CN103985161B - 一种mtc收费车道快速收费方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MTC收费车道快速收费方法和系统，包括：当车辆进入收费车道后，收费装置获取车辆的车牌照信息；收费装置通过无线通信方式发出带有车牌照信息的询问广播指令；预存有所述车牌照信息的移动终端接收到所述询问广播指令后，应答所述询问广播指令；所述收费装置接收到所述应答后，对所述车辆进行收费交易处理，并将交易数据发送给所述移动终端；放行所述车辆。本发明利用目前广泛使用的如智能手机、平板电脑等移动终端，通过无线通信方式自动进行交易操作，可提高MTC车道收费效率，弥补MT车道人工收费效率低的不足。本发明系统投入设备简单，对MTC车道的升级改造难度小，成本低，可兼容与MTC人工收费车道，可广泛应用于现有MTC收费车道。

Description

一种MTC收费车道快速收费方法和系统

技术领域

本发明涉及公路收费、计算机等领域，特别涉及一种MTC收费车道快速收费方法和系统。

背景技术

随着我国高速公路建设近二十年的快速发展，已形成了国家高速公路客货运输网。根据交通运输部《交通运输“十二五”发展规划》，到“十二五”末期，国家高速公路通车总里程将达到10.8万公里，覆盖90%以上的20万以上人口城市。

在高速公路通车里程不断增加的同时，客货运输车流量也在迅速增加。而目前我国仍然主要采用“入口发卡、一车一挡、出口缴费”的MTC（Manual Toll Collectionsystem，人工半自动收费系统）车道，随着高速公路建设的发展，其弊端也日益突出：

1）停车收费业务处理时间长，车道通行能力低；

2）车辆通过收费车道的过程中需停车、启动，进而在拥堵时驶入车道，车辆会处于不断启停的怠速行驶状态，存在燃油消耗的能源浪费和尾气排放的环境污染等问题；

3）在高峰时段易造成排队拥堵现象，经常引发交通事故。

针对上述MTC车道的弊端，目前较成熟的解决技术手段是在收费站设置ETC（Electronic Toll Collection，电子不停车收费系统）专用车道，安装ETC不停车收费电子标签的车辆可以快速通过ETC专用车道，从而提高收费车道的通行能力。

目前主流的ETC技术已较成熟，制定了国家ETC标准与技术要求，详见“GB/T20851电子收费专用短距通信”系列标准。该技术通过在ETC车道设置路侧单元（RSE/U，Road SideEquipment/Unit）和微波天线，车辆上安装两片式双界面有源电子标签车载单元（OBE/U，Onboard Equipment/Unit），RSE/U与OBE/U之间采用5.8GHz专用短距通讯协议（DRSC，Dedicated Short Range Communications）来完成不停车收费业务的处理。

路侧单元RSE/U的微波天线采用ASK（幅移键控）/FSK（频移键控）调制的右旋圆极化的5.8GHz载波，产生椭圆形微波电磁场辐射区域，沿车辆行驶方式覆盖安装该RSE/U设备的ETC车道，实施时需准确调整设备安装方式和天线功率等，才能确保相邻ETC车道之间的微波覆盖区域不交叉，进而才能够避免产生邻道干扰产生错误交易处理；当安装有OBE/U（调制方式与RSE/U相同，遵循DSRC协议）的车辆驶入ETC车道时，OBE/U被唤醒，与RSE/U建立通信链路，完成收费交易数据处理，此过程不需收费员或司机参与，从而实现了不停车收费处理。

除上述ETC不停车技术外，还有采用无源电子标签的实现技术。与主流ETC不停车收费技术相比，后者实现相对简单，但由于采用的是无源车载电子标签，其信息存储量小，双向数据通信能力差，存在通信不稳定、车辆通过成功率低及数据处理需后台处理等缺点，仅在我国个别省小量车道实验。由于该技术已逐渐被主流ETC技术替代。

虽然与MTC相比，ETC具有很大的优势，可以避免MTC的诸多弊端，并且我国很多省份已使用了ETC技术以提高车道收费作业处理速度，但在推广使用中，ETC技术尚存在一些缺点，例如：

1）车道改造工程量大，实施难度大

安装ETC系统，需要替换并拆除原有MTC系统，同时还需对原有的MTC车道设施进行改造，其中包括有收费岛土建设施的改造等，施工工程量大，施工周期长。

2）ETC系统的设备技术复杂，成本高

ETC系统采用支持DSRC专用短距通信协议的RSU（Road Side Unit）路侧单元和OBU（Onboard Unit）车载单元实现。RSU路侧单元的微波天线微波覆盖范围需控制在该ETC车道的椭圆形区域内，现场调试较繁琐，由于实现技术复杂，设备建设投入成本与后期维护成本都较高，单套RSU路侧单元价格一般在10～15万元之间。

用户使用ETC系统，需购置专用OBU电子标签，且一车一标签，不能替换或多车合用，同时OBU车载单元为不可拆除的封闭式有源设备，内嵌的电池寿命约为3至5年，不可充电重复使用，且安全性技术要求苛刻，国内目前OBU车载单元产品大多采用以色列进口电池，电池寿命到期就需更换电子标签，单个电子标签价格约在300元左右，使用成本较高。

