高速公路統一多路徑識別系統及其識別方法

高速公路統一多路徑識別系統及其識別方法
【專利摘要】本發明涉及一種高速公路統一多路徑識別系統，包括分別部署在高速公路運營管理中心、高速公路上、高速公路入口、高速公路出口的第一至第四設備和車載設備;第一設備包括高速公路收費結算系統和高速公路5.8GHz多路徑管理系統;第二設備包括與高速公路5.8GHz多路徑管理系統電連接的多個5.8GHz多路徑標識站；第三設備包括入口MTC車道計算機、13.56MHz入口讀卡器、入口ETC車道計算機和5.8GHzETC入口天線RSU；第四設備包括出口MTC車道計算機、13.56MHz出口讀卡器、出口ETC車道計算機和5.8GHzETC出口天線RSU。本發明識別系統解決了高速公路收費過程中準確收取所有車輛的通行費和將所收取的通行費準確進行拆分的問題。
【專利說明】高速公路統一多路徑識別系統及其識別方法
[0001]【【技術領域】】
本發明涉及用于在管理點收車費、通行費或進入費的裝置或設備，特別是涉及高速公路識別系統，尤其涉及高速公路收費中的多路徑識別系統和識別方法。
[0002]【【背景技術】】
中國境內絕大多數省市的高速公路都已經實現了全省或分片區的聯網收費；高速公路近年持續處于快速規模建設中，聯網收費的高速公路出現網狀分布情況，高速公路車輛在出口和入口之間可能存在多種行車路徑。當車主選走不同的路徑時，其計費標準和通行費的拆分均會不同。這樣就需要提供高速公路多路徑識別系統，能夠精確地識別車輛在高速公路的行駛路徑，準確收取通行費和準確將所收取的通行費進行拆分。
[0003]現有技術高速公路多路徑識別系統主要采用的是有源射頻方案。有源射頻方案目前在個別省份使用了 433MHz頻率，其方案是發行13.56MHz和433MHz雙頻復合卡作為高速公路人工收費(英文簡稱MTC)通行卡，同時在高速公路出現環網的路段部署433M標識站。現有技術433M復合卡采用了 433M模塊與13.56M模塊，車輛在高速公路行駛過程中，通過433MHz標識站寫入路徑信息到433MHz復合卡中，在高速公路出口通過13.56MHz讀卡器讀出車輛同行過程中的多路徑信息，并根據入口信息、多路徑信息、出口信息進行費用計算和后續費用的拆分依據。現有技術433MHz多路徑識別系統目前有如下不足之處:
一、只能支持人工收費(MTC)用戶，不能與高速公路ETC(是英文ElectronicTollCollect1n的縮寫，即電子不停車收費)系統用戶兼容，必須為ETC用戶新上一套路徑識別設備；
二、不是交通頻段，屬于民用的ISM(是英文IndustrialScientific Medical的縮寫，中文意思是工業、科學和醫藥)頻段，干擾大。如步話機、車載臺、的士設備等均會影響識別的成功率；
三、無相關統一標準，不能區域或全國互聯互通；目前不同廠家的設備沒有統一標準，標識站與MTC復合卡只能是一個廠家捆綁；而國家標準組織也沒有在433M民用頻率推出交通應用標準的規劃；
四、應用前景單一；433MHz頻段的傳輸速率有限，干擾大，現在建設的標識站只能作為多路徑識別使用，無法作為智能交通的節點、實現信息下發和雙向交互等；
五、目前433MHz復合卡均只支持單向通信，即接收433MHz標識站下發的路徑信息，無法給標識站天線回復車輛信息，應用前景有限。
[0004]【
【發明內容】
】
本發明要解決的技術問題在于避免上述現有技術的不足之處而提供一種高速公路統一多路徑識別系統及其識別方法，實現了高速公路5.SGHz統一多路徑識別系統，解決了高速公路收費過程中準確收取所有車輛的通行費和將所收取的通行費準確進行拆分的問題。
[0005]本發明中的ETC是英文Electronic Toll Collect1n的縮寫，中文意思是電子不停車收費；MTC的中文意思是人工收費；DSRC是英文Dedicated Short RangeCommunicat1n的縮寫，中文意思是專用短程通信；RSU是英文Road Side Unit的縮寫，中文意思是路側單元；OBU是英文On Board Unit的縮寫，中文意思是車載單元；ID是英文IDentity的縮寫，中文意思是身份標識號碼，也稱為序列號或帳號；MCU是英文MicroControl Unit的縮寫，中文意思是微控制單元。
[0006]本發明解決所述技術問題采用的技術方案是:
