基于移动端应用和车牌识别的高速公路通行费移动支付系统及方法与流程

本发明涉及高速公路通行费支付领域，尤其涉及一种基于移动端应用和车牌识别的高速公路通行费移动支付系统及方法。

背景技术：

随着汽车的普及以及人们出行理念的改变，越来越多的人选择自驾出行，导致高速公路车流量很大。而高速公路收费站由于采用取卡收费系统mtc(人工车道收费系统)，入口需停车取卡，出口需现金缴费，导致进出站口车辆运行缓慢，高峰时段还极易出现出入口拥堵现象。近几年，高速公路设置了etc系统(电子不停车收费系统)，使用该系统，通行速度可大大提升。但该系统需要用户主动到etc网点办理射频识别卡，需要绑定专门的银行卡，手续繁琐，办理周期长，从而导致etc的普及率较低，而且，etc专用车道建设成本较高，并存在干扰现象，经常出现扣费错误问题。因此，该系统的应用并没有有效缓解高速收费站的缴费压力。

移动支付也称为手机支付，就是允许用户使用其移动终端(通常是手机)对所消费的商品或服务进行账务支付的一种服务方式。移动支付以其移动性、及时性深受用户喜欢，目前已在各领域得到普及应用。但因受高速公路领域特殊性的影响，移动支付在高速公路领域的应用未能得到普及，若能克服障碍，将移动支付与高速通行费支付结合起来，充分发挥移动支付的优势，会有效减少车辆出站缴费时的停车时间，降低高速收费站的压力。

技术实现要素：

为解决移动支付在高速公路领域的应用难题，本发明提供了一种基于移动端应用和车牌识别的高速公路通行费移动支付系统，利用手机支付高速通行费，避免了停车现金缴费的不便，提高了通行效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于移动端应用和车牌识别的高速公路通行费移动支付系统，包括：

移动支付app，安装于用户手机中，用于完成用户注册、账户管理、车辆绑定、充值、支付、查询功能；

入口/出口车道子系统，包括安装于各入口/出口车道的车牌识别装置、车道道闸控制器和入口/出口计算机，车牌识别装置与入口/出口计算机连接，将识别的车牌号发送给计算机，车道道闸控制器与入口/出口计算机连接，收费员在计算机上确认是否提取到车牌以及车牌是否合法后，向车道道闸控制器发出控制信号，控制道闸打开，同时向移动支付运营管理平台发出交易信息，上传交易数据；

移动支付运营管理平台，用于根据入口/出口车道子系统发来的交易信息标记车辆进出高速公路的位置，并将位置信息推送给出口车道子系统，由出口车道子系统核算通行费用；对于已签订免密支付协议的用户，移动支付运营管理平台直接扣费；否则，将通行信息发送到该车牌号对应的移动支付app账户中，由用户在移动支付app中确认支付；同时，移动支付运营管理平台管理用户账户，完成与银行/第三方支付平台的支付对账和结算；

移动支付网关，用于建立入口/出口车道子系统与移动支付运营管理平台的连接；

资金归集及电子发票子系统，用于将移动支付app中支付的消费资金划转至指定账户，并向用户开具电子发票；

省联网清分结算中心，用于接收车道交易信息，与移动支付运营管理平台对账。

本发明通过出入口的车牌识别装置采集途经车辆的车牌号，输入移动支付后台系统，通过车牌号记录车辆的行驶路径，同时通过车牌号查询绑定的app账户，利用手机等移动终端完成通行费的支付，实现了无卡通行高速和通行费的移动支付，减少了车辆在高速出入口的滞留时间，提高了通行速度。

进一步，所述的移动支付app中支付方式包括app账户余额、银行卡、微信、支付宝。移动支付app为用户提供了多种支付方式，方便用户选择，避免因账户余额不足导致的支付故障问题，提高了支付效率。

