专利名称：用于道路收费系统的控制装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于道路收费系统的控制装置和方法，该道路收费系统基于由车辆携带的板载单元。
背景技术：
在现代道路收费系统中，经受收费的车辆配备有板载单元(0BU)，其可以被用于定位车辆，以使接着针对它们使用的道路来收取通行费(费用)。OBU可以具有多种设计:0BU可以是“自定位”类型，就是说，它们可以例如通过作为卫星导航系统(全球导航卫星系统，GNSS)的一部分的卫星导航接收器连续确定其本身的位置，并且直接向道路收费系统的事务部门(back office)报告这样确定的位置(“定位”)(其经由移动通信网络或者具有地理分布无线电信标的网络来进行)，或者采用“ 摘要”收费交易(其基于所报告位置来计算)的形式。作为一另选例，这种GNSS OBU可以简单地存储所报告位置或者其收费交易，或者从内部收费信用账户记入基于该交易计算出的费用。OBU还可以是“外部定位”类型，例如利用多个收费或无线电信标，它们在道路收费系统上地理地分布，并且它们与路过OBU建立相应短距通信或DSRC (专用短距通信)，并且因有限通信范围而针对其已知信标位置来定位它们。对应报告位置，或者基于其计算出的收费交易接着可以通过OBU或收费信标来生成，并且在OBU中或者在事务部门中处理。
发明内容
本发明的目的是，创建用于在这种道路收费系统中查明并执行交通或收费违章的新颖控制装置和方法。该目的在本发明的第一方面通过上述类型的控制装置来实现，该控制装置包括:至少一个标记车辆、至少一个板载单元、以及至少一个控制单元，皆包括用于建立DSRC无线电接口的DSRC收发器，其中，标记车辆被配置成检测板载单元的或携带板载单元的车辆的交通或收费违章，并且如果存在违章，则经由DSRC无线电接口向板载单元发送标记，其中，板载单元被配置成:确定其位置，并且在接收到标记时，周期性地广播包含其相应当前位置的位置消息，并且其中，控制单元被配置成:基于由板载单元广播的位置消息中的至少一个位置消息来检测车辆。在第二方面，本发明创建了一种用于道路收费系统的板载单元，该板载单元包括:用于确定板载单元自身位置的单元，和用于建立DSRC无线电接口的DSRC收发器，其被配置成，当在DSRC收发器中接收到标记时周期性地广播包含其相应当前位置的位置消息。在第三方面，本发明创建了一种用于道路收费系统的控制方法，该道路收费系统基于由车辆携带的板载单元，利用至少一个标记车辆、至少一个板载单元、以及至少一个控制单元，皆包括用于建立DSRC无线电接口的DSRC收发器，该方法包括以下步骤:
在标记车辆中:检测板载单元的或携带板载单元的车辆的交通或收费违章，并且如果存在违章，则经由DSRC无线电接口向板载单元发送标记；在板载单元中:在接收到标记时，周期性地确定该单元的自身位置，并且广播包含其相应当前位置的位置消息；在控制单元中:基于由板载单元广播的位置消息中的至少一个位置消息来检测车辆。本发明基于分布式控制系统的新颖方法，其由电子地“标记”违章车辆的第一队标记车辆(“猎手”)，和挑出(Pick up)这样标记的违章车辆的第二队控制单元(“捕捉器”)组成。“猎手”被充分配备用于自动违章检测，并且与标记违章车辆的动作相比，不需要针对其采取任何进一步的动作；它们与受控车辆的交互作用是简短的，从而它们可以快速地各处移动，甚至检查高速行进或对向交通中的车辆，而且它们的数量可以保持较低，由此，总设备成本能够被容纳。板载单元必须仅配备有很少的附加功能来无线地将其自己(部分在其自身上)标识为“被标记”违章车辆的0BU。该“捕捉器”需要相当少的设备，因为它们不查明违章，而是仅检测被标记OBU的发射并由此跟踪违章车辆。接着，控制单元的工作人员例如可以拦阻违章车辆并进行本地人工检查。因为低设备需求，所以控制单元(捕捉器)可以大量设置，并由此还可以具体进行耗时的本地检查。例如，可以将诸如边检站或收费站的现有基础设施、专用车队(如紧急车辆、公共交通工具、出租车等)转换成控制单元，并且在停止交通或移动交通中，按静止方式或按移动方式来执行其控制功能，而许多复杂记录车辆(猎手)按高移动方式继续移动通过移动交通，并且标记违章0BU。结果，即使在大且广泛分支的、包含高速和对向交通路线的道路系统中，也可以执行车辆(包括其板载单元)的自动控制。本发明的装置和方法适于已经包括DSRC无线电接口的外部定位型(DSCR) 0BU,和附加地包括用于控制和设置目的的DSRC无线电接口的自定位型(GNSS) OBU这两者。
