專利名稱：用于道路收費系統(tǒng)的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于道路收費系統(tǒng)的控制方法，其基于由車輛攜帶的板載單元。
背景技術：
在現(xiàn)代道路收費系統(tǒng)中，經(jīng)受收費的車輛配備有板載單元(0BU)，其可以被用于定位車輛，以使接著針對它們使用的道路來收取通行費(費用)。OBU可以具有多種設計:0BU可以是“自定位”類型，就是說，它們可以例如通過作為衛(wèi)星導航系統(tǒng)(全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)，GNSS)的 一部分的衛(wèi)星導航接收器連續(xù)確定其本身的位置，并且直接向道路收費系統(tǒng)的事務部門(back office)報告這樣確定的位置(“定位”)(其經(jīng)由移動通信網(wǎng)絡或者具有地理分布無線電信標的網(wǎng)絡來進行)，或者采用“摘要”收費交易(其基于所報告位置來計算)的形式。作為一另選例，這種GNSS OBU可以簡單地存儲所報告位置或者其收費交易，或者從內(nèi)部收費信用賬戶記入基于該交易計算出的費用。OBU還可以是“外部定位”類型，例如利用多個收費或無線電信標，它們在道路收費系統(tǒng)上地理地分布，并且它們與路過OBU建立相應短距通信或DSRC (專用短距通信)，并且因有限通信范圍而針對其已知信標位置來定位它們。對應報告位置，或者基于其計算出的收費交易接著可以通過OBU或收費信標來生成，并且在OBU中或者在事務部門中處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，創(chuàng)建一種用于在這種道路收費系統(tǒng)中查明并執(zhí)行交通或收費違章的新穎控制方法。該目的通過一種用于道路收費系統(tǒng)的控制方法來實現(xiàn)，該道路收費系統(tǒng)基于由具有車輛牌照號碼的車輛攜帶的板載單元，利用具有唯一標識符并且經(jīng)由蜂窩移動通信網(wǎng)絡連接至交換服務器的至少一個記錄車輛和至少一個控制車輛，該方法包括以下步驟:在該交換服務器中登記記錄車輛的標識符和其當前移動通信網(wǎng)絡小區(qū)標識符；在控制車輛中選擇小區(qū)標識符，并將所選擇小區(qū)標識符與控制車輛的標識符發(fā)送至交換服務器；關聯(lián)該控制車輛標識符與該記錄車輛標識符，對于該記錄車輛標識符來說，登記了與所選擇小區(qū)標識符相同的小區(qū)標識符；檢測板載單元的或攜帶板載單元的車輛的交通或收費違章，并且通過該記錄車輛讀取車輛牌照號碼；向交換服務器發(fā)送包含讀取牌照號碼和記錄車輛標識符的違章數(shù)據(jù)記錄，確定所指配的控制車輛標識符，以及向由所確定標識符標識的控制車輛發(fā)送違章數(shù)據(jù)記錄；以及通過控制車輛讀取路過車輛的牌照號碼，比較所讀取的牌照號碼與包含在違章數(shù)據(jù)記錄中的牌照號碼，以及如果該牌照號碼彼此一致，則輸出警報消息。本發(fā)明基于分布式控制系統(tǒng)的新穎方法，其由第一隊記錄車輛(“獵手”)和第二隊控制車輛(“收集者”)組成，它們經(jīng)由公共交換服務器彼此通信?！矮C手”被適當配備以用于自動違章檢測，并且與生成違章數(shù)據(jù)記錄的動作相比，不需要針對違章車輛采取任何進一步的動作；它們與受控車輛的交互作用是簡短的，從而，它們可以快速地各處移動，甚至檢查高速行進或對向交通中的車輛，而且，它們的數(shù)量可以保持較低，由此，總設備成本能夠被容納?！笆占摺毙枰喈斏俚脑O備，因為它們不查明違章，而是僅讀取車輛牌照號碼，搜索關聯(lián)違章數(shù)據(jù)記錄并且發(fā)出針對違章車輛的警報。接著，控制車輛的工作人員例如可以攔阻違章車輛并進行本地人工檢查。因為低設備需求，所以可以大量設置控制車輛(收集者)，并由此還可以具體進行耗時的本地檢查。例如，可以將現(xiàn)有特殊用途車隊(如，緊急車輛、公共交通工具、出租車等)轉換成控制車輛，并且在移動交通中按移動方式執(zhí)行控制功能，而在停止交通中按靜止方式執(zhí)行控制功能，而許多復雜記錄車輛(獵手)按高移動方式繼續(xù)移動通過移動交通，并且生成違章數(shù)據(jù)記錄。結果，即使在大且廣泛分支的、包含高速和對向交通路線的道路系統(tǒng)中，也可以執(zhí)行板載單元本身的自動控制。蜂窩移動通信網(wǎng)絡的、用于關聯(lián)管區(qū)(territories)與獵手和收集器的小區(qū)標識符的使用，通過提供有關獵手位置的非常粗糙且模糊的位置信息而允許位置匿名；收集器的位置通常保持秘密。收集器可以從希望移動通信小區(qū)中的獵手訂閱或預訂違章數(shù)據(jù)記錄，其中，將希望移動通信小區(qū)的選擇單獨留至收集器。即使截取獵手、交換服務器以及收集器之間的移動通信網(wǎng)絡通信，或者交換服務器中的數(shù)據(jù)泄露，將因而提供有關獵手位置的不具體信息，而根本沒有有關收集器位置的信息。