[发明专利]一种基于二维空间的自动收费方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子不停车收费（ETC）技术领域，具体是指一种基于车道平面的二维空间的自动收费方法。

背景技术

电子不停车收费（Electronic Toll Collection，简称ETC）：是指在需要收费的地点，利用安装在车辆上的车载设备与安装在路侧的路边设备，在车辆行驶过程中进行信息交换，从而全自动不停车完成整个收费过程。

路侧天线单元（RSU）：是指安装在收费站等处，通过无线微波通信读写电子标签（即：车载单元装置）所存储信息的装置。

车载单元装置（OBU）：是指安装在车辆上、存储车辆信息，用以标记车辆的设备。

射频识别（RFID）：是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。又称电子标签、无线射频识别。我国电子收费领域所采用的是5.8G频段专用短程通讯技术（简称DSRC）。

不停车收费系统能够利用DSRC技术完成路侧设备跟车载单元的双向通信，通过计算机网络进行收费数据的处理，实现不停车的全电子收费。不停车收费技术特别适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下采用。实施不停车收费，可以允许车辆高速通过，大大提高公路的通行能力。不停车收费系统的RSU 一般架设在收费站的龙门架上，用内置的天线保证本车道路面的有效覆盖，装有OBU 的车辆以20~40 公里／小时的速度通过收费站，双方通过天线发射和接收微波信号。

传统的自动收费方法是将车道中的车辆构造为车辆队列，再将OBU的交易状态填充到车辆队列中，根据车辆队列依序处理车辆，放行合法车辆，拦截报警异常车辆。此方法在应用于一条或多条相邻车道的场景时，容易受到跟车干扰和邻道干扰的影响，降低处理车辆的准确性。

跟车干扰产生的原因：

1、由于不同供应商、不同出厂批次、不同使用年限的OBU信号强度存在差别，这种OBU之间的个体差异及安装位置的不同常常出现RSU接收到OBU信息的先后顺序与车辆在ETC车道上的物理排序不一致的情况，最终导致交易顺序错乱，误放走车辆；

2、无OBU车辆误入ETC车道，与有OBU车辆混合行驶。ETC车道系统将接收到的OBU信息当成无OBU车辆的，最终导致交易顺序错乱，误放走无OBU车辆。

邻道干扰产生的原因：

由于DSRC无线技术的固有特性，再加上车道环境复杂多变影响无线信号的传播，无线信号的范围可能会覆盖到相邻车道上，会导致在相邻车道上行驶的车辆中的OBU 被误唤醒向RSU发送OBU信息，这些OBU信息被ETC车道系统错误地匹配到本车道车辆队列中进行交易。

随着ETC的不断发展，出现了多车道自由流的收费场景。此收费场景是一种更先进的高速公路自动收费需求，收费区域内没有车道隔离设施，能让车辆随意通过收费点。在此场景下，当车辆通过收费区域时，可能有变道和多车并行的情况出现。传统的自动收费方法由于其采用车辆队列的处理方式的固有特性，所以无法适应多车道自由流收费场景的需求，而且难以通过设备更新等技术手段改变。

发明内容

本发明的目的在于解决现有自动收费方法在多条相邻车道和多车道自由流场景时应用效果不佳的问题，提高自动收费方法在一条或多条相邻车道及多车道自由流的场景下处理车辆的准确性，

本发明提供一种基于二维空间的自动收费方法，其特征在于，包括步骤：

A、根据车道布局划定交易范围，构造与所划定的交易范围有对应关系的交易矩阵；

B、识别交易范围内车辆（包括装有OBU的和未安装OBU的）的位置，给每台车辆分配一个用于识别该车辆的车辆标识，根据车辆位置信息和步骤A中所述对应关系确定与车辆对应的矩阵元素B，将车辆标识填充到所述矩阵元素B中；

C、识别交易范围内OBU的位置和交易状态，根据OBU的位置信息和步骤A中所述对应关系确定与OBU对应的矩阵元素C，将交易状态填充到所述矩阵元素C中；

D、根据填充了所述的车辆标识、交易状态的交易矩阵，设定对车辆进行选择处理的交易逻辑。