控制单元的数量优选地显著高于标记车辆的数量，特别优选地为至少十的幂。如果在接收到标记时，板载单元仅在有限时段期间，或者仅针对有限数量的位置消息来周期性地广播位置消息，则其特别有利。这将预防在可接受时间帧内未被挑出的违章车辆不间断地连续广播其位置消息。由标记车辆检测到的违章可以包括可以自动检测到的所有类型的收费或交通违章，例如，通过标记车辆的速度测量单元检测到的速度违章，通过标记车辆的车辆检测单元检测到的禁止驾驶(包括基于时间的禁令)等。这些违章优选为收费违章，并且具体来说，优选为可以基于可以经由DSRC无线电接口从板载单元读出的收费参数查明的违章。这种收费参数可以是任何任意类型，并且例如可以提供有关车辆(例如，紧急车辆、公共交通工具、私人车辆、卡车等)的部署目的、车辆的用户的状态的信息，有关车辆的尺寸、重量、排放等级、轴数等的信息。在计算收费的任何时间(处于与收费信标通信或者根据报告位置计算收费交易期间)，都采用OBU的收费参数以确定收费量，或者是否存在支付通行费的责任。因而，本发明的优选实施例的特征在于，标记车辆中的检测的发生，其特征在于，经由DSRC无线电接口从板载单元读出至少一个收费参数，并且检查该收费参数的准确性。在另一方面中，本发明具体涉及检查车辆形状特定收费参数。这种车辆形状特定参数(其确定要支付的道路收费的量)例如可以是，车辆的尺度、当前轴数(具有或没有拖车)、诸如卡车或客车的特殊主体设计等，并且可以被设置或存储为板载单元上的收费参数。为了检测这种收费参数的滥用错误设置，标记车辆包括用于检测携带板载单元的车辆的形状参数的传感器，优选为激光测距仪或激光扫描仪，并根据该形状参数来查明该收费参数的准确性。在本发明的那些实施例中，其中，在标记车辆中检测违章基于检查在板载单元中设置的收费参数，根据本发明另一优选特征，作为通过控制单元检测违章车辆的一部分，收费参数还可以经由DSRC无线电接口通过控制单元从板载单元读出，假如在通过控制单元接收到的位置消息中指示的位置处于控制单元的DSRC无线电接口的范围内，并且可以在控制单元中显示，以允许更新检查或验证收费参数和收费违章。被标记为已经犯有违章的板载单元可以按各种各样的方式来广播其位置消息。根据第一实施例，板载单元经由其DSRC收发器广播位置消息，以使可以例如通过途中的DSRC无线电信标接收，或者优选地直接通过控制单元经由其相应的DSRC收发器来接收它们。因为DSRC无线电接口的有限范围，所以控制单元可以仅基于经由DSRC无线电接口成功地接收到位置消息的事实来检测路过的违章车辆，并由此跟踪它们或定位它们。在一另选实施例中，板载单元经由移动通信网络(公共陆地移动网络PLMN)，例如，GSM,UMTS或LTE网络，向事务部门发送其位置消息，事务部门将位置消息转发至控制单元。基于在位置消息中指示的相应位置，这些控制单元接着可以定位并检测违章车辆。在两个实施例中，当标记车辆发送标记时，其可以经由移动通信网络向事务部门附加地发送违章消息，以供进一步检查和/或归档。违章消息还可以优选通过事务部门转发至控制单元并在该控制单元中使用，以交叉检查读出收费参数。在本发明另一实施例中，在事务部门处接收到的违章消息还可以被用于向违章消息中引述的板载单 元返回针对经由移动通信网络接收到的每一个违章消息的确认消息。板载单元接着可以被配置成在周期性地广播违章消息之前等待这种确认消息。结果，可以增加系统安全性，并且例如，可以在事务部门处执行附加授权验证。如果板载单元在预定等待时段内没有接收到针对一标记的确认消息，则板载单元优选地忽略所接收的标记，从而接着不广播该位置消息。在任何情况下，如果可以由事务部门在任何时候经由移动通信网络停用在板载单元中位置消息的广播，以能够在故障情况下中央地进行干涉，则特别有利。在本发明另一优选实施例中，其中，控制单元是控制车辆，该车辆可以配备有用于确定车辆自身位置的单元，优选为卫星导航接收器，并且可以向事务部门登记其位置，以仅从事务部门接收与车辆邻域有关的位置消息。这样，通过要求必须在事务部门处存在针对被标记为已经犯有违章的OBU的对应违章消息，可为该系统实现附加安全步骤，其中，控制单元在针对具有挑出的违章OBU的车辆执行违章之前，交叉检查消息。而另一安全验证步骤可以通过向标记车辆配备用于携带板载单元的车辆的牌照号码的读取单元，并且将牌照号码添加至违章消息来实现，其中，控制单元同样包括用于车辆牌照号码的读取单元，并且使用该号码来选择违章消息以供交叉检查。根据本发明另一优选特征，标记车辆还可以配备有用于测量路过车辆的速度和行驶方向的单元，并且可以将这些测量值添加至标记和/或违章消息，以辅助确认违章。
根据下面参考附图对优选实施例的描述，将清楚本发明的附加特征和优点，其中:图1示出了在道路系统的车辆总体中的、本发明的控制装置和控制方法的操作原理的示意性概述图；图2a和2b示出了当要被控制的车辆路过一标记车辆时的不同装置组件和方法步骤；图3a和3b示出了当要被控制的车辆路过一控制单元时的不同装置组件和方法步骤；图4a和4b是该方法的、发生在标记车辆中的一部分的两个不同实施例的流程图；图5是根据本发明的板载单元的框图；图6是该方法的、发生在板载单元中的一部分的流程图；图7a是该方法的、发生在事务部门处和控制单元中的一部分的第一实施例的流程图；以及图7b是该方法的、发生在控制单元中的一部分的另选实施例的流程图。
