一种高速公路自由流收费管理系统

摘要

本发明提供的一种高速公路自由流收费管理系统，车载收费终端通过北斗车辆定位模块确定车辆的实时位置数据后，经无线通信模块将车辆的实时位置数据以及车辆特征数据传输至后台管理系统中的里程计费系统，以使里程计费系统计算车辆的车辆里程费和通行路径信息，从而有效提高车辆行驶路径的还原度以及里程收费的准确度；接着，里程计费系统可以将车辆的车辆里程费和通行路径信息传输至台管理系统中的拆分结算系统和清分结算系统，拆分结算系统将接收到的指定区域内产生的所有现金流水纳入收益，将所有的非现金流水转交至清分结算系统进行记账、清分和结算后，将清分结果纳入收益，从而实现自动化线上管理流程，有效提高拆分清分结算效率。

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种高速公路自由流收费管理系统。

背景技术

随着交通行业的不断发展，交通行业对北斗的应用需求更强烈、更趋多样化。《交通强国建设纲要》明确提出“大力发展智慧交通，推进北斗卫星导航系统应用”，这为交通行业下一步发展指明了方向。当前正是新一轮科技革命和行业产业变革的历史时期，交通行业应该抓住机遇，深耕北斗在交通运输领域的应用，助力交通强国建设。顺应新一代信息技术发展的机遇，探索一种基于“北斗+5G”技术的新型高速公路收费模式，将是行业发展必然趋势，也是共同推进“智慧”高速公路落地必经途径。

我国当前高速公路ETC不停车收费系统是一种封闭式路网的收费系统，需建设大量的出入口收费站、计费门架、高清视频卡口，才能实现公路联网收费，其建设费用巨大，且存在行驶路径还原难度大、按实际里程收费准确率低、拆分结算复杂等问题。

为此，本领域迫切需要研发一种基于北斗高精度定位的高速公路自由流收费管理平台，以实现基于北斗卫星定位系统的完全开放式自由流收费方式。

发明内容

本发明的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中高速公路ETC不停车收费系统的建设费用巨大，且存在行驶路径还原难度大、按实际里程收费准确率低、拆分结算复杂的技术缺陷。

本发明提供了一种高速公路自由流收费管理系统，所述系统包括：车载收费终端和后台管理系统；

所述车载收费终端包括北斗车辆定位模块和无线通信模块，所述后台管理系统包括里程计费系统、拆分结算系统和清分结算系统；

所述北斗车辆定位模块用于确定车辆的实时位置数据，并通过所述无线通信模块将所述车辆的实时位置数据以及车辆特征数据传输至所述里程计费系统；

所述里程计费系统根据所述车辆特征数据和所述实时位置数据计算所述车辆的车辆里程费和通行路径信息，并将所述车辆的车辆里程费和通行路径信息传输至所述拆分结算系统和所述清分结算系统；

所述拆分结算系统用于接收指定区域内产生的所有现金流水和非现金流水，并将所述现金流水纳入收益，将所述非现金流水转交至所述清分结算系统进行清分后，将清分结果纳入收益；

