本发明涉及数据识别及处理领域，更具体地说，涉及一种用于对单向通道上车辆收费的方法、装置及系统。
背景技术：
电子不停车收费系统(electronictollcollection，etc)是为了减少道路收费口处的交通拥挤，加快车辆通过收费口的速度而建设的。etc是智能交通(intelligenttransportationsystem，its)的一项具体应用。etc主要由多种etc设备组成，如路侧单元(road-sideunits，rsu)和车载设备(on-boardunits，obu)。当车辆通过收费口时，obu读取集成电路(integratedcircuit，ic)卡，收费口处设置的rsu会与车辆上的obu之间进行通信，rsu会将ic卡信息与计算机收费系统通信，从而在计算机收费系统和ic卡之间完成对通行费的计费处理，实现电子结算收费。一般来讲，etc收费是针对单向通道而言，例如，在一个东西走向的收费公路上，针对一台由西向东的运行的车辆收费，由西向东是该收费公路的一个单向通道，同样地，由东向西是该收费公路的另外一个单向通道。目前，etc设备上均会运行相应的etc协议，etc协议信息包括定义的通信流程及在通信流程下需要传输的多种类型的通信帧，例如bst帧、vst帧等。通常，不同地区的etc设备会运行不同版本的etc协议，etc协议版本如gb/t20851-2007、db44/127-2002、wh/t1.3-2009等。出厂前，etc协议就被烧录在etc设备中，从而etc设备只能在特定地区使用；另外，当etc设备需要更换etc协议时，需要进行重新烧录。因而，现有的etc设备上只能运行一种etc协议，无法对不同版本的etc协议进行兼容，限制了etc设备的应用。rsu发射的交易信号实际上就是带有协议信息的电磁波，由电磁波的传输特性可知rsu的信号覆盖范围并不具有规则的均匀分布的边界(特别是在受到环境因素如反射、散射等影响情况下)。这使得不允许进行交易的区域也变成潜在可交易区域，如为了增加obu的识别能力而增大rsu的信号发生率，使得该rsu的信号覆盖到了邻道或后车位位置，将引起局部扣费次序混乱的问题，次序混乱进而可导致实际交通放行的逻辑混乱，潜在可导致拥堵情况发生。再者，现有技术是无法有效解决近年出现的潜在特殊行驶路径导致少扣费的漏洞问题。
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存在识别边界，导致出现扣费混乱的缺陷，提供一种不会出现扣费混乱的用于对单向通道上车辆收费的方法、装置及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于对单向通道上车辆收费的方法，包括如下步骤：
通过设置在所述单向通道出入口或该单向通道上的用户信息取得设备和用户终端之间的信息交互，取得用户终端信息，该用户终端信息包括设置在所述用户终端上的终端唯一识别码；其中，所述用户终端通过移动通信终端登录移动基站的方式与所述用户信息取得设备进行所述信息交互；
判断该用户终端是否在该单向通道的当前用户数据中，如否，将该用户终端信息加入所述当前用户数据中，并标记该用户信息取得设备对应的位置为该用户当前路径的起始位置；如是，将该用户信息取得设备对应的位置添加到该用户终端的当前路径中；
判断所述用户信息取得设备是否为所述单向通道的一个出口位置，如是，将该用户取得设备的对应位置标记为该用户终端当前路径的结束点，得到该用户终端当前路径的完整信息，并依据所述路径信息对该用户进行收费；如否，等待并在所述用户终端与另外一个用户信息去的设备建立连接时重复上述步骤；
其中，所述用户信息取得设备具有身份识别码以及该用户信息取得设备设置位置的地理位置信息，包括其设置在入口或出口的信息。
更进一步地，所述用户终端和所述用户信息取得设备进行信息交互的步骤进一步包括：
a)用户终端进入一个用户信息取得设备所在的区域，接收到所述用户信息取得设备发出的无线信号，进行基站切换，在不验证基站身份的情况下与所述用户信息取得设备连接；所述用户信息取得设备发出身份信息请求，要求所述用户终端上传其身份信息；所述用户终端在接收到所述请求后，对其进行应答；