进一步，所述的车牌识别装置包括安装在车道道闸前端路面的地感线圈和车道一侧的车牌识别相机，地感线圈用于感应车辆经过并触发车牌识别相机抓拍车辆图像，车牌识别相机用于拍摄车辆图像并提取车牌信息。为准确采集车辆车牌信息，本发明采用了车牌识别相机。一个完整的车牌识别相机应包括车辆检测、图像采集、车牌识别几部分，当车辆检测部分检测到车辆到达时触发图像采集单元采集当前的视频图像，车牌识别单元对图像进行处理，定位出车牌位置，再将车牌中的字符分割出来进行识别，最后组成车牌号码输出。车牌识别相机主要的应用模式有三种：视频识别模式、地感线圈识别模式、视频+地感识别模式，综合各种模式的优缺点以及高速收费站的特殊情况，本发明采用了地感线圈识别模式，在道闸前端10米左右的位置埋设地感线圈，车辆经过地感线圈时，触发车牌识别相机抓拍车辆图像。

出入高速公路的车辆难免存在未注册移动支付app账户的情况，为了给这部分用户提供便捷的支付方式，本发明在入口/出口计算机上还设有二维码扫描仪，用于为未注册车辆提供扫码付款功能。出口计算机收到通行费支付订单，告知用户所需支付款额，用户可打开手机上的支付宝或微信付款模块，收费员利用二维码扫描仪扫描付款二维码收取费用。

进一步，移动支付app中一个帐户可关联多辆车，为多辆车提供移动支付服务，用户也可将账户内关联的多辆车的通行费合并开具发票。

为保证数据传输的安全性，移动支付网关与入口/出口车道子系统采用加密通信，加密采用符合交通部etc密钥体系的psam卡内国标etc卡密钥进行加密和生成mac；与移动支付运营管理平台采用交通行业ca认证。

进一步，所述指定账户是指各高速公路运营管理单位设立的通行费移动支付账户，资金归集及电子发票子系统将通行费划转至出口收费站指定的路方账户。

应用上述系统所实现的高速公路通行费移动支付方法，包括以下步骤：

(1)车辆靠近高速入口，入口车道处的地感线圈感应车辆经过，触发车牌识别相机抓拍车辆图像，若提取到车牌信息，发送给入口计算机；若未提取到，则提醒收费员录入车牌信息；

(2)入口计算机将车牌信息发送到移动支付运营管理平台，判断车牌信息是否合法并返回判断结果，若合法，收费员通过车道道闸控制器打开道闸，同时向移动支付运营管理平台发送入口交易信息；若不合法，则提示报警；

(3)车辆行驶至高速出口处，出口处地感线圈触发车牌识别相机再次采集车牌信息，若提取到车牌信息，则发送给出口计算机；若未提取到，则提示收费员录入车牌信息；

(4)出口计算机将车牌信息发送到移动支付运营管理平台，判断车牌信息是否合法并返回判断结果，若合法，向移动支付运营管理平台发送出口交易信息；若不合法，则提示报警；

(5)移动支付运营管理平台根据同车牌车辆入口、出口交易信息标记其进出高速位置，将位置信息发送给出口车道子系统，由出口车道子系统计算行驶里程和通行费用；

(6)移动支付运营管理平台判断该车辆是否为免密支付注册用户车辆，若是，则平台通过免密支付通道完成支付；若不是，则向绑定的app账户发送通行信息，等待用户确认并输入支付密码支付费用；

(7)移动支付线上支付失败时，收费员则告知用户收费金额，用二维码扫描仪扫描用户的付款二维码支付，扫码支付成功返回扣款结果；

(8)出口计算机收到用户支付成功通知，收费员控制出口车道道闸打开，放行车辆。

步骤(2)、(4)中合法性验证包括：车牌是否为注册车辆、车辆是否在黑名单内、车辆支付方式是否选定。

除上述步骤外，还包括清分结算步骤，省联网清分结算中心定期向移动支付运营管理平台发送对账单，核对用户通行和支付信息。

本发明的有益效果：

1、本发明开发了移动支付app，用户可安装于随身携带的手机中，事先完成用户注册并绑定车辆信息，利用该app软件即可实现无卡通行高速公路、高速通行里程查询、账户充值、通行费支付及查询、通行费发票查询打印等功能，无需再在高速收费站增加其它物理设备，即可快速完成通行费缴纳，降低了建设成本。