由于上述缺点，目前实施ETC系统的收费车道所占用收费车道比例不高。根据交通运输部、国家发展改期委员会、财政部2010年联合下发的“关于促进高速公路应用联网电子不停车收费技术的若干意见”，力争在“十二五”期末，实现全国ETC车道数达到6000条，ETC用户量达到500万个的目标。由此可见，到“十二五”期末，我国高速公路收费车道仍以人工半自动收费方式为主，大部分车辆为非ETC用户。

按照ETC收费管理规定，ETC车道为专用车道，非ETC车辆不能使用ETC车道。在未来相当长的时期我国公路收费仍以MTC车道和非ETC用户车辆为主体。因此，提高MTC车道通行能力仍是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种MTC收费车道快速收费方法和系统，以在MTC收费车道实现不停车收费和人工半自动收费的结合，进而提高MTC车道的通行能力。

本申请的技术方案是这样实现的：

一种MTC收费车道快速收费方法，包括：

当车辆进入收费车道后，收费装置获取所述车辆的车牌照信息；

所述收费装置通过无线通信方式发出带有车牌照信息的询问广播指令；

预存有所述车牌照信息的移动终端接收到所述询问广播指令后，应答所述询问广播指令；

所述收费装置接收到所述应答后，对所述车辆进行收费交易处理，并将交易数据发送给所述移动终端；

放行所述车辆。

进一步，若所述收费车道为封闭式公路入口收费车道，则：

对所述车辆进行收费交易处理包括生成交易数据；

其中，所述交易数据包括入口收费站信息、车型信息、入口收费时间。

进一步，若所述收费车道为封闭式公路出口收费车道，则：

所述移动终端应答所述询问广播指令的内容包括所述封闭式公路的入口收费车道的入口交易数据；其中，所述入口交易数据包括入口收费站信息、车型信息、入口收费时间；

对所述车辆进行收费交易处理包括：根据所述入口交易数据以及本出口收费站信息，计算所述车辆的收费金额，并在所述车辆的账户中扣除所述收费金额；

所述交易数据包括入口收费站信息、出口收费站信息、入口收费时间、出口收费时间、车型信息以及收费金额。

进一步，若所述收费车道为开放式收费车道，则：

对所述车辆进行收费交易处理包括：根据本收费站信息，计算所述车辆的收费金额，并在所述车辆的账户中扣除所述收费金额；

所述交易数据包括收费站信息、车型信息、收费时间、收费金额。

进一步，若所述收费车道为计重收费车道，则所述交易数据中还包括所述车辆的车重数据。

一种MTC收费车道快速收费系统，包括：

收费装置，用于当车辆进入收费车道后，获取所述车辆的车牌照信息，并通过无线通信方式发出带有车牌照信息的询问广播指令，当接收所述询问广播指令的应答后，对所述车辆进行收费交易处理，并将交易数据发送给发出所述应答的移动终端，之后放行所述车辆；

移动终端，预存有所述车牌照信息，用于接收并应答所述收费装置发出的询问广播指令，并存储所述交易数据。

进一步，所述收费装置包括：

车辆检测器，用于监测收费车道，当车辆进入所述收费车道，向车牌照识别器发送触发信号；

车牌照识别器，与所述车辆检测器电连接，用于当接收到所述触发信号后，获取所述车辆的车牌照信息，并将所获取的车牌照信息发送给控制机；

无线通信设备，与控制机电连接，用于建立所述控制机与所述移动终端之间的无线通信连接；

控制机，与所述车牌照识别器电连接，用于从所述车牌照识别器接收所述车牌照信息，并将带有所述车牌照信息的询问广播指令发送给所述移动终端，之后接收所述询问广播指令的应答，对所述车辆进行收费交易处理，并将交易数据发送给发出所述应答的移动终端，之后分别向自动栏杆机、通行信号灯发送通行触发信号；

自动栏杆机，与所述控制机电连接，用于当接收到所述通行触发信号后抬起栏杆以使所述车辆通过；

通行信号灯，与所述控制机电连接，用于当接收到所述通行触发信号后点亮以指示所述车辆通过。

进一步，所述收费装置还包括：

称重装置，与所述控制机电连接，用于对所述车辆进行称重，并将所述车辆的车重数据发送给所述控制机。

进一步，所述移动终端为智能手机、平板电脑。

进一步，所述无线通信连接包括WiFi、3G、4G、蓝牙和ZigBee。

从上述方案可以看出，本发明的MTC收费车道快速收费方法和系统，利用目前广泛使用的如智能手机、平板电脑等移动终端，通过无线通信方式自动进行交易操作，可提高MTC车道收费效率，弥补MT车道人工收费效率低的不足。并且本发明的MTC收费车道快速收费系统投入设备简单，仅需要增加控制机和无线通信设备即可实现与移动终端的通信和交易等操作，而系统中其他所需设备可直接使用现有MTC收费车道所使用的设备即可，对现有MTC车道的升级改造难度小，成本低，与MTC人工收费可以进行正常兼容，可广泛应用于现有MTC收费车道。