系統(tǒng)的濫用(舉例來說，如果控制車輛的當前位置被公布在因 特網(wǎng)上或者在無線電設備上，則可能出現(xiàn))由此被以高度的確定性阻止，并且顯著增加了控制方法的有效性。記錄車輛的相應當前小區(qū)標識符可以通過其直接確定，例如，通過查詢接收數(shù)據(jù)或其移動通信網(wǎng)絡收發(fā)器的配置數(shù)據(jù)來確定，并且可以發(fā)送至交換服務器。作為一另選例，記錄車輛的當前小區(qū)標識符還可以例如通過與交換中心(移動交換中心，MSC)或其基站(基站收發(fā)器，BST)通信，基于交換服務器從移動通信網(wǎng)絡接收或在該移動通信網(wǎng)絡上查詢的信息，通過交換服務器來確定。根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例，在控制車輛中選擇小區(qū)標識符通過用戶選擇來執(zhí)行。用戶可以例如基于地圖和表來查尋負責特定地理區(qū)域的移動通信網(wǎng)絡小區(qū)的小區(qū)標識符，并將其經(jīng)由輸入單元和移動通信網(wǎng)絡收發(fā)器發(fā)送至交換服務器?？蛇x的是，在交換服務器中登記的小區(qū)標識符優(yōu)選地發(fā)送至控制車輛(基于請求或周期性地)，其中，將它們向用戶顯示以供用戶選擇。另外，還可以發(fā)送針對小區(qū)標識符登記的控制車輛標識符，并將它們向用戶顯示，以使其接收信息，例如，有關多少控制車輛目前位于特定移動通信小區(qū)中的信肩、O可選小區(qū)標識符(并且可選地，對應登記控制車輛標識符)可以在列表中和顯示器兩者上向用戶顯示，優(yōu)選地按圖形編輯形式，作為數(shù)字地圖的區(qū)域，以輔助選擇。在本發(fā)明第二優(yōu)選實施例中，控制車輛本身(例如，通過查詢其移動通信網(wǎng)絡收發(fā)器的配置數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù))確定其自身當前移動通信網(wǎng)絡標識符，并將其用作用于向交換服務器發(fā)送的所選小區(qū)標識符。收集器(記錄車輛)由此基本上自動訂閱位于同一移動通信小區(qū)中的獵手(控制車輛)的違章數(shù)據(jù)記錄，而不會交換有關獵手或收集器的位置的具體位置信息和經(jīng)受數(shù)據(jù)濫用的風險。該記錄車輛可以例如通過衛(wèi)星導航接收器確定本身違章位置，或者直接從被檢查的板載單元接收其，例如，如果其包括專用位置確定單元或者按另一方式，例如從固定無線電信標，獲悉其位置。本發(fā)明的方法適于已經(jīng)包括DSRC無線電接口的外部定位型的(DSCR) 0BU,和附加地包括用于控制和設置目的的DSRC無線電接口的自定位型(GNSS) OBU兩者?？刂栖囕v的數(shù)量優(yōu)選地顯著高于記錄車輛的數(shù)量，特別優(yōu)選地高達至少十的冪。由記錄車輛檢測到的違章可以包括可以自動檢測到的所有類型的收費或交通違章，例如，通過記錄車輛的速度測量單元檢測到的速度違章，通過記錄車輛的車輛檢測單元檢測到的駕駛禁止(包括基于時間的禁令)等。這些違章優(yōu)選為收費違章，并且具體來說，優(yōu)選為可以基于可以經(jīng)由DSRC無線電接口從板載單元讀出的收費參數(shù)查明的這種違章。這種收費參數(shù)可以是任意的，并且例如提供有關車輛的使用目的(例如，緊急車輛、公共交通工具、私人車輛、卡車等)，車輛的用戶的狀態(tài)，車輛的尺寸、重量、排放等級、軸數(shù)，或者(用戶專用)板載單元與物理車輛(例如，經(jīng)由牌照參照的)之間的關系等的信息。無論在任何時間計算收費(在與收費信標通信期間，或者在根據(jù)報告位置計算收費交易期間)，都采用OBU的收費參數(shù)，以確定收費的量，或者甚至確定是否存在支付通行費的責任。因而，本發(fā)明的優(yōu)選實施例的特征在于記錄車輛中的檢測，其特征在于DSRC無線電接口從板載單元讀出至少一個收費參數(shù)，并且檢查收費參數(shù)的準確性。在另一方面中，本發(fā)明具體涉及檢查車輛形狀特定收費參數(shù)。這種車輛形狀特定參數(shù)(其確定要支付的道路收費的量)例如可以是，車輛的尺度、當前軸數(shù)(有或沒有拖車)、諸如卡車或客車的特殊主體設計等，并且可以被設置或存儲為板載單元上的收費參數(shù)。為了檢測這種收費參數(shù)的濫用錯誤設置，記錄車輛包括:用于讀出路過車輛的收費參數(shù)的DSRC收發(fā)器、和用于檢測車輛的形狀參數(shù)的傳感器，其中，記錄車輛被配置成驗證收費參數(shù)與形狀參數(shù)一致，并且針對不一致的情況，向交換服務器發(fā)送違章數(shù)據(jù)記錄，包括車輛的違章位置和牌照號碼讀取結果。作為一另選例或者另外地，記錄車輛可以配備有用于測量路過車輛的速度(并且優(yōu)選地測量行駛方向)的單元，以使得還基于這些測量值來確定交通或收費違章。如上所述，所檢測的形狀參數(shù)或讀出的收費參數(shù)可以優(yōu)選為車輛長度或軸數(shù)(具體來說，根據(jù)類別分解(“分類”))。要控制的車輛的形狀參數(shù)可以按各種各樣的方式來檢測，例如，利用包含物體識別軟件的電子攝像機，利用用于車輛測量或其車輪檢測的雷達探測器，或者優(yōu)選地利用激光測距儀或激光掃描儀，其在車輛通過時掃描其來檢測車輛形狀的至少一部分。車輛的至少一部分的2D或3D圖像(激光距離測量點的分布圖或“點云(point cloud)”)根據(jù)記錄車輛與控制車輛之間的相對移動而創(chuàng)建，并且在此基礎上，例如可以通過物體識別軟件獲取形狀參數(shù)，例如，作為車輛長度或軸數(shù)，基于該形狀參數(shù)，例如，可以獲得特定車輛類別的結論(客車、卡車、帶拖車的卡車等)。