具体实施例方式图1是道路收费系统I的示意性例示图，其中，经受收费的多个车辆2在未详细示出的道路系统(例如，全国道路系统)上各处活动。道路收费系统I被用于向车辆2的任意道路使用收取通行费(费用)，并且更具体地说，所述道路使用包括:采用车行道、管区、通道或边界通行费的形式的移动交通的交通区的使用，和采用探视或停车费的形式的停止交通的交通区的使用两者。为此，根据图2、3和5，经受收费的所有车辆2都配备有板载单元(OBU) 3，其可以被用于定位车辆2，从而可以向它们收取通行费。0BU3可以采用多种设计:0BU3可以是“自定位”类型，也就是说，它们可以例如通过作为卫星导航系统(全球导航卫星系统，GNSS)的一部分的卫星导航接收器29 (图5)自己连续确定其位置，并且直接向道路收费系统I的事务部门4报告这样确定的位置(“固定定位”)(其经由移动通信网络或者地理分布无线电信标的网络来进行)，或者采用“提取的”收费交易(其基于所报告的位置来计算)的形式。作为一另选例，这种GNSS 0BU3可以仅存储所报告的位置或者其收费交易，或者从内部收费信用账户记入基于交易计算出的费用。0BU3还可以是“外部定位”类型，例如，利用在道路收费系统I上地理地分布的多个收费或无线电信标，并且它们与路过的0BU3建立相应的短程通信或DSRC (专用短程通信)，并且因有限通信范围而相对于其已知的信标位置定位它们。对应报告位置，或者基于其计算出的收费交易接着可以通过0BU3或收费信标来生成，并且在0BU3中或者在事务部门4中被处理。为了在道路收费系统I中正确地计算收费，专用于相应车辆2的一个或多个收费参数OC被设置或存储在0BU3。收费参数OC可以是任何任意类型，并且例如可以提供有关车辆2 (例如，紧急 车辆、公共交通工具、私人车辆、卡车等)的使用目的，车辆2的用户的状态，有关具有或没有拖车的车辆2的尺寸、重量、排放等级、轴数等的信息。无论在任何时间计算收费(在与收费信标通信期间，或者根据报告的位置计算收费交易期间)，都采用0BU3的收费参数OC以确定收费量，或者甚至确定是否存在支付通行费的责任。在另一个例子中，所考虑的收费参数OC特别包括可以通过检查外观(也就是说，携带0BU3的车辆2的形状)来验证(反复核对)的参数。这种收费参数OC在本发明中被称为车辆形状特定参数。车辆形状特定收费参数OC例如可以包括:车辆2的一个或多个尺度、其主体设计(箱式主体、平台主体、客车或卡车主体)、轴数、拖车数等。此后描述的控制装置和方法特别适于那些0BU3，设置或存储在其中的其车辆形状特定收费参数OC可以经由DSRC无线电接口 31 (图5)读出，通常情况是，例如，根据RFID、CEN-DSRC、UN1-DSRC、ITS-G5或WAVE (在车辆环境中的无线接入)标准利用DSRC OBU来读出。GNSS 0BUs3 (其附加地包含用于出于控制目的而读出其收费参数的DSRC无线电接口31)也适合，并且可以按下述方式检查。而且，在此描述的控制装置和方法当然还能够甚至查明经受收费的车辆2是否配备有0BU3，并且因为读出收费参数需要正确运行的0BU3，所以检查0BU3的功能。最后，所述控制装置和方法还能够检测车辆2的一般交通违章，如超速违章、违犯(夜间)禁驾和其它交通违法，并对其执行，只要可以通过测量单元、传感器等自动检测它们即可。控制装置出于前述控制目的而在道路收费系统I中使用，其由第一队标记车辆5、前述0BU3、第二队控制单元(这里:控制车辆6)，以及可选地事务部门4中的违章服务器7组成。代 替移动控制车辆6，或者除了移动控制车辆6以外，还可以提供固定控制单元，例如，收费站或边检站。下面参照控制车辆6提供的描述适用于所有类型的控制单元。优选的是，提供了比标记车辆5高得多的数量的控制车辆6。控制车辆6与标记车辆5的数量比优选为至少10:1，并且优选为100 =UlOOO:1并且更多。如下所述，控制车辆6具有比标记车辆5更简单的设计，并且以不同的移动行为来操作，其导致按最小成本的、标记和控制车辆的动作范围的平衡覆盖比。标记车辆5沿流动交通连续移动，并且其与要被控制的车辆2的交互较简短，而控制车辆6可以按移动方式和静止方式使用，而且如果它们进行拦阻检查或执行收费违章，则与被控制的车辆2具有更长的交互。如图1的概述图中所示，标记车辆5被用于在相应限定检测范围8中检测犯有交通或收费违章(例如，超速违章)的车辆2、或者包含错误或不正确设置的0BU3的车辆2、或者根本没设置0BU3的车辆2，这些在下面被称为违章车辆2’，并且经由DSRC无线电接口电子地“标记”这些车辆的0BU3，如下面将基于图2、4以及5进行更详细描述的。