本发明属于智慧交通领域，尤其涉及一种基于移动支付的高速公路通行费快速结算系统及方法。
背景技术：
近年来，我国高速公路发展迅速，国家高速公路网络逐步形成，为我国经济社会发展和人民群众安全便捷出行作出了重要贡献。随着社会进步和机动车辆的快速增加，公路网交通流量急剧增加，部分公路因停车收费造成交通拥堵的现象时有发生。我国高速公路通行费缴纳方式较为单一，虽然2015年9月全国高速公路etc联网后，高速公路收费站可实现不停车收费，但现金交费方式仍是其主要收费手段。
现金交费方式需要司机停车交费，时间较长，容易造成拥堵，增加汽车尾气排放，降低了车辆通行效率。同时车辆用户需要携带现金，给车辆用户带来麻烦及安全隐患。
etc收费方式采用非现金支付方式，通过技术手段提升高速公路服务水平的同时，实现节能减排、节约土地和节省费用的目标，产生巨大的经济效益和社会效益。但是，该支付方式存在应用场景局限、用户需花费购买obu、充值繁琐等问题，导致用户成本较高，限制了etc普及率。
目前随着移动支付方式的普及，公众对高速公路交费方式多样化的需求日益强烈。因此，如何基于移动支付进一步提高高速公路收费效率，是本领域技术人员目前迫切需要解决的技术问题。
技术实现要素：
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于移动支付的高速公路通行费快速结算方法及系统，引入移动支付，利用移动互联网技术在车辆经过收费车道前，对结算信息进行提前处理，提高高速公路收费站通行效率，为车辆用户提供一种方便、高效的支付方式。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于移动支付的高速公路通行费快速结算系统，包括：
入口/出口收费广场车辆信息采集设备，用于在车辆到达入口/出口收费广场时采集车辆信息，并经由收费站结算平台发送至区域结算平台；
入口/出口收费车道系统，用于在车辆行驶至入口/出口收费车道时采集车辆信息，在验证车辆的合法信息/支付成功信息后控制放行车辆，以及将车辆入站/出站数据经由收费站结算平台发送至区域结算平台；
区域结算平台，用于根据车辆信息进行合法性查询/通行费结算，并将合法性查询结果和结算信息发送至收费站结算平台；
收费站结算平台，用于根据结算信息生成电子票据发送至车辆用户智能终端，完成通行费支付，以及将车辆的合法信息/支付成功信息发送至所述入口/出口收费车道系统。
进一步地，所述入口/出口收费车道系统包括车道控制设备，以及与所述车道控制设备连接的收费车道车辆信息采集设备、电动栏杆、通行信号灯、费额显示器。
进一步地，所述车辆用户、高速公路管理单位预先在区域结算平台注册为合法用户，并将车辆用户、高速公路管理单位的交易账户与对应支付平台虚拟账户进行绑定。
进一步地，所述结算信息包括：车辆用户合法性、车辆通行费、区域结算平台绑定的车辆信息、车辆用户和高速公路运营管理单位绑定账号。
根据本发明的第二目的，本发明还提供了一种基于移动支付的高速公路通行费快速结算方法，包括以下步骤：
车辆行驶至入口收费站收费广场，收费广场车辆信息采集设备采集车辆信息，经由收费站结算平台发送至区域结算平台；区域结算平台根据所述车辆信息查询该车辆用户的合法性，将合法信息返回至收费站结算平台；
车辆行驶至收费车道，收费车道系统采集车辆信息，并将车辆信息传送至收费站结算平台；收费站结算平台将所述车辆用户的合法信息传送至收费车道系统，若为合法用户，收费车道系统控制放行该车辆，并将该车辆的入站数据上传至收费站结算平台，经收费站结算平台存储后，并上传至区域结算平台；
车辆行驶至出口收费站收费广场，收费站收费广场车辆信息采集系统采集车辆信息，经由收费站结算平台发送至区域结算平台；区域结算平台根据所述车辆信息得到结算信息，并返回至收费站结算平台；
车辆行驶至收费车道，收费车道系统采集车辆信息，并将车辆信息传送至收费站结算平台；收费站结算平台根据所述车辆的结算信息生成电子票据，推送至车辆用户的智能终端，由收费站结算平台完成通行费支付工作。
进一步地，所述方法还包括：
收费站结算平台将支付结果返回至收费车道系统，若支付成功，控制放行该车辆；
收费车道系统将该车辆的出站数据上传至收费站结算平台，经收费站结算平台存储后，并上传至区域结算平台。