2、本发明将移动端应用软件与车牌识别相结合，利用车牌识别装置现场采集车辆车牌号，作为行驶里程及通行费计算的依据，并借助车牌号查找支付账户，提高了通行费支付的准确率。

3、本发明能自动识别车牌并进行合法性判断，辅助人工控制道闸开闭，避免不合法车辆通过高速收费站。

4、本发明结合扫码支付功能，能为未注册app用户提供移动支付功能，更大范围实现通行费的移动支付，尽可能减少mtc收费方式的使用。

附图说明

图1是本发明的系统架构图；

图2是入口/出口车道子系统的组成框图；

图3是本发明方法高速入口的交易流程图；

图4是本发明方法高速出口的交易流程图；

图中，1、地感线圈，2、车牌识别相机，3、入口/出口计算机，4、车道道闸控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方案进行详细说明。

基于移动端应用和车牌识别的高速公路通行费移动支付系统，如图1、2所示，包括以下几部分：

一、移动支付app

用户在手机中安装移动支付app，填写实名信息注册账户，绑定车辆信息(一个账户可以绑定多个车辆信息)，在账户中预存费用，移动支付app可以查询绑定车辆的通行记录并能查看电子发票，移动支付app的支付界面提供了余额支付、银行卡支付、微信支付及支付宝支付等多种支付途径，供用户选择使用。

二、入口/出口车道子系统，

分为入口车道子系统和出口车道子系统，分别设置在高速公路的各入口、出口处。入口车道子系统包括安装于入口车道的车牌识别装置、车道道闸控制器4和入口计算机3，出口车道子系统包括安装于出口车道的车牌识别装置、车道道闸控制器4和出口计算机3。所述的车牌识别装置包括埋设于道闸前端10米左右的地感线圈1和车道一侧的车牌识别相机2，地感线圈1与车牌识别相机2的控制端连接，向其发送触发信号。车牌识别相机2的输出端与入口计算机3连接，将识别的车牌号发送给计算机，入口计算机3与车道道闸控制器4连接，用于向其输出控制信号，控制道闸开闭。当车牌识别相机未提取到车牌信息时，系统提示收费员人工录入车牌。入口计算机能登录移动支付运营管理平台，收费员在计算机上确认车牌号是否为合法车牌，向车道道闸控制器发出控制信号，控制道闸打开，同时向移动支付运营管理平台发出交易信息，上传交易数据。

三、移动支付运营管理平台

移动支付运营管理平台位于云端服务器，手机移动支付app及入口/出口计算机均通过无线网关与移动支付运营管理平台传输数据。移动支付运营管理平台根据入口/出口车道子系统发来的交易信息标记车辆进出高速公路的位置，将位置信息返回给出口车道子系统，由出口车道子系统核算通行费用，并将通行信息发送到该车牌号对应的移动支付app账户中，供用户查看和支付。移动支付运营管理平台还管理所有app用户的账户，完成通行费扣费或与银行/第三方支付平台的支付对账。

四、移动支付网关

移动支付网关是入口/出口车道子系统与移动支付运营管理平台之间的传输媒介，移动支付网关与入口/出口车道子系统采用加密通信，加密采用符合交通部etc密钥体系的psam卡内国标etc卡密钥进行加密和生成mac；与移动支付运营管理平台采用交通行业ca认证。入口/出口车道子系统通过移动支付网关向移动支付运营管理平台发送/接收交易信息。