控制车辆6被用于基于通过0BU3广播的位置消息，检查位于相应周边9中的违章车辆2’，如下面将基于图3和7进行更详细描述的。接着，控制车辆6的工作人员可以采取恰当的进一步验证和执行措施，例如，拦阻违章车辆2’、进行交通检查、收取随后的通行费、处以罚款等。 除了标记车辆5与0BU3之间的DSRC无线电接口，以及0BU3与控制车辆6之间的DSRC无线电接口以外，标记车辆5和/或0BU3和/或控制车辆6可以经由无线网络(例如，移动通信网络，具体来说，GSM、UMTS或LTE网络)，优选地经由包交换连接来彼此连接和/或连接至事务部门4。作为一另选例，还可想到的是，利用道路收费系统I中的地理分布无线电信标网络，例如，DSRC无线电信标，经由其，标记车辆5、0BU3以及控制车辆进行通信。
图2a和2b详细示出了在两个连贯时间，在道路10上的车辆2按对向交通路过时标记车辆5中的一个。标记车辆5配备有用于与车辆2的0BU3进行DSRC无线电通信的DSRC收发器11、用于自动读取(光学字符识别，OCR)车辆2的牌照13的牌照号码读取单元
12、以及用于检测车辆2的外部形状的参数(其在此被称为形状参数CL)的传感器14，其在此是激光扫描仪。在本示例中，形状参数CL是车辆类别(“客车”、“双轴卡车”、“三轴卡车”、“四轴卡车”、“带拖车的卡车”等)；然而，与前述车辆形状特定收费参数OC类似地，车辆2的可以通过传感器14确定的外部形状的任何其它属性当然可以用作形状参数CL。用于检测形状参数CL的传感器14可以按从现有技术已知的任何方式来设计，例如，采用电子摄像机的形式，其可以记录路过车辆2的(包括从不同视角的)一个或多个图像Pica，接着可以使用这些图像Pica以通过图像识别软件提取车辆2的对应属性和形状参数。作为一另选例，传感器14可以是光截面(light-section)传感器或雷达或激光测距仪或扫描仪，其在车辆2路过时利用光、雷达或激光束或扇15来扫描车辆2,以按扫描分布图或扫描点云的形式来检测路过车辆2的一个或多个尺度或轮廓。标记车辆5的牌照号码读取单元12针对车辆2的牌照13上的法定牌照号码LPN执行从现有技术已知的OCR读取处理(“自动牌照号码识别”，ALNR);成像路径或信息流用箭头16示意性地示出。标记车辆5的DSRC收发器11与0BU3建立DSRC无线电通信17，以使读出设置或存储在0BU3中的收费参数0C，以供进一步检查。在该检查期间，0BU3的读出收费参数OC应当与通过传感器14检测到的车辆2的形状参数CL 一致。例如，如果收费参数OC指示“三轴卡车”，则传感器14应当还检测与其一致的形状参数CL ;如果不是这样，则存在收费违章，并且车辆2是违章车辆2’。
当然，从0BU3读出的收费参数OC可以另外地取决于除了车辆形状以外的其它组件，例如，车辆2的状况或使用目的、时间、一般时间条件(例如，夜间禁驾)、车辆排放等级限制、速度等，其同样可以在检查违章时加以考虑。另外，标记车辆5还可以查明除了收费违章以外的其它违章，例如，车辆2的一般交通违章，例如，超速违章。为此，标记车辆5可以配备有用于测量车辆2的速度和行驶方向(就是说，移动矢量V)的单元18。测量单元18还可以通过牌照号码读取单元12 (其被设计为视频摄像机，并且在其影像中可以检测移动)实现，或者通过被设计为多普勒雷达的DSRC收发器11实现，或者通过利用传感器14的恰当测量(例如，在扫描束或扇15上的激光或LIDAR测量)来实现。标记车辆5的所有组件(它们是DSCR收发器11、牌照号码读取单元12、传感器14和测量单元18)彼此连接(可选地经由控制器(未示出))，并且如上所述，记录车辆2可以经由通信单元(未示出)无线地与事务部门4或违章服务器7通信。下面，参照图2和4a，针对车辆形状特定收费违章对标记车辆5的操作原理和在车辆2路过时发生的标记处理进行更详细描述。当车辆2接近标记车辆5时，在第一步骤19中，利用牌照号码读取单元12从牌照13读取车辆2的牌照号码LPN(箭头16)。步骤19还可以在图4的方法的任何稍后时间执行，只要尚未需要牌照号码读取结果LPN，例如，这可以在稍后时间通过读取车辆2的后部牌照13来进行。