b)所述用户信息取得设备接收所述用户终端发出的应答信号并取得其中的用户身份信息。
更进一步地，所述步骤a)中，用户信息取得设备通过动态地控制其自身发出的无线信号质量，使其在所述区域内维持最强的信号强度，进而保证用户终端在进入该区域后切换到其上。
更进一步地，所述步骤a)中进一步包括如下步骤：
a1)所述用户终端接收到所述用户信息取得设备通过广播信号发送的系统信息，并通过随机接入信道向所述用户信息取得设备发送连接请求，申请专用的控制信道；
a2)所述用户信息取得设备允许接入，并将分配的专用的控制信道信息通过agch发送到所述用户终端；
a3)所述用户终端通过所述专用的控制信道发出位置更新请求；所述用户信息取得设备接收该请求后，要求所述用户终端上报身份信息；
a4)所述用户终端上报其身份信息给所述用户信息取得设备，所述用户信息取得设备在取得其用户信息后，发送位置更新信息给所述用户终端，实现所述用户终端和所述用户信息取得设备的连接。
更进一步地，还包括如下步骤：在所述用户终端和所述用户信息取得设备进行连接时或进行连接后的设定时间内，取得设定区域内的图像，从而取得所述用户终端所在车辆的车牌图像；并将所述车牌图像作为所述用户信息的一部分与所述用户信息取得设备取得的用户信息关联在一起。
更进一步地，还包括如下步骤：所述用户信息取得设备将其取得的所用用户信息，传输到与多个用户信息取得设备连接的收费系统，所述收费系统对多个用户信息取得设备上传的用户信息进行识别、处理，形成该用户当前在该单向通道上的运行路径。
本发明还涉及一种实现上述方法的装置，包括：
用户信息取得单元：用于通过设置在所述单向通道出入口或该单向通道上的用户信息取得设备和用户终端之间的信息交互，取得用户终端信息，该用户终端信息包括设置在所述用户终端上的终端唯一识别码；其中，所述用户终端通过移动通信终端登录移动基站的方式与所述用户信息取得设备进行所述信息交互；
路径起点判断单元：用于判断该用户终端是否在该单向通道的当前用户数据中，如否，将该用户终端信息加入所述当前用户数据中，并标记该用户信息取得设备对应的位置为该用户当前路径的起始位置；如是，将该用户信息取得设备对应的位置添加到该用户终端的当前路径中；
路径终点判断单元：用于判断所述用户信息取得设备是否为所述单向通道的一个出口位置，如是，将该用户取得设备的对应位置标记为该用户终端当前路径的结束点，得到该用户终端当前路径的完整信息，并依据所述路径信息对该用户进行收费；如否，等待并在所述用户终端与另外一个用户信息去的设备建立连接时重复上述步骤；
其中，所述用户信息取得设备具有身份识别码以及该用户信息取得设备设置位置的地理位置信息，包括其设置在入口或出口的信息。
更进一步地，所述用户信息取得单元通过用户终端进入一个用户信息取得设备所在的区域，接收到所述用户信息取得设备发出的无线信号，进行基站切换，在不验证基站身份的情况下与所述用户信息取得设备连接；所述用户信息取得设备发出身份信息请求，要求所述用户终端上传其身份信息；所述用户终端在接收到所述请求后，对其进行应答；所述用户信息取得设备接收所述用户终端发出的应答信号并取得其中的用户身份信息。
更进一步地，所述用户信息取得单元进一步包括：
信号强度控制模块：用于动态地控制其自身发出的无线信号质量，使其在所述区域内维持最强的信号强度，进而保证用户终端在进入该区域后切换到其上；
控制信道请求模块：用于使所述用户终端接收到所述用户信息取得设备通过广播信号发送的系统信息，并通过随机接入信道向所述用户信息取得设备发送连接请求，申请专用的控制信道；
控制信道发送模块：用于使所述用户信息取得设备允许接入，并将分配的专用的控制信道信息通过agch(即accessgrantchannel，访问允许信道)发送到所述用户终端；
位置更新发送模块：用于使所述用户终端通过所述专用的控制信道发出位置更新请求；所述用户信息取得设备接收该请求后，要求所述用户终端上报身份信息；
身份信息发送模块：用于使所述用户终端上报其身份信息给所述用户信息取得设备，所述用户信息取得设备在取得其用户信息后，发送位置更新信息给所述用户终端，实现所述用户终端和所述用户信息取得设备的连接。
