一种路侧设备、车道控制器、路径识别系统及方法与流程

本发明涉及智能交通领域，尤其涉及一种路侧设备、车道控制器、路径识别系统及方法。

背景技术：

随着高速公路的建设和联网技术的发展，我国高速公路路网越来越复杂，形成了环形网状结构。在高速公路联网路段上，相同的入口和出口之间会有两条或更多路径可以选择，尤其当前投资主体的多元化，各路段由不同的运营商管理维护，由此引发的问题是如何有效识别车辆的通行路径，并将通行费合理、客观地拆分到不同的路段业主，这就是当前公路运营体系面临的路径二义性问题。

目前在高速公路收费管理领域，对路径的二义性路径通行费拆分主要采用了以下三种方法：

(1)概率法(协商法、最短路径法等)：

对于传统的概率法，虽然成本较低，但引起的争议较大，随着新技术的出现，逐渐被淘汰。

(2)车牌识别法：

对于车牌识别法，该技术对原有系统改动较小，工作相对独立，只需进行相应的软件升级即可，目前行业内车牌识别的精度大概在95％—97％左右，成功率较低。

(3)5.8gdsrc技术

在etc车辆经过入口时，清除obu和用户卡中的路径信息，当etc车辆经过5.8g路径标识站时，通过5.8g路径标识站时把路径信息写入obu和用户卡中，在出口时，读取路径信息，还原车辆行驶的路径，从而可以进行准确的收费和拆分。但是，当etc车辆通过路径标识点时，结合图1，一般通信步骤需要8步，才能把标识点信息写入obu和用户卡中，具体为：在步骤1中，标识站的路侧设备向etc电子标签发送连接建立请求信号(bst)，及接收etc电子标签发送的连接建立确认信号(vst)；在步骤2中，该路侧设备向etc电子标签发送车辆信息获取请求，并接收etc电子标签所返回的车辆信息；在步骤3中，该路侧设备向etc电子标签发送esam中路径信息的获取请求，并接收etc电子标签所返回的esam中路径信息；在步骤4中，该路侧设备向etc电子标签发送esam路径信息设置请求，并接收etc电子标签所返回的设置esam路径信息状态；在步骤5中，该路侧设备向etc电子标签发送ic卡中路径信息获取请求，并接收etc电子标签所返回的ic卡中路径信息；在步骤6中，该路侧设备向etc电子标签发送ic卡路径信息设置请求，并接收etc电子标签所返回的设置ic卡路径信息状态；在步骤6中，该路侧设备向etc电子标签发送设置提示信息(setmmi)，并接收etc电子标签所返回的提示设置信息；在步骤8中，向etc电子标签发送链路释放信号。当车辆通过etc出入口时，结合图2，etc出入口的天线需要读出路径信息，还原车辆行驶轨迹，再进行扣费，最后还要清除obu中的路径信息，具体为：在步骤1中，出口处的路侧设备向etc电子标签发送连接建立请求信号(bst)，及接收etc电子标签发送的连接建立确认信号(vst)；在步骤2中，该路侧设备向etc电子标签发送车辆信息获取请求，并接收etc电子标签所返回的车辆信息；在步骤3中，该路侧设备向etc电子标签发送ic卡获取请求，并接收etc电子标签所返回的ic卡信息；在步骤4中，该路侧设备向etc电子标签发送obu中路径信息的读取请求，并接收etc电子标签所返回的路径信息；在步骤5中，该路侧设备向etc电子标签发送路径信息清除请求，并接收etc电子标签所返回的清除路径信息状态；在步骤6中，向etc电子标签发送链路释放信号。因此，这样就会增加etc出入口的交易时间，导致过车速度下降，用户体验变差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述标识时间长、etc交易时间长的缺陷，提供一种路侧设备、车道控制器、路径识别系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种路径识别方法，包括：