附图说明

图1为本发明的MTC收费车道快速收费方法的流程示意图；

图2为本发明的MTC收费车道快速收费系统的结构示意图；

图3为本发明的MTC收费车道快速收费系统的另一实施例结构示意图；

图4为本发明的MTC收费车道快速收费方法的第一实施例流程图；

图5为本发明的MTC收费车道快速收费方法的第二实施例流程图；

图6为本发明的MTC收费车道快速收费方法的第三实施例流程图；

图7为利用本发明的方法和系统进行快速收费的收费车道实施例示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明实施例所提供的MTC收费车道快速收费方法，主要包括以下步骤：

步骤1、当车辆进入收费车道后，收费装置获取所述车辆的车牌照信息；

步骤2、所述收费装置通过无线通信方式发出带有车牌照信息的询问广播指令；

步骤3、预存有所述车牌照信息的移动终端接收到所述询问广播指令后，应答所述询问广播指令；

步骤4、所述收费装置接收到所述应答后，对所述车辆进行收费交易处理，并将交易数据发送给所述移动终端；

步骤5、放行所述车辆。

鉴于目前收费车道主要有三种，即封闭式公路入口收费车道、封闭式公路出口收费车道以及开放式收费车道，本发明的MTC收费车道快速收费方法在各种收费车道中的收费交易处理以及进行交互的信息（例如交易数据）稍有不同。

若所述收费车道为封闭式公路入口收费车道，则：

对所述车辆进行收费交易处理包括生成交易数据；其中，此处的交易数据包括入口收费站信息、车型信息、入口收费时间。

若所述收费车道为封闭式公路出口收费车道，则：

所述移动终端应答所述询问广播指令的内容包括所述封闭式公路的入口收费车道的入口交易数据；其中，所述入口交易数据包括入口收费站信息、车型信息、入口收费时间；

对所述车辆进行收费交易处理包括：根据所述入口交易数据以及本出口收费站信息，计算所述车辆的收费金额，并在所述车辆的账户中扣除所述收费金额；

所述交易数据包括入口收费站信息、出口收费站（或收费车道）信息、入口收费时间、出口收费时间、车型信息以及收费金额。

若所述收费车道为开放式收费车道，则：

对所述车辆进行收费交易处理包括：根据本收费站信息，计算所述车辆的收费金额，并在所述车辆的账户中扣除所述收费金额；

所述交易数据包括收费站信息、车型信息、收费时间、收费金额。

需要说明的是，上述说明中，交易数据中的各项内容为交易数据中较为重要的内容，交易数据中不仅局限于上述说明中的各项内容，还可包含其他相关内容，详见后续说明。

另外，针对需要计重的车辆，在计重收费车道，交易数据中还包含有所述车辆的车重数据。在封闭式公路出口收费车道以及开放式收费车道中，计算所述车辆的收费金额时，还需根据相关政策法规规定再结合车重数据进行收费金额的计算。

同上述MTC收费车道快速收费方法，本发明还同时提供了一种MTC收费车道快速收费系统，如图2所示，该MTC收费车道快速收费系统包括收费装置1和移动终端2。其中，收费装置1，用于当车辆进入收费车道后，获取所述车辆的车牌照信息，并通过无线通信方式发出带有车牌照信息的询问广播指令，当接收所述询问广播指令的应答后，对所述车辆进行收费交易处理，之后放行所述车辆；移动终端2，预存有所述车牌照信息，用于接收并应答所述收费装置1发出的询问广播指令，并存储所述交易数据。

其中，收费装置1进一步包括车辆检测器11、车牌照识别器12、无线通信设备13、控制机14、自动栏杆机15和通行信号灯16。其中，车辆检测器11，用于监测收费车道，当车辆进入所述收费车道时，车辆检测器11向车牌照识别器12发送触发信号；车牌照识别器12，与所述车辆检测器11电连接，用于当接收到所述触发信号后，获取所述车辆的车牌照信息，并将所获取的车牌照信息发送给控制机14；无线通信设备13，与控制机14电连接，用于建立所述控制机14与所述移动终端2之间的无线通信连接；控制机14，与所述车牌照识别器12电连接，用于从所述车牌照识别器12接收所述车牌照信息，并将带有所述车牌照信息的询问广播指令通过无线通信设备13发送给所述移动终端2，之后通过无线通信设备13接收移动终端2发回的所述询问广播指令的应答，对所述车辆进行收费交易处理，并将交易数据发送给发出所述应答的移动终端2，之后分别向自动栏杆机15、通行信号灯16发送通行触发信号；自动栏杆机15，与所述控制机14电连接，用于当接收到所述通行触发信号后抬起栏杆以使所述车辆通过；通行信号灯16，与所述控制机14电连接，用于当接收到所述通行触发信号后点亮以指示所述车辆通过。

