專利名稱：帶存儲功能的不停車高速公路車輛行駛路徑識別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種高速公路車輛行駛路徑識別系統(tǒng)，具體是指ー種帶存儲功能的不停車高速公路車輛行駛路徑識別系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國高速公路的不斷發(fā)展，迄今為止，我國已形成了規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高速公路交通網(wǎng)，加之投資主體已經(jīng)多元化，因此每條高速公路都有一個或多個業(yè)主存在。目前，由于大多數(shù)省份在省內(nèi)高速公路中已取消了主線收費(fèi)站，基本實(shí)現(xiàn)了高速公路全省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)，因此車輛進(jìn)入省內(nèi)高速公路，在不同業(yè)主的高速公路上行駛時，已無需一次又一次地反復(fù)交費(fèi)，而只需在駛?cè)牒婉偝龈咚俟窌r進(jìn)行一次性交費(fèi)即可。然而，對于進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的高速公路網(wǎng)來說，兩點(diǎn)之間往往有多條行駛路徑(如圖I所示的A點(diǎn)與K點(diǎn)之間)，當(dāng)前的計費(fèi)模式只記錄車輛的進(jìn)站和出站，而不能獲得車輛的實(shí)際行駛路徑，這就造成了高速公路收費(fèi)運(yùn)營中的難題ー是按照哪ー個路徑路線的標(biāo)準(zhǔn)收取車輛的通行費(fèi)；ニ是對路線環(huán)上的各個路段來說，如何拆分所收取的通行費(fèi)，這就是高速公路的“ニ義性”或“多義性”路徑問題。在聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)環(huán)境下，尤其是在投資主體多元化的路網(wǎng)環(huán)境下，車輛行駛路徑“ニ義性”或“多義性”的問題造成了通行費(fèi)拆分不公的問題越來越嚴(yán)重，成為制約高速公路健康發(fā)展的突出矛盾，并且高速公路車輛在確認(rèn)路徑時需要停車插卡，在車輛較多時，容易發(fā)生交通堵塞，阻礙改善交通環(huán)境，給高速公路交通造成了不便。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服目前在高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)環(huán)境下所存在無法顯示車輛行駛路徑以及停車確認(rèn)路徑帶來的交通不便的缺陷，提供一種能有效解決該缺陷的帶存儲功能的不停車高速公路車輛行駛路徑識別系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)帶存儲功能的不停車高速公路車輛行駛路徑識別系統(tǒng)，包括設(shè)置有CPU模塊、移動通信模塊、通行卡讀寫模塊和電源模塊的路徑識別終端、通過移動網(wǎng)絡(luò)與路徑識別終端連通并覆蓋車輛行駛路徑的所有移動基站以及用于讀取該路徑識別終端的讀卡器，所述的路徑識別終端內(nèi)還設(shè)置有與CPU模塊相連接的OBU模塊，同時讀卡器內(nèi)置有RSU模塊。進(jìn)ー步的，所述路徑識別終端內(nèi)置有與CPU模塊相連接的存儲模塊。所述路徑識別終端上還設(shè)置有與所述存儲模塊連接的USB數(shù)據(jù)接ロ。同時，在該移動通信模塊中還內(nèi)嵌有強(qiáng)制激活模塊，強(qiáng)制模塊用于在移動通信模塊無法正常激活時進(jìn)行強(qiáng)制激活。為了更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述的移動通信網(wǎng)絡(luò)采用GSM、TD 一 SCDMA或CDMA制式。本實(shí)用新型較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果(I)本實(shí)用新型的路徑識別系統(tǒng)是成熟技術(shù)的創(chuàng)新性應(yīng)用，不僅結(jié)構(gòu)較為簡單、制作成本低廉，而且其性能非常穩(wěn)定。