本发明还涉及一种使用上述方法的系统，该系统包括多个分别安装在单向通道出入口的用户身份信息收集设备和与所述多个用户身份信息收集设备连接的计算控制设备；所述计算控制设备包括位置与终端身份信息匹配单元和行驶轨迹生成单元；其中，所述用户身份信息收集设备包括：
无线讯号接入单元，用于运行移动终端身份信息提取程序，包括天线，信号感应控制单元，数据传输接口单元；
重选接入指令产生单元，用于产生并发射使得移动终端与无线讯号接入单元建立联系的切换信号，包括时钟产生电路单元，切换信号产生单元，射频功率放大单元，信号切换天线；
信号处理单元，用于控制重选接入指令产生单元产生切换信号；所述信号处理单元包括数据传输处理进程，协议数据处理进程，切换信号配置进程和用户信息提取进程；
其中，所述切换信号配置进程控制切换信号产生单元根据网络环境参数，将所述时钟产生电路单元产生的时钟信号转化为切换信号；所述数据传输接口单元与所述数据传输处理进程完成所述无线讯号接入单元与所述信号处理单元之间的协议数据传输；所述信号感应控制单元解调经由所述天线接收到的数字信号，转化为可识别的第一协议数据；所述协议数据处理进程根据接收到的第一协议数据，构建用于请求移动终端身份信息的第二协议数据，所述第二协议数据经由所述无线讯号接入单元发送；所述用户信息提取进程根据移动终端对所述第二协议数据的响应，将移动终端响应的协议数据传输给所述用户信息提取进程提取移动终端身份信息；
所述位置与终端身份信息匹配单元，用于将初始位置代码与收集的移动用户识别码关联上传至行驶轨迹生成单元；
所述行驶轨迹生成单元依据上述初始位置代码与各个中途通过的收费站位置代码以及最终驶出位置代码生成实际行驶路线轨迹，并上传至实际路程计算与结算单元。
实施本发明的用于对单向通道上车辆收费的方法、装置及系统，具有以下有益效果：由于采用用户终端采用基站切换的方式上传自己的身份信息到系统中，而系统又根据该基站(或用户信息取得设备)设置的位置以及该用户在连接到上述用户信息取得设备时是否存已经连接过其他用户信息取得设备，判断是将该地理位置作为该用户的起点位置，还是路径中的一个点，从而使得用户由进入单向通道开始的轨迹就一直被记录，直到其连接到一个设置在出口位置的用户信息取得设备(即离开单向通道)，于是可以得到用户在该功路上完整的运行路径，进而能够准确地计算出该用户应该缴纳的费用。同时，这种基站切换方式可以相对同时进行多个用户的连接，不存在现有技术中的逐个读取的问题。因此其收费速度快、可在单位时间内同时针对多个用户收费、不会出现扣费混乱的情况。
附图说明
图1是本发明用于对单向通道上车辆收费的方法、装置及系统实施例中方法的实现流程图；
图2是所述实施例中取得用户身份信息的具体流程图；
图3是所述实施例中装置的结构示意图；
图4是所述实施例中系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。
如图1所示，在本发明的一种用于对单向通道上车辆收费的方法、装置及系统实施例中，该方法包括如下步骤：
步骤s11用户信息取得设备通过基站切换方式得到用户身份信息，并连同自身的身份识别信息上传系统：在本实施例中，以一个在一段单向通道上运行的收费系统为例说明上述车辆运行路径的确定方法。该收费系统包括多个随用户车辆移动的用户终端、多个分别设置在该单向通道各个出入口的用户信息取得设备和与这些用户信息取得设备连接的计算控制设备组成。上述用户终端和用户信息取得设备上均分别设置有不同的唯一识别码表示其身份，其中，用户信息取得设备上还设置有其设置的地理位置信息以及其设置的位置信息(表示其设置在出口还是设置在入口的信息)。当一个用户终端移动到一个用户信息取得设备的作用范围内时，该用户终端会自动进行类似无线通信中进行基站切换的动作，连接该用户信息取得设备，并在设定的程序中将其自身的身份信息传送到上述用户信息取得设备中；之后，上述用户信息取得设备可以自己进行一系列的数据处理，将其自身的位置作为该用户运行路径的起点、运行路径中的一个点或运行路径的终点，从而得到该用户的当前运行路径并上传到计算控制设备进行收费等操作；也可以直接将用户信息上传到上述计算控制设备，由该计算控制设备进行该用户的运行路径形成和收费等工作。