作为一个具体实施例，控制机14可通过网络与外界服务器或系统（例如相关收费服务器、金融收费系统等）连接，通过与相关收费服务器、金融收费系统等的交互，进而完成收费交易处理。

车牌照识别器12例如用于采集和识别车牌照信息的相机等。

无线通信设备13与移动终端2之间的通信可采用包括Wi-Fi、3G（第三代移动通信技术）、4G（第四代移动通信技术）、蓝牙和ZigBee在内的多种无线通信方式。无线通信设备13与移动终端2之间的通信范围可依据收费站的规模而设定，并且可以根据需要，在收费站采用多个无线通信设备13，以保证与移动终端2之间通信的可靠。

移动终端2可以为智能手机（例如目前基于iOS系统的苹果手机、基于安卓系统的各类安卓手机等、基于windows操作系统的手机、平板电脑（例如ipad、安卓系统的平板电脑、windows操作系统的平板电脑等）等各种智能移动终端。移动终端2中可通过内置相应的用于MTC收费车道快速收费的相关软件，进而实现与收费装置1的信息交互、缴费等操作。

若收费车道为计重收费车道，则还需要通过计重收费车道的称重装置对车辆进行称重，进而根据称重数据计算收费金额。本发明还提供了MTC收费车道快速收费系统的另一个实施例，如图3所示。该实施例中，除了包括图2所示以及如上所述的MTC收费车道快速收费系统的结构和部件以外，还包括称重装置17，所述称重装置17可装设于计重收费车道的车辆称量处，所述称重装置17与所述控制机14电连接，用于对所述车辆进行称重，并将所述车辆的车重数据发送给所述控制机14，进而，所述控制机14，接收所述车辆的车重数据，并将所述车重数据写入所述交易数据中。关于根据车重数据计算收费属于公路收费中的制定内容，可根据公路收费的相关规定确定车重数据与收取费用的关系，此处不再赘述。

以下结合车辆经过MTC收费车道的实施例流程，对本发明的MTC收费车道快速收费方法和系统进行进一步具体说明。

如图4所示，在封闭式公路入口收费车道的收费装置1的工作流程如下。

将车辆检测器11安装于入口收费车道处，能够检测出是否有车辆驶入入口收费车道。

步骤a1、车辆检测器11在入口收费车道处进行车辆检测，并执行步骤a2的判断。

步骤a2、如果车辆检测器11检测出有车辆驶入入口收费车道，则执行步骤a3，否则继续执行a1。

步骤a3、车辆检测器11触发车牌照识别器12获取驶入入口收费车道的车辆的车牌照信息，并将其发送给控制机14，之后执行步骤a4。

步骤a4、控制机14通过无线通信设备13发出带有所述车牌照信息的询问广播指令，之后进入步骤a5。

步骤a5、控制机14通过无线通信设备13等待移动终端2的应答，如果在设定的等待时间内接收到移动终端2的应答，则进入步骤a6，否则进入步骤a9。

其中，等待时间可根据实际情况进行调整，例如可设置为100～1000ms（毫秒）等，作为一个优选实施例，等待时间可设置为500ms。

步骤a6、控制机14对所述应答的用户有效性进行验证，如果验证有效则进入步骤a7，否则进入步骤a9。

步骤a7、控制机14通过无线通信设备13将入口交易数据写入所述移动终端2，之后进入步骤a8。

其中，入口交易数据包括交易类型、交易流水号、入口收费站编码、入口收费车道编码、入口收费交易时间、车辆车型等信息。

若该入口收费车道为计重收费车道，则还包括称重装置17对所述车辆进行称重，并将所述车辆的车重数据发送给所述控制机14的过程，入口交易数据还进一步包括了车重数据。

步骤a8、控制机14向自动栏杆机15和通行信号灯16发出通行触发信号，以放行所述车辆，之后回到步骤a1。

步骤a9、转入MTC人工处理流程。

对应于上述收费装置1，驾驶所述车辆的司机需要将移动终端2随身携带，或者置于所述车辆中。目前各类智能手机、平板电脑以及无线通信方式（例如Wi-Fi、3G、4G、蓝牙和ZigBee等）已广泛应用于人们的日常生活中，因此，司机可利用身边的智能手机、平板电脑与收费装置1的无线通信，实现相应的缴费。在移动终端2中仅需要安装相应的缴费软件即可实现。为了加快缴费速度，可事先对缴费软件进行设置（例如预存所述车辆的车牌照信息、预充值或者与银行卡关联以自动扣费等），在通过所述收费站的过程中，缴费软件可设置为后台运行，以自动完成相应的缴费操作，不再需要司机随时对移动终端2进行实时操作。

对应于上述收费装置1的工作流程，在步骤a4之后，移动终端2接收到车牌照信息的询问广播指令后，将询问广播指令中的车牌照信息与移动终端2中预存的车牌照信息进行比对，如果相同，则向收费装置1发出该询问广播指令的应答，如果不同，则不响应该应答。