提供一種高速公路統一多路徑識別系統，基于ETC系統所使用的5.8GHz的DSRC技術，包括部署在高速公路運營管理中心的第一設備、部署在高速公路入口的第三設備、部署在高速公路出口的第四設備和車載設備；所述第一設備包括高速公路收費結算系統；所述第三設備包括入口 MTC車道計算機、與該入口 MTC車道計算機電連接的13.56MHz入口讀卡器、入口 ETC車道計算機和與該入口 ETC車道計算機電連接的ETC入口天線RSU ;所述第四設備包括出口 MTC車道計算機、與該出口 MTC車道計算機電連接的13.56MHz出口讀卡器、出口 ETC車道計算機和與該出口 ETC車道計算機電連接的ETC出口天線RSU ;所述高速公路收費結算系統分別與所述入口 MTC車道計算機、入口 ETC車道計算機、出口 MTC車道計算機和出口 ETC車道計算機電連接；所述高速公路統一多路徑識別系統還包括部署在高速公路上的第二設備；所述第一設備還包括高速公路5.SGHz多路徑管理系統；所述第二設備包括多個5.SGHz多路徑標識站，所述5.SGHz多路徑標識站部署在高速公路產生環網有多路徑的地方，各5.SGHz多路徑標識站與所述高速公路5.SGHz多路徑管理系統電連接；所述ETC入口天線RSU為5.8GHz ETC入口天線RSU ;所述ETC出口天線RSU為5.8GHz ETC出口天線RSU ;所述車載設備包括多個5.8GHz電子標簽OBU和多個5.8GHz多路徑復合卡；在需要電子不停車收費ETC的每一部車輛上部署一個5.8GHz電子標簽OBU ;在高速公路每一個入口處放置多個5.8GHz多路徑復合卡，便于人工收費MTC的車輛進入高速公路入口時，高速公路入口處的工作人員將5.8GHz多路徑復合卡發放給人工收費MTC車輛的車主。
[0007]所述5.8GHz多路徑標識站包括通信接口處理模塊、MCU第一基帶處理模塊和5.8GHz第一射頻模塊，以及為所述通信接口處理模塊、MCU第一基帶處理模塊和5.8GHz第一射頻模塊提供電力的電源模塊；所述MCU第一基帶處理模塊分別與所述通信接口處理模塊和5.8GHz第一射頻模塊電連接。
[0008]所述5.8GHz多路徑復合卡包括充電電源管理模塊、MCU第二基帶處理模塊、5.8GHz第二射頻模塊和13.56MHz模塊，所述充電電源管理模塊分別與所述MCU第二基帶處理模塊和5.8GHz第二射頻模塊電連接，所述MCU第二基帶處理模塊與所述5.8GHz第二射頻模塊電連接。
[0009]所述高速公路5.8GHz多路徑管理系統與所述5.8GHz多路徑標識站之間互相連通，完成對所述5.SGHz多路徑標識站的遠程配置和/或遠程維護，其遠程配置信息包括多路徑標識ID和休眠時長，其遠程維護包括實現告警采集、狀態查詢和遠程復位。
[0010]所述5.8GHz多路徑標識站支持5.8G Hz的DSRC通信協議，通過5.8G Hz的DSRC協議完成與部署在車輛上的車載設備之間的通信和標識站ID的下發；支持智能休眠管理，根據所述高速公路運營管理中心部署設備下發的高速公路拓樸確定下一個最近的標識站，計算所述5.SGHz的多路徑復合卡的休眠時間并下發，并延長所述5.SGHz的多路徑復合卡的壽命；支持多個標識站時分控制；支持與所述高速公路5.SGHz多路徑管理系統之間互相連通，實現配置、管理和維護功能。
[0011]所述5.8GHz多路徑復合卡支持5.8GHz的DSRC通信協議，通過5.8GHz的DSRC協議完成與所述5.8GHz多路徑標識站之間的通信和標識站ID的獲取；支持5.8GHz雙向通信功能；支持與所述5.SGHz多路徑標識站之間的信息加密；支持智能休眠，可以根據所述5.8GHz多路徑標識站下發的休眠時長來控制后續喚醒的時間點；支持與所述5.8GHz多路徑標識站雙向通信，包括同時用于交通流量調查、車輛在途監管、防丟卡和/或防逃費的智能交通應用。
[0012]還提供一種高速公路統一多路徑識別方法，基于ETC系統所使用的5.SGHz的DSRC技術，包括:
在高速公路運營管理中心部署第一設備，該第一設備包括高速公路收費結算系統110和高速公路5.8GHz多路徑管理系統；
在高速公路上部署第二設備，該第二設備包括多個5.8GHz多路徑標識站，所述5.8GHz多路徑標識站部署在高速公路產生環網有多路徑的地方，各5.SGHz多路徑標識站與所述高速公路5.8GHz多路徑管理系統電連接；
在高速公路入口部署第三設備，該第三設備包括入口 MTC車道計算機、與該入口 MTC車道計算機電連接的13.56MHz入口讀卡器、入口 ETC車道計算機和與該入口 ETC車道計算機電連接的5.8GHz ETC入口天線RSU，所述入口 MTC車道計算機和入口 ETC車道計算機分別與所述高速公路收費結算系統電連接；
在高速公路出口部署第四設備，該第四設備包括出口 MTC車道計算機、與該出口 MTC車道計算機電連接的13.56MHz出口讀卡器、出口 ETC車道計算機和與該出口 ETC車道計算機電連接的5.8GHz ETC出口天線RSU，所述出口 MTC車道計算機和出口 ETC車道計算機分別與所述高速公路收費結算系統電連接；
備置多個5.8GHz電子標簽OBU和多個5.8GHz多路徑復合卡；在需要電子不停車收費ETC的每一部車輛上部署一個5.8GHz電子標簽OBU ;在高速公路每一個入口處放置多個
5.8GHz多路徑復合卡，便于人工收費MTC的車輛進入高速公路入口時，高速公路入口處的工作人員將5.8GHz多路徑復合卡發放給人工收費MTC車輛的車主；
通過上述部署就可以進行高速公路多路徑的電子不停車收費ETC和人工收費MTC的識別。
