判斷是否于事后扣款通訊范圍取得事后扣款服務(wù)(S511)；以及
當(dāng)有于事后扣款通訊范圍取得事后扣款服務(wù)時(shí)，則進(jìn)行延續(xù)扣款程序(S513)，藉以完成扣款，否則，持續(xù)判斷是否有取得事后扣款服務(wù)至離開事后扣款通訊范圍為止。由此可知，裝設(shè)于車輛201內(nèi)的車機(jī)(OBU)反應(yīng)于識(shí)別服務(wù)而回報(bào)車輛的身分信息的優(yōu)先權(quán)會(huì)高于其反應(yīng)于事先扣款服務(wù)所進(jìn)行的間歇扣款程序。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，裝設(shè)于車輛 201內(nèi)的車機(jī)(OBU)回報(bào)車輛201的身分信息會(huì)優(yōu)先于付費(fèi)。如此一來(lái)，縱使裝設(shè)于車輛 201內(nèi)的車機(jī)(OBU)未完成扣款，執(zhí)法單位也可以藉由所獲得的車輛201的身分以進(jìn)行舉發(fā)。另一方面，基于上述示范性實(shí)施例所揭示的內(nèi)容亦可知，電子收費(fèi)系統(tǒng)100的識(shí)別模塊105與執(zhí)法模塊107經(jīng)配置(configured)后的運(yùn)作流程可以如圖6所示。換言之， 電子收費(fèi)系統(tǒng)100的識(shí)別模塊105與執(zhí)法模塊107經(jīng)配置后會(huì)執(zhí)行以下流程感應(yīng)車輛是否有進(jìn)入識(shí)別通訊范圍(S601)；一旦有感應(yīng)到車輛已進(jìn)入識(shí)別通訊范圍時(shí)，通過可以進(jìn)行攝像的裝置來(lái)擷取車輛的影像，并開始進(jìn)行時(shí)間計(jì)數(shù)(S603)，否則持續(xù)感應(yīng)車輛是否有進(jìn)入識(shí)別通訊范圍；同一時(shí)間/緊鄰時(shí)間，送出識(shí)別服務(wù)給裝設(shè)于車輛內(nèi)的車機(jī)(OBU) (S605)，并且判斷所計(jì)數(shù)的時(shí)間是否超過一預(yù)設(shè)時(shí)間(S607)；若未超于步驟S607所述的預(yù)設(shè)時(shí)間的話，則判斷裝設(shè)于車輛內(nèi)的車機(jī)(OBU)是否有回報(bào)車輛的身分信息(S609)，否則，傳送所擷取的車輛的影像(S611)，藉以進(jìn)行記錄 (S613)；以及若裝設(shè)于車輛內(nèi)的車機(jī)(OBU)未回報(bào)車輛的身分信息的話，則重復(fù)送出識(shí)別服務(wù)給裝設(shè)于車輛內(nèi)的車機(jī)(OBU)，直至超過預(yù)設(shè)時(shí)間為止，否則，傳送并連結(jié)所擷取的車輛的影像與身分信息(S615)，藉以進(jìn)行記錄(S613)。綜上所述，上述示范性實(shí)施例所揭示的電子收費(fèi)系統(tǒng)100的優(yōu)勢(shì)至少有以下幾占.
^ \\\ ·1、收費(fèi)模塊與識(shí)別模塊所各別發(fā)布的服務(wù)可以通過調(diào)度(scheduling)以確保車輛在適當(dāng)時(shí)機(jī)/時(shí)間取得適當(dāng)?shù)姆?wù)；2、相異車輛內(nèi)的車機(jī)(OBU)可以反應(yīng)于相同的識(shí)別服務(wù)而通過不同的服務(wù)通道回報(bào)其各別車輛的身分信息，所以在通訊基礎(chǔ)上并不會(huì)發(fā)生碰撞，藉此即可提升服務(wù)的成功率，而且又可以同時(shí)解決車輛任意變換車道的問題，從而符合多車道自由車流的概念；3、以單一開放式國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)定(亦即IEEE 1609通訊協(xié)定)來(lái)實(shí)現(xiàn)多車道自由車流(MLFF)的收費(fèi)與執(zhí)法。因此，將有助于提升各國(guó)關(guān)聯(lián)于收費(fèi)公路的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；4、識(shí)別模塊可以于各車道采用不同服務(wù)通道與車輛內(nèi)的車機(jī)(OBU)進(jìn)行通訊，而且車輛內(nèi)的車機(jī)(OBU)也可以采用全向性天線的通訊方式，并不需特定架構(gòu)在指向性天線的通訊方式；以及5、收費(fèi)模塊與識(shí)別模塊可以協(xié)同運(yùn)作，藉以提升電子收費(fèi)系統(tǒng)的成功率，而且更可以有效地運(yùn)用微波廣域通訊的特性。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作若干的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電子收費(fèi)系統(tǒng)，包括一收費(fèi)模塊，用以發(fā)布一事先扣款服務(wù)與一事后扣款服務(wù)，藉以使得一車輛上的一車機(jī)反應(yīng)于該事先扣款服務(wù)與該事后扣款服務(wù)其中之一而完成扣款；以及一識(shí)別模塊，用以擷取該車輛的影像，并且發(fā)布一識(shí)別服務(wù)給該車機(jī)，藉以獲得該車輛的身分信息。