(2)本實(shí)用新型中，OBU模塊與RSU模塊通過微波交互信息，不需要將電IC卡插入讀卡器中，實(shí)現(xiàn)了不停車即可確認(rèn)行駛路徑，避免了耗費(fèi)時間以及交通堵塞的情況。(3)本實(shí)用新型的路徑記錄終端的存儲模塊存儲了高速公路網(wǎng)絡(luò)信息路徑表，在確定行駛路線后CPU模塊可以從存儲模塊中查詢此行駛路線的關(guān)鍵點(diǎn)以及隊?wèi)?yīng)該關(guān)鍵點(diǎn)的移動基站，存儲模塊保存此臨時路徑信息以便在下一次行駛相同路線時直接調(diào)用存儲模塊保存的數(shù)據(jù)，減少了操作過程。(4)本實(shí)用新型的路徑識別終端帶USB接ロ，可以對存儲模塊中存儲的高速公路網(wǎng)絡(luò)路徑信息表進(jìn)行即時更新。(5)本實(shí)用新型利用成熟的移動網(wǎng)絡(luò)小區(qū)切換技術(shù)來對高速公路上行駛的車輛進(jìn)行全程軌跡識別，因此能準(zhǔn)確的計算出該車輛的實(shí)際行駛路徑和距離。(6)本實(shí)用新型能有效的解決在聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)環(huán)境下，尤其是在投資柱體多元化的路網(wǎng)環(huán)境下，車輛行駛路徑的“ニ義性”或“多義性”問題，對規(guī)范通行費(fèi)用拆分方式、提高拆分透明度和公平性具有顯著的效果。同時，本實(shí)用新型并不改變既有的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)模式和管理流程，只是在既有聯(lián) 網(wǎng)計費(fèi)系統(tǒng)上的擴(kuò)展應(yīng)用，可在最大程度上保障既有軟硬件投資的可持續(xù)利用，具有綜合成本低、可持續(xù)演進(jìn)等諸多優(yōu)勢。

圖I為現(xiàn)有收費(fèi)的高速公路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型基于現(xiàn)有聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的高速公路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型的整體流程示意圖。圖5為本實(shí)用新型的對移動基站小區(qū)號的判定和識別流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例現(xiàn)有高速公路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖I所示，即如果要從A點(diǎn)到K點(diǎn)，則其間的行駛路徑有很多條，相應(yīng)的，如果要從B點(diǎn)到K點(diǎn)，則其間同樣存在很多條的行駛路徑。在現(xiàn)有的收費(fèi)系統(tǒng)中，因不能準(zhǔn)確判斷車輛的實(shí)際行駛路線，從而只能按照可能的最短路徑進(jìn)行計費(fèi)。如圖2 5所示，本實(shí)用新型在每相鄰兩個站點(diǎn)之間，即在有高速公路相連通的兩個站點(diǎn)之間設(shè)有唯一的一個關(guān)鍵點(diǎn)(附圖中以五星號表示)，例如在從A點(diǎn)到C點(diǎn)之間的路徑上設(shè)置一個關(guān)鍵點(diǎn)，在從A點(diǎn)到F點(diǎn)之間的路徑上設(shè)置一個關(guān)鍵點(diǎn)，在從A點(diǎn)到B點(diǎn)之間的路徑上設(shè)置ー個關(guān)鍵點(diǎn)等等。由于整個高速網(wǎng)絡(luò)中具有若干的站點(diǎn)，因此按照上述方式進(jìn)行設(shè)置以后，整個高速網(wǎng)絡(luò)中便存在一個及其以上的關(guān)鍵點(diǎn)。加之目前移動基站的數(shù)量極為廣泛，因此在每個關(guān)鍵點(diǎn)的周圍選擇ー個或多個移動基站作為該關(guān)鍵點(diǎn)的對應(yīng)基站。由于每個移動基站的無線信號都有一個覆蓋范圍，因此，對應(yīng)于該關(guān)鍵點(diǎn)的所有移動基站的覆蓋范圍一起便形成了該關(guān)鍵點(diǎn)的覆蓋區(qū)域。如圖2中的F點(diǎn)與I點(diǎn)之間的關(guān)鍵點(diǎn)便配有移動基站a、移動基站b、移動基站c及移動基站d四個移動基站，因此圖中的圓形虛線便為該關(guān)鍵點(diǎn)的無線信號覆蓋區(qū)域。