高速公路二段式收费系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于高速公路收费的系统及采用该系统的高速公路收费方法。

背景技术：

目前高速公路普遍按里程付费，采用的收费方式分为：人工电脑收费方式(Manual Toll Collection，MTC)，电子不停车收费(Electronic Toll Collection，ETC)。

在车辆进入高速公路的入口收费站，MTC需采用人工方式为每一辆经过收费站的车辆发放收费卡，而在出口收费站，同样采用人工方式收取每一辆经过车辆的收费卡，通过专用设备读取信息后，进行人工收费。这样方式的缺点是：效率低下，在面对大客流时，容易造成车辆拥堵。为解决该问题，有些收费站在入口处采用自助设备进行收费卡的发放，但自助设备也需要驾驶员停车取卡，对于一些技术不娴熟的驾驶员而言，甚至需要下车取卡，反而降低了车辆的通行速度。

相比于MTC，ETC更为高效，其通过安装在车辆上的OBU(On Board Unit)在通信覆盖区内实现与收费站相应收费设备的通信，从而完成自动交易、自动放行。但ETC存在的问题是，通信速度慢、覆盖区范围小，装有OBU的车辆需确认OBU与收费设备能够实现正常通信。因此，装有OBU的车辆必须减慢车速，甚至停车才能完成与收费设备之间的通信，从而降低了收费口的通行效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提高高速路收费口的通行效率。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种高速公路二段式收费系统，包括高速公路入口放行单元、高速公路出口放行单元、用于注册用户信息和/或车牌信息的车辆信息注册单元及数据中心，高速公路入口放行单元、高速公路出口放行单元、车辆信息注册单元均与数据中心建立通信连接，其特征在于，高速公路入口放行单元包括位于高速公路入口处的入口车辆信息读取单元以及布置于高速公路每个入口放行匝道的入口车辆放行单元，入口车辆信息读取单元及所有入口车辆放行单元均与数据中心建立通信连接；

高速公路出口收费站的高速公路出口车道区域被划分出出口交易广场及出口控制区域，车辆驶离出口交易广场后驶入出口控制区域，出口控制区域内布置有多条出口放行通道，所述高速公路出口放行单元包括布置于出口交易广场的出口车辆信息读取单元及扣费单元以及布置于每条出口放行通道的车牌获取单元及由车道工控机控制的自动放行闸机，出口车辆信息读取单元与扣费单元相连，车牌获取单元与各自车道的自动放行闸机的车道工控机相连，扣费单元及所有车道工控机均与数据中心建立通信连接。

优选地，所述入口车辆放行单元包括车牌获取机构及由车道工控机控制的入口自动放行闸机，车牌获取机构连接入口自动放行闸机的车道工控机，入口自动放行闸机的车道工控机连接所述数据中心。

优选地，所述入口车辆信息读取单元包括用于与所述车辆信息注册单元进行信息交互的入口信息交互单元及用于获取车牌号码的入口车牌获取单元，入口车牌获取单元与入口信息交互单元相连，入口信息交互单元与所述数据中心建立通信连接。

优选地，所述出口车辆信息读取单元包括用于与所述车辆信息注册单元进行信息交互的出口信息交互单元及用于获取车牌号码的出口车牌获取单元，出口车牌获取单元与出口信息交互单元相连，出口信息交互单元与所述数据中心建立通信连接。

优选地，位于高速公路入口处的车道区域被划分出入口交易广场及入口控制区域，其中，所述入口车辆信息读取单元位于入口交易广场，所述入口车辆放行单元位于入口控制区域。

优选地，还包括入口车道提示单元，布置在所述入口交易广场与所述入口控制区域之间；还包括出口车道提示单元，布置在所述出口交易广场与所述出口控制区域之间。

本实用新型将高速公路的收费、放行方式变更为两段式，在第一段区域时完成收费，而第二段区域根据第一段区域的收费情况对相应车辆进行自动放行，因此，可以大大提高高速公路收费区域的通行速度。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种高速公路二段式收费系统的系统框图；