根據(jù)下面參考附 圖對優(yōu)選實施例的描述，將清楚本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點，其中:圖1示出了在道路系統(tǒng)的車輛總體中和蜂窩移動通信網(wǎng)絡中的、本發(fā)明的控制裝置和控制方法的操作原理的示意性概述圖；圖2a和2b示出了當要被控制的車輛路過一記錄車輛時的不同裝置組件和方法步驟；圖3a和3b示出了當要被控制的車輛路過一控制車輛時的不同裝置組件和方法步驟；以及圖4a至4c示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實施例方式圖1是道路收費系統(tǒng)I的示意性例示圖，其中，經(jīng)受收費的多個車輛2在未詳細示出的道路系統(tǒng)(例如，全國道路系統(tǒng))上各處活動。道路收費系統(tǒng)I被用于向車輛2的任意道路使用收取通行費(費用)，并且更具體地說，所述道路使用包括:采用車行道、管區(qū)、通道或邊界通行費的形式的移動交通的交通區(qū)的使用，和采用探視或停車費的形式的停止交通的交通區(qū)的使用兩者。為此，根據(jù)圖2和3，經(jīng)受收費的所有車輛2都配備有板載單元(OBU) 3，其可以被用于定位車輛2，從而可以向它們收取通行費。0BU3可以采用多種設計:0BU3可以是“自定位”類型，也就是說，它們可以例如通過作為衛(wèi)星導航系統(tǒng)(全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)，GNSS)的一部分的衛(wèi)星導航接收器自己連續(xù)確定其位置，并且直接向道路收費系統(tǒng)I的事務部門4報告這樣確定的位置(“固定定位”)(其經(jīng)由移動通信網(wǎng)絡或者地理分布無線電信標的網(wǎng)絡來進行)，或者采用“提取的”收費交易(其基于所報告的位置來計算)的形式。作為一另選例，這種GNSS 0BU3可以僅存儲所報告的位置或者其收費交易，或者從內(nèi)部收費信用賬戶記入基于交易計算出的費用。0BU3還可以是“外部定位”類型，例如，利用在道路收費系統(tǒng)I上地理地分布的多個收費或無線電信標，并且它們與路過的0BU3建立相應的短程通信或DSRC(專用短程通信)，并且因有限通信范圍而定位其已知的信標位置。對應報告位置，或者基于其計算出的收費交易接著可以通過0BU3或收費信標來生成，并且在0BU3中或者在事務部門4中被處理。為了在道路收費系統(tǒng)I中正確地計算收費，專用于相應車輛2的一個或多個收費參數(shù)OC被設置或存儲在0BU3。收費參數(shù)OC可以是任何任意類型，并且例如可以提供有關車輛2 (例如，緊急車輛、公共交通工具、私人車輛、卡車等)的使用目的，車輛2的用戶的狀態(tài)，有關具有或沒有拖車的車輛2的尺寸、重量、排放等級、軸數(shù)等的信息。無論在任何時間計算收費(在與收費信標通信期間，或者根據(jù)報告的位置計算收費交易期間)，都采用0BU3的收費參數(shù)OC以確定收費量，或者甚至確定是否存在支付通行費的責任。此后，所考慮的收費參數(shù)OC包括可以通過檢查外觀(也就是說，攜帶0BU3的車輛2的形狀)來驗證(反復核對)的參數(shù)。這種收費參數(shù)OC在本發(fā)明中被稱為車輛形狀特定參數(shù)。車輛形狀特定收費參數(shù)OC例如可以包括:車輛2的一個或多個尺度、其主體設計(箱式主體、平臺主體、客車或卡車主體)、軸數(shù)、拖車數(shù)等。

此后描述的控制裝置和方法適于那些0BU3，設置或存儲在其中的其車輛形狀特定收費參數(shù)OC可以經(jīng)由DSRC無線電接口讀出，通常情況是，例如，根據(jù)RFID、CEN-DSRC,UN1-DSRC、ITS-G5或WAVE (在車輛環(huán)境中的無線接入)標準利用DSRC OBU來讀出。GNSSOBUs3 (其附加地包含用于出于控制目的而讀出其收費參數(shù)的DSRC無線電接口)也適合，并且可以按下述方式檢查。而且，在此描述的控制裝置和方法當然還能夠甚至查明經(jīng)受收費的車輛2是否配備有0BU3，并且因為讀出收費參數(shù)需要正確運行的0BU3，所以檢查0BU3的功能。最后，所述控制裝置和方法還能夠檢測車輛2的一般交通違章，如超速違章、違犯(夜間)禁駕和其它交通違法，并對其執(zhí)行，只要可以通過測量單元、傳感器等自動檢測它們即可。