一种基于etc车辆的高速公路收费系统和方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种基于ETC车辆的高速公路收费系统和方法。
【背景技术】
[0002]基于电子收费专用短程通信(GB/T20851.1?5-2007)技术(即采用5.8GHz微波频段的通信技术)的ETC电子版停车收费在全国各地得到了广泛应用，是交通运输部门解决公路收费站拥堵、提高公路通行效率的有效途径，是促进交通运输节能减排、节约用地以及节约管理成本的重要举措，社会效益和经济效益初步显现。随着高速公路建设的迅猛发展，高速公路路网日趋复杂，如何对ETC用户实现按照车辆实际行驶路径精确收费和拆分，提高收费公路的使用效率和服务质量成为高速公路联网收费运营管理的重要课题。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于ETC车辆的高速公路收费系统和方法，实现精确识别车辆在高速公路的行驶路径，从而达到精确收费的目的。
[0004]为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下:
[0005]方案一:
[0006]—种基于ETC车辆的高速公路收费系统，包括:路段收费中心、收费站平台和分布于高速公路上各个路段的路径标识模块，所述路段收费中心与收费站平台无线连接，所述路径标识模块与路段收费中心无线连接，还包括分别与收费站平台电性连接的用于向对应的支付卡写入入口信息的ETC入口模块和MTC入口模块，用于从对应的支付卡中读取入口信息和标识信息的MTC出口模块，以及用于从对应的支付卡中读取入口信息和从对应的OBU或者支付卡中读取标识信息的ETC出口模块;所述路径标识模块用于向OBU和支付卡写入对应的标识信息，以及向路段收费中心上传标识流水信息和自身的状态信息。
[0007]优选的，每个路段上的路径标识模块安装于一横跨高速公路上方的固定架上，且固定架上的路径标识模块与ETC车道一一对应，在固定架所在的高速公路位置一侧设有与路段收费中心无线连接的工控机，所述路径标识模块通过与对应的工控机无线连接，以与路段收费中心无线连接。
[0008]方案二:
[0009]一种基于ETC车辆的高速公路收费方法，应用于方案一所述的基于ETC车辆的高速公路收费系统中，包括以下步骤:
[0010]当ETC车辆进入ETC入口车道，则收费站平台通过对应的ETC入口模块执行ETC入口处理步骤，在该ETC车辆中的支付卡上生成入口信息；
[0011 ] 当ETC车辆进入MTC入口车道，则收费站平台通过对应的MTC入口模块执行MTC入口处理步骤，在该ETC车辆中的支付卡上生成入口信息；
[0012]ETC车辆经过路径标识模块时，该路径标识模块执行标识处理步骤，在该ETC车辆中的OBU中生成标识信息，或者在该OBU和对应的支付卡中生成标识信息；
[0013]当ETC车辆进入ETC出口车道，则收费站平台通过对应的ETC出口模块执行ETC出口处理步骤，完成扣费；
[0014]当ETC车辆进入MTC出口车道，则收费站平台通过对应的MTC出口模块执行MTC出口处理步骤，完成扣费。
[0015]优选的，所述ETC入口处理步骤包括:
[0016]S11:清除该ETC车辆中的OBU中的标识信息，以及通过该OBU清除支付卡中的标识信息；
[0017]S12:通过该OBU向支付卡中写入入口信息；
[0018]S13:生成入口流水信息，并上传至路段收费中心。
[0019]优选的，所述MTC入口处理步骤包括:
[0020]S21:读取该ETC车辆中的支付卡，判断其中是否有OBU配套标识，若是，则清除该支付卡中的标识信息，执行S22;若否，则转入现金收费流程，执行S23;
[0021 ] S22:向该支付卡中写入入口信息，执行S23 ；
[0022]S23:生成入口流水信息，并上传至路段收费中心。
[0023]优选的，所述标识处理步骤包括:
[0024]S31:将标识信息写入该ETC车辆的OBU中，并判断该OBU与对应的支付卡是否正常连接，若是，则执行S32，若否，则执行S33;
[0025]S32:将标识信息通过该OBU写入对应的支付卡中，执行S33;
[0026]S33:生成标识流水信息，并上传至路段收费中心。
[0027]优选的，所述ETC出口处理步骤包括:
[0028]S41:通过该ETC车辆中的OBU读取支付卡中的入口信息，以及从该OBU或者支付卡中读取标识信息；
[0029]S42:根据入口信息和标识信息判断所组成的路径是否完整，若是，则根据所组成的路径和费率计算最终的通行费，执行S44;若否，执行步骤S43;
[0030]S43:根据入口信息和标识信息所能组成的完整路径部分和费率计算第一通行费，将缺失的路径部分按照预设的费用规则计算第二通行费，将第一通行费和第二通行费相加得到最终的通行费，执行S44;
[0031]S44:根据最终的通行费从支付卡中扣除相应的金额；
[0032]S45:清除该OBU和支付卡中的标识信息；