图2A为高速公路入口收费流程图；

图2B为高速公路出口收费流程图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

结合图1，本实用新型提供了一种高速公路二段式收费系统，包括车辆信息注册单元，用户先向数据中心注册用户信息、车辆信息以及付费渠道信息后，再在车辆信息注册单元内存储已注册的用户信息、车辆信息。车辆信息注册单元可以以各种形式实现，例如可以采用智能手机，利用手机App来完成信息登录的工作，同时，将已注册的信息存储在手机内。车辆信息注册单元也可以采用二维码等可以存储、展示信息的介质，此时，用户需要去专门的信息录入中心或依据利用手机App来录入信息，再由相关部门或系统根据用户录入的信息生成二维码之类的介质。车辆信息注册单元同样也可以采用OBU之类的设备，此时，依然需要用户去专门的信息录入中心或依据利用手机App来录入信息，再由相关部门或系统将用户录入的信息录入OBU之类的设备中。

数据中心，用于建立、存储与更新各用户的用户信息、车牌信息、付费渠道信息以及收费信息四者之间的映射关系。收费信息至少包括高速公路入口信息、高速公路出口信息以及付费信息。数据中心为每个用户分配不同的用户状态标志。数据中心可以采用云服务器等来实现。

本实用新型将高速公路入口处的区域及高速公路出口处的区域划分为两个部分，对于高速公路入口处的区域而言，划分为入口交易广场及入口控制区域，对于高速公路出口处的区域而言，划分为出口交易广场及出口控制区域。由于高速公路入口处的区域不需要面临费用结算的问题，因此，本领域技术人员可以不用将其划分为两段。对于高速公路出口处的区域而言，其面临费用结算问题，为了提高通行效率，划分出出口交易广场及出口控制区域是必要的。

入口交易广场布置入口车辆信息读取单元，入口车辆信息读取单元一方面实现与车辆信息注册单元的信息交互，更进一步，入口车辆信息读取单元还可以实时获取经过车辆的车牌号码。若车辆信息注册单元采用的是二维码之类的介质，或采用的是OBU之类的设备，每辆车仅对应一个车辆信息注册单元，此时，入口车辆信息读取单元可以不必获取车牌号码。若车辆信息注册单元采用的是智能手机上的App，则一辆车上可能有多人携带安装有该App的智能手机，则入口车辆信息读取单元会获取到多个用户信息。此时，通过获取车牌号码，将车牌号码与预先录入的车牌信息做比对，就可以找到真实的用户信息，再对该用户信息进行后续的扣费操作，就不会发生错误的扣费。

通过入口车辆信息读取单元读取到正确的用户信息后，入口车辆信息读取单元还向数据中心上传当前的高速公路的入口信息，由数据中心根据入口车辆信息读取单元上传的用户信息及高速公路的入口信息，及时更新相对应的收费信息。

入口控制区域有多个匝道，每个匝道都布置入口车辆放行单元。入口车辆放行单元对经过车辆的车牌号码进行辨别后，查询与车牌号码相匹配的车牌信息所对应的收费信息是否被正确更新，仅在正确更新的条件下，对车牌号码对应的车辆予以自动放行。

为了对经过的车辆进行及时的引导，在入口交易广场与入口控制区域之间布置入口车道提示单元，由入口车道提示单元对需要走人工收费通道的车辆进行提示，确保司机能够进入正确的车道。

高速公路出口处的区域则被划分出口交易广场及出口控制区域，其中：

出口交易广场，与车辆信息注册单元进行信息交互，获取车牌信息，根据车牌信息获得对应的用户信息、付费渠道信息以及收费信息，同时，根据当前的高速公路出口信息更新收费信息，再由收费信息中包含的更新后的高速公路入口信息及高速公路出口信息计算得到费用，依据通过付费渠道信息完成付费，根据付费情况更新付费信息。

在出口交易广场布置有出口车辆信息读取单元，用于与车辆信息注册单元进行信息交互；扣费单元，用于进行费用计算，完成付费，从而更新付费信息。

与入口车辆信息读取单元相类似，出口车辆信息读取单元还可以实时获取经过车辆的车牌号码，需要实时获取经过车辆的车牌号码的情况参考入口车辆信息读取单元的相关描述，此处不再赘述。

出口控制区域，包含多条出口放行通道，收费信息被正确更新的车辆任意选择一条出口放行通道通行，获取经由出口放行通道通行的车辆的车牌号码，根据车牌号码所匹配的车牌信息查询收费信息，由出口放行通道对收费信息正确更新的车辆进行自动放行。在每条出口放行通道均布置有车牌获取单元及由车道工控机控制的自动放行闸机，由车牌获取单元获取经由当前出口放行通道通行的车辆的车牌号码，车道工控机根据车牌号码查询数据中心中与之匹配的车牌信息对应的收费信息，在收费信息被正确更新的情况下，车道工控机控制自动放行闸机对车辆进行自动放行。