所述清分结算系统用于接收所述拆分结算系统发送的非现金流水，并对所述非现金流水进行记账、清分和结算。

可选地，所述车载收费终端还包括DSRC通信模块和终端信息储备模块；

其中，所述DSRC通信模块与ETC不停车收费系统的路侧单元进行通信；

所述终端信息储备模块用于存储所述北斗车辆定位模块和所述DSRC通信模块中的数据。

可选地，所述非现金流水包括跨省非现金流水和省内非现金流水；

所述清分结算系统与部联网中心进行对接，用于对所述跨省非现金流水的记账、清分和结算；

所述清分结算系统与银行系统进行对接，用于对所述省内非现金流水的记账、清分和结算。

可选地，所述非现金流水还包括部联网中心发送的岛内车在岛外的通行流水、岛内车在岛内的通行流水；

所述清分结算系统根据所述岛内车在岛外的通行流水和/或所述岛内车在岛内的通行流水，向银行系统进行请款，并将请款结果进行记录。

可选地，所述后台管理系统还包括发行系统；

所述发行系统包括一次发行和二次发行；

所述发行系统进行一次发行时，对所述车载收费终端的芯片进行结构化，并灌入所述在线密钥服务系统提供的密钥文件；

所述发行系统进行二次发行时，向所述车载收费终端写入用户个人信息，且所述发行系统支持海南岛内车载收费终端、时卡设备的二次发行和管理。

可选地，所述后台管理系统还包括客服小程序，所述客服小程序与所述发行系统进行通信连接，为用户提供用户账户、出行、电子发票、消费记录、咨询、投诉服务中的一种或多种。

可选地，所述后台管理系统还包括移动发行APP；

所述移动发行APP用于对所述车载收费终端进行移动式二次发行。

可选地，所述后台管理系统还包括在线密钥服务系统；

所述在线密钥服务系统与硬件加密机和部中心在线密钥平台进行对接，用于统一向各个业务系统提供密钥服务和PSAM授权服务，同时支持国密和非国密双算法。

可选地，所述系统还包括稽查系统；

所述稽查系统与所述后台管理系统通信连接，用于获取所述后台管理系统中的车牌流水信息，并将所述车牌识别流水与识别到的过往车辆对应的车牌进行比对，排查所述过往车辆是否安装车载收费终端以及车载收费终端状态是否正常，并进行记录和追缴通行费。

可选地，所述后台管理系统还包括客户信用管理系统；

所述客户信用管理系统用于建立车辆征信级别，并接收所述稽查系统的车辆稽查分析记录，形成车辆征信档案库。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明提供的一种高速公路自由流收费管理系统，包括车载收费终端和后台管理系统，其中，车载收费终端通过北斗车辆定位模块确定车辆的实时位置数据后，经无线通信模块将车辆的实时位置数据以及车辆特征数据传输至后台管理系统中的里程计费系统，以使里程计费系统根据车辆特征数据和实时位置数据计算车辆的车辆里程费和通行路径信息，从而有效提高车辆行驶路径的还原度以及里程收费的准确度；接着，里程计费系统可以将车辆的车辆里程费和通行路径信息传输至台管理系统中的拆分结算系统和清分结算系统，拆分结算系统将接收到的指定区域内产生的所有现金流水纳入收益，将所有的非现金流水转交至清分结算系统进行记账、清分和结算后，将清分结果纳入收益，从而实现自动化线上管理流程，有效提高拆分清分结算效率，并且无需建设线下管理平台，进一步减少建设费用的投入成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种高速公路自由流收费管理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的收费管理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

我国当前高速公路ETC不停车收费系统是一种封闭式路网的收费系统，需建设大量的出入口收费站、计费门架、高清视频卡口，才能实现公路联网收费，其建设费用巨大，且存在行驶路径还原难度大、按实际里程收费准确率低、拆分结算复杂等问题。

为此，本领域迫切需要研发一种基于北斗高精度定位的高速公路自由流收费管理平台，以实现基于北斗卫星定位系统的完全开放式自由流收费方式，具体参见如下：

在一个实施例中，如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种高速公路自由流收费管理系统的结构示意图；本发明提供了一种高速公路自由流收费管理系统，所述系统可以包括：车载收费终端和后台管理系统。

其中，所述车载收费终端可以包括北斗车辆定位模块和无线通信模块，所述后台管理系统可以包括里程计费系统、拆分结算系统和清分结算系统。

所述北斗车辆定位模块用于确定车辆的实时位置数据，并通过所述无线通信模块将所述车辆的实时位置数据以及车辆特征数据传输至所述里程计费系统。

本申请中，车载收费终端保存有该车辆的车辆特征数据，如车辆的型号、颜色、车牌号等，当车辆在行驶的过程中，可以通过北斗车辆定位模块来确定车辆的实时位置数据，当确定车辆的实时位置数据后，车载收费终端可以通过无线通信模块将车辆的实时位置数据以及车辆特征数据上传到后台管理系统中的里程计费系统，通过该里程计费系统进行后续管理流程。