[0013]當車輛是電子不停車收費ETC時，該車輛上部署有車載設備，該車載設備包括電子標簽OBU ;收費流程如下:
①所述車輛到達高速公路入口并進入ETC車道入口，所述5.8GHz ETC入口天線RSU與所述電子標簽OBU建立無線通信鏈接以完成數據交互；
②所述車輛通過ETC車道入口進入高速公路；
③所述車輛途徑所述5.8GHz多路徑標識站，所述5.8GHz多路徑標識站持續廣播信號喚醒所述電子標簽0BU，并下發該標識站的路徑標識ID給所述電子標簽OBU ；
④所述電子標簽OBU收到所述路徑標識ID后，寫入電子標簽OBU和IC卡內路徑信息文件；
⑤所述車輛到達高速公路的ETC車道出口，所述5.8GHz ETC出口天線RSU
讀出該車輛的入口信息及IC卡內的路徑信息，由所述出口 ETC車道計算機生成通行費信息和收取通行費，并將該通行費信息上報所述高速公路收費結算系統。
[0014]當車輛是人工收費MTC時，收費流程如下:
①所述車輛到達高速公路入口并進入MTC車道入口，MTC車道入口工作人員將一個所述5.8GHz多路徑復合卡通過13.56MHz入口讀卡器寫入入口信息，并將已寫入入口信息的該5.8GHz多路徑復合卡發放給車主；
②所述車輛通過MTC車道入口進入高速公路；
③所述車輛在高速公路上行駛，在接近所述5.SGHz多路徑標識站時，所述5.SGHz多路徑復合卡處于在途喚醒模式，檢測和接收高速公路上的所述5.SGHz多路徑標識站信息，在所述車輛經過所述5.SGHz多路徑標識站時，發放給車主的所述5.SGHz多路徑復合卡收到所述5.SGHz多路徑標識站下發的該標識站的路徑標識ID并存儲；
④車輛到達高速公路的MTC車道出口，MTC車道出口工作人員收回發放給車主的所述5.8GHz多路徑復合卡，并用所述13.56MHz出口讀卡器讀出所述5.8GHz多路徑復合卡上的入口信息、多路徑標識信息和自檢的狀態信息，并由所述出口 MTC車道計算機生成通行費信息和收取通行費，并將該通行費信息上報所述高速公路收費結算系統；
⑤MTC車道出口工作人員將收回的所述5.8GHz多路徑復合卡設置為存放狀態，并隔一段時間將所有收回的所述5.SGHz多路徑復合卡返回到高速公路入口處。
[0015]同現有技術相比較，本發明高速公路統一多路徑識別系統及其識別方法之有益效果在于:
1、均使用5.8GHz頻率的DSRC機制，統一實現了人工收費車輛與電子不停車收費車輛的多路徑識別；
2、成功率高:均采用5.8GHz頻率的交通專用頻段，干擾小；
3、有利于制訂相關國家標準:交通部相關標準部門已有電子不停車收費標準，可發展基于5.SGHz頻段的多路徑識別協議標準；
4、前景好:利用5.8GHz頻段帶寬大的優勢，為多路徑識別部署的5.8G標識站設備，可成為與車輛開展雙向信息服務的節點；
5.5.8GHz多路徑復合卡，支持5.8GHz和13.56MHz雙頻，支持雙界面讀寫技術；
6、5.8GHz多路徑標識站與5.8GHz多路徑復合卡支持雙向通信；
7.5.SGHz多路徑標志站支持時分控制技術，防止多路徑標識站與車載設備的無線射頻碰撞；
8.5.8GHz電子標簽0BU、13.56MHz入口讀卡器和13.56MHz出口讀卡器無需硬件改動，只需要軟件升級支持多路徑識別即可使用。
[0016]綜上所述，本發明高速公路統一多路徑識別系統及其識別方法利用電子不停車收費系統成熟的5.8GHz頻率的DSRC技術、現有的電子不停車收費系統的RSU和0BU，以及5.8GHz多路徑復合卡和5.8GHz多路徑標識站等設備，實現了高速公路5.8GHz統一多路徑識別系統，解決了高速公路收費過程中準確收取所有車輛的通行費和將所收取的通行費準確進行拆分的問題。
[0017]【【專利附圖】

【附圖說明】】
圖1是本發明高速公路統一多路徑識別系統及其識別方法的原理示意圖；
圖2是部署有電子標簽OBU的車輛，也就是當車輛是電子不停車收費ETC時，該車輛在高速公路行駛時的所述高速公路統一多路徑識別系統及其識別方法的原理示意圖； 圖3是沒有部署電子標簽OBU的車輛，也就是當車輛是人工收費MTC時，該車輛在高速公路行駛時的所述高速公路統一多路徑識別系統及其識別方法的原理示意圖；
圖4是所述高速公路統一多路徑識別系統及其識別方法之5.SGHz多路徑標識站的簡易電路原理不意圖；
圖5是所述高速公路統一多路徑識別系統及其識別方法之5.SGHz多路徑復合卡的簡易電路原理不意圖。
[0018]【【具體實施方式】】
