专利名称：为道路使用收费收集和处理数据的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及交通管理系统领域，具体地说，涉及为道路使用收费收集和处理数据的方法和系统。
背景技术：
在英国和其他国家的众多政府文件中都已经提出了道路使用者收费的益处。作为对通行税、道路年税以及燃油税的替代，道路使用者收费保证了较少的交通拥堵、较少的环境污染、更大的公平性、更安全的道路以及对基础设施资源的更好使用。
只要解决了隐私和公平性问题，道路使用者收费就可以获得普遍支持。隐私涉及驾驶者选择为旅程支付适当费用而不被标识的能力。公平性涉及不诚实的驾驶者逃避付费而不被察觉的困难性。成本和环境考虑因素也可能成为问题，尤其是路边设备的成本和环境影响。
公知的方案通常不能令人满意地解决隐私、公平性、成本和环境问题。通常，此类方案基于在每个车辆上安装防窜改设备，一般集中于由公路机构或代表公路机构发布的智能卡，所述智能卡记录每个车辆经过的旅程。路边设备与机载设备交互来检查机载设备正常运行。驾驶者上载智能卡上的信息来开发票。
上述方法的缺点是a)在车辆使用者的控制下存储从车辆收集的数据是不可取的，以及b)防窜改机载单元的不可能性可能导致欺诈记录和延迟报告。预期高额账单的后付费驾驶者可以“丢失”机载单元智能卡。如果对于丢失卡的收费高于可能发生的旅程的最大费用，则会不公平地惩罚真正的丢失/损坏。
在预付费卡上的存款必须同样大，因为预付费机载单元智能卡无法知道它何时超支，但是可以在预定时间量之后或一旦已记录了某一路程之后切断。
通过数据中心的收费算法处理关于车辆运动数据的需要严重限制了隐私保护技术的益处。预付费和后付费方法都受到影响。
昂贵和侵入的路边设备是实施所必要的。必须在无人驾驶方案开始之前普遍部署设备。该方法检测逃税的效果受到了限制。
发明内容
从第一方面来看，本发明提供了一种从多个车辆收集数据以供道路使用收费机构使用的方法，所述方法包括以下步骤周期性地广播指示车辆及其位置的数据以供该车辆附近的其他车辆检测；检测指示该车辆附近的其他车辆的数据；以及生成记录，所述记录包括从所述广播步骤和所述检测步骤收集的数据，将所述记录周期性地发送给控制器，在所述控制器处判定是否已将来自遇到该车辆的其他车辆的记录发送给所述控制器。
本发明假定道路使用收费机构推行鼓励车辆记录相遇的收费价格表，并且假定足够比例的车辆勤于记录相遇。
所述收费机构计算应付的资费，从车辆的所有者收取资费，获取其佣金，并将收入的余额转交给公路机构。折扣将鼓励尽早上载/付费。收费系统还将上载的相遇记录发送给实施系统。就定价折扣鼓励努力尽早上载来说，本发明是自实施的。
优选地，本发明提供了一种方法，其中通过与机载智能卡单元通信来确定所述指示所述车辆的数据。
优选地，本发明提供了一种方法，其中通过与位置确定设备通信来确定所述位置数据。
优选地，本发明提供了一种方法，其中所述收集的数据包括登记详细信息、位置数据、车辆相遇时间以及相遇中其他车辆的登记详细信息。
优选地，本发明提供了一种方法，其中所述广播数据包括数字签名。
从第二方面来看，本发明提供了一种由道路使用收费机构检测从多个车辆收集的数据中的异常的方法，所述方法包括以下步骤从车辆接收记录，所述记录包括指示所述车辆及其位置的数据，并且包括指示在所述车辆附近遇到所述车辆的其他车辆的数据；以及判定控制器是否接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录。
优选地，本发明提供了一种方法，其中在判定所述控制器已接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录时，从数据存储删除所述车辆的记录以及所述其他车辆的记录。
优选地，本发明提供了一种方法，其中在判定所述控制器已接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录时，从收费过程中排除所述车辆的记录以及所述其他车辆的记录。