可以理解的是，本系统基于北斗高精度定位，不仅可以为通行车辆提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务，还可以精准识别车辆位置信息，有效区分车道及主辅路，从而为后台管理系统提供较为精确的实时位置数据。

另外，本申请中的无线通信模块可以包括4G通信模块，或5G通信模块，以及其他可以实现无线通信的通信模块，在此不做限制。

所述里程计费系统根据所述车辆特征数据和所述实时位置数据计算所述车辆的车辆里程费和通行路径信息，并将所述车辆的车辆里程费和通行路径信息传输至所述拆分结算系统和所述清分结算系统。

本申请中，里程计费系统可以通过道路路网可视化管理、北斗定位车辆接入与展示、里程匹配与收费计算、统计分析及展示、地图数据采集处理、地图引擎等服务模块，实现车辆路径还原、计费，流水获取、通行费结算功能。

例如，后台管理系统可以通过里程计费系统来对某一车辆的车辆收费终端上传的车辆特征数据以及实时位置数据后，该里程计费系统可以根据该车辆特征数据和实时位置数据来计算该车辆的车辆里程费和通行路径信息，并将该车辆的车辆里程费和通行路径信息传输至拆分结算系统和清分结算系统，以便清分结算。

具体地，里程计费系统可以接收车载收费终端上传的车辆特征数据、实时位置数据，根据该车辆特征数据以及实时位置数据完成通行路径匹配及路径还原，并结合该车辆所在地的里程费费率表、车辆信息等完成对车辆里程费的精确计算。并且，本申请中的里程计费系统还具备车辆轨迹回放、车辆实时监控、与清分结算系统、拆分结算系统的通行流水信息(包括车辆信息、通行路径信息、通行费用等)的传输功能。

所述拆分结算系统用于接收指定区域内产生的所有现金流水和非现金流水，并将所述现金流水纳入收益，将所述非现金流水转交至所述清分结算系统进行清分后，将清分结果纳入收益。

需要说明的是，这里的指定区域指的是后台管理系统所管理的权限范围，如整个海南岛内产生的所有现金流水和非现金流水，或其他省份产生的所有现金流水和非现金流水。

进一步地，拆分结算系统还可以设置相应的处理时间，如每天处理一次指定区域内产生的所有现金流水和非现金流水，或每一周处理一次指定区域内产生的所有现金流水和非现金流水，具体可视该指定区域的人流量、当前时间是否为节假日等进行分情况处理，在此不做限制。

所述清分结算系统用于接收所述拆分结算系统发送的非现金流水，并对所述非现金流水进行记账、清分和结算。

本申请中，清分结算系统指的是三类非现金流水汇聚、分发、清分的系统，例如岛内车岛外消费非现金流水、岛内车岛内消费非现金流水、岛外车岛内消费非现金流水。

当清分结算系统接收拆分结算系统发送的所有的非现金流水后，可以将该非现金流水划分为上述三类非现金流水，针对每一类非现金流水，采用不同的处理方式进行记账、清分和结算。

举例来说，对于跨省类非现金流水，如岛内车岛外消费非现金流水、岛外车岛内消费非现金流水，清分结算系统可以与部联网中心对接完成记账、清分、结算；对于省内非现金流水，如岛内车岛内消费非现金流水，清分结算系统可以与银行系统对接完成记账、清分、结算。

进一步地，对于所有的岛内车的通行流水，包括岛内车岛外通行，岛内车岛内通行，清分结算系统可以向银行系统进行请款，并将记账结果进行记录。

另外，本申请还可以设置与后台管理系统对应的用户客户端，该用户客户端可以包括移动端和PC端，用户可登陆用户客户端查看名下车辆的运行轨迹、里程计费信息、路况信息以及个人账户信息等。

在一个实施例中，所述车载收费终端还可以包括DSRC通信模块和终端信息储备模块。

其中，所述DSRC通信模块与ETC不停车收费系统的路侧单元进行通信；所述终端信息储备模块用于存储所述北斗车辆定位模块和所述DSRC通信模块中的数据。

本实施例中，由于车载收费终端中的北斗车辆定位模块适用于使用北斗定位的某些省份，如海南省的自由流计费，不适用于我国内地的高速ETC计费。因此，本申请在车载收费终端中还设置有DSRC通信模块，该DSRC通信模块主要是为了兼容内地的高速ETC计费模式，从而使得装载该车载收费终端的车辆，也可以在内地高速使用ETC车道。