路径标识步骤：当装有etc电子标签的车辆经过标识站时，标识站的路侧设备读取所述车辆的etc电子标签信息中的车辆信息，并将所述车辆信息与当前标识站的标识站信息发送至后台服务器；

出口交易步骤：当装有etc电子标签的车辆经过etc出口时，出口处的车道控制器获取所述车辆的车辆信息，并在从后台服务器所接收的相关联的车辆信息及标识站信息中，确定所述车辆信息所对应的标识站信息，且根据所确定的标识站信息确定所述车辆的路径信息。

优选地，所述路径标识步骤由以下步骤组成：

当装有etc电子标签的车辆经过标识站时，标识站的路侧设备发送连接建立请求信号，并接收所述车辆的etc电子标签所返回的连接建立确认信号；

向所述etc电子标签发送车辆信息获取请求，并接收所述etc电子标签所返回的车辆信息；

向所述etc电子标签发送提示信息设置请求，并接收所述etc电子标签所返回的提示设置信息；

向所述etc电子标签发送链路释放信号。

优选地，所述出口交易步骤由以下步骤组成：

当装有etc电子标签的车辆经过etc出口时，出口处的路侧设备发送连接建立请求信号，并接收所述车辆的etc电子标签所返回的连接建立确认信号；

出口处的路侧设备向所述etc电子标签发送车辆信息获取请求，并接收所述etc电子标签所返回的车辆信息；

出口处的路侧设备向所述etc电子标签发送ic卡信息获取请求，并接收所述车辆的ic卡信息；

出口处的路侧设备向所述etc电子标签发送复合消费初始化请求，并接收所述etc电子标签所返回的复合消费初始化状态信息；

出口处的路侧设备向所述etc电子标签发送复合消费指令，并接收所述etc电子标签所返回的复合消费状态信息；

向所述etc电子标签发送提示信息设置请求，并接收所述etc电子标签所返回的设置提示信息；

出口处的路侧设备向所述etc电子标签发送链路释放信号。

优选地，当装有etc电子标签的车辆经过标识站时，还进行以下步骤：

标识站的车牌识别设备识别所述车辆的车牌信息，并将其发送至后台服务器。

优选地，将所述车辆信息与当前标识站的标识站信息发送至后台服务器的步骤包括：

标识站的路侧设备将所述车辆信息与当前标识站的标识站信息发送至设置在后台的监控主机；

监控主机使用其psam卡对所接收的车辆信息进行解密，并将解密后的车辆信息及所述标识站信息发送至后台服务器。

优选地，在从后台服务器所接收的相关联的车辆信息及标识站信息中，确定所述车辆信息所对应的标识站信息的步骤之前，还包括：

后台服务器在接收到车辆信息和标识站信息后，根据预先存储的标识站信息与etc出口的关联关系表，确定所接收的标识站信息所对应的etc出口，并将所述etc出口确定为所述车辆将要经过的etc出口，且将相关联的车辆信息及标识站信息发送至所确定的etc出口处的车道控制器；