在上述封闭式公路入口收费车道的工作流程中，不需要进行缴费的操作，但在随后出口收费车道中，需要进行缴费操作。在出口收费车道的缴费中，需要相应的入口交易数据来确定收费金额，例如根据入口和出口的距离来确定收费金额等，因此此处的入口交易数据将在随后的出口交易中进行使用。

如图5所示，在封闭式公路出口收费车道的收费装置1的工作流程如下。

将车辆检测器11安装于出口收费车道处，以检测是否有车辆驶入出口收费车道。

步骤b1、车辆检测器11在出口收费车道处进行车辆检测，并执行步骤b2的判断。

步骤b2、如果车辆检测器11检测出有车辆驶入出口收费车道，则执行步骤b3，否则继续执行b1。

步骤b3、车辆检测器11触发车牌照识别器12获取驶入出口收费车道的车辆的车牌照信息，并将其发送给控制机14，之后执行步骤b4。

步骤b4、控制机14通过无线通信设备13发出带有所述车牌照信息的询问广播指令，之后进入步骤b5。

步骤b5、控制机14通过无线通信设备13等待移动终端2的应答，如果在设定的等待时间内接收到移动终端2的应答，则进入步骤b6，否则进入步骤b11。

其中，等待时间可根据实际情况进行调整，例如可设置为100～1000ms（毫秒）等，作为一个优选实施例，等待时间可设置为500ms。

在步骤b5中，移动终端2的应答中包含有车辆在进入收费公路时的入口收费车道处所写入的入口交易数据，其中包括了入口收费站信息、车型信息、入口收费时间等信息。

步骤b6、控制机14对所述应答的用户有效性进行验证，如果验证有效则进入步骤b7，否则进入步骤b11。

步骤b7、控制机14根据移动终端2应答中的入口交易数据计算收费金额，并在所述车辆的账户中执行扣费操作，以扣除所述车辆的收费金额，之后进入步骤b8。

其中，通行费的计算主要根据车型以及在收费公路行驶里程进行计算。若该出口收费车道为计重收费车道，则还包括称重装置17对所述车辆进行称重，并将所述车辆的车重数据发送给所述控制机14的过程。在通行费的计算中还应包括车重参数的参与。关于通行费的计算，根据相关法律、政策、规定进行，此处不再赘述。

步骤b8、判断是否扣费成功，如果成功，则进入步骤b9，否则进入步骤b11。

如其它的日常的网上交易扣费，可能存在因为用户账户余额不足或者网络问题而导致的扣费失败情况的发生，因此在本实施例中，需要执行本步骤的判断，当扣费失败后，能够转入其它流程进行其他方式的收费（例如人工收费等）。

步骤b9、控制机14通过无线通信设备13将出口交易数据写入所述移动终端2，之后进入步骤b10。

在这里，出口交易数据包括了交易类型、交易流水号、出口收费站编码、入口收费站编码、出口收费车道编码、入口收费车道编码、出口收费交易时间、入口收费交易时间、车辆车型等信息。

若该出口收费车道为计重收费车道，则还包括称重装置17对所述车辆进行称重，并将所述车辆的车重数据发送给所述控制机14的过程，出口交易数据还进一步包括了车重数据。

步骤b10、控制机14向自动栏杆机15和通行信号灯16发出通行触发信号，以放行所述车辆，之后回到步骤b1。

步骤b11、转入MTC人工处理流程。

对应于上述收费装置1的工作流程，在步骤b4之后，移动终端2接收到车牌照信息的询问广播指令后，将询问广播指令中的车牌照信息与移动终端2中预存的车牌照信息进行比对，如果相同，则向收费装置1发出该询问广播指令的应答，如果不同，则不响应该应答。

如图6所示，在开放式收费车道的收费装置1的工作流程如下。

将车辆检测器11安装于开放式收费车道处，以检测是否有车辆驶入开放式收费车道。

步骤c1、车辆检测器11在开放式收费车道处进行车辆检测，并执行步骤c2的判断。

步骤c2、如果车辆检测器11检测出有车辆驶入开放式收费车道，则执行步骤c3，否则继续执行c1。

步骤c3、车辆检测器11触发车牌照识别器12获取驶入开放式收费车道的车辆的车牌照信息，并将其发送给控制机14，之后执行步骤c4。

步骤c4、控制机14通过无线通信设备13发出带有所述车牌照信息的询问广播指令，之后进入步骤c5。

步骤c5、控制机14通过无线通信设备13等待移动终端2的应答，如果在设定的等待时间内接收到移动终端2的应答，则进入步骤c6，否则进入步骤c11。

其中，等待时间可根据实际情况进行调整，例如可设置为100～1000ms（毫秒）等，作为一个优选实施例，等待时间可设置为500ms。

步骤c6、控制机14对所述应答的用户有效性进行验证，如果验证有效则进入步骤c7，否则进入步骤c11。

步骤c7、控制机14根据本收费站信息计算所述车辆的收费金额，并在所述车辆的账户中执行扣费操作，以扣除所述车辆的收费金额，之后进入步骤c8。

其中，通行费的计算主要根据车型以及在该开放式收费车道的相关收费规定进行计算。若该开放式收费车道为计重收费车道，则还包括称重装置17对所述车辆进行称重，并将所述车辆的车重数据发送给所述控制机14的过程。在通行费的计算中还应包括车重参数的参与。