使用吋，這些關(guān)鍵點(diǎn)以及對應(yīng)該關(guān)鍵點(diǎn)的所有移動基站均需要先行注冊，確保這些移動基站與關(guān)鍵點(diǎn)之間對應(yīng)的關(guān)系，進(jìn)而形成一個統(tǒng)ー的對應(yīng)關(guān)系注冊■表，以便后續(xù)調(diào)用。為了更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，每兩個關(guān)鍵點(diǎn)之間的距離需要大于2KM或者根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行布局，以確保這些關(guān)鍵點(diǎn)的無線信號覆蓋范圍不能相互重疊。如圖3所示，本實(shí)用新型的路徑識別系統(tǒng)由路徑識別終端、移動基站、以及能讀取路徑識別終端數(shù)據(jù)信號的讀卡器構(gòu)成。其中，路徑識別終端的安裝方式有兩種，一種可以直接安裝在車上，此時在使用時，需要將用于記錄車輛各種信息的IC通行卡插入到該路徑識別終端的內(nèi)部即可；另一種為將該路徑識別終端整合在IC通行卡內(nèi)部。移動基站則通過諸如GSM、TD 一 SCDMA或CDMA等移動通信網(wǎng)絡(luò)與該路徑識別終端相連接。所述的路徑識別終端則由OBU模塊、移動通信模塊、電源模塊、CPU模塊、存儲模塊、通行卡讀寫模塊以及USB數(shù)據(jù)接ロ構(gòu)成。其中，OBU模塊、移動通信模塊、電源模塊、存儲模塊及通行卡讀寫模塊均與CPU模塊相連接，以便統(tǒng)一接受CPU模塊的工作指令；電源模塊為OBU模塊、移動通信模塊、CPU模塊和通行卡讀寫模塊提供工作電源；移動通信模塊主要用于通過移動網(wǎng)絡(luò)接收移動基站所發(fā)出的小區(qū)號；本實(shí)用新型的路徑記錄終端的存儲模塊存儲了高速公路網(wǎng)絡(luò)信息路徑表，在確定行駛路線后CPU模塊可以從存儲模塊中查詢此行駛路線的關(guān)鍵點(diǎn)以及對應(yīng)關(guān)鍵點(diǎn)的移動基站；USB數(shù)據(jù)接ロ用來即時更新存儲模塊中的高速公路網(wǎng)絡(luò)路徑信息表；同吋，為了確保移動通信模塊能在使用時處于激活狀態(tài)，在該移動通信模塊內(nèi)部還嵌有由軟件編寫而成的強(qiáng)制激活模塊。以下便結(jié)合圖2中的具體站點(diǎn)以及圖4、圖5的流程進(jìn)行詳細(xì)說明，為了便于描述，假設(shè)車輛需要從F站點(diǎn)到I站點(diǎn)，則本實(shí)用新型的流程如下第一，首先建立路徑識別終端，即按照要求將該路徑識別終端安放在車上，或者將該路徑識別終端整合在IC通行卡內(nèi)部。第二，在高速路網(wǎng)中設(shè)置ー個以上的關(guān)鍵點(diǎn)，CPU模塊從存儲模塊中查詢此關(guān)鍵點(diǎn)以及此關(guān)鍵點(diǎn)覆蓋的所有移動基站，并將此路徑的關(guān)鍵點(diǎn)極其相關(guān)的移動基站存儲到存儲模塊。所謂的在高速路網(wǎng)中設(shè)置ー個以上的關(guān)鍵點(diǎn)是指按照前面所述的在有高速線路連接的兩個站點(diǎn)之間設(shè)置ー個唯一的關(guān)鍵點(diǎn)，并順序不重復(fù)性編號。然后將這些關(guān)鍵點(diǎn)以及與之相對應(yīng)的移動基站的對應(yīng)關(guān)系注冊表預(yù)先存儲在路徑識別終端的存儲模塊中。 第三，當(dāng)車輛駛?cè)敫咚俟啡毳頃rRSU模塊通過微波檢測到OBU模塊，實(shí)時采集路徑記錄儀內(nèi)OBU模塊的車輛信息，并對OBU模塊的信息進(jìn)行初始化，移動通信模塊被激活，并由該移動通信模塊連接移動通信網(wǎng)絡(luò)。如車輛在從F站點(diǎn)進(jìn)入?yún)?，由該F站點(diǎn)的高速路ロ收費(fèi)人員向駕駛員發(fā)放IC通行卡，并同時由設(shè)置在該高速公路入口處的讀卡器向IC通行卡中寫入車輛入站信息和激活通信模塊的標(biāo)識位。如果路徑識別終端是安放在車上吋，則駕駛員需要將該IC通行卡插入到路徑識別終端內(nèi)部，以確保路徑識別終端能讀取到該標(biāo)識位，同時該路徑識別終端感應(yīng)到讀卡器的讀寫操作時便自動激活移動通信模塊。如果該路徑識別終端是整合在IC通行卡內(nèi)部的，那么在讀卡器向IC通行卡寫入信息的同吋，該路徑識別終端便可以讀取和判斷該標(biāo)識位，并激活移動通信模塊。