优选地，本发明提供了一种方法，其中所述判定步骤还包括在所述控制器没有接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录的情况下，将所述车辆的记录存储在第二数据存储中。
优选地，本发明提供了一种方法，还包括分析存储在所述第二数据存储中的所述车辆的记录，以获得与相遇中涉及的其记录没有被所述控制器接收到的所述其他车辆有关的信息。
优选地，本发明提供了一种方法，其中在经过一段时间后执行所述标识步骤。
优选地，本发明提供了一种方法，其中所述标识的信息包括所述其他车辆的登记详细信息。
优选地，本发明提供了一种方法，其中将通知传送给由所述其他车辆的登记详细信息确定的所述其他车辆的实体。
从第三方面来看，本发明提供了一种可载入数字计算机的内部存储器中的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括软件代码部分，当在计算机上运行所述产品时，所述软件代码部分用于执行如权利要求1到13中所述的本发明。
从第四方面来看，本发明提供了一种检测从多个车辆收集的数据中的异常的道路使用收费服务，所述服务包括以下步骤从车辆接收记录，所述记录包括指示所述车辆及其位置的数据，并且包括指示声称在所述车辆附近遇到所述车辆的其他车辆的数据；判定控制器是否接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录；以及在检测到没有从其他车辆接收到记录时，断言对检测到的车辆的收费。
优选地，本发明提供了一种服务，其中所述断言的收费对于检测到的车辆是较高的收费，并且对于接收到其记录的车辆是较低的收费。
从第五方面来看，本发明提供了一种从多个车辆收集数据以供道路使用收费机构使用的系统，所述系统包括广播组件，用于周期性地广播指示车辆及其位置的数据以供该车辆附近的其他车辆检测；检测器组件，用于检测指示该车辆附近的其他车辆的数据；以及生成器，用于生成记录，所述记录包括从所述广播步骤和所述检测步骤收集的数据，将所述记录周期性地发送给控制器，在所述控制器处判定是否已将来自遇到该车辆的其他车辆的记录发送给所述控制器。
优选地，本发明提供了一种系统，其中通过用于与机载智能卡单元通信的装置来确定所述指示所述车辆的数据。
优选地，本发明提供了一种系统，其中通过用于与位置确定设备通信的装置来确定所述位置数据。
优选地，本发明提供了一种系统，其中所述收集的数据包括登记详细信息、位置数据、车辆相遇时间以及其他车辆的登记详细信息。
优选地，本发明提供了一种系统，其中所述广播数据包括数字签名。
从第六方面来看，本发明提供了一种由收费机构检测从多个车辆收集的数据中的异常的系统，所述系统包括接收器，用于从车辆接收记录，所述记录包括指示所述车辆及其位置的数据，并且包括指示声称在所述车辆附近遇到所述车辆的其他车辆的数据；以及判定器，用于判定控制器是否接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录。
优选地，本发明提供了一种系统，其中在判定所述控制器已接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录时，包括用于从数据存储删除所述车辆的记录以及所述其他车辆的记录的装置。
优选地，本发明提供了一种系统，其中所述判定器还包括在所述控制器没有接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录的情况下，用于将所述车辆的记录存储在第二数据存储中的装置。
优选地，本发明提供了一种系统，还包括分析存储在所述第二数据存储中的所述车辆的记录，以提取与相遇中涉及的其记录没有被所述控制器接收到的所述其他车辆有关的信息。
优选地，本发明提供了一种系统，其中在经过一段时间后执行所述标识步骤。
优选地，本发明提供了一种系统，其中所述标识的信息包括所述其他车辆的登记详细信息。
优选地，本发明提供了一种系统，其中将通知传送给由所述其他车辆的登记详细信息确定的所述其他车辆的负责实体。
以下仅通过实例的方式参考附图详细描述了本发明的实施例，这些附图是图1a和1b示出了多种现有技术的道路收费机制；图2示出了本发明的道路使用收费系统；图3示出了位于车辆中的道路使用收费系统的子组件；图4示出了收费机构的道路使用收费系统的子组件；图5示出了位于车辆中的道路使用收费系统的操作步骤；以及图6示出了收费机构的道路使用收费系统的操作步骤。
