技术领域

本发明涉及一种基于 GPS导航技术的高速公路计费系统及其收费 方法。 背景技术

目前， 随着高速公路建设的发展， 高速公路收费站也越设越多。 日常生活中， 车辆到达收费站都要停车缴费， 由于整个缴费过程需要 一定的时间， 即使是安装无线射频技术识别的车辆通过时也 需要将车 速降低到一定的速度才能完成缴费过程。 现有的被动收费方法效率很 低， 每到车流高峰期时， 易造成高速公路塞车现象的发生， 影响了车 辆的正常行驶。 而且通过收费站的每部车都需要减速或停车， 增加了 汽车油耗和损耗， 加大了汽车尾气的排放， 造成了环境的污染， 影响 了公路收费站工作人员和司乘人员的身体健康 。 因此， 需要一种无需 停车和减速收费的主动收费方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的 不足， 提供一种基 于 GPS导航技术的高速公路计费系统和无需任何减 速动作的新型收费 方法。 该系统中取消了现有的实际收费站点， 采用电子地图虚拟收费 站实现自动收费的目的。 本发明所采用的技术方案是： 本发明中基于 GPS导航技术的高速 公路计费系统包括：

车载移动终端， 用于在车辆行驶通过收费站点时， 向计费中心发 送收费信息；

移动通信网络， 实现车载移动终端和计费中心之间的通信； 计费中心， 通过所述移动通信网络与车载移动终端通信连 接， 接 收收费信息， 对车辆进行收费；

其中所述车载移动终端包括：

收费站配置装置， 将高速公路上的所有入口到出口中道路上所有 的收费站在电子地图上建立其相应的网络模型 ；

GPS定位装置， 接收 GPS信息， 用于确定车辆当前的位置； 收费信息配置装置， 用于在上述网络模型上的高速公路入口到出 口以及收费站与收费站之间配置计费标准信息 ；

中央控制装置， 比较 GPS信息的位置和电子地图上位置关系， 用 来判断车辆是否通过收费站和确定相应路段的 收费标准， 以及是否调 用通讯装置；

通讯装置， 用于通信连接至所述移动通信网络。

在所述收费站配置装置中是将收费站标记在 GIS地理信息电子地 图上并建立其相应的网络模型。

所述收费站配置装置和 GPS定位装置是采用 GPScme定位系统来 确定车辆当前的位置以及在电子地图上建立收 费站模型。

所述移动通信网络为 GSM网络或 CDMA网络或 GPRS网络或 3G无 线网络。

所述计费中心通过专线连接至银行转帐中心。

所述车载移动终端还包括车辆电子身份装置， 其内配制有车辆的 各种信息， 所述计费中心包括有车辆电子身份数据库， 所述车辆电子 身份数据库内存储有与所述车辆电子身份装置 相对应的车辆信息。

所述计费中心还包括电子地图数据库和计费标 准数据库。 ■ 所述车载移动终端还包括收费更新装置， 用于接收来自计费中心 的收费站路段的标准收费信息。 所述车载移动终端还包括收费信息语音提示装 置或 /和收费信息 显示装置。

本发明中基于 GPS导航技术的高速公路收费方法，包括以下步 骤：

( 1 ) 所述车载移动终端接收来自 GPS卫星的 GPS信号， 确定自 身的位置；

( 2 ) 根据 GPS 信号的位置信息来与电子地图上的收费站的位 置 信息比较， 判断车辆是否通过收费站；

( 3 ) 当通过收费站时， 车载移动终端对通过路段自动配置原来 设定好的收费标准并调用所述通讯装置， 通过所述移动通信网络与计 费中心通信；

( 4 ) 所述计费中心与银行转帐中心通讯， 完成费用支付；

( 5 ) 返回收费信息到车载移动终端， 让车主确认是否收费成功 及收费的费用。 本发明的有益效果是： 本发明中计费系统的使用可以有效的改善 高速公路因收费而造成的堵塞车辆现象，节省 能源，减少了尾气排放， 有利于环境保护和收费工作者以及有关司乘人 员的身体健康。 另外本 系统中还具有车辆电子身份证， 以其不可改变的身份记录， 计费中心 设立有车辆电子身份数据库， 这样可以査询在高速公路上任一车辆的 位置， 还可提供与相关职能部门的功能接口， 达到被盗车辆跟踪的目 的， 为打击非法异地运营， 假牌、 套牌等车的异地运营提供了快速识 别手段。 所以本发明产生了良好的经济效益和社会效益 。 附图说明

图 1是本发明高速公路计费系统的结构示意图 具体实施方式

如图 1所示， 本发明高速公路计费系统包括： 车载移动终端， 用 于在车辆行驶通过收费站点时， 向计费中心发送收费信息； 移动通信 网络， 实现车载移动终端和计费中心之间的通信； 计费中心， 通过所 述移动通信网络与车载移动终端通信连接， 接收收费信息， 对车辆进 行收费。 其中所述车载移动终端包括：