同時，路徑識別終端還需要確認(rèn)該移動通信模塊是否已經(jīng)被激活，如果該移動通信模塊已經(jīng)被激活，則移動通信模塊中的強(qiáng)制激活模塊不執(zhí)行強(qiáng)制激活過程；如果該移動通信模塊未被激活，則該強(qiáng)制激活模塊便強(qiáng)制激活移動通信模塊。第四，在行駛過程中，由路徑識別終端對所接收到移動基站小區(qū)號進(jìn)行判讀和記錄，其具體過程如下首先，移動通信模塊獲取移動基站小區(qū)號；其次，由CPU模塊判定該移動基站小區(qū)號是否屬于所注冊的關(guān)鍵點(diǎn)，是，則執(zhí)行下一歩，否，則放棄該信息；最后，CPU模塊判定該關(guān)鍵點(diǎn)是否已經(jīng)被IC通行卡所記錄，是，則放棄該信息，否，則由通行卡讀寫模塊將該關(guān)鍵點(diǎn)的編號和時間寫入IC通行卡。由于車輛在行駛過程中，移動通信模塊會接收到很多移動基站所發(fā)出的移動基站小區(qū)號，但只有一個或幾個移動基站才是本實(shí)用新型所注冊的。因此，此時CPU模塊需要在對應(yīng)關(guān)系注冊表中尋找是否有相應(yīng)的標(biāo)識，從而判定所接收到的該移動基站小區(qū)號是否是 預(yù)先注冊的移動基站小區(qū)號。如果CPU模塊判定是屬于已經(jīng)注冊的移動基站小區(qū)號，則CPU模塊將自動通過對應(yīng)關(guān)系注冊表查詢該移動基站小區(qū)號屬于哪個關(guān)鍵點(diǎn)，否則CPU模塊不進(jìn)行任何操作。如從F站點(diǎn)到I站點(diǎn)過程中，移動通信模塊會接收到屬于該高速路段中關(guān)鍵點(diǎn)的四個移動基站(移動基站a、移動基站b、移動基站c和移動基站d)所發(fā)出的無線信號。移動通信模塊會自動選擇ー個信號最強(qiáng)的無線信號(如移動基站b)作為當(dāng)前服務(wù)移動基站，接著便由CPU模塊從預(yù)先存儲的對應(yīng)關(guān)系注冊表中搜索該移動基站的小區(qū)號是否屬于已經(jīng)注冊的移動基站，如果是，則由CPU模塊從對應(yīng)關(guān)系注冊表中查詢對應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)編號，再由通行卡讀寫模塊將該關(guān)鍵點(diǎn)的編號及此時的時間寫入IC通行卡。當(dāng)行駛路段較長吋，由于每個移動基站的無線信號覆蓋有一定的范圍，因此當(dāng)車輛沿著高速公路行駛時，該當(dāng)前服務(wù)移動基站的無線信號便會越來越弱，為了確保移動通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的連續(xù)性，當(dāng)該無線信號衰減到一定程度時(如信號衰減到原信號的1/3吋)，該路徑識別終端進(jìn)行移動網(wǎng)絡(luò)小區(qū)切換處理。所謂的移動網(wǎng)絡(luò)小區(qū)切換處理是指當(dāng)該當(dāng)前服務(wù)移動基站的無線信號衰減到一定程度時，路徑識別終端重新選擇ー個無線信號最強(qiáng)的移動基站作為當(dāng)前服務(wù)移動基站，以確保網(wǎng)絡(luò)的延續(xù)性。例如當(dāng)車輛在從F站點(diǎn)到I站點(diǎn)的過程中，當(dāng)作為當(dāng)前服務(wù)基站的移動基站b的無線信號衰減到一定程度吋，該路徑識別終端則自動選取此時無線信號最強(qiáng)的移動基站a作為當(dāng)前服務(wù)基站。此時移動通信模塊將接收到新的移動基站小區(qū)號，接著CPU模塊將繼續(xù)判定該新的移動基站小區(qū)號是否存于對應(yīng)關(guān)系注冊表中，如果該新的移動基站小區(qū)號仍專屬于該路段的關(guān)鍵點(diǎn)，由于先前IC通行卡已經(jīng)記錄了該關(guān)鍵點(diǎn)的編號，因此通行卡讀寫模塊不再記錄該關(guān)鍵點(diǎn)的編號和時間，如此反復(fù)進(jìn)行，直到車輛從F站點(diǎn)達(dá)到I站點(diǎn)結(jié)束。同理，假如車輛先從F站點(diǎn)到J站點(diǎn)，再從J站點(diǎn)到I站點(diǎn)吋，車輛便會經(jīng)過兩個不同編號的關(guān)鍵點(diǎn)，即F站點(diǎn)到J站點(diǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)以及J站點(diǎn)到I站點(diǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)。