步骤c8、判断是否扣费成功，如果成功，则进入步骤c9，否则进入步骤c11。

步骤c9、控制机14通过无线通信设备13将交易数据写入所述移动终端2，之后进入步骤b10。

在这里，交易数据包括了交易类型、交易流水号、收费站编码、收费车道编码、收费交易时间、车辆车型等信息。

若该开放式收费车道为计重收费车道，则还包括称重装置17对所述车辆进行称重，并将所述车辆的车重数据发送给所述控制机14的过程，交易数据还进一步包括了车重数据。

步骤c10、控制机14向自动栏杆机15和通行信号灯16发出通行触发信号，以放行所述车辆，之后回到步骤c1。

步骤c11、转入MTC人工处理流程。

对应于上述收费装置1的工作流程，在步骤c4之后，移动终端2接收到车牌照信息的询问广播指令后，将询问广播指令中的车牌照信息与移动终端2中预存的车牌照信息进行比对，如果相同，则向收费装置1发出该询问广播指令的应答，如果不同，则不响应该应答。

本发明采用车辆牌照作为车辆身份标识信息，车辆牌照的识别可以利用现有的人工半自动收费系统中的车牌照识别器实现。

在封闭式公路入口收费车道的收费方式、封闭式公路出口收费车道的收费方式和开放式收费车道的收费方式下，车辆驶入收费车道时，车辆检测器产生触发信号，车牌照识别器接收到触发信号启动拍照、识别驶入车辆的牌照，将车辆牌照信息发送给控制机。

参照图7所示，为一个利用本发明的方法和系统进行快速收费的收费车道实施例示意图。假设收费站共有M个入口车道和N个出口车道，假定某一时间段，有两辆车通过该收费站，其中牌照为“京A01234”的车辆驶入入口车道i，牌照为“沪D56789”的车辆驶入出口车道j。

本发明中，无线通信设备13的无线信号覆盖于该收费站的所有车道，因此为完成这两辆车的非现金快速收费业务处理，本发明中，将建立“京A12345”与入口车道i，“沪D56789”与出口车道j之间的一一对应关系。建立过程如下（可参见前述中的具体说明）：

a、在封闭式公路入口收费车道的收费方式和开放式收费车道的收费方式下，车辆“京A01234”驶入入口车道i，入口车道i的控制机收到本车道的车牌照识别器发送的车牌照“京A01234”信息，通过通用无线通信设备发出“谁是京ABC123”的广播询问指令；

b、类似地，在封闭式公路出口收费车道的收费方式和开放式收费车道的收费方式下，车辆“沪D56789”驶入出口车道j，出口车道j的控制机收到本车道的车牌照识别器发送的车牌照“沪D56789”信息，通过通用无线通信设备发出“谁是沪D56789”的广播询问指令；

c、车辆“京A01234”、“沪D56789”的各自车上的移动终端侦听到广播查询指令后，与预存在移动终端内的牌照信息进行比对，若一致则将本车辆的车牌照信息、通信MAC地址、用户信息（包括入口信息）等进行广播应答发送；若不一致，继续侦听；

d、在封闭式公路入口收费车道的收费方式和开放式收费车道的收费方式下，入口车道i的控制机收到移动终端的广播应答后，若应答的车辆牌照信息为“京A01234”，则确认“京A01234”车辆为通过本车道车辆，建立“京A12345”与入口车道i的一一对应；若收到应答不是本车道的应答，则继续等待应答；

e、类似地，在封闭式公路入口收费车道的收费方式和开放式收费车道的收费方式下，出口车道j的控制机收到移动终端的广播应答后，若应答的车辆牌照信息为“沪D56789”，则确认“沪D56789”车辆为通过本车道车辆，建立“沪D56789”与出口车道j的一一对应；若收到应答不是本车道的应答，则继续等待应答；

f、在封闭式公路入口收费车道的收费方式、封闭式公路出口收费车道的收费方式下和开放式收费车道的收费方式下，若等待应答超过设定时限，则转为人工收费业务处理。

验证用户有效性过程如下：

a、在封闭式公路入口收费车道的收费方式下，控制机提取收到的应答信息中的账户信息进行用户有效性确认，若为有效用户，则转入步骤a7；若为无效用户，则转入人工收费业务处理。

b、在封闭式公路出口收费车道的收费方式下，控制机提取所收到的应答信息中的账户信息、账户余额、入口收费信息，进行用户有效性确认，若为有效用户，则转入步骤b7；若为无效用户或余额不足，则转入人工收费业务处理；

在开放式收费车道的收费方式下，控制机提取所收到的应答信息中的账户信息、账户余额、入口收费信息，进行用户有效性确认，若为有效用户，则转入步骤c7；若为无效用户或余额不足，则转入人工收费业务处理。