或者，

车道控制器根据所获取的所述车辆信息，向后台服务器发送标识站读取请求，并接收后台服务器所返回的相关联的车辆信息及标识站信息。

本发明还构造一种路侧设备，安装在标识站，由以下模块组成：

dsrc模块，用于当装有etc电子标签的车辆经过标识站时，读取所述车辆的etc电子标签信息中的车辆信息；

发送模块，用于将所述车辆信息与当前标识站的标识站信息发送至后台服务器。

优选地，所述dsrc模块由以下单元组成：

连接单元，用于当装有etc电子标签的车辆经过标识站时，发送连接建立请求信号，并接收所述车辆的etc电子标签所返回的连接建立确认信号；

获取单元，用于向所述etc电子标签发送车辆信息获取请求，并接收所述etc电子标签所返回的车辆信息；

提示设置单元，用于向所述etc电子标签发送提示信息设置请求，并接收所述etc电子标签所返回的提示设置信息；

释放单元，用于向所述etc电子标签发送链路释放信号。

本发明还构造一种车道控制器，安装在etc出口处，包括：

第一获取模块，用于当装有etc电子标签的车辆经过etc出口时，获取所述车辆的车辆信息；

第二获取模块，用于在从后台服务器所接收的相关联的车辆信息及标识站信息中，确定所述车辆信息所对应的标识站信息；

路径确定模块，用于根据所确定的标识站信息确定所述车辆的路径信息。

本发明还构造一种路径识别系统，包括后台服务器、设置在每个标识站处的路侧设备、设置在每个etc出口处的车道控制器，而且，所述路侧设备为以上所述的路侧设备，所述车道控制器为以上所述的车道控制器。

实施本发明的技术方案，相比现有技术，减少了路径标识的时间，使标识成功率更高，而且，减少etc出入口交易时间，使过车更顺畅，用户体验更好。另外，对现有的路径识别系统改动较小，只需进行相应的软件升级即可。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是现有技术中的一种路径标识方法的流程图；

图2是现有技术中的一种出口交易方法的流程图；

图3是本发明路径识别方法实施例一的流程图；

图4是本发明路径识别方法中路径标识步骤实施例一的流程图；

图5是本发明路径识别方法中出口交易步骤实施例一的流程图；

图6是本发明路径识别系统实施例一的逻辑结构图；

图7是本发明路径识别系统实施例二的示意图。

具体实施方式

图3是本发明路径识别方法实施例一的流程图，该实施例的路径识别方法包括：

步骤s10.路径标识步骤：当装有etc电子标签的车辆经过标识站时，标识站的路侧设备读取所述车辆的etc电子标签信息中的车辆信息，并将所述车辆信息与当前标识站的标识站信息发送至后台服务器；

在该步骤中，需说明的是，由于etc电子标签安装在行驶在高速公路路段上的车辆中，且高速公路路段中设置有多个标识站，每个标识站均包括一路侧设备，因此，当安装有etc电子标签的车辆每进入一个路侧设备的有效读取范围内时，路侧设备就会与该etc电子标签通信，以获取etc电子标签信息中所存储的车辆信息，而且，当获取到车辆信息后，还会将车辆信息及所在的标识站的标识站信息一并发送至后台服务器。

步骤s20.出口交易步骤：当装有etc电子标签的车辆经过etc出口时，出口处的车道控制器获取所述车辆的车辆信息，并在从后台服务器所接收的相关联的车辆信息及标识站信息中，确定所述车辆信息所对应的标识站信息，且根据所确定的标识站信息确定所述车辆的路径信息。

在该步骤中，需说明的是，etc出口处设置有车道控制器、路侧设备和/或车牌识别设备。车道控制器可通过设置在etc出口处的路侧设备获取车辆信息，也可通过设置在etc出口处的车牌识别设备获取车辆信息。

关于步骤s10，结合图4，该实施例的路径标识步骤由以下步骤组成：

步骤s11.当装有etc电子标签的车辆经过标识站时，标识站的路侧设备发送连接建立请求信号(bst)，并接收所述车辆的etc电子标签所返回的连接建立确认信号(vst)；

步骤s12.向所述etc电子标签发送车辆信息获取请求，并接收所述etc电子标签所返回的车辆信息；

步骤s13.向所述etc电子标签发送提示信息设置请求，并接收所述etc电子标签所返回的提示设置信息；

步骤s14.向所述etc电子标签发送链路释放信号，然后将所述车辆信息与当前标识站的标识站信息发送至后台服务器。

该实施例的路径标识步骤相比图1所示的现有技术，路侧设备与车辆上的etc电子标签仅通信四个步骤，当获取到存储在etc电子标签中的车辆信息后，便将车辆信息(例如车牌信息)与当前标识站的标识站信息(例如标识站编码)发送至后台服务器，例如，以“车牌号+标识站编码”的形式上传给省级联网中心后台。因此，这种路径标识方法，缩减了路侧设备与etc电子标签的通信流程，而且，提高了路径标识的成功率。