下面結合各附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0019]參見圖1至圖3，一種高速公路統一多路徑識別系統，基于ETC系統所使用的5.8GHz的DSRC技術，包括部署在高速公路運營管理中心的第一設備100、部署在高速公路入口的第三設備300、部署在高速公路出口的第四設備400和車載設備500;所述第一設備100包括高速公路收費結算系統110;所述第三設備300包括入口 MTC車道計算機310、與該入口 MTC車道計算機310電連接的13.56MHz入口讀卡器320、入口 ETC車道計算機330和與該入口 ETC車道計算機330電連接的ETC入口天線RSU340 ;所述第四設備400包括出口 MTC車道計算機410、與該出口 MTC車道計算機410電連接的13.56MHz出口讀卡器420、出口 ETC車道計算機430和與該出口 ETC車道計算機430電連接的ETC出口天線RSU440 ；所述高速公路收費結算系統110分別與所述入口 MTC車道計算機310、入口 ETC車道計算機330、出口 MTC車道計算機410和出口 ETC車道計算機430電連接；所述高速公路統一多路徑識別系統還包括部署在高速公路上的第二設備200 ;所述第一設備100還包括高速公路5.8GHz多路徑管理系統120 ;所述第二設備200包括多個5.8GHz多路徑標識站210，所述5.8GHz多路徑標識站210部署在高速公路產生環網有多路徑的地方，各5.8GHz多路徑標識站210與所述高速公路5.8GHz多路徑管理系統120電連接，為了更加安全，各5.8GHz多路徑標識站210與所述高速公路5.SGHz多路徑管理系統120還可以通過專用網絡的無線通信鏈接來作為備份，高速公路產生環網有多路徑的地方有多處，因此需要多個5.8GHz多路徑標識站210 ;所述ETC入口天線RSU340為5.8GHz ETC入口天線RSU340 ;所述ETC出口天線RSU440為5.8GHz ETC出口天線RSU440 ;所述車載設備500包括多個5.8GHz電子標簽0BU510和多個5.8GHz多路徑復合卡520 ;在需要電子不停車收費ETC的每一部車輛上部署一個5.8GHz電子標簽0BU510 ;在高速公路每一個入口處放置多個5.8GHz多路徑復合卡520，便于人工收費MTC的車輛進入高速公路入口時，高速公路入口處的工作人員將5.8GHz多路徑復合卡520發放給人工收費MTC車輛的車主。
[0020]參見圖4，所述5.8GHz多路徑標識站210包括通信接口處理模塊212、MCU第一基帶處理模塊213和5.8GHz第一射頻模塊214，以及為所述通信接口處理模塊212、MCU第一基帶處理模塊213和5.8GHz第一射頻模塊214提供電力的電源模塊211 ;所述MCU第一基帶處理模塊213分別與所述通信接口處理模塊212和5.8GHz第一射頻模塊214電連接。通信接口處理模塊212主要功能包括接收高速公路5.8GHz多路徑管理系統120的命令、返回相應的機器狀態和通信信息。MCU第一基帶處理模塊213主要功能包括處理高速公路5.8GHz多路徑管理系統120的命令和發送基帶信號給5.8GHz第一射頻模塊214，并且監控所述5.8GHz多路徑標識站210的整機狀態。5.8GHz第一射頻模塊214主要功能包括把基帶信號轉換成射頻信號后發送出去，同時把接收到的射頻信號轉換成基帶信號后傳送給MCU第一基帶處理模塊213。電源模塊211的輸入電壓為220伏。所述5.8GHz多路徑標識站210還包括第一天線215，該第一天線215將射頻信號發送出去和接收射頻信號。
[0021]參見圖5，所述5.8GHz多路徑復合卡520包括充電電源管理模塊521、MCU第二基帶處理模塊522、5.8GHz第二射頻模塊523和13.56MHz模塊524，所述充電電源管理模塊521分別與所述MCU第二基帶處理模塊522和5.8GHz第二射頻模塊523電連接，所述MCU第二基帶處理模塊522與所述5.8GHz第二射頻模塊523電連接。5.8GHz第二射頻模塊523主要功能包括把基帶信號轉換成射頻信號發送出去。同時把接收到的射頻信號轉換成基帶信號后傳送給MCU第二基帶處理模塊522。MCU第二基帶處理模塊522主要功能包括處理接收到的射頻信號和命令，以及所述5.SGHz多路徑復合卡520的整機電源管理和狀態上報。充電電源管理模塊521主要功能包括負責把13.56MHz轉化為直流，并對充電電池進行充電，以及接收MCU第二基帶處理模塊522信號讓整個電路處于休眠狀態。13.56MHz模塊524主要功能包括加密寫入入口和出口信息，與目前高速公路使用的IS0/IEC 14443卡兼容。所述5.8GHz多路徑復合卡520還包括第二天線525，該第二天線525將射頻信號發送出去和接收射頻信號。
[0022]參見圖1至圖3，本發明還可以通過以下的技術方案進一步得到實施:
一種高速公路統一多路徑識別方法，基于ETC系統所使用的5.8GHz的DSRC技術，包括:
在高速公路運營管理中心部署第一設備100，該第一設備100包括高速公路收費結算系統110和高速公路5.8GHz多路徑管理系統120;
在高速公路上部署第二設備200，該第二設備200包括多個5.8GHz多路徑標識站210，所述5.8GHz多路徑標識站210部署在高速公路產生環網有多路徑的地方，各5.8GHz多路徑標識站210與所述高速公路5.SGHz多路徑管理系統120電連接；為了更加安全，各5.SGHz多路徑標識站210與所述高速公路5.SGHz多路徑管理系統120還可以通過專用網絡的無線通信鏈接來作為備份；