具体实施例方式
图1a和1b示出了多种现有技术的道路收费机制。在图1a中，两个车辆100、105正沿着道路120向车辆拥堵区域行进。当车辆进入车辆拥堵区域时，沿道路一侧放置了摄像机125，以便拍下车辆100、105的牌照的照片。在接收到照片后，提取牌照详细信息，并在数据库中执行查询来定位车辆100、105的登记所有者。一旦定位了登记所有者，就将拥堵收费金额的账单发送给登记所有者。备选地，车辆100、105的所有者可以提前付费给收费机构。每次车辆100、105进入拥堵收费区时，就从提前付费给收费机构的金额中扣除拥堵收费金额。
图1b示出了沿道路120向收费站130行进的两个车辆110、115。收费站130通常出现在收费机构认为适合对使用道路收费的路边。这可能是因为收费机构希望收回花费在建造道路120上的资金，或者，通过应用对使用道路120收费来减少交通拥堵。收费站需要在道路120上设置基础设施，以便阻止车辆110、115沿着道路120行进，直到车辆110、115已付费为止。
在每个上述实例中，收费机构没有为与车辆的登记所有者有关的信息的隐私提供规定。此外，具体参考图1a，车辆所有者对于让他们的私人详细信息(例如，车辆在特定时间的位置)被捕获、存储以及使用而在信息的使用上没有任何个人控制是极其不满和警惕的。
图2中示出了提供用于道路使用收费的方法和系统的收费系统200。如图2中所示，除了(优选地)智能卡以外，收费系统200不要求安装任何路边设备或防窜改机载设备。
如图2中所示，要求车辆100至115中的每个车辆都通过例如短程无线电周期性地广播205它的位置和登记详细信息。优选地，所述广播包括数字签名，以便以这样的方式数字地签名所述广播所述数字签名提供了可以标识车辆的驾驶员或所有者的保证。
车辆110-115可以广播205指示自身的其他信息，例如，车辆的速度、方向以及时刻。备选地，当在道路使用收费环境中工作时，收费波段也可以是广播205。收费波段可以包括根据车辆110-115的发射类型来分波段。
为了确定车辆110-115的位置、速度、载重和时刻，机载处理设备(例如，智能卡)与GPS系统通信以确定车辆110-115的速度、日期和时间。
道路使用收费系统200可以在预定时间周期上广播205无线电信号。在什么时间周期上以及何时广播无线电信号，可以由车辆行进的距离、车辆已经行进了多久，或备选地，车辆何时行进到某一区域来确定。例如，可以将地理地区划分成区域，每个区域的界限例如为200平方米。当车辆进入区域时，车辆可以广播其数据。当车辆离开一个区域并移动到另一个区域时，车辆可以再次广播其数据。
被警察或其他车辆110至115检测到以及随之对道路交通或逃税犯罪起诉的可能性将威慑不广播205正确信息或根本不进行广播205的车辆110-115。
与广播205信息一样，还要求每个车辆110-115检测和接收从其他车辆广播205的信息。要求每个车辆110-115周期性地检测和接收广播的信息205。优选地，要求每个车辆110-115都与它附近的其他车辆110-115协商。优选地，车辆与它附近的紧接它之前广播的车辆“配对”以便建立相遇。
所述附近可以由收费机构定义，例如，通过使用网格参照来表示收费区域。每个车辆110-115都与附近的车辆110-115协商以建立“相遇”。未能参与或没有尝试参与该交互可以被认为是道路交通或逃税犯罪。车辆110-115可以拒绝与位置坐标不可信的另一车辆110-115(例如，不在它自己的车辆数十米内的另一车辆)建立相遇。一旦确定了相遇，优选地就生成记录。在上载到收费机构200之前，所述记录可以存储若干天、周或月。所述记录可以包括广播的数据以及从其他车辆接收以便发送到收费机构210的数据。在接收到数据时，收费机构200为从其上载数据的车辆计算道路使用收费、累计上载车辆声称遇到其的车辆的旅程信息(使得能够及时地对它们收费)，以及检测上载的记录中的异常。例如，车辆A可以与车辆B建立相遇。车辆A上载它的记录以便对车辆A收费，但是同样，以便对车辆B收费。