在本步骤中，用户终端移动到一个用户信息取得设备的作用范围内，并连接在上述用户信息去的设备上，将用户终端的信息传送给该用户信息取得设备；而该用户信息去的设备取得用户信息后，添加上其自身的身份信息，表示该信息由该用户设备取得信息取得，并将这些信息上传。其中，该用户终端信息包括设置在所述用户终端上的终端唯一识别码。在本实施例中，上述用户终端可以是特制的终端，也可以是运行在用户使用的移动通讯终端上的应用程序，即运行在用户的智能手机上的app；在这种情况下，上述终端唯一识别码可以是用户智能手机的imei码、手机号码或绑定上述imei码或手机号码的用户注册码中的一个。同时，在使用智能手机作为用户终端的情况下，并不需要特制的硬件终端。
步骤s12该用户存在于当前系统数据中否，如是，执行步骤s14；否则，执行步骤s13；值得一提的是，在本实施例中，该判断可以在上述用户信息取得设备中进行，也可以在该用户信息取得设备上传数据后在上述计算控制设备中进行。
步骤s13将该用户信息取得设备的位置作为该用户运行路径的起点：由于在上一步骤中已经判断在当前收费系统中并不存在该用户，也就是说该用户对于当前而言是首次出现在系统中，因此，该用户信息取得设备的地理位置，就是该用户在该公路上本次运行路径的起点位置，因此，将该用户终端信息加入所述当前用户数据中，并标记该用户信息取得设备对应的位置为该用户当前路径的起始位置。在本实施例中的另外一种情况下，也可以通过判断该用户信息取得设备的设置位置是否为入口位置来进行验证。如果是入口位置，则证明之前的判断无误。
步骤s14该用户信息取得设备设置位置是出口否，如是，执行步骤s16；否则，执行步骤s15；在本步骤中，由于在之前已经判断该用户存在于收费系统中，也就是说，上报该用户的用户信息取得设备并不是当前首个设备，即该用户已经在收费系统中具有运行路径，因此，在本步骤中，需要判断该用户信息取得设备是否设置在公路的一个出口，如果是，则表明该用户当前正在离开该单向通道，该用户信息取得设备的地理位置是该用户运行路径的终点；如果不是，则表明该用户还在上述单向通道上运行，该用户信息取得设备的地理位置是该用户运行路径中的一个点(即该用户终端经过该地理位置)。
步骤s15将该位置作为该用户运行路径中的一点加入其运行路径：在本步骤中，按照上面的记载，将该用户取得设备的地理位置作为该用户终端经过的一个点记载在该用户的运行路径中。
步骤s16将该位置作为该用户运行路径的终点加入其运行路径，并形成完成的运行路径：在本步骤中，将该用户取得设备的对应位置标记为该用户终端当前路径的结束点，得到该用户终端当前路径的完整信息；然后，依据所述路径信息对该用户进行收费。由于上述路径信息中是存在里程数，路径起点位置和路径终点位置等等信息，因此根据这些信息换算得到应该收取的费用数量，并可以使用绑定在用户识别码上的银行卡、微信、支付宝等等支付手段直接扣费。
在上述步骤s15执行完成后，系统等待并在所述用户终端与另外一个用户信息取得设备建立连接时重复上述步骤，以便得到该用户的完整的路径数据；一个完整的路径数据必然包括一个入口和一个出口，在执行完步骤s15后，由于其路径数据中并没有出口信息，因此不是一个完整的路径数据。值得一提的是，在本实施例中，所述用户信息取得设备具有身份识别码以及该用户信息取得设备设置位置的地理位置信息，包括其设置在入口或出口的信息。
更具体而言，在本实施例中，用户终端进入一个用户信息取得设备所在的区域，接收到所述用户信息取得设备发出的无线信号，进行基站切换，在不验证基站身份的情况下与所述用户信息取得设备连接；所述用户信息取得设备发出身份信息请求，要求所述用户终端上传其身份信息；所述用户终端在接收到所述请求后，对其进行应答；而所述用户信息取得设备接收所述用户终端发出的应答信号并取得其中的用户身份信息。其中，用户信息取得设备通过动态地控制其自身发出的无线信号质量，使其在所述区域内维持最强的信号强度，进而保证用户终端在进入该区域后切换到其上。