控制裝置出于前述控制目的而在道路收費系統(tǒng)I中使用，其由第一隊記錄車輛5、第二隊記錄車輛6、以及事務部門4中的交換服務器7組成。優(yōu)選的是，提供了比記錄車輛5高得多的數(shù)量的控制車輛6。控制車輛6與記錄車輛5的數(shù)量比優(yōu)選為至少10:1，并且優(yōu)選為100 =UlOOO:1并且更多。如下所述，控制車輛6具有比記錄車輛5更簡單的設計，并且以不同的移動行為來操作，其導致按最小成本的、記錄和控制車輛的動作范圍的平衡覆蓋比。記錄車輛5沿流動交通連續(xù)移動，并且其與要被控制的車輛2的交互較簡短，而控制車輛6可以按移動方式和靜止方式使用，而且如果它們進行攔阻檢查或執(zhí)行收費違章，則與被控制的車輛2具有更長的交互。如圖1的概述圖中所示，記錄車輛5被用于在相應限定的檢測范圍中跟蹤犯有交通或收費違章(例如，超速違章)的車輛2、或者包含錯誤或不正確設置的0BU3的車輛2、或者根本沒有設置0BU3的車輛2，并采用違章數(shù)據(jù)記錄的形式將該信息作為交通或收費違章發(fā)送給交換服務器7 ;下面，基于圖2和4，對出于該目的而發(fā)生在記錄車輛5與車輛2之間的交互進行更詳細的描述?？刂栖囕v6被用于關于針對這些車輛接收的違章數(shù)據(jù)記錄，檢查位于相應鄰域中的車輛2，并且如果存在針對車輛2的違章數(shù)據(jù)記錄，則發(fā)出警報消息。接著，控制車輛6的工作人員可以采取恰當?shù)倪M一步驗證和執(zhí)行措施，例如，攔阻車輛2、進行交通檢查、收取隨后的通行 費、處以罰款等。下面，基于圖3和4，對出于該目的而發(fā)生在控制車輛6、交換服務器7以及車輛2之間的交互進行更詳細的描述。記錄車輛5、控制車輛6以及交換服務器7出于該目的經(jīng)由蜂窩移動通信網(wǎng)絡N彼此連接，并且更具體地說，經(jīng)由GSM、UMTS或LTE網(wǎng)絡，優(yōu)選地經(jīng)由包交換連接彼此連接。該蜂窩移動通信網(wǎng)絡N包括多個地理分布基站9p92、...，或者一般而言％,它們各負責一地理區(qū)域(“小區(qū)”)Q。圖1和2示出了示例性基站％、92，及其移動通信網(wǎng)絡小區(qū)C1X2，它們用虛邊界線G進行劃界。常規(guī)地講，移動通信網(wǎng)絡N包括一個或多個交換中心MSC，基站％經(jīng)由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(主干線)BB連接至其，如現(xiàn)有技術所已知的。交換服務器7可以直接連接至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡BB或者連接至移動交換中心MSC，或其可以直接與基站％中的一個無線地通信。交換服務器7還可以直接通過交換中心MSC或者通過道路收費系統(tǒng)I的計費事務部門4來實現(xiàn)。如本領域技術人員已知的，移動通信網(wǎng)絡N中的每一個小區(qū)Ci都用唯一小區(qū)標識符CIDp CID2,…，或者一般而言CIDi來標識。其中諸如記錄車輛5或控制車輛6的網(wǎng)絡用戶目前所位于的每一個小區(qū)Ci的小區(qū)標識符CIDi在具有交換中心MSC和相應網(wǎng)絡用戶
5、6的移動通信網(wǎng)絡N中已知，并且在本方法的范圍內(nèi)使用，以關聯(lián)記錄車輛5和控制車輛6的地理部署區(qū)域，如下將更詳細地描述的。
圖2a和2b詳細示出了在兩個連貫時間，在道路10上的車輛2按對向交通路過時記錄車輛5中的一個。記錄車輛5配備有用于與車輛2的0BU3進行DSRC無線電通信的DSRC收發(fā)器11、用于自動讀取(光學字符識別，OCR)車輛2的牌照13的牌照號碼讀取單元
12、以及用于檢測車輛2的外部形狀的參數(shù)(其在此被稱為形狀參數(shù)CL)的傳感器14，其在此是激光掃描儀。記錄車輛5還配備有用于在移動通信網(wǎng)絡N中通信的移動通信網(wǎng)絡收發(fā)器15，如上所述。在本示例中，形狀參數(shù)CL是車輛類別(“客車”、“雙軸卡車”、“三軸卡車”、“四軸卡車”、“帶拖車的卡車”等)；然而，與前述車輛形狀特定收費參數(shù)OC類似地，車輛2的可以通過傳感器14確定的外部形狀的任何其它屬性當然可以用作形狀參數(shù)CL。用于檢測形狀參數(shù)CL的傳感器14可以按從現(xiàn)有技術已知的任何方式來設計，例如，采用電子攝像機的形式，其可以記錄路過車輛2的(包括從不同視角的)一個或多個圖像，接著可以使用這些圖像以通過圖像識別軟件提取車輛2的對應屬性和形狀參數(shù)。作為一另選例，傳感器14可以是雷達或激光測距儀或掃描儀，其在車輛2路過時利用雷達或激光束或扇14’來掃描車輛2,以按掃描點云的掃描分布圖的形式來檢測路過車輛2的一個或多個尺度或輪廓。記錄車輛5的牌照號碼讀取單元12針對車輛2的牌照13上的法定牌照號碼LPN執(zhí)行從現(xiàn)有技術已知的OCR讀取處理(“自動牌照號碼識別”，ALNR);成像路徑或信息流用箭頭16示意性地示出。