所述记录可以包括指示在旅程、时间周期或区域中记录的一系列相遇(或备选地，只是一次相遇)的数据。可以上载记录的一部分，例如，指示几次相遇的数据，或者可以上载记录的全部。所述记录可以由车辆的所有者、驾驶员或任何其他人上载。所述记录可以通过智能卡来上载。
转到图3，其中示出了包括在位于车辆100-115内部的收费系统内的组件。所述组件包括广播组件305，用于广播指示车辆100的位置、速度、方向和收费波段等的信息，检测器组件310，用于检测从车辆100附近的其他车辆105、110、115广播205的信息，处理组件315，用于处理两个车辆110、115之间的相遇记录，以及生成器组件320，用于生成关于相遇的记录。
广播组件305广播指示车辆的位置和例如其速度、方向、收费波段及数字签名等的信息。广播的信息可以是收费机构210确保公平的收费策略所需的任何信息。广播组件305接收来自GPS系统的数据，所述GPS系统用于接收与车辆(100)的速度和位置有关的一组GPS坐标。广播组件305还与车辆的GPS系统通信，以请求和接收与当前日期和时间有关的信息。一旦收集了所述信息，广播组件305就将接收的信息打包成有效载荷以通过无线电波机制广播，以便由它附近的其他车辆105、110、115接收。检测器组件310检测来自它附近的其他车辆105、110、115的其他有效载荷。在接收到来自其他车辆105、110、115的有效载荷时，检测器组件310与处理组件315通信以发信号通知接收到了有效载荷(表示相遇)。
生成器组件320记录相遇的时间、车辆110、115二者的位置坐标以及其他车辆110的登记详细信息和/或数字签名。在另一个实施例中，还可以记录其他车辆110的收费波段，以及车辆110、115二者的速度和载重。
在方便的时间，例如，当车辆100补给燃料时，车辆驾驶员将相遇记录上载到收费系统。这样的上载可以是匿名的，例如，当在加油站支付现金时。可以上载所有相遇记录或可以只上载相遇记录的子集。
收费机构210接收上载的相遇记录并处理每个相遇记录来检测任何异常。参考图4描述了这些步骤，图4示出了收费机构210的收费系统的各个组件。接收器组件400接收上载的相遇记录并执行检查以确保上载的相遇记录包括正确的信息。例如，位置坐标是有效的坐标等。将上载的相遇记录发送给校对器组件405以排队等待发送给记录器组件415，以便存储到临时数据存储420中。判定器组件410检查每个相遇记录。
对于每个相遇，判定组件410都判定另一车辆110是否已上载其合适的相遇记录。如果判定已上载合适的相遇记录，则在收费处理中将相应的相遇记录减价并优选地不可恢复地删除所述记录以保护隐私。如果判定器组件410判定此前没有上载相应的相遇记录，则在临时数据库420中存储所述相遇记录。隐私特性源于临时数据库中的数据的临时性质，以及表项的不可恢复的删除。
本领域的技术人员将理解，上述组件可以以任何顺序工作，并且所述顺序不限于以上公开的顺序。
在指定的时间周期后，判定器组件410在临时数据库420中执行查询以确定在经过指定的时间周期后，没有上载对应的相遇记录(即，上载的较早的付费广播)的一组记录。例如，将来自车辆A100的相遇记录上载到收费机构210。所述相遇记录声明记录了与车辆B110的相遇。所述相遇记录可用于标识并从而联系车辆B110的驾驶员或登记所有者。判定器组件410在一段时间后判定对于车辆B110没有上载对应的相遇记录。在其他实施例中，将通过给予道路收费折扣率来奖励迅速上载他们的相遇记录的车辆110-115的所有者。相反地，将通过以无折扣率收费来惩罚没有及时上载他们的相遇记录的车辆的所有者。
现在将参考图5和6说明收费系统的操作步骤。
当车辆110沿路线120行进时，广播组件305收集指示车辆及其位置的信息。在步骤500，广播组件305在预定时间量上向它附近的其他车辆105、110、115广播205信息。在步骤505，检测器组件310检测在车辆100附近广播205信息的其他车辆105、110、115。在步骤510，检测器组件310接收与检测的车辆有关的广播信息，并发信号通知处理组件315处理所述相遇记录。
以下是相遇记录的实例相遇记录