图2示出了一个用户终端在进入一个用户信息取得设备的作用范围内后，将其自身的身份信息上传到该用户信息取得设备的具体步骤，在图2中，包括如下步骤：
步骤s21用户终端收到广播信号，使用随机接入通道向用户信息取得设备发出连接请求：在本步骤中，所述用户终端接收到所述用户信息取得设备通过广播信号发送的系统信息，并通过随机接入信道向所述用户信息取得设备发送连接请求，申请专用的控制信道。
步骤s22用户信息取得设备允许接入，并将分配的专用控制通道的信息发送给用户终端：在本步骤中，所述用户信息取得设备允许接入，并将分配的专用的控制信道信息通过agch发送到所述用户终端。
步骤s23用户终端通过专用控制通道发出位置更新请求，用户信息取得设备要求其上报身份信息：所述用户终端通过所述专用的控制信道发出位置更新请求；所述用户信息取得设备接收该请求后，要求所述用户终端上报身份信息。
步骤s24用户终端上报身份信息，用户信息取得设备发送位置更新信息到该用户终端：在本步骤中，所述用户终端上报其身份信息给所述用户信息取得设备，所述用户信息取得设备在取得其用户信息后，发送位置更新信息给所述用户终端，实现所述用户终端和所述用户信息取得设备的连接。
此外，在本实施例，作为一种补充识别的措施，上述方法还可以包括如下步骤：即在所述用户终端和所述用户信息取得设备进行连接时或进行连接后的设定时间内，取得设定区域内的图像，从而取得所述用户终端所在车辆的车牌图像；并将所述车牌图像作为所述用户信息的一部分与所述用户信息取得设备取得的用户信息关联在一起。
值得一提的是，在本实施例中，一种情况下，所述用户信息取得设备将其取得的所用用户信息，传输到与多个用户信息取得设备连接的收费系统，所述收费系统对多个用户信息取得设备上传的用户信息进行识别、处理，形成该用户当前在该单向通道上的运行路径。
在本实施例中，还涉及一种实现上述方法的装置，图3示出了这种装置的具体结构。在图3中该装置包括用户信息取得单元31、路径起点判断单元32以及路径终点判断单元33；其中，用户信息取得单元31用于通过设置在所述单向通道出入口或该单向通道上的用户信息取得设备和用户终端之间的信息交互，取得用户终端信息，该用户终端信息包括设置在所述用户终端上的终端唯一识别码；其中，所述用户终端通过移动通信终端登录移动基站的方式与所述用户信息取得设备进行所述信息交互；路径起点判断单元32用于判断该用户终端是否在该单向通道的当前用户数据中，如否，将该用户终端信息加入所述当前用户数据中，并标记该用户信息取得设备对应的位置为该用户当前路径的起始位置；如是，将该用户信息取得设备对应的位置添加到该用户终端的当前路径中；路径终点判断单元33用于判断所述用户信息取得设备是否为所述单向通道的一个出口位置，如是，将该用户取得设备的对应位置标记为该用户终端当前路径的结束点，得到该用户终端当前路径的完整信息，并依据所述路径信息对该用户进行收费；如否，等待并在所述用户终端与另外一个用户信息去的设备建立连接时重复上述步骤。此外，所述用户信息取得设备具有身份识别码以及该用户信息取得设备设置位置的地理位置信息，包括其设置在入口或出口的信息。
当所述用户信息取得单元通过用户终端进入一个用户信息取得设备所在的区域，接收到所述用户信息取得设备发出的无线信号，进行基站切换，在不验证基站身份的情况下与所述用户信息取得设备连接；所述用户信息取得设备发出身份信息请求，要求所述用户终端上传其身份信息；所述用户终端在接收到所述请求后，对其进行应答；所述用户信息取得设备接收所述用户终端发出的应答信号并取得其中的用户身份信息。