五、资金归集及电子发票子系统

各高速公路运营管理单元设立通行费移动支付账户，资金归集及电子发票子系统将移动支付app中支付的消费资金划转至出口收费站指定的路方账户，并向用户开具电子发票。资金归集及电子发票子系统也位于云端服务器，电子发票可应用户在手机app中的请求发送给用户，供其查看打印。

六、省联网清分结算中心

接收车道交易信息，定时向移动支付运营管理平台发送对账单，校核用户通行和支付信息。

应用上述系统所实现的高速公路通行费移动支付方法，按入口、出口划分以下步骤：

高速入口交易流程如图3所示，步骤如下：

步骤1-1、车辆靠近高速入口，入口车道处的地感线圈感应车辆经过，触发车牌识别相机抓拍车辆图像，若提取到车牌信息，发送给入口计算机；若未提取到，则提醒收费员录入车牌信息。

步骤1-2、入口计算机通过移动支付网关将车牌信息发送给移动支付运营管理平台，判断车牌信息是否合法，并将判断结果返回入口计算机。若合法，则在计算机屏幕上显示合法，收费员向车道道闸控制器发送控制信号，打开道闸，同时入口计算机向移动支付运营管理平台发送入口交易信息；若不合法，则提示报警。

高速出口交易流程如图4所示，包括以下步骤：

步骤2-1、车辆行驶至高速出口处，出口处地感线圈触发车牌识别相机再次采集车牌信息，若提取到车牌信息，则发送给出口计算机；若未提取到，则提示收费员录入车牌信息。

步骤2-2、出口计算机通过移动支付网关将车牌信息发送给移动支付运营管理平台，判断车牌信息是否合法，并将判断结果返回出口计算机。若合法，出口车道根据返回的合法入口信息核算通行费后向移动支付运营管理平台发送出口交易信息；若不合法，则提示报警。

步骤2-3、移动支付运营管理平台标记车辆入口信息、出口信息，平台判断该车辆是否为注册用户车辆及是否开通免密支付，若是免密支付用户，则根据出口车道上传的通行费信息完成免密支付，若非免密注册用户，则将通行费信息返回绑定的用户手机app，执行步骤2-4；若不是，则只返回到出口计算机，执行步骤2-5。

步骤2-4、免密支付用户，用户手机app中接收到通行信息，非免密支付用户选择支付方式输入支付密码确认支付，出口计算机上显示支付成功，收费员控制出口车道道闸打开，放行车辆。

步骤2-5、收费员告知用户收费金额，用户打开手机付款软件(例如微信或支付宝)，收费员用二维码扫描仪扫描用户的付款二维码收取费用。支付成功后，收费员控制出口车道道闸打开，放行车辆。

上述步骤涉及的是用户和移动支付运营管理平台之间的交易过程，除此之外，移动支付运营管理平台与第三方支付平台及省联网清分结算中心之间还有一些交易过程。移动支付运营管理平台管理用户的账户，用户在支付时除选择账户余额支付外，还有可能选择银行卡支付或微信、支付宝等第三方支付，如涉及第三方支付，移动支付运营管理平台就需与银行/第三方支付平台进行对账和费用结算。省联网清分结算中心是定期向移动支付运营管理平台发送对账单，核对用户通行和支付信息。

上述移动支付方法在执行过程中，不可避免会出现系统故障问题，如遇入口车道系统故障，无法采集或录入车牌信息，用户可停车领卡驶入。在出口车道，系统判断是否注册用户的同时，还需同时查询该车辆是否领卡驶入，未领卡驶入的，收费员确认计费正常后按键，系统自动扣费并抬杆放行；领卡驶入的，先停车交卡，再扣费放行。而若出口车道系统发生故障，未领卡驶入的注册用户需出示app收到的入口信息码，以其它方式交费；领卡驶入的用户，交卡，采用mtc系统交费。注册用户在出口既无通行卡，又无入口信息码的，按无卡车辆处理。