在高速公路入口部署第三設備300，該第三設備300包括入口 MTC車道計算機310、與該入口 MTC車道計算機310電連接的13.56MHz入口讀卡器320、入口 ETC車道計算機330和與該入口 ETC車道計算機330電連接的5.8GHz ETC入口天線RSU340，所述入口 MTC車道計算機310和入口 ETC車道計算機330分別與所述高速公路收費結算系統110電連接；在高速公路出口部署第四設備400，該第四設備400包括出口 MTC車道計算機410、與該出口 MTC車道計算機410電連接的13.56MHz出口讀卡器420、出口 ETC車道計算機430和與該出口 ETC車道計算機430電連接的5.8GHz ETC出口天線RSU440，所述出口 MTC車道計算機410和出口 ETC車道計算機430分別與所述高速公路收費結算系統110電連接；
備置多個5.8GHz電子標簽0BU510和多個5.8GHz多路徑復合卡520 ;在需要電子不停車收費ETC的每一部車輛上部署一個5.8GHz電子標簽0BU510 ;在高速公路每一個入口處放置多個5.8GHz多路徑復合卡520，便于人工收費MTC的車輛進入高速公路入口時，高速公路入口處的工作人員將5.8GHz多路徑復合卡520發放給人工收費MTC車輛的車主；
通過上述部署就可以進行高速公路多路徑的電子不停車收費ETC和人工收費MTC的識別。
[0023]參見圖1至圖3，所述高速公路5.8GHz多路徑管理系統120與所述5.8GHz多路徑標識站210之間互相連通，完成對所述5.SGHz多路徑標識站210的遠程配置和/或遠程維護，其遠程配置信息包括多路徑標識ID和休眠時長，其遠程維護包括實現告警采集、狀態查詢和遠程復位。
[0024]參見圖1至圖4，所述5.8GHz多路徑標識站210支持5.8G Hz的DSRC通信協議，通過5.8G Hz的DSRC協議完成與部署在車輛上的車載設備500之間的通信和標識站ID的下發；支持智能休眠管理，根據所述高速公路運營管理中心部署設備100下發的高速公路拓樸確定下一個最近的標識站，計算所述5.SGHz的多路徑復合卡520的休眠時間并下發，并延長所述5.8GHz的多路徑復合卡520的壽命；支持多個標識站時分控制；支持與所述高速公路5.SGHz多路徑管理系統120之間互相連通，實現配置、管理和維護功能。
[0025]參見圖1至圖3和圖5，所述5.8GHz多路徑復合卡520支持5.8GHz的DSRC通信協議，通過5.8GHz的DSRC協議完成與所述5.8GHz多路徑標識站210之間的通信和標識站ID的獲取；支持5.8GHz雙向通信功能；支持與所述5.8GHz多路徑標識站210之間的信息加密；支持智能休眠，可以根據所述5.SGHz多路徑標識站210下發的休眠時長來控制后續喚醒的時間點；支持與所述5.SGHz多路徑標識站210雙向通信，包括同時用于交通流量調查、車輛在途監管、防丟卡和/或防逃費的智能交通應用。
[0026]本發明高速公路統一多路徑識別方法應用場景包括電子不停車收費ETC和人工收費MTC兩種場景，下面分別以實施例一和實施例二作詳細描述:
實施例一:
參見圖2，當車輛是電子不停車收費ETC時，該車輛上部署有車載設備500，該車載設備500包括電子標簽0BU510 ;收費流程如下:
①所述車輛到達高速公路入口并進入ETC車道入口，所述5.8GHz ETC入口天線RSU340與所述電子標簽0BU510建立無線通信鏈接以完成數據交互；
②所述車輛通過ETC車道入口進入高速公路；
③所述車輛途徑所述5.8GHz多路徑標識站210，所述5.8GHz多路徑標識站210持續廣播信號喚醒所述電子標簽0BU510，并下發該標識站的路徑標識ID給所述電子標簽0BU510 ；
④所述電子標簽0BU510收到所述路徑標識ID后，寫入電子標簽OBU和IC卡內路徑信息文件；
⑤所述車輛到達高速公路的ETC車道出口，所述5.8GHz ETC出口天線RSU440
讀出該車輛的入口信息及IC卡內的路徑信息，由所述出口 ETC車道計算機430生成通行費信息和收取通行費，并將該通行費信息上報所述高速公路收費結算系統110。
[0027]在該電子不停車收費ETC的場景中存在一個分支處理情況:如果部署有車載設備500之電子標簽0BU510的車輛在經過所述5.8GHz多路徑標識站210時，若IC卡沒有插入OBU內，而在出口處又走了人工MTC車道，則IC卡內讀不到路徑信息，這種情況下需要要求車主將IC卡插入OBU后再拔出，因為OBU具備路徑標識緩存功能，會把自身保存的路徑信息寫入IC卡內。
[0028]實施例二:
參見圖3，當車輛上沒有部署電子標簽OBU的車載設備，也就是當車輛是人工收費MTC時，收費流程如下: ①所述車輛到達高速公路入口并進入MTC車道入口，MTC車道入口工作人員將一個所述5.8GHz多路徑復合卡520通過13.56MHz入口讀卡器320寫入入口信息，并將已寫入入口信息的該5.8GHz多路徑復合卡520發放給車主；為了省電，一般13.56MHz入口讀卡器320還將休眠時長寫入到所述5.SGHz多路徑復合卡520內，此次休眠時長是根據路網多路徑拓樸計算出的車輛從該高速公路入口到下一個最近的5.8GHz多路徑標識站210可能最短到達的時間；如果所述5.8GHz多路徑復合卡520內寫入有休眠時長，所述5.8GHz多路徑復合卡520則馬上進入在途休眠狀態，休眠時間為寫入的休眠時長，到達休眠時長后進入在途周期喚醒工作狀態；如果所述5.SGHz多路徑復合卡520內沒有寫入休眠時長，則所述5.8GHz多路徑復合卡520內直接進入在途周期喚醒工作狀態；
②所述車輛通過MTC車道入口進入高速公路；
③所述車輛在高速公路上行駛，在接近所述5.8GHz多路徑標識站210時，所述5.8GHz多路徑復合卡520處于在途喚醒模式，檢測和接收高速公路上的所述5.SGHz多路徑標識站210信息，在所述車輛經過所述5.8GHz多路徑標識站210時，發放給車主的所述5.8GHz多路徑復合卡520收到所述5.SGHz多路徑標識站210下發的該標識站的路徑標識ID并存儲；為了省電，一般5.SGHz多路徑標識站210還將下一次的休眠時長發送到所述5.SGHz多路徑復合卡520內，此次休眠時長是根據路網多路徑拓樸計算出的車輛從該5.SGHz多路徑標識站210到下一個最近的5.8GHz多路徑標識站210或高速公路出口可能最短到達的時間；如果所述5.8GHz多路徑復合卡520內又寫入了休眠時長，所述5.8GHz多路徑復合卡520則馬上又進入在途休眠狀態，休眠時間為此次寫入的休眠時長，到達休眠時長后進入在途周期喚醒工作狀態；如果所述5.SGHz多路徑復合卡520內此次沒有寫入休眠時長，則所述5.8GHz多路徑復合卡520內直接進入在途周期喚醒工作狀態；
④車輛到達高速公路的MTC車道出口，MTC車道出口工作人員收回發放給車主的所述5.8GHz多路徑復合卡520，并用所述13.56MHz出口讀卡器420讀出所述5.8GHz多路徑復合卡520上的入口信息、多路徑標識信息和自檢的狀態信息，并由所述出口 MTC車道計算機410生成通行費信息和收取通行費，并將該通行費信息上報所述高速公路收費結算系統110 ；
⑤MTC車道出口工作人員將收回的所述5.8GHz多路徑復合卡520設置為存放狀態，并隔一段時間將所有收回的所述5.8GHz多路徑復合卡520返回到高速公路入口處。
[0029]以上所述實施例僅表達了本發明的優選實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制；應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍；因此，凡跟本發明權利要求范圍所做的等同變換與修飾，均應屬于本發明權利要求的涵蓋范圍。
【權利要求】
1.一種高速公路統一多路徑識別系統，基于ETC系統所使用的5.8GHz的DSRC技術，包括部署在高速公路運營管理中心的第一設備(100)、部署在高速公路入口的第三設備(300)、部署在高速公路出口的第四設備(400)和車載設備(500);所述第一設備(100)包括高速公路收費結算系統(110);所述第三設備(300)包括入口 MTC車道計算機(310)、與該入口 MTC車道計算機(310)電連接的13.56MHz入口讀卡器(320)、入口 ETC車道計算機(330)和與該入口 ETC車道計算機(330)電連接的ETC入口天線RSU (340);所述第四設備(400)包括出口 MTC車道計算機(410)、與該出口 MTC車道計算機(410)電連接的13.56MHz出口讀卡器(420)、出口 ETC車道計算機(430)和與該出口 ETC車道計算機(430)電連接的ETC出口天線RSU (440);所述高速公路收費結算系統(110)分別與所述入口 MTC車道計算機(310)、入口 ETC車道計算機(330)、出口 MTC車道計算機(410)和出口 ETC車道計算機(430)電連接；其特征在于: 還包括部署在高速公路上的第二設備(200);所述第一設備(100)還包括高速公路.5.8GHz多路徑管理系統(120);所述第二設備(200)包括多個5.8GHz多路徑標識站(210)，所述5.8GHz多路徑標識站(210)部署在高速公路產生環網有多路徑的地方，各5.8GHz多路徑標識站(210)與所述高速公路5.8GHz多路徑管理系統(120)電連接；所述ETC入口天線 RSU (340)為 5.8GHz ETC 入 口天線 RSU (340);所述 ETC 出 口天線 RSU (440)為 5.8GHzETC出口天線RSU (440);所述車載設備(500)包括多個5.8GHz電子標簽OBU (510)和多個.5.8GHz多路徑復合卡(520);在需要電子不停車收費ETC的每一部車輛上部署一個5.8GHz電子標簽OBU (510);在高速公路每一個入口處放置多個5.8GHz多路徑復合卡(520)，便于人工收費MTC的車輛進入高速公路入口時，高速公路入口處的工作人員將5.8GHz多路徑復合卡(520)發放給人工收費MTC車輛的車主。