可以理解的是，本申请中的DSRC通信模块具体指的是一个通信协议，车载收费终端的DSRC通信模块与ETC不停车收费系统中的路侧单元设备之间主要是使用这个通信协议进行短距离通信。

并且，车载收费终端设置的DSRC通信模块后续还可以与稽查系统结合使用，提供可靠的稽查服务。

另外，本申请的车载收费终端还可以包括终端信息储备模块，该终端信息储备模块用于存储北斗车辆定位模块和DSRC通信模块中的数据，如地图定位数据等，后续还可以存储发行系统一次发行时写入的密钥信息，二次发行时写入的用户个人信息，通行交易时写入的交易信息等。

在一个实施例中，所述非现金流水可以包括跨省非现金流水和省内非现金流水。

所述清分结算系统与部联网中心进行对接，用于对所述跨省非现金流水的记账、清分和结算；所述清分结算系统与银行系统进行对接，用于对所述省内非现金流水的记账、清分和结算。

本实施例中，清分结算系统接收到拆分结算系统发送的所有的非现金流水后，可以对该非现金流水进行划分，如划分为跨省非现金流水和省内非现金流水，对于不同类型的非现金流水，清分结算系统可以采用不同的处理方式进行清分结算。

例如，对于跨省非现金流水，清分结算系统可以与部联网中心进行对接，完成对跨省非现金流水的记账、清分和结算；对于省内非现金流水，清分结算系统可以与银行系统进行对接，并完成对省内非现金流水的记账、清分和结算。

在一个实施例中，所述非现金流水还可以包括部联网中心发送的岛内车在岛外的通行流水、岛内车在岛内的通行流水。

所述清分结算系统根据所述岛内车在岛外的通行流水和/或所述岛内车在岛内的通行流水，向银行系统进行请款，并将请款结果进行记录。

本实施例中，当后台管理系统的管理权限范围为海南岛的话，则清分结算系统还可以接收部联网中心发送的岛内车在岛外的通行流水、岛内车在岛内的通行流水，并根据岛内车在岛外的通行流水和/或岛内车在岛内的通行流水，向银行系统进行请款，并将请款结果进行记录。

进一步地，清分结算系统还可以包括岛内高速通行清分、本省异地交易清分结算、跨省交易结算确认，从而实现岛内车辆在岛内高速公路和岛外高速公路通行的通行费结算。

在一个实施例中，所述后台管理系统还可以包括发行系统；所述发行系统包括一次发行和二次发行。

所述发行系统进行一次发行时，对所述车载收费终端的芯片进行结构化，并灌入所述在线密钥服务系统提供的密钥文件。

所述发行系统进行二次发行时，向所述车载收费终端写入用户个人信息，且所述发行系统支持海南岛内车载收费终端、时卡设备的二次发行和管理。

本实施例中，车载收费终端在使用之前，可以通过发行系统进行一次发行和二次发行后才能投入使用。

其中，一次发行指的是对车载收费终端里面的芯片进行结构化，相当于磁盘文件分区的意思；并在结构化操作过程中灌入密钥文件，后续的交易，都需要通过密钥认证才能完成。

二次发行为个性化发行，是指写入用户个人信息，如身份信息等，说明当前车载收费终端是属于某个用户的。并且，本申请中的发行系统还可以支持海南岛内车载收费终端、时卡设备的二次发行和管理。

可以理解的是，这里的时卡设备指的是一种临时车载终端。由于部分车辆没有北斗车载终端，考虑到部分临时上海南岛用户会通过购置时卡(日卡、周卡、月卡和年卡)的形式来支付里程费，因此，本申请可以支持海南岛内时卡设备的二次发行和管理。另外，这里的临时车载终端也具备DSRC通信功能、北斗车辆定位功能及无线通信功能。