2.如權(quán)利要求1所述的電子收費(fèi)系統(tǒng)，還包括一執(zhí)法模塊，用以當(dāng)該識(shí)別模塊有獲得該車輛的身分信息時(shí)，接收并連結(jié)該車輛的影像與身分信息，從而進(jìn)行記錄，否則，接收并記錄該車輛的影像，藉以作為往后執(zhí)法的依據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的電子收費(fèi)系統(tǒng)，還包括一中控模塊，用以主導(dǎo)該收費(fèi)模塊、該識(shí)別模塊以及該執(zhí)法模塊的行為。
4.如權(quán)利要求3所述的電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中該收費(fèi)模塊還用以于一第一通訊范圍發(fā)布該事先扣款服務(wù)與該事后扣款服務(wù)；以及該識(shí)別模塊還用以于一第二通訊范圍擷取該車輛的影像，并且發(fā)布該識(shí)別服務(wù)給該車機(jī)。
5.如權(quán)利要求4所述的電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中該第一通訊范圍包括一事先扣款通訊范圍與一事后扣款通訊范圍；以及該第二通訊范圍包括多個(gè)識(shí)別通訊范圍，且該識(shí)別通訊范圍對(duì)應(yīng)等量的多個(gè)車道， 其中，該事先扣款通訊范圍涵蓋該識(shí)別通訊范圍。
6.如權(quán)利要求5所述的電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中，當(dāng)該車輛進(jìn)入該事先扣款通訊范圍時(shí)，該中控模塊基于一特定通訊協(xié)定而控制該收費(fèi)模塊于該特定通訊協(xié)定所提供的一控制通道發(fā)布該事先扣款服務(wù)給該車機(jī)，藉以使得該車機(jī)反應(yīng)于該事先扣款服務(wù)而于該特定通訊協(xié)定所提供的多個(gè)服務(wù)通道中的一扣款服務(wù)通道進(jìn)行一間歇扣款程序。
7.如權(quán)利要求6所述的電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中該控制通道與該服務(wù)通道的頻率彼此相已
8.如權(quán)利要求7所述的電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中當(dāng)該車輛進(jìn)入至該識(shí)別通訊范圍其中之一時(shí)，該中控模塊控制該識(shí)別模塊擷取該車輛的影像，且該中控模塊還基于該特定通訊協(xié)定而控制該識(shí)別模塊于該控制通道發(fā)布該識(shí)別服務(wù)給該車機(jī)，藉以使得該車機(jī)反應(yīng)于該識(shí)別服務(wù)而于該服務(wù)通道中的多個(gè)識(shí)別服務(wù)通道的其中之一回報(bào)該車輛的身分信息給該識(shí)別模塊。
9.如權(quán)利要求8所述的電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中當(dāng)該車輛進(jìn)入至該事先扣款通訊范圍與該識(shí)別通訊范圍的一重迭區(qū)域時(shí)，該中控模塊主導(dǎo)該識(shí)別模塊于該控制通道發(fā)布該識(shí)別服務(wù)的優(yōu)先權(quán)高于該收費(fèi)模塊于該控制通道所發(fā)布的該事先扣款服務(wù)，且一旦該車機(jī)于該重迭區(qū)域接收到該識(shí)別模塊所發(fā)布的該識(shí)別服務(wù)時(shí)，該車機(jī)會(huì)立即反應(yīng)于該識(shí)別服務(wù)而于對(duì)應(yīng)的識(shí)別服務(wù)通道回報(bào)該車輛的身分信息給該識(shí)別模塊。
10.如權(quán)利要求8所述的電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中位于相鄰車道的相異車機(jī)反應(yīng)于該識(shí)別模塊所發(fā)布的該識(shí)別服務(wù)會(huì)于相異識(shí)別服務(wù)通道回報(bào)其各別車輛的身分信息給該識(shí)別模塊。
11.如權(quán)利要求8所述的電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中當(dāng)該車機(jī)于該事先扣款通訊范圍所進(jìn)行的該間歇扣款程序成功時(shí)，則表示完成扣款。