記錄車輛5的DSRC收發(fā)器11與0BU3建立DSRC無線電通信17，以使a)查明車輛3中是否存在0BU3，b)由此(暗中)檢查0BU3是否響應，也就是說正確地起工作，并且c)讀出設置或存儲在0BU3中的收費參數(shù)0C，以供進一步檢查。在該檢查期間，0BU3的讀出收費參數(shù)OC應當與通過傳感器14檢測到的車輛2的形狀參數(shù)CL 一致。例如，如果收費參數(shù)OC指示“三軸卡車”，則傳感器14應當還檢測與其一致的形狀參數(shù)CL ;如果不是這樣，則存在收費違章，并且車輛2是·“違章車輛”。當然，從0BU3讀出的收費參數(shù)OC可以另外地取決于除了車輛形狀以外的其它組件，例如，車輛2的狀況或使用目的、時間、一般時間條件(例如，夜間禁駕)、車輛排放等級限制、速度等，其同樣可以在檢查違章時加以考慮。記錄車輛5的所有組件(它們是DSCR收發(fā)器11、牌照號碼讀取單元12、以及傳感器14)彼此連接(可選地經(jīng)由控制單元(未示出))，并且如上所述，記錄車輛5可以經(jīng)由移動通信網(wǎng)絡收發(fā)器15無線地與中央交換服務器7通信。下面，參考圖2和3，基于圖4對在記錄車輛5、控制車輛6和交換服務器7的幫助下執(zhí)行的控制方法進行更詳細描述。圖4a示出了為隨后的記錄階段(圖2、4b)和控制階段(圖3、4c)作準備的、該方法的初始登記、選擇以及關聯(lián)階段。根據(jù)圖4a，在第一步驟18中，每一個記錄車輛5確定移動通信網(wǎng)絡N的、其目前所位于的小區(qū)Ci的小區(qū)標識符CIDA1。小區(qū)標識符CIDai例如可以從收發(fā)器15的通信參數(shù)讀出。在隨后步驟19中，記錄車輛5在交換服務器7中登記在相應唯一記錄車輛標識符A1^ A2,或者一般而言Aj下，與相應確定的小區(qū)標識符CIDA1、CIDa2,或者一般而言CIDAj。記錄車輛5的唯一標識符 可以具有任意形式，例如，車輛牌照號碼、記錄車輛5的用戶的標識(例如，姓名、賬戶或信用卡號)、記錄車輛5的板載單元的標識符、移動通信網(wǎng)絡N中其移動通信網(wǎng)絡收發(fā)器15的標識(例如，電話號碼、IMSI, TIMSI, IMEI等)。代替記錄車輛5，在步驟18中，確定其小區(qū)標識符CIDAj，這還可以例如通過由交換服務器7從移動通信網(wǎng)絡N的交換中心MSC或基站％請求小區(qū)標識符CIDiu來執(zhí)行或者從交換服務器7發(fā)起。當然，記錄車輛5因此可以在切換小區(qū)Ci時更新交換服務器7中的相應小區(qū)標識符登記{A」，CIDajI，或者它們還可以周期性地更新它們，并也相應地撤銷登記，例如，在離開移動通信網(wǎng)絡N時。交換服務器7由此在其布置處具有在移動通信網(wǎng)絡N中到處移動的記錄車輛5的連續(xù)更新表20，包括相應標識符Ki和小區(qū)標識符CIDAj。在隨后步驟21中，控制車輛6由此可以在表20中檢索當前在交換服務器7中存儲(“指配”)的相應小區(qū)標識符CIDAj，可選地通過相應登記記錄車輛標識符Aj來補充。發(fā)送步驟21例如可以按控制車輛6的請求執(zhí)行，或者從交換服務器7開始周期性執(zhí)行。在控制車輛6中，將這樣獲取的小區(qū)標識符CIDiu向控制車輛6的用戶顯示以供選擇。這可以按采用表形式的列表形式發(fā)生在控制車輛6中的輸出裝置(監(jiān)視器、顯示器)上，優(yōu)選地利用存儲在控制車輛6或交換服務器7中的數(shù)字地圖發(fā)生屏幕22上，并且其中，小區(qū)Cj連同其小區(qū)標識符CIDAj被顯示為具有其相應邊界G的地理區(qū)域?？蛇x的是，可以列出登記在特定小區(qū)Cj中的記錄車輛標識符Aj，就是說，出現(xiàn)在那里的記錄車輛5?；谠谄聊?2上提供的信息，控制車輛6的用戶現(xiàn)在可以選擇一個(或多個)小區(qū)標識符。在控制車輛6中選擇的小區(qū)標識符和控制車輛標識符BpB2、...，或者一般而言Bk，在下面被稱為CIDB1、CIDb2, ,或者一般而言CIDBk。人工選擇相應小區(qū)標識符CIDB1^^步驟在23處按虛線方式示出，并且通向步驟24,其中，所選擇小區(qū)標識符CIDmt與 控制車輛6的標識符Bk —起被發(fā)送(27)至交換服務器7?？刂栖囕v標識符Bk也可以為任何任意類型(如先前結合記錄車輛標識符Aj提到的)并且被用于唯一地標識移動通信網(wǎng)絡N中的相應控制車輛6。當然，如果控制車輛6不再選擇(預訂)特定小區(qū)標識符CIDmt，則它們還可以向交換服務器7發(fā)送對應取消選擇或取消預訂消息27 (或43，參照圖4c )。由此，交換服務器7在其布置處具有由具有標識符Bk的控制車輛6選擇的小區(qū)標識符CIDmt的當前表28，其中，控制車輛6還可以具有多于一個的選擇小區(qū)標識符CIDBk。在隨后的關聯(lián)步驟29中，可以在交換服務器7中將控制車輛標識符Bk與那些登記了與所選擇小區(qū)標識符CIDmt相同的小區(qū)標識符CIDiu的記錄車輛標識符Ki相關聯(lián)。