中央控制装置， 比较 GPS信息的位置和电子地图上位置关系， 用 来判断车辆是否通过收费站和确定相应路段的 收费标准， 以及是否调 用通讯模块与移动通信网络进行通信。

高速公路收费站配置模块:将高速公路道路上� �所有入口到出口， 道路上所有的收费站在 GIS地理信息电子地图上建立其相应的网络模 型。

GPS定位模块： 用于对接收到的 GPS信息进行解析， 获取经度， 纬 度， 速度， 海拔高度， 日期日历， 卫星星历， 有效卫星数据的步骤， 用于确定车辆当前的位置。 GPS 定位系统现已成为一项成熟的技术， 其主要作用 GPS终端通过接受 GPS信号， 可确定该移动体的经纬度， 而 GIS地理信息系统是将各种地理信息数字化， 可在计标机运行， 表 达地理空间数据信息的系统， 将处理好的收费点， 标注在 GIS电子地 图上， 在电子地图数据库， 收费站点的数据表结构如下表。

收费信息配置模块：用于在所建的高速公路建 模模块所建立的网络 模型上入口处到收费站以及收费站和收费站之 间的配置计费标准信 息。 所述车载移动终端还包括收费更新模块， 用于接收来自计费中心 的收费站路段的标准收费信息， 对收费信息配置模块中的计费标准信 息进行更新。收费信息配置模块开始时记录目 标车辆出发的起始站点， 通过起始站点编号査找下一个可能经过的站点 ， 提示车辆人员相关信 息， 并根据当前和下一站点的距离计算两个站点的 之间的价格。 并把 车辆经过的站点保存到历史表。 其中物理站点用 2个编号表示， 用来 区分经过站点的方向。 站点之间的关系用起始站点和下一站点之间的 距离和价格来表示， 历史表记录车辆经过站点的记录。 数据表结构如 下表所示：

站点表 (Sign)

字段 说明 备注

SignID 站点编号： . 站点 H3。 个物理站点用 2

.. ^:; :.:： .

站点关系表 (SignRelations)

字段 说明 备注

ID 记录的编号

BeginSign 起始站点 两个站点间的起始站点

NextSign 下 、 ^; 翁 站点甸術下一站点

Price 两个站点间的价格 价格

Distance 两个站点间的距离 距离

历史表 （HistorySign)

字段 说明 备注

ID 记录编号 . ： 记录编号

SignID 经过站点 ID

SignName 经过站点名称

NextSignID 下一站点 ID

NextSignName 下一站点名称 本系统中也可以采用 GPSone 定位系统来确定车辆当前的位置以 及在电子地图上建立收费站模型。 GPSOne技术的车辆导航装置， 其内 置的接收机同时接受来自 GPS卫星和移动蜂窝网络的位置数据。 这些 数据组合起来生成精确的三维定位。 通过组合这两个信息源的信息， GPSOne 定位解决方案只需要小到一颗卫星和一个小区 站点的信号就 可以完成定位。

当 GPS定位模块确定该车辆当前所在点的坐标点 （经度， 纬度， 速度， 海拔高度， 精确范围， 日历日期， 卫星星历， 有效卫星数据） 是与 GIS地理信息上相应收费点坐标点的位置， 通讯模块经过通讯指 令处理后与移动通信网络通讯， 将计费标准信息， 以短信息的形式或 无线上网系统， 发给计费中心。

在汽车往高速公路行驶的过程中， 中央主控模块不断判断当前行 驶的位置是否存在收费站。 如果遇到收费站点时则调用通讯模块， 将 收费标准信息通过 GSM、 CDMA, GPRS或无线上网或 3G无线通讯网络系 统发送到计费中心。

计费中心收到车载收费信息发来的信息通过计 费中心在接口规 范模块解码该信息， 该信息经计费中心系统识别后， 在系统中调用已 存储的收费站计费标准信息， 按标准完成收费扣费 （费用是预存在计 费中心的）。然后返回收费信息到车载移动终 端，通过语音提示或者屏 幕显示让车主确认是否收费成功及收费的费用 。

另外所述计费中心包括电子地图数据库和计费 标准数据库以及车 辆电子身份数据库， 所述车载移动终端还包括车辆电子身份装置， 其 内配制有车辆的各种信息， 所述车辆电子身份数据库内存储有与所述 车辆电子身份装置相对应的车辆信息， 以其不可改变的身份记录， 计 费中心可提供与相关职能部门的功能接口，达 到被盗车辆跟踪的目的， 为打击非法异地运营， 假牌、 套牌等车的异地运营提供了快速识别手 段。