进一步地，若交易过程中支付失败，则收费站结算平台向收费车道系统和车辆用户返回结算失败的信息，提醒车辆用户继续支付；若无法支付则采用人工缴费系统缴费。
进一步地，所述通行费支付包括：将所述电子票据推送至车辆用户的智能终端，等待用户确认；所述智能终端接收用户的确认信息，将经过确认的电子票据发送至所述收费站结算平台；收费站结算平台将通行费金额从车辆用户事先绑定的账户转至结算平台账户；或，
若用户事先授权收费站结算平台具有自行扣款功能，收费站结算平台将通行费金额从车辆用户事先绑定的账户转至结算平台账户。
进一步地，所述结算信息包括：车辆用户合法性、车辆通行费、区域结算平台绑定的车辆信息、车辆用户和高速公路运营管理单位绑定账号。
进一步地，区域结算平台按照既定的拆分原则从支付平台账户拆分至高速公路运营管理单位指定账户。
本发明的有益效果
1、本发明在收费站入口广场采集车辆信息，经由收费站结算平台向区域结算平台申请查询车辆用户合法性，区域计算平台查询后将车辆用户合法性结果返回至收费站结算平台，在车辆驶入收费车道时再次采集车辆信息，收费车道控制设备向收费站结算平台查询该车辆用户合法性从而控制车辆的通行；在出口收费站广场采集车辆信息，经由收费站结算平台向区域计算平台申请通行费结算，区域结算平台验证车辆用户合法性并进行通行费用的结算，结算结果返回至收费站结算平台，车辆驶入收费车道时再次采集车辆信息，车辆信息传送至收费站结算平台从而进行支付环节。即，车辆在驶入入口广场提前验证了待驶入高速公路的车辆合法性，在出口广场上提前进行了通行费的结算，提高了车辆在高速入口和出口的通行效率。尤其是对于高速公路上车流量很大的情况下，相对于现有的高速公路收费方法，通行效率的提高更为明显，有效缓解了车辆排队、拥堵现象。
2、本发明将移动支付引入高速公路收费，提供了一种新的支付方式，相对于现有的人工收费，结算效率大大提高；并且该支付方式无需车辆用户加装新设备，并且能够在不改变现有高速公路的收费模式的前提下，方便的与现有高速公路收费系统相兼容，易于使用；
3、本发明提出区域结算平台实现了车辆用户、高速公路运营管理单位信息的管理、维护，通行费支付信息的查询、通行费计算及拆分，各收费站结算平台的管理等功能，收费站结算平台实现了通行费支付信息上传下达及支付处理，对各收费车道控制设备的管理等功能。通过区域结算平台与各收费站结算平台相结合实现车辆用户通行费大跨度、大范围基于移动支付快速结算的目的。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明一种基于移动支付的高速公路通行费快速结算系统的关系示意图；
图2为本发明一种基于移动支付的高速公路通行费快速结算方法及系统的账户关系示意图；
图3为本发明一种基于移动支付的高速公路通行费快速结算方法及系统入口交易流程示意图；
图4为本发明一种基于移动支付的高速公路通行费快速结算方法及系统出口交易流程示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提出的总体思路：
随着社会进步和机动车辆的快速增加，公路网交通流量急剧增加，部分公路因停车收费造成交通拥堵的现象时有发生。尽管2015年9月全国高速公路etc联网后，高速公路收费站可实现不停车收费，但现金交费方式仍是其主要收费手段。现金交费方式需要司机停车交费，时间较长，容易造成拥堵，增加汽车尾气排放，降低了车辆通行效率。同时车辆用户需要携带现金，给车辆用户带来麻烦及安全隐患。etc收费方式采用非现金支付方式，通过技术手段提升高速公路服务水平的同时，实现节能减排、节约土地和节省费用的目标，产生巨大的经济效益和社会效益。但是，该支付方式存在应用场景局限、用户需花费购买obu、充值繁琐等问题，导致用户成本较高，限制了etc普及率。
目前随着移动支付方式的普及，公众对移动支付交费方式的需求日益强烈。因此，本发明公开了一种基于移动支付的高速公路通行费快速结算方法及系统进一步提高高速公路收费效率及车辆用户体验。