随后，在步骤20中，车辆2的形状参数CL通过传感器14来检测，在所示示例中，这通过激光扫描和检测车辆2的轴数来完成，在此基础上，将基于轴的车辆类别(“类别”)确定为形状参数CL。在随后的判断步骤21中，基于形状参数CL来检查车辆2是否正好经受收费。例如，可以将双轴车辆2限定为不经受收费，而多于两个轴的车辆2可以被限定为经受收费。如果形状参数CL指示支付通行费的责任(分支“y”)，则在随后步骤22中，利用DSRC收发器11与0BU3建立联系(箭头17)。出于该目的，从0BU3读出收费参数0C，并且成功读出还指示0BU3存在并且起作用。如果读出失败(分支“n”)，则随后的判断步骤23接着直接切换至步骤40，以生成违章消息DLM39。否则(步骤23的分支“y”)，在进一步判断24中，检查所检测形状参数CL和读出收费参数OC是否匹配或者是否彼此一致，也就是说，0BU3的收费参数OC被设置成，使得其对应于已经基于车辆3的外部形状检测到的形状参数CL。如果是这样的话(分支“y”)，则一切正常并且方法在26结束。如果不是(分支“n”)，则存在不一致，其构成潜在收费违章，并且处理切换至步骤25，以将0BU3标记为“违章车辆2’ ”的“违章0BU”。
当然，步骤19至24 (假如它们彼此不需要)也可以按不同次序执行。在标记步骤25中，将标记(MRK) 27从标记车辆5经由DSRC收发器11与31之间的DSRC无线电接口 17发送至车辆2的0BU3。在0BU3中的对标记27的处理将基于图5和6进行更详细描述。根据图5，0BU3包括:处理器28、卫星导航单元29 (例如，GPS接收器)、用于移动通信网络的通信模块30、以及DSRC收发器31。在外部定位的DSRC 0BU3的情况下，可以消除该卫星导航接收器29。移动通信网络通信模块30也是可选的。根据图6，在第一步骤32中，在0BU3中接收标记27。当接收到标记27时，0BU3以循环处理33开始，在步骤34中，在其范围内，其不断(例如，按规则或不规则间隔)确定其自身位置P0S，并且在步骤35中，具体地经由DSRC收发器31广播其作为位置消息36。作为一另选例或者除此之外，位置消息36还可以利用移动通信网络通信模块30经由移动通信网络发送，并且更具体地说，发送至事务部门4的违章服务器7，或者可选地还发送至控制车辆6。标记27由此基本上在0BU3中设置“标志” 37，将其标记为“违章0BU”，并且提示其继续发射包含其自身位置POS的位置消息36。循环处理33优选地仅在有限时段(例如，几十分钟或几小时)期间执行，或者仅针对有限路过次数来执行，以使位置消息36仅在该时段或者按该数量来广播。图4b示出了该方法在标记车辆5中的、例如用于检测一般交通违章的简化变型例。在一般第一步骤38中，例如，通过标记车辆5的测量单元18来检测车辆2的违章(举例来说，如图4a所述的收费违法，或者超速违章)。在随后步骤25中，将标记27经由DSRC无线电接口 17发送至0BU3，其开始广播循环33 (图6)。回到图4a，在步骤40中，标记车辆5可以可选地，除了标记27以外，还优选地经由移动通信网络向事务部门40，或者更具体地说，向违章服务器7广播违章消息(“不法行为消息”，DLM) 39。违章消息39包含有关违章的数据，例如，车辆的速度、所检测的形状参数CL、读出收费参数0C、和/或牌照号码读取结果LPN，并且可选地包括附加数据，如标记操作的当前位置(“违章位置”)DO和当前时间(“违章时间”)DT、从0BU3读出的附加主数据(如，OBU标识符0ID、用户主数据、车辆主数据等)。违章位置DO可以按各种各样的方式来确定:标记车辆5可以配备有分离的位置确定单元，例如，卫星导航接收器，并且记录车辆通过的当前位置，作为违章位置D0。作为一另选例，0BU3 (尤其是当其为自定位类型时)可以使通过卫星导航单元29确定的其当前位置POS可用于记录车辆5，作为违章位置D0。还可以使用基于信标的道路收费系统I的邻近无线电信标的已知位置来近似。随后出于附加检查目的，违章消息39可随后被违章服务器7用于控制车辆6，如下更详细描述的。事务部门4或其违章服务器7可以例如针对接收到的每一个违章消息39，经由无线通信网络，向违章消息39中提到的0BU3 (例如，通过OBU标识符OID引用的)返回确认消息27’(图6)。在设置在循环处理33上游的等待步骤32’期间，0BU3可以接着等待这种确认消息27’的抵达。另外，如果在该等待步骤32'中，在预定等待时段内，没有从事务部门4抵达的这种确认消息27’，则可以忽略先前在步骤32中接收到的标记27，就是说，消除对位置消息36的广播(箭头27〃)。另外，可以提供一个选项，以抑制由事务部门4在任何时 候广播0BU3的位置消息36，例如，通过事务部门4经由移动通信网络向0BU3发送的对应异常中止消息，据此，其异常中止循环处理33 (箭头33’)。基于图3和7a，对在违章服务器7和示例性控制车辆6中发生的步骤进行描述。图3a和3b示出了在两个连贯时间的、控制车辆6路过车辆2时的情况。作为这种检查的准备(或在这种检查期间)，违章服务器7可以选择性地向控制车辆6提供源自其相应周边9中的违章的那些违章消息39。为此，每一个控制车辆6在登记阶段41期间，在违章服务器7中登记其自身的位置L0C。