后台服务器在收到标识站的路侧设备发送的车辆信息和标识站信息后，建立车辆信息和标识站信息的关联关系并进行存储，例如，当某车辆先后经过了n个标识站，且每个标识站处的路侧设备均将该车辆的车辆信息及相应标识站的标识站信息发送至后台服务器后，后台服务器便存储有该车辆的车辆信息及与其相关联的该n个标识站的标识站信息。

关于步骤s20，结合图5，该实施例的出口交易步骤由以下步骤组成：

步骤s21.当装有etc电子标签的车辆经过etc出口时，出口处的路侧设备发送连接建立请求信号，并接收所述车辆的etc电子标签所返回的连接建立确认信号；

步骤s22.出口处的路侧设备向所述etc电子标签发送车辆信息获取请求，并接收所述etc电子标签所返回的车辆信息。另外，该路侧设备还将该车辆信息发送至出口处的车道控制器，而且，该车道控制器在从后台服务器所接收的相关联的车辆信息及标识站信息中，确定所述车辆信息所对应的标识站信息，且根据所确定的标识站信息确定所述车辆的路径信息；

步骤s23.出口处的路侧设备向所述etc电子标签发送ic卡信息获取请求，并接收所述车辆的ic卡信息；

步骤s24.出口处的路侧设备向所述etc电子标签发送复合消费初始化请求，并接收所述etc电子标签所返回的复合消费初始化状态信息；

步骤s25.出口处的路侧设备向所述etc电子标签发送复合消费指令，并接收所述etc电子标签所返回的复合消费状态信息；

步骤s26.向所述etc电子标签发送提示信息设置请求，并接收所述etc电子标签所返回的设置提示信息；

步骤s27.出口处的路侧设备向所述etc电子标签发送链路释放信号。

该实施例的出口交易步骤相比图2所示的现有技术，路侧设备不用再从etc电子标签中读取路径信息以及清空etc电子标签中的路径信息，即，仅需要与车辆上的etc电子标签通信七个步骤，便可实现整个交易的流程。因此，减少了过etc出入口的交易时间，使得通行速度变快，用户体验更好，收费站过车更顺利。

在一个优选实施例中，在步骤s10中，当装有etc电子标签的车辆经过标识站时，还进行以下步骤：

标识站的车牌识别设备识别所述车辆的车牌信息，并将其发送至后台服务器。

在该实施例中，每个标识站还设置有车牌识别设备，当车辆经过标识站时，车牌识别设备对车辆进行图像抓拍，通过图像识别可获取该车辆的车牌信息，然后将其发送至后台服务器，由后台服务器判断车牌识别设备所识别的车牌信息是否与路侧设备所读取的车辆信息相一致，若不一致，则说明该车辆为非法套牌车，进而可向该车辆将要经过的出口处的车道控制器发送告警信息。

进一步地，标识站的路侧设备在向后台服务器发送车辆信息和当前标识站的标识站信息时，可先将车辆信息和标识站信息发送至设置在后台的监控主机，监控主机使用其psam卡对所接收的车辆信息进行解密，并将解密后的车辆信息及标识站信息发送至后台服务器。当然，车牌识别设备在向后台服务器发送车辆信息时，也可先将所识别的车牌信息发送至监控主机，由监控主机将其转发至后台服务器。

在该实施例中，监控主机设置在有人值守的后台机房，因此，psam卡的安全就有了保障。

在一个可选实施例中，当后台服务器从各个标识站获取到车辆信息和标识站信息后，先进行存储。当车辆到达etc出口时，出口处的车道控制器从路侧设备或车牌识别设备获取车辆信息后，向后台服务器发送标识站读取请求。后台服务器在接收到标识站读取请求后，从所存储的车辆信息和标识站信息中获取相关联的车辆信息及标识站信息，并将其发送至车道控制器，这样，车道控制器便接收到了该车辆所对应的标识站信息。