在出口交易广场与出口控制区域之间布置有出口车道提示单元，出口车道提示单元的作用与入口车道提示单元的作用相类似，此处不再赘述。

结合图2A及图2B，基于上述系统，本实用新型的收费方法，包括以下步骤：

第一步、用户向数据中心至少注册用户信息、车牌信息以及付费渠道信息，由数据中心为新注册的用户创建初始化的付费信息，同时，建立各个用户的用户信息、车牌信息以及付费渠道信息与创建的付费信息之间的映射关系，并为每个用户信息分配用户状态标志，用户状态标志初始化为正常。已注册的用户信息及车牌信息存储在车辆信息注册单元内。

第二步、车辆通过高速公路入口驶入高速公路前，先驶入入口交易广场，由入口车辆信息读取单元与经过车辆的车辆信息注册单元进行信息交互，获取所有的用户信息，若获取成功，则进入第三步，若获取失败，则产生相应告警，提醒车辆走人工收费通道。

第三步、入口车辆信息读取单元获取车辆的车牌号码，将车牌号码与第二步查询到的所有的用户信息所对应的车牌信息进行匹配，若能匹配成功，则进入第四步，若无法匹配成功，则产生相应告警，提醒车辆走人工收费通道。

第四步、将匹配成功的车牌信息对应的用户信息设定为当前用户信息，判断当前用户信息对应的用户状态标志是否为正常，若是，则将当前的高速公路入口信息上传至数据中心，由数据中心更新当前用户信息对应的收费信息，并生成收费信息更新标志后进入第五步，若用户状态标志是否为异常，则产生相应告警，提醒车辆走人工收费通道。

第五步、车辆驶离入口交易广场后，驶入入口控制区域，选择入口控制区域的任意一个匝道通行，由车辆放行单元辨别经过车辆的车牌号码，查询与车牌号码相匹配的车牌信息所对应的收费信息更新标志，依据收费信息更新标志判断收费信息是否被正确更新，若被正确更新，则由车辆放行单元对当前匝道的车辆自动放行，车辆驶入高速公路，随后进入第五步，若未被正确更新，则将当前车牌信息所对应的用户状态标志变更为异常后，产生相应告警，提醒车辆走人工收费通道。

第六步、车辆即将驶出高速公路时，先经过出口交易广场，在出口交易广场内，出口车辆信息读取单元与车辆信息注册单元进行信息交互，获取所有的用户信息，若获取失败，则产生相应告警，提醒车辆走人工收费通道，若获取成功，则进入第七步。

第七步、出口车辆信息读取单元获得经过车辆的车牌号码，将车牌号码与第六步获得的所有用户信息对应的车牌信息进行匹配，若匹配成功，则将匹配成功的用户信息作为当前用户信息，进入第八步，若匹配失败，则产生相应告警，提醒车辆走人工收费通道。

第八步、获得数据中心中与当前用户信息相对应的用户状态标志，判断用户状态标志是否为正常，若是，则进入第九步，若用户状态标志为异常，则产生相应告警，提醒车辆走人工收费通道。

第九步、扣费单元获取数据中心中与当前用户信息相对应的收费信息所记录的高速公路入口信息，根据当前的高速公路出口信息计算得到费用，利用收费信息中的付费渠道信息进行扣费。若扣费成功，更新付费信息后，将付费信息及对应的用户信息上传至数据中心，进入第十步，否则，通知数据中心，由数据中心将对应的用户状态标志变更为异常后，产生相应告警，提醒车辆走人工收费通道。

第十步、数据中心根据接收到的数据更新对应的收费信息，生成收费信息更新标志。

第十一步、车辆驶离出口交易广场，进入出口控制区域后，选择多条出口放行通道中的任意一条通行，车牌获取单元取车辆的车牌号码，车道工控机查询数据中心中与车牌号码相匹配的车牌信息查询所对应的收费信息更新标志，再根据收费信息更新标志判断当前车辆的收费信息是否被正确更新，若是，则控制自动放行闸机对当前车辆进行自动放行，若收费信息未被正确更新，则通知数据中心，由数据中心将对应的用户状态标志变更为异常后，车道工控机产生相应告警，提醒车辆走人工收费通道。