車輛從F站點(diǎn)到J站點(diǎn)的過程如上述一祥，而當(dāng)車輛從J站點(diǎn)到I站點(diǎn)吋，該移動通信模塊也會接收到新的移動基站小區(qū)號，相應(yīng)的，CPU模塊也會在對應(yīng)關(guān)系表中去查詢是否有相關(guān)的移動基站小區(qū)號。如果有，則再核對該關(guān)鍵點(diǎn)是否已經(jīng)在IC通行卡中記錄，由于在從J站點(diǎn)到I站點(diǎn)過程中，該路段的關(guān)鍵點(diǎn)沒有被記錄，因此通行卡讀寫模塊需要將該關(guān)鍵點(diǎn)的編號和時間錄入IC通行卡內(nèi)。[0039]第五，車輛到達(dá)I站點(diǎn)吋，讀卡器上的RSU模塊檢測到OBU模塊，RSU模塊向OBU模塊讀取關(guān)鍵點(diǎn)的移動基站識別號，并計算出車輛在高速公路行駛的實(shí)際路徑，因為OBU模塊與RSU模塊實(shí)現(xiàn)信息交互的最遠(yuǎn)距離為50米，因此不停車就可以初始化路徑記錄終端，避免了交通堵塞。由于有路徑的相鄰兩個站點(diǎn)之間只有一個關(guān)鍵點(diǎn)，因此其相對應(yīng)的路徑長度也是固定的，因此只要讀卡器讀取其關(guān)鍵點(diǎn)的編號和時間，便可以知道其行駛的整個路徑長度和位置。當(dāng)存儲模塊的高速公路網(wǎng)絡(luò)路徑信息出現(xiàn)變化時，通過USB接ロ即可實(shí)現(xiàn)存儲模塊的高速公路網(wǎng)絡(luò)路徑信息表的更新。如上所述，便可以很好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.帶存儲功能的不停車高速公路車輛行駛路徑識別系統(tǒng)，包括設(shè)置有CPU模塊、移動通信模塊、通行卡讀寫模塊和電源模塊的路徑識別終端、通過移動網(wǎng)絡(luò)與路徑識別終端連通并覆蓋車輛行駛路徑的所有移動基站以及用于讀取該路徑識別終端的讀卡器，其特征在于所述的路徑識別終端內(nèi)還設(shè)置有與CPU模塊相連接的OBU模塊，同時讀卡器內(nèi)置有RSU模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶存儲功能的不停車高速公路車輛行駛路徑識別系統(tǒng)，其特征在于所述路徑識別終端內(nèi)置有與CPU模塊相連接的存儲模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶存儲功能的不停車高速公路車輛行駛路徑識別系統(tǒng)，其特征在于所述路徑識別終端上還設(shè)置有與所述存儲模塊連接的USB數(shù)據(jù)接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶存儲功能的不停車高速公路車輛行駛路徑識別系統(tǒng)，其特征在于所述移動通信模塊中還內(nèi)嵌有強(qiáng)制激活模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶存儲功能的不停車高速公路車輛行駛路徑識別系統(tǒng)，其特征在于所述的移動通信網(wǎng)絡(luò)采用GSM、TD - SCDMA或CDMA制式。
專利摘要本實(shí)用新型公開了帶存儲功能的不停車高速公路車輛行駛路徑識別系統(tǒng)，主要由路徑識別終端、移動基站以及用于讀取該路徑識別終端的讀卡器構(gòu)成；所述的路徑識別終端通過移動通信網(wǎng)絡(luò)與移動基站相連接；其中讀卡器內(nèi)置有RSU模塊，路徑記錄終端由CPU模塊，以及分別與CPU模塊相連接的OBU模塊、移動通信模塊、電源模塊、存儲模塊、通行卡讀寫模塊以及USB數(shù)據(jù)接口構(gòu)成，RSU模塊通過微波與OBU模塊實(shí)現(xiàn)信息交互。本實(shí)用新型有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中高速公路收費(fèi)現(xiàn)狀中“二義性”或“多義性”以及停車確認(rèn)行駛路徑耗費(fèi)時間、堵塞交通的問題。
文檔編號G07B15/06GK202523117SQ201220145970
公開日2012年11月7日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者劉運(yùn)濤 申請人:劉運(yùn)濤