建立控制机与移动终端间点对点通信链路过程如下：

在封闭式公路入口收费车道的收费方式、封闭式公路出口收费车道的收费方式和开放式收费车道的收费方式下，控制机根据本车道移动终端的应答信息中的移动终端MAC地址，建立控制机与移动终端之间的点对点通信链路。车道i的控制机根据“京A12345”车的移动终端的应答信息中的移动终端MAC地址，建立车道i的控制机与“京A12345”车辆的移动终端之间的点对点通信链路；车道j的控制机根据“沪D56789”车的移动终端的应答信息中的移动终端MAC地址，建立车道j的控制机与“沪D56789”车辆的移动终端之间的点对点通信链路。

收费交易数据处理过程：

在封闭式公路入口收费车道的收费方式，控制机将收费站编码、收费车道编码、收费交易时间、车型等数据生成入口收费交易记录。若为计重收费车道，入口收费交易记录中还包括车辆称重参数。生成的入口收费交易记录通过车道控制机与移动终端间点对点通信链路下发到移动终端。对于“京A12345”来说，在封闭式公路入口收费车道的收费方式，车道i的控制机将收费站编码、收费车道编码、收费交易时间、车型等数据生成入口收费交易记录，若为计重收费车道，入口收费交易记录中还包括车辆称重参数，生成的入口收费交易记录通过车道i的控制机与“京A12345”车辆的移动终端间点对点通信链路下发到“京A12345”车辆的移动终端。

在封闭式公路出口收费车道的收费方式，控制机根据移动终端应答信息中的入口收费交易记录数据，计算车辆应缴通行费数据，连同收费站编码、收费车道编码、收费交易时间、车型等数据生成出口收费交易记录。若为计重收费车道，出口收费交易记录中还包括车辆称重参数。生成的出口收费交易记录通过车道控制机与移动终端间点对点通信链路下发到移动终端。对于“沪D56789”来说，在封闭式公路出口收费车道的收费方式，车道j的控制机根据“沪D56789”车辆的移动终端应答信息中的入口收费交易记录数据，计算“沪D56789”车辆应缴通行费数据，连同收费站编码、收费车道编码、收费交易时间、车型等数据生成出口收费交易记录，若为计重收费车道，出口收费交易记录中还包括“沪D56789”车辆的称重参数。生成的出口收费交易记录通过车道j的控制机与“沪D56789”车辆的移动终端间点对点通信链路下发到“沪D56789”车辆的移动终端。

开放式收费车道的收费方式下，控制机根据移动终端应答信息中的车型记录数据，计算车辆应缴通行费数据，连同收费站编码、收费车道编码、收费交易时间、车型等数据生成收费交易记录。若为计重收费车道，收费交易记录中还包括车辆称重参数。生成的收费交易记录通过控制机与移动终端间点对点通信链路下发到移动终端。对于“沪D56789”车辆来说，开放式收费车道的收费方式下，车道j的控制机根据“沪D56789”车辆的移动终端应答信息中的车型记录数据，计算“沪D56789”车辆应缴通行费数据，连同收费站编码、收费车道编码、收费交易时间、车型等数据生成收费交易记录。若为计重收费车道，收费交易记录中还包括“沪D56789”车辆的称重参数。生成的收费交易记录通过车道j的控制机与“沪D56789”车辆的移动终端间点对点通信链路下发到“沪D56789”车辆的移动终端。

在移动终端侧，“京A12345”车辆的移动终端通过车道i的控制机与“京A12345”车辆的移动终端之间点对点通信链路接收车道i的控制机下发的入口收费交易记录数据，更新本地记录；“沪D56789”车辆的移动终端通过车道j的控制机与“沪D56789”车辆的移动终端之间点对点通信链路接收车道j的控制机下发的入口收费交易记录数据，更新本地记录。

完成交易后，控制机控制自动栏杆机和通行信号灯放行通行车辆，通行费收费额等信息在费额通过连接于控制机的显示器进行显示。

上述收费交易处理过程中，车辆牌照识别时间在200ms内完成，通过通用无线设备与移动终端间完成广播—应答与收费交易记录数据的传输时间在100ms内完成。整个收费业务处理可在300ms内自动实现，无需收费员、司机人工参与，与ETC车道收费业务处理速度相当。通行车辆可以安全车速快速通过收费车道，从而显著缩短了收费业务处理时间，大大提高了收费车道的收费业务处理能力和通行能力。

本发明的MTC收费车道快速收费方法和系统，利用目前广泛使用的如智能手机、平板电脑等移动终端，通过无线通信方式自动进行交易操作，可提高MTC车道收费效率，弥补MT车道人工收费效率低的不足。并且本发明的MTC收费车道快速收费系统投入设备简单，仅需要增加控制机和无线通信设备即可实现与移动终端的通信和交易等操作，而系统中其他所需设备可直接使用现有MTC收费车道所使用的设备即可，对现有MTC车道的升级改造难度小，成本低，与MTC人工收费可以进行正常兼容，可广泛应用于现有MTC收费车道。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种MTC收费车道快速收费方法，包括：