控制车辆6的当前位置LOC可以由其例如在位置确定步骤42中自动地确定，如借助于卫星导航接收器，基于来自邻近信标的信息等。作为一另选例，位置LOC还可以在步骤42中，由用户在控制车辆6的输入单元中人工输入。在随后的登记步骤43期间，控制车辆6将其位置LOC登记在违章服务器7中，其针对每一个登记控制车辆6打开一个专用任务44。利用任务44，违章服务器7可以按位置特定方式，“过滤”(阶段45)在步骤40抵达的所有违章消息39和此后抵达的那些。为此，违章服务器检查违章消息39的违章位置DO是否处于控制车辆6的位置LOC的周边9内，并且如果是，则其使得该违章消息39可用于该控制车辆6(步骤46)。控制车辆6包括按这种方式设置在本地违章消息列表locDLM47中的违章消息39。在步骤46中提供违章消息39 (其已经按位置特定方式进行了过滤)可以按以下两种方式发生:连续方式(例如，周期性地或者在需要时)，例如，即违章服务器7向控制车辆6发送每一个单个违章消息39 ;批方式(利用批处理)，即，控制车辆6从违章服务器7挑出按特定时间提供的违章消息39，或者接收从服务器发送来的。针对违章的可选时间DT，违章消息39还承载有相应“时间戳”，其可以限制消息的时间有效性。例如，“太旧”的违章消息39 (就是说，具有处于预定时段之外的时间戳DT的那些)可以在违章服务器7中和控制车辆6中自动地废弃，和/或违章服务器7可以使仅“当前”违章消息39 (就是说，具有处于预定时段内的时间戳DT的那些)可用于控制车辆6。在登记阶段41期间，控制车辆6由此基本上“订阅”来自其周边9的违章消息39，直到在步骤48中，它们向违章服务器7发送取消登记请求为止，因此其删除任务44。由此向控制车辆6提供来自其周边9的相应当前和位置特定违章消息39，并且可以在车辆2路过或被检查时执行利用相应本地违章消息列表47的控制任务49。根据图3和7a，在每一个控制任务49期间，在第一步骤52中，每当违章车辆2’进入0BU3的DSRC收发器31与控制车辆6的DSRC收发器51之间的DSRC无线电接口 50的DSRC范围时，就拦截0BU3的位置消息36。此后，在步骤53中，利用控制车辆6的牌照号码读取单元54读出违章车辆2’的牌照13的牌照号码PLN (箭头55)。在可选步骤56中，0BU3可以继续经由DSRC无线电接口 50被读取，例如其收费参数0C、OBU标识符等。步骤52,53以及56还可以按不同次序执行。在可选步骤57中，从本地违章消息列表47关于违章车辆2’的位置POS和/或牌照号码LPN是否呈现在其中检查周边9的违章消息39，以确认违章。如果存在违章，则控制车辆6向其工作人员发出对应警报58。该警报消息58例如可以是，光学或声音警报，或者屏幕上的显示，其还指示所读取的牌照号码LPN和违章消息DLM39。工作人员接着可以采取恰当的执行措施，例如，拦阻违章车辆2’、进一步检查0BU3，以及可选地征收随后的通行费或实施罚款。警报消息58可以附加地自动显示在控制车辆6的发信单元59上，其对外可见于违章车辆2’(箭头60)，以例如利用荧光文字“STOP”来提示其停下。违章服务器7可以可选地配备有估算算法，其基于在标记违章时由单元18测量的车辆2的速度和行驶方向,来执行对违章位置DO的时间变化(如违章车辆2’的“最后所在”)的估算。车辆2在违章时·间DT的移动矢量V可以被并入在违章消息39中，并且可以被发送至违章服务器7。接着，违章服务器7可以还利用道路系统的道路系统地图的支持，针对以后的时间推断或估算车辆2潜在的新行踪D0，并且在针对选择与控制车辆6的周边9相关的违章消息39的那些时间的阶段45期间，考虑这种情况。车辆2 (其违章的位置DO以前处于控制车辆6的位置LOC的周边9之外)的违章消息39由此在稍后时间可以处于周边9中(以推断为基础)，并由此使得可用于该控制车辆6，或者使得可用于其本地违章消息列表47。图7b示出了该方法的、可以在控制车辆6或其任务49中进行的简化实施例。在该简化变型例中，在步骤52中，控制车辆6经由车辆的DSRC收发器51与0BU3的DSRC收发器31之间的DSRC无线电接口 50，直接接收OBU的位置消息36。因为DSRC无线电接口50的有限范围，所以成功接收位置消息36还指示在地理上接近该违章车辆2’，以定位并寻找其(假若交通密度不太高，其可能意指若干违章车辆2’可以进入DSRC无线电接口 50的无线电覆盖范围)。当利用针对控制车辆6的DSRC收发器51的恰当指导时，DSRC无线电覆盖范围(并由此，控制车辆6的跟踪周边9)可以进一步缩小，由此，作为接收位置消息36的结果，可以清楚地定位并检测违章车辆2’。由此，本发明不限于所示实施例，而是涵盖被所附权利要求书的范围覆盖的所有变型例和修 改例。
权利要求