在本实施例中，所述用户信息取得单元31进一步包括信号强度控制模块311、控制信道请求模块312、控制信道发送模块313、位置更新发送模块314和身份信息发送模块315；其中，信号强度控制模块311用于动态地控制其自身发出的无线信号质量，使其在所述区域内维持最强的信号强度，进而保证用户终端在进入该区域后切换到其上；控制信道请求模块312用于使所述用户终端接收到所述用户信息取得设备通过广播信号发送的系统信息，并通过随机接入信道向所述用户信息取得设备发送连接请求，申请专用的控制信道；控制信道发送模块313用于使所述用户信息取得设备允许接入，并将分配的专用的控制信道信息通过agch发送到所述用户终端；位置更新发送模块314用于使所述用户终端通过所述专用的控制信道发出位置更新请求；所述用户信息取得设备接收该请求后，要求所述用户终端上报身份信息；身份信息发送模块315用于使所述用户终端上报其身份信息给所述用户信息取得设备，所述用户信息取得设备在取得其用户信息后，发送位置更新信息给所述用户终端，实现所述用户终端和所述用户信息取得设备的连接。
本发明还涉及一种使用上述方法的系统，该系统包括多个分别安装在单向通道出入口的用户身份信息收集设备和与所述多个用户身份信息收集设备连接的计算控制设备。
对于本实施例而言，提供一种基于可靠的全球唯一身份识别码作为扣费对象判断唯一依据，可实现短时间内对集中区域中所有车辆进行瞬时扣费的高效收费系统。在本实施例中的一种情况下，该系统所包含用户信息取得设备、行驶轨迹生成单元、计费规则存储器、计价单元、扣费通知单元，其中，行驶轨迹生成单元、计费规则存储器、计价单元和扣费通知单元是上述计算控制设备的一部分。优选的，该系统还包含适用全国各地区的手机用户过路过桥自行计费客户端。
图4示出了在本实施例中一种情况下用户信息取得设备内部功能单元结构示意图。其中用户信息取得设备主要包含有：无线讯号接入单元11，重选接入指令产生单元12，信号处理单元13，数据库单元14。无线讯号接入单元11通过数据传输接口单元114与信号处理单元13相连，使用通用串行总线为通信协议。重选接入指令产生单元12和系统使用通用串行总线通信协议实现数据传输。启动操作系统，运行收费系统。
无线讯号接入单元11实现无线信号的发射和接收。包含模数转换电路单元112、信号感应控制单元113、数据传输接口单元114。
在本实施例中，为适应不同制式系统不同的频段，可以使用不同频率的天线。例如，对于td—scdma系统而言，可以使用工作频率为1880mhz到1900mhz以及2010mhz到2025mhz的天线；而对于wcdma系统而言，可以使用工作频率为2130mhz到2145mhz的天线；对于cdma2000系统，则可以使用工作频率为2110mhz到2125mhz的天线。
信号处理单元13工作流程总体上实现了通信流程中移动终端用户的移动用户识别码提取部分、移动终端用户身份的储存部分以及与移动终端断开连接部分。信号处理单元13包括数据传输处理进程131、协议数据处理进程132、切换信号配置进程133以及用户身份提取进程，以软件的方式完成3gpp基站的协议内容，使得设备能够完成一个基站实现的所有功能。并且在此基础上，根据3gpp协议，修改基站广播参数以及与3g终端通信的交互内容，完成与移动终端的连接与断开，并提取移动终端用户的身份信息。
同时，控制重选接入指令产生单元12产生切换信号，最大化地辅助无线讯号接入单元11感应移动终端。具体实现方式包括通过数据传输处理进程131实现usb2.0通信协议，与无线讯号接入单元11完成数字信号的收发。并进一步利用设备的计算资源完成数字信号的调制解调和纠错编解码。发送数据时，将需要发送的3gpp协议数据完成调制与编码转换成数字信号，通过usb2.0发送；接收数据时，将通过usb2.0接收到的数字信号进行解调、纠错和解码，恢复出3gpp协议数据。值得一提的是，在本实施例中使用3g协议作为例子来说明，但是，在本实施例中，实际上使用的协议并不仅仅包括3g协议，使用4g或5g的协议也是可以的。
而协议数据处理进程132用途在于提取用户终端的身份信息，由于基于开源软件的无线通信网标准协议，可以分为物理传输层、数据链路层和网络层三层；其中物理层用于提供传输比特流的物理链路；数据链路层建立无线通信网各系统之间进行消息通信所需的可靠专用数据链路；网络层是收发和处理信令消息的实体，功能最为重要。而网络层又分为无线资源管理层、移动性管理层和接续管理层。无线资源管理层为移动终端建立数据传输路径和信令路径，移动性管理层处理移动终端的位置信息，接续管理层处理路由功能；除了完成基本的无线通信网协议内容外，通过对无线资源管理层参数的修改，使得无线讯号接入单元11的信号强度为其覆盖范围内最强，从而移动终端更容易发生小区重选。并在与移动终端发生小区重选的同时，提取移动终端用户的身份信息，包括移动用户识别码以及移动设备身份码。