收费装置检测是否有车辆驶入收费车道；

当车辆进入收费车道后，收费装置获取所述车辆的车牌照信息；

所述收费装置通过无线通信方式发出带有车牌照信息的询问广播指令；

预存有所述车牌照信息的移动终端接收到所述询问广播指令后，应答所述询问广播指令；

所述收费装置接收到所述应答后，对所述车辆进行收费交易处理，并将交易数据发送给所述移动终端；

放行所述车辆；

其中，预存有所述车牌照信息的移动终端接收到所述询问广播指令后，应答所述询问广播指令，包括：

移动终端接收到带有车牌照信息的询问广播指令后，将询问广播指令中的车牌照信息与移动终端中预存的车牌照信息进行比对，如果相同，则向收费装置发出该询问广播指令的应答，如果不同，则不响应该应答；

若所述收费装置未接收到所述应答，或者对所述车辆进行收费交易处理中扣费不成功，则转入MTC人工处理流程。

2.根据权利要求1所述的MTC收费车道快速收费方法，其特征在于，若所述收费车道为封闭式公路入口收费车道，则：

对所述车辆进行收费交易处理包括生成交易数据；

其中，所述交易数据包括入口收费站信息、车型信息、入口收费时间。

3.根据权利要求1所述的MTC收费车道快速收费方法，其特征在于，若所述收费车道为封闭式公路出口收费车道，则：

所述移动终端应答所述询问广播指令的内容包括所述封闭式公路的入口收费车道的入口交易数据；其中，所述入口交易数据包括入口收费站信息、车型信息、入口收费时间；

对所述车辆进行收费交易处理包括：根据所述入口交易数据以及本出口收费站信息，计算所述车辆的收费金额，并在所述车辆的账户中扣除所述收费金额；

所述交易数据包括入口收费站信息、出口收费站信息、入口收费时间、出口收费时间、车型信息以及收费金额。

4.根据权利要求1所述的MTC收费车道快速收费方法，其特征在于，若所述收费车道为开放式收费车道，则：

对所述车辆进行收费交易处理包括：根据本收费站信息，计算所述车辆的收费金额，并在所述车辆的账户中扣除所述收费金额；

所述交易数据包括收费站信息、车型信息、收费时间、收费金额。

5.根据权利要求2至4任一项所述的收费车道快速收费方法，其特征在于，若所述收费车道为计重收费车道，则所述交易数据中还包括所述车辆的车重数据。

6.一种MTC收费车道快速收费系统，其特征在于，包括：

收费装置，用于检测是否有车辆驶入收费车道，当车辆进入收费车道后，获取所述车辆的车牌照信息，并通过无线通信方式发出带有车牌照信息的询问广播指令，当接收所述询问广播指令的应答后，对所述车辆进行收费交易处理，并将交易数据发送给发出所述应答的移动终端，之后放行所述车辆，若所述收费装置未接收到所述应答，或者对所述车辆进行收费交易处理中扣费不成功，则转入MTC人工处理流程；

移动终端，预存有所述车牌照信息，用于接收并应答所述收费装置发出的询问广播指令，并存储所述交易数据，移动终端接收到带有车牌照信息的询问广播指令后，将询问广播指令中的车牌照信息与移动终端中预存的车牌照信息进行比对，如果相同，则向收费装置发出该询问广播指令的应答，如果不同，则不响应该应答。

7.根据权利要求6所述的MTC收费车道快速收费系统，其特征在于，所述收费装置包括：

车辆检测器，用于监测收费车道，当车辆进入所述收费车道，向车牌照识别器发送触发信号；

车牌照识别器，与所述车辆检测器电连接，用于当接收到所述触发信号后，获取所述车辆的车牌照信息，并将所获取的车牌照信息发送给控制机；

无线通信设备，与控制机电连接，用于建立所述控制机与所述移动终端之间的无线通信连接；

控制机，与所述车牌照识别器电连接，用于从所述车牌照识别器接收所述车牌照信息，并将带有所述车牌照信息的询问广播指令发送给所述移动终端，之后接收所述询问广播指令的应答，对所述车辆进行收费交易处理，并将交易数据发送给发出所述应答的移动终端，之后分别向自动栏杆机、通行信号灯发送通行触发信号；

自动栏杆机，与所述控制机电连接，用于当接收到所述通行触发信号后抬起栏杆以使所述车辆通过；

通行信号灯，与所述控制机电连接，用于当接收到所述通行触发信号后点亮以指示所述车辆通过。

8.根据权利要求7所述的MTC收费车道快速收费系统，其特征在于，所述收费装置还包括：

称重装置，与所述控制机电连接，用于对所述车辆进行称重，并将所述车辆的车重数据发送给所述控制机。

9.根据权利要求6所述的MTC收费车道快速收费系统，其特征在于，所述移动终端为智能手机、平板电脑。

10.根据权利要求7至9任一项所述的MTC收费车道快速收费系统，其特征在于，所述无线通信连接包括WiFi、3G、4G、蓝牙和ZigBee。