12.如權(quán)利要求8所述的電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中當(dāng)該車機(jī)于該事先扣款通訊范圍所進(jìn)行的該間歇扣款程序失敗，且該車輛從該識(shí)別通訊范圍進(jìn)入至該事后扣款通訊范圍時(shí)，該中控模塊基于該特定通訊協(xié)定而控制該收費(fèi)模塊于該控制通道發(fā)布該事后扣款服務(wù)給該車機(jī)，藉以使得該車機(jī)反應(yīng)于該事后扣款服務(wù)而于該扣款服務(wù)通道進(jìn)行一延續(xù)扣款程序，從而完成扣款，或者使得該車機(jī)反應(yīng)于該事后扣款服務(wù)而于該些服務(wù)通道中的另一扣款服務(wù)通道進(jìn)行該延續(xù)扣款程序，從而完成扣款。
13.如權(quán)利要求8所述的電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中當(dāng)該識(shí)別模塊擷取到該車輛的影像并且獲得該車輛的身分信息時(shí)，該中控模塊控制該執(zhí)法模塊接收并連結(jié)該車輛的影像與身分信息，從而進(jìn)行記錄，否則，控制該執(zhí)法模塊接收并記錄該車輛的影像，藉以作為往后執(zhí)法的依據(jù)。
14.如權(quán)利要求6所述的電子收費(fèi)系統(tǒng)，其中該特定通訊協(xié)定至少包括IEEE1609通訊協(xié)定或具有多通道的網(wǎng)絡(luò)協(xié)定。
15.一種車機(jī)，裝設(shè)于一車輛內(nèi)，且其經(jīng)配置以判斷是否于一事先扣款通訊范圍取得一事先扣款服務(wù)；當(dāng)有于該事先扣款通訊范圍取得該事先扣款服務(wù)時(shí)，則進(jìn)行一間歇扣款程序，且同時(shí)判斷是否有取得一識(shí)別服務(wù)；當(dāng)有取得該識(shí)別服務(wù)時(shí)，則立即且持續(xù)回報(bào)該車輛的身分信息至一預(yù)設(shè)時(shí)間，否則，持續(xù)進(jìn)行該間歇扣款程序至離開該事先扣款通訊范圍為止；當(dāng)回報(bào)該車輛的身分信息號(hào)之后，判斷該間歇扣款程序是否有成功；當(dāng)該間歇扣款程序成功時(shí)，則表示完成扣款，否則，判斷是否于一事后扣款通訊范圍取得一事后扣款服務(wù)；以及當(dāng)有于該事后扣款通訊范圍取得該事后扣款服務(wù)時(shí)，則進(jìn)行一延續(xù)扣款程序，藉以完成扣款，否則，持續(xù)判斷是否有取得該事后扣款服務(wù)至離開該事后扣款通訊范圍為止。
16.如權(quán)利要求15所述的車機(jī)，其中該車機(jī)反應(yīng)于該識(shí)別服務(wù)而回報(bào)該車輛的身分信息的優(yōu)先權(quán)高于該車機(jī)反應(yīng)于該事先扣款服務(wù)所進(jìn)行的該間歇扣款程序。
17.如權(quán)利要求15所述的車機(jī)，其中該車機(jī)于一特定通訊協(xié)定所提供的一控制通道取得該事先扣款服務(wù)、該事后扣款服務(wù)和該識(shí)別服務(wù)；該車機(jī)于該特定通訊協(xié)定所提供的多個(gè)服務(wù)通道中相同或相異的扣款服務(wù)通道進(jìn)行該間歇扣款程序和該延續(xù)扣款程序；以及該車機(jī)于該些服務(wù)通道中的多個(gè)識(shí)別服務(wù)通道的其中之一回報(bào)該車輛的身分信息。
18.如權(quán)利要求17所述的車機(jī)，其中該控制通道與該些服務(wù)通道的頻率彼此相異。
19.如權(quán)利要求18所述的車機(jī)，其中位于相鄰車道的相異車機(jī)反應(yīng)于該識(shí)別模塊所發(fā)布的該識(shí)別服務(wù)會(huì)于相異識(shí)別服務(wù)通道回報(bào)其各別車輛的身分信息。
20.如權(quán)利要求17所述的車機(jī)，其中該特定通訊協(xié)定至少包括IEEE1609通訊協(xié)定或具有多通道的網(wǎng)絡(luò)協(xié)定。
全文摘要
本發(fā)明披露一種多車道自由車流電子收費(fèi)系統(tǒng)及其車機(jī)。所述電子收費(fèi)系統(tǒng)包括一收費(fèi)模塊，用以發(fā)布一事先扣款服務(wù)與一事后扣款服務(wù)，藉以使得一車輛上的一車機(jī)反應(yīng)于該事先扣款服務(wù)與該事后扣款服務(wù)其中之一而完成扣款；以及一識(shí)別模塊，用以擷取該車輛的影像，并且發(fā)布一識(shí)別服務(wù)給該車機(jī)，藉以獲得該車輛的身分信息。由此，電子收費(fèi)系統(tǒng)不但可以實(shí)現(xiàn)多車道自由車流電子收費(fèi)的目標(biāo)，且又可以精確地將車輛的影像與身分信息做一有效連結(jié)，從而提升執(zhí)法層面的效率與公信力。
文檔編號(hào)G07B15/06GK102456234SQ20111003874
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者康博竣, 蘇子翔, 阮大洋 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院