在移动终端小区重选过程中协议数据处理进程132提取用户终端身份信息。具体包括：协议数据处理进程132构建新的系统信息，通过无线讯号接入单元11广播发送；当移动终端接收到广播的系统信息后，根据小区重选策略发起小区重选过程，在rach(randomaccesschannel)随机接入信道发送接入请求，申请sdcch(stand-alonededicatedcontrolchannel)独立专用控制信道；协议数据处理进程132响应接入请求，在下行信道允许接入信道。agch(accessgrantchannel)信道上向移动终端发送sdcch信道分配信息，换言之，agch用于设备向随机接入成功的移动终端发送指配了的独立专用控制信道sdcch；移动终端接入分配的sdcch信道，发送locationupdaterequest消息请求位置更新；协议数据处理进程132构建身份识别identityrequest消息，请求移动终端身份信息，包括移动用户识别码和移动设备身份码；移动终端响应身份请求，回送移动终端身份信息；协议数据处理进程132构建locationupdateaccept消息，允许移动终端接入。
切换信号配置进程133用于控制产生合适的切换信号。3g协议在基站身份认证方面对无线通信网协议进行了修改，无线通信网协议在移动终端接入基站时没有进行对基站的身份认证，而3g协议在移动终端接入基站时实现了对基站的身份认证。由于无线讯号接入单元11没有与移动通信服务运营商建立通信，无法通过移动终端的基站身份认证，因此切换信号的功能就是令移动终端按照无线通信网协议所述的方式重选到无线讯号接入单元11。移动终端的小区重选流程包括：移动终端一直在测量所在小区以及周围小区的信号质量，并为其排序，选择能够提供最优的服务质量的小区。切换信号配置进程133就是根据无线讯号接入单元11所在位置附近小区的信号质量，动态地影响基站的信号质量，使得基站不足以为移动终端提供稳定的移动通信服务。因此移动终端转而重选到无线通信网基站寻求更稳定的通信服务。由于无线讯号接入单元11在协议数据处理进程132的控制下实现一个无线通信网基站的基本功能，并且提供更好的信号质量，从而实现移动终端重选到无线讯号接入单元11，而在重选过程中移动终端忽略对基站的身份认证。
用户身份提取进程134用于提取汇总移动终端的用户身份信息，主要包括移动终端用户的移动用户识别码。其中移动用户识别码可以在移动终端重选到无线讯号接入单元11时，向移动终端请求用户的移动用户识别码，然后由用户身份提取进程从协议数据处理进程132处理的协议内容中提取出用户的移动用户识别码。当提取到移动终端用户对应的移动用户识别码后，由用户身份提取进程134存储入数据库单元14。
数据库单元14的功能是实现写入与读取移动终端用户的身份信息。数据库单元14包括数据存储进程以及数据存储空间，用于方便地存储和与读取移动终端用户的身份信息，主要包括移动终端用户的移动用户识别码以及移动终端的移动设备身份码。数据存取进程用于与信号处理单元13通信，获取要存储进入数据存储空间的移动终端身份信息，或者从数据存储空间将移动终端用户的身份信息读出。数据存储空间用于存放以移动用户识别码，移动设备身份码格式存放移动终端身份信息。
对于主流的移动通信制式，本实施例中的技术方案均能适用，例如gsm、lte通信制式，并不局限于具体的通信制式。
在本实施例中，依据各地公路计费规则，对用户信息取得设备所收集的车载移动终端身份识别码的数据信息使用可以非常灵活。作为最基础的实施方式，本发明提供的实施例包含：分布于入口处的用户信息取得设备均在系统中预设关联各自对应的入口的实际地理位置信息，当某一入口处的用户信息取得设备收集到首次进入收费路口时，视为一次有效行程周期内系统对车辆初始位置的记录凭证，位置与终端身份信息匹配单元，用于将初始位置代码与收集的移动用户识别码关联上传至实际路程计算与结算单元。当车辆行驶至下一出口时，某一出口处的用户信息取得设备收集到首次驶出收费路口，视为一次有效行程周期内系统对车辆驶出位置的记录凭证，行驶轨迹生成单元依据上述初始位置代码与各个中途通过的收费站位置代码以及最终驶出位置代码生成实际行驶路线轨迹。该行驶轨迹生成单元将驶出位置代码与收集的移动用户识别码关联上传至实际路程计算与结算单元(收费系统)。实际路程计算与结算单元依据同一终端身份信息匹配的车辆初始位置与驶出位置，并结合计费规则，计算应扣费数额。