1.一种用于道路收费系统(I)的控制装置，该道路收费系统基于由车辆(2)携带的板载单元(3)，该控制装置包括: 至少一个标记车辆(5)、至少一个板载单元(3)、以及至少一个控制单元(6)，各自包括用于建立DSRC无线电接口(17、50)的DSRC收发器(11、31、51)， 其中，标记车辆(5)被配置成检测板载单元(3)的或携带板载单元(3)的车辆(2)的交通或收费违章，并且如果存在违章，则经由DSRC无线电接口(17)向板载单元(3)发送标记(27)， 其中，板载单元(3)被配置成确定其位置(POS)，并且在接收到(32)标记(27)时，周期性地广播包含其相应当前位置(POS)的位置消息(36)，并且 其中，控制单元(6)被配置成基于由板载单元(3)广播的位置消息(36)中的至少一个位置消息来检测车辆(2)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，标记车辆(5)被配置成经由DSRC无线电接口(17)从板载单元(3)读出至少一个收费参数(0C)，检查收费参数(OC)的准确性，并且如果其不正确，则经由DSRC无线电接口(17)向板载单元(3)发送标记(27)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，收费参数(OC)是车辆形状特定的，并且标记车辆(5)包括用于检测携带板载单元(3)的车辆(2)的形状参数(CL)的传感器(14)，优选为激光测距仪或激光扫描仪，并根据形状参数(CL)来查明收费参数(OC)的准确性。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，控制单元(6)被配置成接收位置消息(36)，并且如果其中指示的位置(POS)处于DSRC无线电接口(50)的范围内，则经由DSRC无线电接口(50)从板载单元(3)读出收费参数(OC)并显示该收费参数(0C)。·
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其特征在于，控制单元(6)是控制车辆。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其特征在于，板载单元(3)被配置成经由其DSRC收发器(31)广播位置消息(39 )，并且控制单元(6 )被配置成经由其DSRC收发器(51)接收位置消息。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的装置，其特征在于，标记车辆(5)被配置成，在发送标记(27)时，经由移动通信网络向事务部门(40)附加地发送违章消息(39)，并且控制单元(6)被配置成从事务部门(4)接收违章消息(39)，并针对它们交互检查读出的收费参数(0C)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，控制单元(6)是控制车辆，并且该车辆配备有用于确定其位置(LOC)的单元，优选为卫星导航接收器，并且向事务部门(4)登记其位置(L0C)，以从事务部门(4)仅接收与该车辆的周边(9)有关的违章消息(39)。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，标记车辆(5)包括用于携带板载单元(3)的车辆(2)的牌照号码(LPN)的读取单元(12)，并将牌照号码(LPN)添加至违章消息(39)，并且控制单元(6)同样包括用于车辆牌照号码(LPN)的读取单元(54)，并且使用该号码来选择违章消息(39)以供交叉检查。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的装置，其特征在于，标记车辆(5)配备有用于测量路过车辆(2)的速度和行驶方向的单元(18)，并将这些测量值(V)添加至标记(27)和/或违章消息(39)。
11.一种用于道路收费系统(I)的板载单元(3)，该板载单元包括:用于确定其自身位置(POS )的单元(29 )、和用于建立DSRC无线电接口( 17、50 )的DSRC收发器(31)，其特征在于，板载单元(3)被配置成当在DSRC收发器(31)中接收到标记(27)时，周期性地广播包含其相应当前位置(POS)的位置消息(36)。
12.根据权利要求11所述的板载单元，其特征在于，该板载单元经由其DSRC收发器(31)广播位置消息。