[0033]S46:生成出口流水信息，并上传至路段收费中心。
[0034]优选的，所述MTC出口处理步骤包括:
[0035]S51:读取该ETC车辆中的支付卡，从中读取入口信息和标识信息；
[0036]S52:根据入口信息和标识信息判断所组成的路径是否完整，若是，则根据所组成的路径和费率计算最终的通行费，执行S54;若否，执行步骤S53;
[0037]S53:根据入口信息和标识信息所能组成的完整路径部分和费率计算第一通行费，将缺失的路径部分按照预设的费用规则计算第二通行费，将第一通行费和第二通行费相加得到最终的通行费，执行S54;
[0038]S54:根据最终的通行费从支付卡中扣除相应的金额；
[0039]S55:清除该支付卡中的标识信息；
[0040]S56:生成出口流水信息，并上传至路段收费中心。
[0041]相比现有技术，本发明的有益效果在于:1、高速公路收费系统中的各个组成部分形成层级联网关系，实现了信息的统一获取和发送，保证了各个组成部分处于正常的工作状态;2、根据高速公路收费系统所提供的结构，针对ETC车辆中的OBU和支付卡从入口到出口提供完善的数据交互方法，保证了数据写入的准确率，从而实现精确识别车辆在高速公路的行驶路径，保证了出口计费时能够计算出准确的费用。
【附图说明】
[0042]图1为本发明的基于ETC车辆的高速公路收费系统的结构图；
[0043]图2为本发明的ETC入口处理步骤的流程图；
[0044]图3为本发明的MTC入口处理步骤的流程图；
[0045]图4为本发明的标识处理步骤的流程图；
[0046]图5为本发明的ETC出口处理步骤的流程图；
[0047]图6为本发明的MTC出口处理步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0048]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述:
[0049]如图1所示，一种基于ETC车辆的高速公路收费系统，包括:路段收费中心、收费站平台和分布于高速公路上各个路段的路径标识模块，所述路段收费中心与收费站平台无线连接，所述路径标识模块与路段收费中心无线连接，还包括分别与收费站平台电性连接的用于向对应的支付卡写入入口信息的ETC入口模块和MTC入口模块，用于从对应的支付卡中读取入口信息和标识信息的MTC出口模块，以及用于从对应的支付卡中读取入口信息和从对应的OBU或者支付卡中读取标识信息的ETC出口模块。
[0050]每个路段上的路径标识模块安装于一横跨高速公路上方的固定架上，且固定架上的路径标识模块与ETC车道一一对应，在固定架所在的高速公路位置一侧设有与路段收费中心无线连接的工控机，所述路径标识模块通过与对应的工控机无线连接，以与路段收费中心无线连接。并且，路径标识模块通过5.8GHz DSRC通讯技术将标识信息写入OBU和支付卡中，起到双重保障数据完整的作用，为出口计费时提供重要的数据。
[0051]一个路段收费中心对应于多个收费站平台以及多个路段上的路径标识模块，并负责向对应的多个收费站平台发送更新数据，例如发送最新的费率计算规则。路段收费中心同时还接收对应的多个收费站平台所上传的数据，以及路径标识模块所上传的数据，例如路径标识模块每次向支付卡写入标识信息所产生的标识流水信息和自身的状态信息。一个收费站平台对应有ETC车道和MTC车道，还有入口和出口，因此对应有ETC入口模块，MTC入口模块、ETC出口模块和MTC出口模块，其中，ETC入口模块和ETC出口模块为RSU，MTC入口模块和MTC出口模块为读卡器。ETC车辆在出站时，收费站平台通过读取支付卡中的入口信息，以及通过支付卡或者OBU读取标识信息，生成路径信息，并根据路径信息和预设的费率进行通行费计算，从而在支付卡中扣除相应金额的通行费。收费站平台还会定期将自身生成的流水信息上传至路段收费中心，达到汇总统一的目的。
[0052]本发明的高速公路收费系统还可以包括与路段收费中心无线连接的结算管理平台，结算管理平台对应于多个路段收费中心，统一向各个路段收费中心发送更新数据，以及接收各个路段收费中心所发送的数据。结算管理平台、路段收费中心、收费站平台和路径标识模块形成层级的联网关系，实现了数据的统一获取和发送，保证了各个组成部分处于正常的工作状态。
[0053]如图2-6所示，本发明还公开了一种基于ETC车辆的高速公路收费方法，应用于上述的高速公路收费系统，包括以下步骤:
[0054]当ETC车辆进入ETC入口车道，则收费站平台通过对应的ETC入口模块执行ETC入口处理步骤，在该ETC车辆中的支付卡上生成入口信息；
[0055]当ETC车辆进入MTC入口车道，则收费站平台通过对应的MTC入口模块执行MTC入口处理步骤，在该ETC车辆中的支付卡上生成入口信息；
[0056]ETC车辆经过路径标识模块时，该路径标识模块执行标识处理步骤，在该ETC车辆中的OBU中生成标识信息，或者在该OBU和对应的支付卡中生成标识信息；
[0057]当ETC车辆进入ETC