对于跨越多个收费站长途行驶的情形，各个收费站均是以上述方式分别匹配关联各个收费站对应的位置代码与收集的移动用户识别码，并上传至实际路程计算与结算单元存储以上匹配信息。由收费系统中的行驶轨迹生成单元依据上述初始位置代码与各个中途通过的收费站位置代码以及最终驶出位置代码形成实际行驶路线轨迹。收费系统还包括实际路程计算与结算单元，用以依据上述生成的实际行驶路线轨迹计算出实际车行里程，并结合计费规则，计算应扣费数额。实际行驶路线轨迹是车辆在收费路段实际路径的轨迹信息。是计价扣费的重要依据。如此，则能够有效避免现有计费系统中因行驶路线迂回可能产生的潜在漏扣费或少扣费情况。
在本实施例中，同样可以不设传统收费站，而仅仅在于各个位置节点设置电子不停车收费系统用于获取驾驶员携带的移动终端身份信息即可，因此更适应实现公路全程无实体收费站的规划方式。
在本实施例中，用户终端可以是便于操作的适用全国各地区的手机用户过路过桥自行计费客户端，该客户端图形用户界面可根据实际需要设定包含用户实名注册、银行卡绑定与充值、地图线路标定、历史行程线路与计费，计价规则说明、行驶路线费用最优规划方案显示、账户安全设置等实用功能。
需要考虑一种更为特殊的情形，作为对本实施例可实施性的支持。本发明揭示的用户信息取得设备优选是配备有高清摄像头模组，用于在驾驶驶入位置处一并摄入车牌信息，作为收费系统对车主身份信息获取的补充渠道，以解决在驾驶员全程关机或未携带移动终端进入单向通道后系统无法获取其移动终端身份信息的特殊情形，此种情形下，用户信息取得设备是依据所摄取得车牌信息与驶入/驶出位置代码关联上传至收费系统。实际路程计算与结算单元依据与同一车牌匹配的车辆初始位置与驶出位置，并结合计费规则，计算应扣费数额。
在本实施例中，首先无需设置收费分流匝道，不存在现有收费站普遍存在的人工收费而产生的局部拥堵现象，仅需在指定的位置节点设置电子不停车收费系统即可，对于驾驶员而言，整个行程中不再有人工收费环节。同时，在本市实施例中，全程记录车辆在单向通道/桥上的行驶路径，并以实际起始位置节点、行驶过程中各连续位置节点以及结束位置节点生成车辆行驶的实际路径轨迹，计算里程及费用，避免潜在的漏扣费或少扣费情形。
对于实际运作情形中的特殊情况，例如车内同行人员移动终端均已装载具有图形用户界面的客户端app，且在一行人员在进入收费路段时均被感知，被感知的身份信息优选是进入缓存待确认数据状态，而且数据服务器会在第一时间向各个移动终端的图形用户界面的客户端app反馈一征求移动终端携带者确认的通知消息，并最终是由开启确认通知的移动终端的身份信息与地理位置代码形成有效绑定数据，作为后续实际行驶路线轨迹计算与扣费的最终依据。
为更强优化本申请方案在多变复杂实际情形下的实用性，申请人列举一情形包括：在行驶时，不可避免涉及通信过程中上/下行链路数据连续互通过程的中断情况，在期间导致车辆在进/出站时刻未被及时感知。其中，最直观常见的情形为移动终端断电，或系统短时升级维护。对于以上情况，仍应借助用户信息取得设备优选是配备有高清摄像头模组实施方案进行解决，用于在驾驶驶入位置处一并摄入车牌信息，作为收费系统对车主身份信息获取的补充渠道，以解决在驾驶员全程关机进入单向通道后系统无法获取其移动终端身份信息的特殊情形，此种情形下，用户信息取得设备是依据所摄取得车牌信息与驶入/驶出位置代码关联上传至收费系统。实际路程计算与结算单元依据与同一车牌匹配的车辆初始位置与驶出位置，并结合计费规则，计算应扣费数额。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。