为实现高速公路通行费能够移动支付，在每个收费站设置收费站结算平台，为管理各收费站结算平台，设置区域管理平台。由于高速公路网存在范围广、收费站点多等特点，在为提高通行费结算的速度，在入口/出口收费广场车辆信息采集设备，用于车辆用户信息的提前采集，利用车辆在收费广场车辆信息采集设备至收费车道车辆信息采集设备之间的行驶时间，区域结算平台和收费站结算平台将该车辆通信费结算信息进行预处理。车辆行驶至收费车道时，直接由收费站结算平台对通行费进行扣款支付，避免车辆到收费车道才开始通行费查询、计算、结算、扣款等步骤，以达到提高通行费结算的目的。
收费站入口主要完成为车辆用户合法性验证工作，收费站出口主要完成车辆用户合法性验证及通行费结算工作。
车辆行驶至入口收费站收费广场，收费广场车辆信息采集设备采集车辆信息，经由收费站结算平台发送至区域结算平台；区域结算平台根据所述车辆信息查询该车辆用户的合法性，将合法信息返回至收费站结算平台；
车辆行驶至收费车道，收费车道系统采集车辆信息，并将车辆信息传送至收费站结算平台；收费站结算平台将所述车辆用户的合法信息传送至收费车道系统，若为合法用户，收费车道系统控制放行该车辆，并将该车辆的入站数据上传至收费站结算平台，经收费站结算平台存储后，并上传至区域结算平台；
车辆行驶至出口收费站收费广场，收费站收费广场车辆信息采集系统采集车辆信息，经由收费站结算平台发送至区域结算平台；区域结算平台根据所述车辆信息得到结算信息，并返回至收费站结算平台；
车辆行驶至收费车道，收费车道系统采集车辆信息，并将车辆信息传送至收费站结算平台；收费站结算平台根据所述车辆的结算信息生成电子票据，推送至车辆用户的智能终端，由收费站结算平台完成通行费支付。
实施例一
本实施例公开了一种基于移动支付的高速公路通行费快速结算系统，如图1所示，所述系统包括收费广场车辆信息采集设备、收费车道系统、收费站结算平台、区域结算平台，车辆用户终端，高速公路管理单位终端。其中，收费站结算平台与收费广场车辆采集系统、区域结算平台、收费车道系统、车辆用户终端通过网络连接。区域结算平台与收费站结算平台、车辆用户终端、高速公路管理单位终端通过网络连接。收费站广场车辆信息采集设备与收费车道车辆信息采集设备保持一定距离，先通过广场车辆信息采集设备，再通过收费车道车辆信息采集设备。
如图2所示，车辆用户、高速公路管理单位在结算平台注册为合法注册用户，并将车辆用户、高速公路管理单位的交易账户与对应支付平台虚拟账户进行绑定。其中，车辆用户注册信息包括用户的手机号、身份证号、车牌号、车辆照片、用于交易的账户信息等信息，高速公路运营管理单位信息包括单位名称、地址、经营许可、用于交易的账户等信息。
所述收费广场车辆采集系统为高清图像车辆信息采集设备、基于无线通信的路侧单元，与第一传输设备连接；
所述收费车道系统主要为车道控制设备、收费车道车辆信息采集设备、电动栏杆、通行信号灯、费额显示器，收费车道车辆信息采集设备、电动栏杆、通行信号灯、费额显示器与车道控制设备相连，车道控制设备与第二传输设备相连。车道控制设备放置于收费亭内，收费车道车辆信息采集设备、电动栏杆、通行信号灯、费额显示器，设置于收费岛上。
所述收费站结算平台主要为结算平台软件，运行该结算平台软件的服务器、计算机及存储设备；服务器、计算机及存储设备与第三传输设备相连，设置于收费站机房内。收费站结算平台实现车辆驶入和驶出收费站过程中，结算信息的接收、处理、清分、结算、统计、推送等功能。
所述区域结算平台主要为结算平台软件，运行该结算平台软件的服务器、计算机及存储设备；服务器、计算机及存储设备与第四传输设备相连，设置于区域结算中心的机房内。区域结算平台实现车辆移动支付注册用户、高速公路运营管理单位用户的管理，具有车辆通行费结算信息的接收、处理、清分、结算、统计、推送等功能。
每个区域结算平台可以与多个收费站结算平台建立通信连接，并且，所述区域结算平台可以包括一级或多级结算平台，上级的结算平台具有访问下级结算平台的权限，例如，分别设置省级、市级、和县级结算平台，有利于实现车辆用户通行费大跨度、大范围基于移动支付快速结算的目的，同时，也有利于交通管理部门对于高速通行的管理。
所述车辆用户终端、高速公路管理单位终端主要包括pc电脑，运行app的智能终端。所述运行app的智能终端包括智能手机、平板电脑、可穿戴设备或车载终端设备等。
所述第一传输设备和第二传输设备分别于第三传输设备连接，第三传输设备与第四传输设备连接。