表28的選擇小區(qū)標識符CIDmt由此被檢查它們是否出現(xiàn)在登記表20中，并且如果它們出現(xiàn)在那里，則將相應控制車輛標識符Bk指配給相應記錄車輛標識符Ap結果，控制車輛6(收集器)準“預訂”或“訂閱”記錄車輛5 (獵手)，以供隨后獲取違章數(shù)據(jù)記錄，將基于圖4b和4c對其進行更詳細描述。關聯(lián)步驟29由此在交換服務器7中獲得指配表30，該表包含針對具有記錄車輛標識符的記錄車輛5的、具有控制車輛標識符Bk (與小區(qū)標識符CIDi有關)的“訂閱”控制車輛6。在一簡化實施例中，可以消除屏幕22上的移動無線電小區(qū)Cj的地圖狀格式，并且可以例如按列表形式輸出在步驟21中可以選擇的小區(qū)標識符CIDAj。作為一另選例，可以完全消除步驟21和顯示器22上的輸出，并且在步驟23中，用戶例如基于地圖、參考表等親自選擇小區(qū)標識符CIDmt，而不管記錄車輛5是否當前存在于對應小區(qū)&中。在另一實施例中，小區(qū)標識符CIDmt還可以通過控制車輛6自動地被選擇(參見步驟25)，以代替人工選擇步驟23和可選先前步驟21、22。在步驟25中，控制車輛6例如通過查詢其自身移動通信網(wǎng)絡收發(fā)器26的通信參數(shù)(圖3)來確定，例如，移動通信網(wǎng)絡N中的其自身小區(qū)標識符CIDmt (類似于步驟18)，并且將這些作為“選擇”小區(qū)標識符CIDBk提供給預訂和關聯(lián)步驟24、27、29?？刂栖囕v6由此訂閱存在于其自身移動通信網(wǎng)絡小區(qū)Ck中的記錄車輛5。下面，參照圖2和4b，對記錄車輛5的操作原理和在車輛2路過時發(fā)生的記錄處理進行更詳細描述。當車輛2接近記錄車輛5時(步驟31)，在第一步驟32中，利用牌照號碼讀取單元12從牌照13讀取車輛2的牌照號碼LPN (箭頭16)。步驟32還可以在圖4b的方法的任何稍后時間執(zhí)行，只要尚未需要牌照號碼讀取結果LPN，例如，這可以在稍后時間通過讀取車輛2的后部牌照13來進行。隨后，在步驟33中，車輛2的形狀參數(shù)CL通過傳感器14來檢測，在所示示例中，這通過激光掃描和檢測車輛2的軸數(shù)來完成，在此基礎上，將基于軸的車輛類別(“類別”)確定為形狀參數(shù)CL。在隨后的判斷步驟34中，基于形狀參數(shù)CL來檢查車輛2是否正好經(jīng)受收費。例如，可以將雙軸車輛2限定為不經(jīng)受收費，而多于兩個軸的車輛2可以被限定為經(jīng)受收費。如果形狀參數(shù)CL指示支付通行費的責任(分支“y”)，則在隨后步驟35中，利用DSRC收發(fā)器11與0BU3建立聯(lián)系(箭頭17)。出于該目的，從0BU3讀出收費參數(shù)0C，并且成功讀出還指示0BU3存在并且起作用。如果讀出失敗(分支“n”)，則隨后的判斷步驟23接著直接切換至步驟38，以生成違章數(shù)據(jù)記錄步驟DELR。否則(步驟36的分支“y”)，在進一步判斷37中，檢查所檢測形狀參數(shù)CL和讀出收費參數(shù)OC是否匹配或者是否彼此一致，也就是說，0BU3的收費參數(shù)OC被設置成，使得其對應于已經(jīng)基于車輛2的外部形狀檢·測到的形狀參數(shù)CL。如果是這樣的話(分支“y”)，則一切正常并且方法在39結束。如果不是(分支“n”)，則存在不一致，其構成潛在收費違章，并且處理切換至步驟38，以生成違章數(shù)據(jù)記錄DELR。在步驟38中，生成違章數(shù)據(jù)記錄DELR，其包含所檢測的形狀參數(shù)CL、讀出收費參數(shù)OC以及牌照號碼讀取結果LPN，并且可選地包含其它數(shù)據(jù)，如記錄處理的當前位置(“違章位置”)D0和當前時間(“違章時間”)DT、從0BU3讀出的附加主數(shù)據(jù)(諸如OBU標識符0ID、用戶主數(shù)據(jù)、車輛主數(shù)據(jù)等)。違章數(shù)據(jù)記錄DELR還包含相應控制車輛5的標識符A」。違章位置DO可以按各種各樣的方式來確定:記錄車輛5可以配備有分離的位置確定單元，例如衛(wèi)星導航接收器，并且記錄車輛通過的當前位置作為違章位置D0。作為一另選例，0BU3 (具體來說，如果其是自定位類型)，則可以使其當前位置可用于記錄車輛5，作為違章的位置D0。還可以使用基于信標的道路收費系統(tǒng)I的鄰近無線電信標的已知位置來近似。在步驟40中，接著，將違章數(shù)據(jù)記錄DELR發(fā)送至交換服務器7，以供轉發(fā)(步驟41)至控制車輛6。當然，步驟32至37 (假如它們彼此不需要)也可以按不同次序執(zhí)行?；趫D3和4c，對在交換服務器7和示例性控制車輛6中發(fā)生的步驟進行描述。圖3a和3b示出了在兩個連貫時間控制車輛6路過要被控制的車輛2時的情況。作為這種檢查的準備(或在這種檢查期間)，交換服務器7向控制車輛6轉發(fā)那些來自向關聯(lián)表30訂閱的控制車輛6的違章數(shù)據(jù)記錄DELR。為此，交換服務器7出于尋址目的而使用關聯(lián)表30，以將具有標識符Aj的記錄車輛5的違章數(shù)據(jù)記錄DELR轉發(fā)至具有記錄在表30中的標識符Bk的所有那些控制車輛6。