在该实施例中，后台服务器在收到出口处的车道控制器发送的标识站读取请求后，才把该车辆经过的所有标识站信息以“车牌号+1标识点编码+…+n标识点编码”的形式下发给出口处的车道控制器。

在另一个可选实施例中，当后台服务器从各个标识站获取到车辆信息和标识站信息后，可根据预先存储的标识站信息与etc出口的关联关系表，确定所接收的标识站信息所对应的etc出口，并将所述etc出口确定为所述车辆将要经过的etc出口，且将相关联的车辆信息及标识站信息发送至所确定的etc出口处的车道控制器。优选地，当后台服务器根据标识站信息与etc出口的关联关系表，判断出标识站信息所对应的etc出口有多个，可不进行处理，而在判断出标识站信息对应唯一的etc出口时，才将相关联的车辆信息及标识站信息发送至所确定的etc出口处的车道控制器。

在该实施例中，后台服务器根据车辆经过的标识站信息推断出该车辆接下来有可能经过的出入口，再把该车辆经过的所有标识站信息以“车牌号+1标识点编码+…+n标识点编码”的形式主动下发给出口处的车道控制器，进一步节省了出口交易的流程。

图6是本发明路径识别系统实施例一的逻辑结构图，该实施例的路径识别系统包括后台服务器10、设置在每个标识站处的路侧设备(图中仅示出了一个路侧设备21)、设置在每个etc出口处的车道控制器(图中仅示出了一个车道控制器31)。

在该实施例中，路侧设备21包括dsrc模块和发送模块，其中，dsrc模块用于当装有etc电子标签的车辆经过标识站时，读取所述车辆的etc电子标签信息中的车辆信息。发送模块用于将所述车辆信息与当前标识站的标识站信息发送至后台服务器10。

在该实施例中，车道控制器31包括第一获取模块、第二获取模块和路径确定模块，其中，第一获取模块用于当装有etc电子标签的车辆经过etc出口时，获取所述车辆的车辆信息。第二获取模块用于在从后台服务器10所接收的相关联的车辆信息及标识站信息中，确定所述车辆信息所对应的标识站信息。路径确定模块用于根据所确定的标识站信息确定所述车辆的路径信息。

进一步地，路侧设备21的dsrc模块由以下单元组成：连接单元、获取单元、提示设置单元和释放单元。其中，连接单元用于当装有etc电子标签的车辆经过标识站时，发送连接建立请求信号，并接收所述车辆的etc电子标签所返回的连接建立确认信号；获取单元用于向所述etc电子标签发送车辆信息获取请求，并接收所述etc电子标签所返回的车辆信息；提示设置单元用于向所述etc电子标签发送提示信息设置请求，并接收所述etc电子标签所返回的提示设置信息；释放单元用于向所述etc电子标签发送链路释放信号。

进一步地，本发明的路径识别系统还包括设置在etc出口处的路侧设备，且该路侧设备包括第二dsrc模块，且该第二dsrc模块由以下单元组成：第二连接单元、第二获取单元、第三获取单元、第四获取单元、第五获取单元、第二提示设置单元和第二释放单元。其中，第二连接单元用于当装有etc电子标签的车辆经过etc出口时，发送连接建立请求信号，并接收所述车辆的etc电子标签所返回的连接建立确认信号；第二获取单元用于向所述etc电子标签发送车辆信息获取请求，并接收所述etc电子标签所返回的车辆信息；第三获取单元用于向所述etc电子标签发送ic卡信息获取请求，并接收所述车辆的ic卡信息；第四获取单元用于向所述etc电子标签发送复合消费初始化请求，并接收所述etc电子标签所返回的复合消费初始化状态信息；第五获取单元用于向所述etc电子标签发送复合消费指令，并接收所述etc电子标签所返回的复合消费状态信息；第二提示设置单元向所述etc电子标签发送提示信息设置请求，并接收所述etc电子标签所返回的设置提示信息；第二释放单元用于向所述etc电子标签发送链路释放信号。另外，该路侧设备还包括第二发送单元，该第二发送单元用于将从etc电子标签所接收的车辆信息、ic卡信息、复合消费初始化状态信息、复合消费状态信息发送至车道控制器。