2.根據權利要求1所述的高速公路統一多路徑識別系統，其特征在于: 所述5.8GHz多路徑標識站(210)包括通信接口處理模塊(212)、MCU第一基帶處理模塊(213)和5.8GHz第一射頻模塊(214)，以及為所述通信接口處理模塊(212)、MCU第一基帶處理模塊(213)和5.8GHz第一射頻模塊(214)提供電力的電源模塊(211);所述MCU第一基帶處理模塊(213)分別與所述通信接口處理模塊(212)和5.8GHz第一射頻模塊(214)電連接。
3.根據權利要求1所述的高速公路統一多路徑識別系統，其特征在于: 所述5.8GHz多路徑復合卡(520)包括充電電源管理模塊(521)、MCU第二基帶處理模塊.(522),5.8GHz第二射頻模塊(523)和13.56MHz模塊(524)，所述充電電源管理模塊(521)分別與所述MCU第二基帶處理模塊(522)和5.8GHz第二射頻模塊(523)電連接，所述MCU第二基帶處理模塊(522)與所述5.8GHz第二射頻模塊(523)電連接。
4.根據權利要求1至3任一項所述的高速公路統一多路徑識別系統，其特征在于: 所述高速公路5.8GHz多路徑管理系統(120)與所述5.8GHz多路徑標識站(210)之間互相連通，完成對所述5.SGHz多路徑標識站(210)的遠程配置和/或遠程維護，其遠程配置信息包括多路徑標識ID和休眠時長，其遠程維護包括實現告警采集、狀態查詢和遠程復位； 所述5.8GHz多路徑標識站(210)支持5.8G Hz的DSRC通信協議，通過5.8G Hz的.DSRC協議完成與部署在車輛上的車載設備(500)之間的通信和標識站ID的下發；支持智能休眠管理，根據所述高速公路運營管理中心部署設備(100)下發的高速公路拓樸確定下一個最近的標識站，計算所述5.SGHz的多路徑復合卡(520)的休眠時間并下發，并延長所述5.8GHz的多路徑復合卡(520)的壽命；支持多個標識站時分控制；支持與所述高速公路.SGHz多路徑管理系統(120)之間互相連通，實現配置、管理和維護功能； 所述5.8GHz多路徑復合卡(520)支持5.8GHz的DSRC通信協議，通過5.8GHz的DSRC協議完成與所述5.8GHz多路徑標識站(210)之間的通信和標識站ID的獲取；支持5.8GHz雙向通信功能；支持與所述5.SGHz多路徑標識站(210)之間的信息加密；支持智能休眠，可以根據所述5.SGHz多路徑標識站(210)下發的休眠時長來控制后續喚醒的時間點；支持與所述5.SGHz多路徑標識站(210)雙向通信，包括同時用于交通流量調查、車輛在途監管、防丟卡和/或防逃費的智能交通應用。
5.一種高速公路統一多路徑識別方法，基于ETC系統所使用的5.8GHz的DSRC技術，包括: 在高速公路運營管理中心部署第一設備(100)，該第一設備(100)包括高速公路收費結算系統(110)和高速公路5.8GHz多路徑管理系統(120); 在高速公路上部署第二設備(200)，該第二設備(200)包括多個5.8GHz多路徑標識站(210)，所述5.8GHz多路徑標識站(210)部署在高速公路產生環網有多路徑的地方，各.5.8GHz多路徑標識站(210)與所述高速公路5.8GHz多路徑管理系統(120)電連接； 在高速公路入口部署第三設備(300)，該第三設備(300)包括入口 MTC車道計算機(310 )、與該入口 MTC車道計算機(310)電連接的13.56MHz入口讀卡器(320 )、入口 ETC車道計算機(330)和與該入口 ETC車道計算機(330)電連接的5.8GHz ETC入口天線RSU (340)；所述入口 MTC車道計算機(310)和入口 ETC車道計算機(330)分別與所述高速公路收費結算系統(110)電連接； 在高速公路出口部署第四設備(400)，該第四設備(400)包括出口 MTC車道計算機(410)、與該出口 MTC車道計算機(410)電連接的13.56MHz出口讀卡器(420)、出口 ETC車道計算機(430)和與該出口 ETC車道計算機(430)電連接的5.8GHz ETC出口天線RSU (440)；所述出口 MTC車道計算機(410)和出口 ETC車道計算機(430)分別與所述高速公路收費結算系統(110)電連接； 備置多個5.8GHz電子標簽OBU (510)和多個5.8GHz多路徑復合卡(520);在需要電子不停車收費ETC的每一部車輛上部署一個5.8GHz電子標簽OBU (510);在高速公路每一個入口處放置多個5.8GHz多路徑復合卡(520)，便于人工收費MTC的車輛進入高速公路入口時，高速公路入口處的工作人員將5.8GHz多路徑復合卡(520)發放給人工收費MTC車輛的車主； 通過上述部署就可以進行高速公路多路徑的電子不停車收費ETC和人工收費MTC的識別。