相遇记录包括与广播自身信息的两个车辆100、110有关的数据。相遇记录的第一行包括与生成所述相遇记录的车辆100有关的数据。这总是广播了指示自身的信息以及响应检测到从其他车辆110广播的数据的车辆100。如果合适的话，所述相遇记录可以包括车辆100和车辆110之间相遇的日期和时间、车辆100的位置坐标以及车辆100的收费波段。在这些详细信息之后，是从另一车辆110(在此实例中为车辆B110)广播的详细信息。关于车辆B110的详细信息可以包括相遇的日期和时间、车辆在相遇的日期和时间时的位置坐标以及车辆B广播的数据的数字签名。本领域的技术人员将理解，相遇记录中可以记录其他信息。
将所述相遇记录上载到收费机构210。参考图6，接收器组件400在步骤600接收所述相遇记录并将其传送给校对器组件405，校对器组件405用于检查所述信息是否正确以及是否为适当的格式，并用于提取与应为道路使用交费的实体有关的详细信息。控制转移到控制610，并且判定器组件410判定临时数据存储420是否存储了对应的相遇记录。如果判定是肯定的(即，定位了相遇记录)，则控制转移到步骤615并从收费过程排除相遇记录或从临时数据存储420删除相遇记录。如果判定是否定的(即，没有定位相遇记录)，则控制转移到步骤620并在临时数据存储420中存储所述相遇记录。
在经过预定时间量后，在步骤625，判定组件410对临时数据存储420执行查询并且标识哪些相遇记录没有将对应的相遇记录上载到收费机构210。
权利要求
1.一种从多个车辆收集数据以供道路使用收费机构使用的方法，所述方法包括以下步骤周期性地广播指示车辆及其位置的数据以供该车辆附近的其他车辆检测；检测指示该车辆附近的其他车辆的数据；以及生成记录，所述记录包括从所述广播步骤和所述检测步骤收集的数据，将所述记录周期性地发送给控制器，在所述控制器处判定是否已将来自遇到该车辆的其他车辆的记录发送给所述控制器。
2.如权利要求1中所述的方法，其中通过与机载处理设备通信来确定所述指示所述车辆的数据。
3.如权利要求1中所述的方法，其中通过与位置确定设备通信来确定所述位置数据。
4.如权利要求1中所述的方法，其中所述收集的数据包括登记详细信息、位置数据、车辆相遇时间以及相遇中其他车辆的登记详细信息。
5.如权利要求1中所述的方法，其中所述广播数据包括数字签名。
6.一种由道路使用收费机构检测从多个车辆收集的数据中的异常的方法，所述方法包括以下步骤从车辆接收记录，所述记录包括指示所述车辆及其位置的数据，并且包括指示在所述车辆附近遇到所述车辆的其他车辆的数据；以及判定控制器是否接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录。
7.如权利要求6中所述的方法，其中在判定所述控制器已接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录时，从数据存储删除所述车辆的记录以及所述其他车辆的记录。
8.如权利要求6中所述的方法，其中在判定所述控制器已接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录时，从收费过程中排除所述车辆的记录以及所述其他车辆的记录。
9.如权利要求6中所述的方法，其中所述判定步骤还包括在所述控制器没有接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录的情况下，将所述车辆的记录存储在第二数据存储中。
10.如权利要求9中所述的方法，还包括分析存储在所述第二数据存储中的所述车辆的记录，以获得与相遇中涉及的其记录没有被所述控制器接收到的所述其他车辆有关的信息。
11.如权利要求10中所述的方法，其中在经过一段时间后执行所述标识步骤。
12.如权利要求10中所述的方法，其中所述标识的信息包括所述其他车辆的登记详细信息。
13.如权利要求12中所述的方法，其中将通知传送给由所述其他车辆的登记详细信息确定的所述其他车辆的实体。
14.一种可载入数字计算机的内部存储器中的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括软件代码部分，当在计算机上运行所述产品时，所述软件代码部分用于执行如权利要求1到13中所述的本发明。