在所示示例中，將具有標識符A1的記錄車輛5的違章數(shù)據(jù)記錄DELR轉發(fā)至具有標識符BpB4的控制車輛6 ;將具有標識符A2的記錄車輛5的那些違章數(shù)據(jù)記錄轉發(fā)至具有標識符B2、B3以及B7的控制車輛，等?？刂栖囕v6將按這種方式提供(步驟41)的違章數(shù)據(jù)記錄DELR包括在本地違章數(shù)據(jù)記錄列表locDELR42中。在步驟41中轉發(fā)違章數(shù)據(jù)記錄DELR可以按以下兩種方式發(fā)生:連續(xù)方式(例如，周期性地或者在需要時)，例如，即交換服務器7向相應的控制車輛6發(fā)送每一個單個違章數(shù)據(jù)記錄DELR ;批方式(利用批處理)，即，控制車輛6從交換服務器7挑出按特定時間單獨提供的違章數(shù)據(jù)記錄DELR，或者接收從服務器發(fā)送來的。針對違章的可選時間DT，違章數(shù)據(jù)記錄DELR還承載有相應“時間戳”，其可以限制記錄的時間有效性。例如，“太舊”的違章數(shù)據(jù)記錄DELR (就是說，具有處于預定時段之外的時間戳DT的那些)可以在交換服務器7中和控制車輛6中自動地廢棄，和/或交換服務器7可以僅將“當前”違章數(shù)據(jù)記錄DELR (就是說，具有處于預定時段內(nèi)的時間戳DT的那些)轉發(fā)至控制車輛6。在圖4a的登記階段期間，控制車輛6從來自所選擇移動通信網(wǎng)絡小區(qū)Ck的記錄車輛6 “訂閱”違章數(shù)據(jù)記錄DELR，直到在步驟43中，它們向交換服務器7發(fā)送取消選擇或取消預訂消息27為止，如上所述。由此向控制車輛6提供有來自希望的移動通信網(wǎng)絡小區(qū)Ck的相應當前違章數(shù)據(jù)記錄DELR，并且可以在車輛2路過或被檢查時，執(zhí)行利用相應本地違章數(shù)據(jù)記錄列表42的控制任務44。參照圖3和4c ，在每一個控制任務44期間，在車輛2接近時(步驟45)，在第一步驟46中，利用控制車輛6的牌照號碼讀取單元47從牌照12自動讀取牌照號碼LPN (箭頭48)。隨后，在步驟49中，控制車輛6從本地違章數(shù)據(jù)記錄列表42中挑選匹配違章數(shù)據(jù)記錄DELR，假如這種記錄存在。如果對于牌照號碼讀取結果LPN來說，不存在違章數(shù)據(jù)記錄DELR (檢查步驟50中的分支“n”)，則任務44在51結束，并且可以再次刪除牌照號碼讀取結果LPN，例如，出于機密性理由。然而，如果對于牌照號碼讀取結果LPN來說，存在違章數(shù)據(jù)記錄DELR (分支“y”)，則處理分叉至警報步驟52，其中，控制車輛6向工作人員發(fā)送警報消息。警報消息例如可以是光學或聲音警報，或者屏幕22上的顯示，其還指示所讀取牌照號碼LPN和違章數(shù)據(jù)記錄DELR。工作人員接著可以采取恰當?shù)膱?zhí)行措施，例如，攔阻車輛
2、進一步檢查0BU3、以及可選地征收隨后的通行費或實施罰款。警報消息可以附加地自動顯示在控制車輛6的發(fā)信系統(tǒng)55上，其向外地可見于被檢查車輛2 (箭頭56)，以例如提示其停下，例如，利用熒光文字“STOP”。可選的是，在任務44中，附加地，還利用控制車輛6的DSCR收發(fā)器53將0BU3再次讀出(箭頭54)，例如，用于進一步的一致性檢查或標識。 記錄車輛5可以可選地配備有單元57，其用于測量車輛2的速度和行駛方向(就是說，移動矢量V)。單元57還可以通過牌照號碼讀取單元12 (其被設計為視頻攝像機并且可以檢查其影像中的移動)，或者通過被設計為多普勒雷達的DSRC收發(fā)器12，或者通過利用傳感器14的恰當測量(例如，在掃描束或扇15上的激光或LIDAR測量)來實現(xiàn)。此外，記錄車輛5的速度測量系統(tǒng)11、12、14、49可以被用于檢測車輛2的一般交通違章，例如，檢測超速違章。車輛2在違章時間DT時的移動矢量V可以被并入違章數(shù)據(jù)記錄DELR。由此，本發(fā)明不限于所示實施例，而是涵蓋被所附權利要求書的范圍覆蓋的所有變型例和修改例。`
權利要求
1.一種用于道路收費系統(tǒng)(I)的控制方法，所述道路收費系統(tǒng)基于由具有車輛牌照號碼(LPN)的車輛(2)攜帶的板載單元(3)，利用具有唯一標識符(Aj、Bk)并且經(jīng)由蜂窩移動通信網(wǎng)絡(N)連接至交換服務器(7)的至少一個記錄車輛(5)和至少一個控制車輛(6)，該方法包括: 在該交換服務器(7)中登記(19)記錄車輛(5)的標識符(Aj)和其當前的移動通信網(wǎng)絡小區(qū)標識符(CIDaj)； 在控制車輛(6)中選擇(23至25)小區(qū)標識符(CIDBk)，并將所選擇的小區(qū)標識符(CIDek)和控制車輛(6)的標識符(Bk)發(fā)送(27)至交換服務器(7)； 關聯(lián)(29)控制車輛標識符(Bk)與登記了與所選擇的小區(qū)標識符(CIDmt)相同的小區(qū)標識符(CIDAj)的記錄車輛標識符(Aj)； 檢測(33、35 )板載單元(3 )的或攜帶板載單元(3 )的車輛(2 )的交通或收費違章，并且通過記錄車輛(5)讀取其車輛牌照號碼(LPN)； 向交換服務器(7)發(fā)送(40)包含讀取牌照號碼(LPN)和記錄車輛標識符(Ap的違章數(shù)據(jù)記錄(DELR)，確定(30)所指配的控制車輛標識符(Bk)，以及向由所確定的標識符(Bk)標識的控制車輛(6)發(fā)送(41) 違章數(shù)據(jù)記錄(DELR);以及 通過控制車輛(6)讀取(46)路過車輛(2)的牌照號碼(LPN)，比較(49、50)所讀取的牌照號碼(LPN)與包含在違章數(shù)據(jù)記錄(DELR)中的牌照號碼(LPN)，以及如果牌照號碼彼此一致，則輸出(52)警報消息。