6.根據權利要求5所述的高速公路統一多路徑識別方法，其特征在于: 所述高速公路5.8GHz多路徑管理系統(120)與所述5.8GHz多路徑標識站(210)之間互相連通，完成對所述5.SGHz多路徑標識站(210)的遠程配置和/或遠程維護，其遠程配置信息包括多路徑標識ID和休眠時長，其遠程維護包括實現告警采集、狀態查詢和遠程復位。
7.根據權利要求5所述的高速公路統一多路徑識別方法，其特征在于: 所述5.8GHz多路徑標識站(210)支持5.8G Hz的DSRC通信協議，通過5.8G Hz的DSRC協議完成與部署在車輛上的車載設備(500)之間的通信和標識站ID的下發；支持智能休眠管理，根據所述高速公路運營管理中心部署設備(100)下發的高速公路拓樸確定下一個最近的標識站，計算所述5.SGHz的多路徑復合卡(520)的休眠時間并下發，并延長所述5.8GHz的多路徑復合卡(520)的壽命；支持多個標識站時分控制；支持與所述高速公路.5.8GHz多路徑管理系統(120)之間互相連通，實現配置、管理和維護功能。
8.根據權利要求5所述的高速公路統一多路徑識別方法，其特征在于: 所述5.8GHz多路徑復合卡(520)支持5.8GHz的DSRC通信協議，通過5.8GHz的DSRC協議完成與所述5.8GHz多路徑標識站(210)之間的通信和標識站ID的獲取；支持5.8GHz雙向通信功能；支持與所述5.SGHz多路徑標識站(210)之間的信息加密；支持智能休眠，可以根據所述5.SGHz多路徑標識站(210)下發的休眠時長來控制后續喚醒的時間點；支持與所述5.SGHz多路徑標識站(210)雙向通信，包括同時用于交通流量調查、車輛在途監管、防丟卡和/或防逃費的智能交通應用。
9.根據權利要求5至8任一項所述的高速公路統一多路徑識別方法，其特征在于: 當車輛是電子不停車收費ETC時，該車輛上部署有車載設備(500)，該車載設備(500)包括電子標簽OBU (510);收費流程如下:①所述車輛到達高速公路入口并進入ETC車道入口，所述5.8GHz ETC入口天線RSU (340)與所述電子標簽OBU (510)建立無線通信鏈接以完成數據交互所述車輛通過ETC車道入口進入高速公路；③所述車輛途徑所述5.8GHz多路徑標識站(210)，所述5.8GHz多路徑標識站(210)持續廣播信號喚醒所述電子標簽OBU(510)，并下發該標識站的路徑標識ID給所述電子標簽OBU (510) 所述電子標簽OBU(510)收到所述路徑標識ID后，寫入電子標簽OBU和IC卡內路徑信息文件；⑤所述車輛到達高速公路的ETC車道出口，所述5.8GHz ETC出口天線RSU (440)讀出該車輛的入口信息及IC卡內的路徑信息，由所述出口 ETC車道計算機(430)生成通行費信息和收取通行費，并將該通行費信息上報所述高速公路收費結算系統(110)。
10.根據權利要求5至8任一項所述的高速公路統一多路徑識別方法，其特征在于: 當車輛是人工收費MTC時，收費流程如下:①所述車輛到達高速公路入口并進入MTC車道入口，MTC車道入口工作人員將一個所述5.8GHz多路徑復合卡(520)通過13.56MHz入口讀卡器(320)寫入入口信息，并將已寫入入口信息的該5.8GHz多路徑復合卡(520)發放給車主所述車輛通過MTC車道入口進入高速公路所述車輛在高速公路上行駛，在接近所述5.8GHz多路徑標識站(210)時，所述5.8GHz多路徑復合卡(520)處于在途喚醒模式，檢測和接收高速公路上的所述5.SGHz多路徑標識站(210)信息，在所述車輛經過所述.5.8GHz多路徑標識站(210)時，發放給車主的所述5.8GHz多路徑復合卡(520)收到所述.5.SGHz多路徑標識站(210)下發的該標識站的路徑標識ID并存儲車輛到達高速公路的MTC車道出口，MTC車道出口工作人員收回發放給車主的所述5.8GHz多路徑復合卡(520)，并用所述13.56MHz出口讀卡器(420)讀出所述5.8GHz多路徑復合卡(520)上的入口信息、多路徑標識信息和自檢的狀態信息，并由所述出口 MTC車道計算機(410)生成通行費信息和收取通行費，并將該通行費信息上報所述高速公路收費結算系統(110) MTC車道出口工作人員將收回的所述5.SGHz多路徑復合卡(520)設置為存放狀態，并隔一段時間將所有收回的所述5.8GHz多路徑復合卡(520)返回到高速公路入口處。
【文檔編號】G07B15/06GK104424665SQ201310407472
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月10日 優先權日:2013年9月10日
【發明者】李祖健 申請人:李祖健