13.一种用于道路收费系统(I)的控制方法，该道路收费系统基于由车辆(2)携带的板载单元(3)，利用各自包括用于建立DSRC无线电接口(17、50)的DSRC收发器(11、31、51)的至少一个标记车辆(5)、至少一个板载单元(3)、以及至少一个控制单元(6)，该方法包括以下步骤: 在标记车辆(5 )中:检测(19至24 ;38 )板载单元(3 )的或携带板载单元(3 )的车辆(2 )的交通或收费违章，并且如果存在违章，则经由该DSRC无线电接口(17)向板载单元(3)发送(25)标记(27)； 在板载单元(3)中:在接收到(32)标记(27)时，周期性地确定(34)该单元的自身位置(P0S)，并且广播包含其相应的当前位置(POS)的位置消息(36)； 在控制单元(6) 中:基于由板载单元(3)广播的位置消息(36)中的至少一个位置消息来检测(52)车辆(2)。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在板载单元(3)中周期性地广播位置消息(36)仅在有限时段期间或者仅针对有限数量的位置消息(36)发生。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，在标记车辆(5)中的检测(19至24 ；38)通过经由DSRC无线电接口(17)从板载单元(3)读出(22)至少一个收费参数(OC)并且检查(24)收费参数(OC)的准确性来执行。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该收费参数(OC)是车辆形状特定的，优选为车辆长度或轴数，并且标记车辆(5)检测携带板载单元(3)的车辆(2)的形状参数(CL)，并根据形状参数(CL)来查明收费参数(OC)的准确性。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，在控制单元(6)中的检测(52)如下进行:接收(52)位置消息(36)，并且如果其中指示的位置(POS)位于DSRC无线电接口(50)的范围内，则经由DSRC无线电接口(50)从板载单元(3)读出收费参数(OC)并显示收费参数(0C)。
18.根据权利要求13至17中的任一项所述的方法，其特征在于，位置消息(36)经由DSRC无线电接口(50)广播并且通过控制单元(6)接收。
19.根据权利要求13至17中的任一项所述的方法，其特征在于，位置消息(36)由板载单元(3)向事务部门(4)广播，和经由移动通信网络向控制单元(6)广播。
20.根据权利要求13至19中的任一项所述的方法，其特征在于，标记车辆(5)在发送(25)标记(27)时经由移动通信网络向事务部门(4)附加地发送违章消息(39)。
21.根据权利要求17和20所述的方法，其特征在于，控制单元(6)从事务部门(4)接收违章消息(39)，并针对它们交叉检查读出的收费参数(0C)。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其特征在于，事务部门经由移动通信网络向所接收的违章消息(39)中提到的板载单元(3)发送针对该违章消息(39)的确认消息(27’)，并且该板载单元(3)在广播位置消息(36)之前等待这样的确认消息(27’)。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，如果在预定等待时段内没有确认消息(27’ )抵达，则所接收的标记(27)被板载单元(3)忽略。
24.根据权利要求20至23中的任一项所述的方法，其特征在于，可以从事务部门(4)经由移动通信网络在该板载单元(3)中停用(33’)位置消息(36)的广播。
25.根据权利要求13至24中的任一项所述的方法，其特征在于，标记单元(5)读取携带板载单元(3)的车辆(2)的牌照号码(LPN)并将其添加至违章消息(39)，并且控制单元(6)同样读取该车辆牌照号 码(LPN)并且使用其来选择违章消息(39)以供交叉检查(57)。
全文摘要
本发明涉及用于道路收费系统(1)的控制装置和方法，该道路收费系统基于由车辆(2)携带的板载单元(3)，其包括在标记车辆(5)中检测(19至24；38)板载单元(3)的或携带板载单元的车辆(2)的交通或收费违章，并且如果存在违章，则经由DSRC无线电接口(17)向板载单元(3)发送(25)标记(27)；在板载单元(3)中在接收到(32)标记(27)时，周期性地确定(34)该单元的自身位置(POS)，并且广播包含其相应当前位置(POS)的位置消息(36)；以及在控制单元(6)中基于由板载单元(3)广播的位置消息(36)中的至少一个位置消息来检测(52)车辆(2)。
文档编号G07B15/06GK103247084SQ20131004104
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月1日 优先权日2012年2月2日
发明者A·利奥波德, O·纳格 申请人:卡波施交通公司