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，記錄車輛(5)的當前小區(qū)標識符(CIDAj)在記錄車輛(5)中確定并通過其發(fā)送至交換服務器(7)。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，記錄車輛(5)的當前小區(qū)標識符(CIDAj)在交換服務器(7)中基于來自移動通信網(wǎng)絡(N)的信息來確定。
4.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的方法，其特征在于，在控制車輛(6)中選擇小區(qū)標識符(CIDBk)通過用戶選擇(23)來執(zhí)行。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，在交換服務器(7)中登記的小區(qū)標識符(CIDAj)被發(fā)送至控制車輛(6)，在控制車輛(6)中小區(qū)標識符(CIDAj)被向用戶顯示以供用戶選擇(23)。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，在作為數(shù)字地圖的地理區(qū)域(Cj)的顯示器(22)上向用戶顯示可選小區(qū)標識符(CIDaj)。
7.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的方法，其特征在于，控制車輛(6)的當前移動通信網(wǎng)絡小區(qū)標識符(CIDmt)被確定并用作所選小區(qū)標識符(CIDBk)。
8.根據(jù)權利要求1至7中的任一項所述的方法，其特征在于，當檢測到交通或收費違章時，記錄車輛(5)的位置通過衛(wèi)星導航來確定并作為違章位置(DO)被添加至違章數(shù)據(jù)記錄(DELR)0
9.根據(jù)權利要求1至8中的任一項所述的用于道路收費系統(tǒng)的控制方法，該道路收費系統(tǒng)利用板載單元(3)，可以經(jīng)由DSRC無線電接口(17、54)從該板載單元(3)讀出至少一個車輛形狀特定收費參數(shù)(0C)，其特征在于:由記錄車輛(5)執(zhí)行的以下步驟: 通過DSRC收發(fā)器(11)讀出(35)路過車輛(2)的收費參數(shù)(OC)； 通過傳感器(14)檢測(33)車輛(2)的形狀參數(shù)(CL)；檢查(37)收費參數(shù)(OC)與形狀參數(shù)(CL)的一致性，并且針對不一致的情況， 發(fā)送(40)違章數(shù)據(jù)記錄(DELR)。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，形狀參數(shù)(CL)和收費參數(shù)(OC)是相應車輛長度或相應車軸數(shù)。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的方法，其特征在于，將激光掃描儀用作傳感器(14)。
12.根據(jù)權利要求1至11中的任一項所述的方法，其特征在于，在記錄車輛(5)中測量路過車輛(2 )的速度，并且優(yōu)選地測量其行駛方向，并且還基于這些測量值(V )來確定交通或收費違章 。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于道路收費系統(tǒng)的控制方法，該道路收費系統(tǒng)利用基于車輛的板載單元、記錄車輛、控制車輛、蜂窩移動通信網(wǎng)絡、以及交換服務器，該方法包括在交換服務器中登記記錄車輛標識符和移動通信網(wǎng)絡小區(qū)標識符；在控制車輛中選擇小區(qū)標識符，并將其與控制車輛標識符一起發(fā)送至交換服務器；關聯(lián)控制車輛標識符與登記了與所選擇小區(qū)標識符相同的小區(qū)標識符的記錄車輛標識符；通過記錄車輛檢測交通或收費違章，并向交換服務器發(fā)送違章數(shù)據(jù)記錄；確定所指配的控制車輛標識符；向由所確定的標識符標識的控制車輛發(fā)送違章數(shù)據(jù)記錄；以及在控制車輛中處理違章數(shù)據(jù)記錄。
文檔編號G07B15/06GK103247083SQ20131004103
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權日2012年2月2日
發(fā)明者A·利奧波德, O·納格 申請人:卡波施交通公司