图7是本发明路径识别系统实施例二的示意图，在该实施例的路径识别系统中，当装有etc电子标签的车辆经过标识站时，标识站处的路侧设备与etc电子标签建立连接后，etc电子标签向标识站处的路侧设备发送的车辆信息为密文，标识站的标识站处的路侧设备获取到车辆信息后，将车辆信息及当前标识站的标识站信息一并发送至标识站的监控主机，而标识站的监控主机与路径识别后台服务器均设置在有人值守的省级联网管理中心。监控主机中设置有用于加解密的psam卡，当监控主机收到车辆信息后，使用其psam卡对车辆信息进行解密，然后将解密后的车辆信息及当前标识站的标识站信息发送至后台服务器。

在该实施例的路径识别系统中，每个标识站还设置有车牌识别设备，当车辆经过标识站时，车牌识别设备对车辆进行图像抓拍，通过图像识别可获取该车辆的车牌信息，然后将其发送至后台服务器，由后台服务器判断车牌识别设备所识别的车牌信息是否与路侧设备所读取的车辆信息相一致，若不一致，则说明该车辆为非法套牌车，进而可向该车辆将要经过的出口处的车道控制器发送告警信息。

路径识别后台服务器获取到从各个标识站获取到车辆信息和标识站信息后，先进行存储。当车辆到达etc出口时，出口处的车道控制器从路侧设备或车牌识别设备获取车辆信息后，向后台服务器发送标识站读取请求。后台服务器在接收到标识站读取请求后，从所存储的车辆信息和标识站信息中获取相关联的车辆信息及标识站信息，并将其发送至车道控制器，这样，车道控制器便接收到了该车辆所对应的标识站信息。

在该实施例的路径识别系统中，当后台服务器从各个标识站获取到车辆信息和标识站信息后，可根据预先存储的标识站信息与etc出口的关联关系表，确定所接收的标识站信息所对应的etc出口，并将所述etc出口确定为所述车辆将要经过的etc出口，且将相关联的车辆信息及标识站信息发送至所确定的etc出口处的车道控制器。优选地，当后台服务器根据标识站信息与etc出口的关联关系表，判断出标识站信息所对应的etc出口有多个，可不进行处理，而在判断出标识站信息对应唯一的etc出口时，才将相关联的车辆信息及标识站信息发送至所确定的etc出口处的车道控制器，例如，将该车辆经过的所有标识站信息以“车牌号+1标识点编码+…+n标识点编码”的形式下发给出口处的车道控制器。

在该实施例的路径识别系统中，当装有etc电子标签的车辆经过etc出口时，出口处的路侧设备通过与etc电子标签通信获取车辆的车辆信息、ic卡信息、复合消费初始化状态信息、复合消费状态信息，车牌识别设备获取车牌信息，然后将这些信息发送至车道控制器。而且，车道控制器在获取到车辆信息后，在从后台服务器所接收的相关联的车辆信息及标识站信息中，确定该车辆信息所对应的标识站信息，且根据所确定的标识站信息确定该车辆的路径信息，然后，将路径信息、ic卡信息、复合消费初始化状态信息发送至收费服务器及数据库，当收费服务器计算费用后，通过车道控制器、路侧设备向etc电子标签发送复合消费指令，当路侧设备收到etc电子标签所返回的复合消费状态信息后，向etc电子标签发送链路释放信号。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。