15.一种检测从多个车辆收集的数据中的异常的道路使用收费服务，所述服务包括以下步骤从车辆接收记录，所述记录包括指示所述车辆及其位置的数据，并且包括指示声称在所述车辆附近遇到所述车辆的其他车辆的数据；判定控制器是否接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录；以及在检测到没有从其他车辆接收到记录时，断言对检测到的车辆的收费。
16.如权利要求15中所述的服务，其中所述断言的收费对于检测到的车辆是较高的收费，并且对于接收到其记录的车辆是较低的收费。
17.一种从多个车辆收集数据以供道路使用收费机构使用的系统，所述系统包括广播组件，用于周期性地广播指示车辆及其位置的数据以供该车辆附近的其他车辆检测；检测器组件，用于检测指示该车辆附近的其他车辆的数据；以及生成器，用于生成记录，所述记录包括从所述广播步骤和所述检测步骤收集的数据，将所述记录周期性地发送给控制器，在所述控制器处判定是否已将来自遇到该车辆的其他车辆的记录发送给所述控制器。
18.如权利要求17中所述的系统，其中通过用于与机载智能卡单元通信的装置来确定所述指示所述车辆的数据。
19.如权利要求18中所述的系统，其中通过用于与位置确定设备通信的装置来确定所述位置数据。
20.如权利要求17中所述的系统，其中所述收集的数据包括登记详细信息、位置数据、车辆相遇时间以及其他车辆的登记详细信息。
21.如权利要求17中所述的系统，其中所述广播数据包括数字签名。
22.一种由收费机构检测从多个车辆收集的数据中的异常的系统，所述系统包括接收器，用于从车辆接收记录，所述记录包括指示所述车辆及其位置的数据，并且包括指示声称在所述车辆附近遇到所述车辆的其他车辆的数据；以及判定器，用于判定控制器是否接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录。
23.如权利要求22中所述的系统，其中在判定所述控制器已接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录时，包括用于从数据存储删除所述车辆的记录以及所述其他车辆的记录的装置。
24.如权利要求22中所述的系统，其中所述判定器还包括在所述控制器没有接收到来自遇到所述车辆的其他车辆的记录的情况下，用于将所述车辆的记录存储在第二数据存储中的装置。
25.如权利要求24中所述的系统，还包括分析存储在所述第二数据存储中的所述车辆的记录，以提取与相遇中涉及的其记录没有被所述控制器接收到的所述其他车辆有关的信息。
26.如权利要求25中所述的系统，其中在经过一段时间后执行所述标识步骤。
27.如权利要求25中所述的系统，其中所述标识的信息包括所述其他车辆的登记详细信息。
28.如权利要求27中所述的系统，其中将通知传送给由所述其他车辆的登记详细信息确定的所述其他车辆的负责实体。
29.一种信息处理设备，所述信息处理设备用于广播指示车辆及其位置的数据；以及检测指示所述车辆附近的其他车辆的数据，以便将所述数据包括在如权利要求1中所述的记录中。
30.如权利要求29中所述的信息处理设备，其中所述信息存储设备适于在车辆中使用。
31.如权利要求29中所述的信息处理设备，其中所述信息存储设备是智能卡。
32.一种适于容纳用于执行如权利要求1中所述的步骤的机载处理设备的车辆。
全文摘要
一种用于从多个车辆收集和处理数据的方法、系统和计算机程序产品。每个车辆都广播指示自身及其位置的数据，并检测来自其他车辆的其他广播。将每次相遇记录在记录中以便上载到道路使用收费机构。在接收到所述记录时，收费机构200为从其上载所述相遇记录的车辆计算道路使用收费、为所述上载车辆声称与其相遇的车辆累积旅程信息，并检测上载的记录中的异常。
文档编号G07B15/06GK101044531SQ200580036194
公开日2007年9月26日 申请日期2005年9月23日 优先权日2004年10月27日
发明者P·R·戴尔 申请人:国际商业机器公司