所述收费站结算平台和区域结算平台与车辆用户终端和高速公路管理单位终端通过网络相连。
所述系统的工作流程如下：
如图3所示，车辆驶入高速公路时，行驶至入口收费站收费广场时，收费站收费广场车辆信息采集设备采集车辆信息，并将车辆信息传送至收费站结算平台；
收费站结算平台根据车辆信息向区域结算平台申请查询该车辆用户的合法性；
区域结算设备查询用户注册信息数据库，核实车辆用户的合法性，将核实结果返回至收费站结算设备；
车辆行驶至收费车道，收费车道系统采集车辆信息，并将车辆信息传送至收费站结算平台；
收费站结算平台将所述车辆用户的合法信息传送至收费车道；收费车道控制设备收到信息后，若为合法用户，则控制车道设备放行车辆。
收费车道控制设备将该车辆的收费车道数据上传至收费站结算平台，经收费站结算平台存储，并上传至区域结算平台。
如图4所示，车辆驶出高速公路时，行驶至出口收费站收费广场后，收费站收费广场车辆信息采集系统采集车辆信息，并将车辆信息传送至收费站结算平台；
收费站结算平台根据车辆信息向区域结算平台申请该车辆用户的结算信息；
区域结算平台查询并处理，将结果返回至收费站结算平台；
车辆行驶至收费车道，收费车道系统采集车辆信息，并将车辆信息传送至收费站结算平台；
收费站结算平台验证、核实并形成电子票据，收费站结算平台将具有支付金额、入口、出口、路径、费率、时间等收费相关信息的消费电子票据推送至车辆用户的智能终端，待用户确认；
车辆用户的智能终端通过网络将确认信息的电子票据发送至收费站结算平台；
收费站结算平台将通行费金额从车辆用户事先绑定的账户转至结算平台账户；
收费站结算平台将支付结果返回至车道控制设备，若为支付成功，则控制车道设备放行车辆。
收费车道控制设备将该车辆的收费车道数据上传至收费站结算平台，经收费站结算平台处理后上传至区域结算平台。
区域结算平台按照既定的拆分原则从支付平台账户拆分至高速公路运营管理单位指定账户。车辆用户及高速公路管理部门均能通过终端查询交易状况。若交易过程中支付失败，则收费站结算平台向收费车道系统和车辆用户返回结算失败的信息，提醒车辆用户继续支付，无法支付则采用人工缴费系统缴费后，驶出高速公路。
作为一种替代支付方式，若用户事先授权结算平台具有自行扣款功能，无需车辆用户确认，收费站结算平台将通行费金额从车辆用户事先绑定的账户转至结算平台账户。
结算信息主要包括车辆用户合法性、车辆通行费用、平台绑定车辆信息、车辆用户和高速公路运营管理单位绑定账号等。
本发明的有益效果
1、本发明在收费站入口广场采集车辆信息，经由收费站结算平台向区域结算平台申请查询车辆用户合法性，区域计算平台查询后将车辆用户合法性结果返回至收费站结算平台，在车辆驶入收费车道时再次采集车辆信息，收费车道控制设备向收费站结算平台查询该车辆用户合法性从而控制车辆的通行；在出口收费站广场采集车辆信息，经由收费站结算平台向区域计算平台申请通行费结算，区域结算平台验证车辆用户合法性并进行通行费用的结算，结算结果返回至收费站结算平台，车辆驶入收费车道时再次采集车辆信息，车辆信息传送至收费站结算平台从而进行支付环节。即，车辆在驶入入口广场提前验证了待驶入高速公路的车辆合法性，在出口广场上提前进行了通行费的结算，提高了车辆在高速入口和出口的通行效率。尤其是对于高速公路上车流量很大的情况下，相对于现有的高速公路收费方法，通行效率的提高更为明显，有效缓解了车辆排队、拥堵现象。
2、本发明将移动支付引入高速公路收费，提供了一种新的支付方式，相对于现有的人工收费，结算效率大大提高；并且该支付方式无需车辆用户加装新设备，并且能够在不改变现有高速公路的收费模式的前提下，方便的与现有高速公路收费系统相兼容，易于使用；
3、本发明提出区域结算平台实现了车辆用户、高速公路运营管理单位信息的管理、维护，通行费支付信息的查询、通行费计算及拆分，各收费站结算平台的管理等功能，收费站结算平台实现了通行费支付信息上传下达及支付处理，对各收费车道控制设备的管理等功能。通过区域结算平台与各收费站结算平台相结合实现车辆用户通行费大跨度、大范围基于移动支付快速结算的目的。
本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。