在一个实施例中，所述后台管理系统还可以包括客服小程序，所述客服小程序与所述发行系统进行通信连接，为用户提供用户账户、出行、电子发票、消费记录、咨询、投诉服务中的一种或多种。

在一个实施例中，所述后台管理系统还可以包括移动发行APP；所述移动发行APP用于对所述车载收费终端进行移动式二次发行。

本实施例中，后台管理系统还可以包括移动发行APP，该移动发行APP主要集成于手持机上，工作人员可以使用手持机在任何地方发行车载收费终端，避免用户去网点办理发行业务。

在一个实施例中，所述后台管理系统还可以包括在线密钥服务系统；所述在线密钥服务系统与硬件加密机和部中心在线密钥平台进行对接，用于统一向各个业务系统提供密钥服务和PSAM授权服务，同时支持国密和非国密双算法。

本实施例中，在线密钥服务系统可以为发行系统的一次发行、二次发行，移动发行APP对应的车载收费终端的发行、维护等提供密钥服务，还可以为稽查系统提供PSAM卡授权等服务。

其中，PSAM卡是一种灌入交易密钥的密钥卡，稽查系统的路侧设备需要与车载收费终端进行通信，读写车载收费终端的信息，而在读写车载收费终端信息时必须要使用PSAM卡。本申请为了保证PSAM卡的使用安全，进而通过在线密钥服务系统对PSAM卡进行授权，并在授权后正常使用。

在一个实施例中，所述系统还可以包括稽查系统；所述稽查系统与所述后台管理系统通信连接，用于获取所述后台管理系统中的车牌流水信息，并将所述车牌识别流水与识别到的过往车辆对应的车牌进行比对，排查所述过往车辆是否安装车载收费终端以及车载收费终端状态是否正常，并进行记录和追缴通行费。

本实施例中，稽查系统可以用来及时发现过往车辆是否安装车载收费终端以及车载收费终端状态是否正常，进行记录并追缴通行费。

其中，稽查系统可以从里程计费系统、清分结算系统、稽查点、发行系统中获取车牌流水信息，然后经过数据分析挖掘技术来发现过往车辆中存在大车小标、伪造北斗信号、有入无出、未发行通行、设备异常、客户状态异常等违法逃费车辆，并经确认后生成追缴名单。

进一步地，本申请还可以设置与稽查系统对应的稽查移动终端，该稽查移动终端为用户提供查询入口，通过该查询入口用户可以查询追缴名单，并根据追缴名单中的待追缴流水信息，实现通行费支付和追缴确认流程。

可以理解的是，本申请中的稽查系统包含了路侧稽查点系统，稽查点建设部署在道路侧边，可实时抓拍车辆、识别车辆车牌。通过车牌识别流水与北斗计费流水对比，发现异常车辆。而稽查移动终端是稽查系统的前端设备，稽查系统分析出的逃费车辆后，会人工拦截，工作人员可以登录稽查移动终端查询追缴名单及待追缴流水信息，并根据该待追缴流水信息对相应的车辆驾驶人员进行费用追缴。

在一个实施例中，所述后台管理系统还可以包括客户信用管理系统；所述客户信用管理系统用于建立车辆征信级别，并接收所述稽查系统的车辆稽查分析记录，形成车辆征信档案库。

上述实施例是对本申请的高速公路自由流收费管理系统中各个模块进行的展开说明，下面将通过一个具体的示例来展示本申请中的收费管理系统，示意性地，如图2所示，图2为本发明实施例提供的收费管理系统的结构示意图。

图2中，车载收费终端可以是智能车载装置，该智能车载装置中设置有北斗定位模块，该北斗定位模块通过卫星与差分基站通信连接，从而确定车辆的实时位置数据；该智能车载装置中还包括4G/5G无线通信模块和DSRC通信模块，其中，4G/5G无线通信模块可以与后台系统通信连接，进而将智能车载装置中的数据传输至后台系统，通过后台系统进行收费管理；DSRC通信模块可以与ETC不停车收费系统进行通信，并且，DSRC通信模块还可以与稽查系统结合使用，提供可靠的稽查服务。

图2中，稽查系统可以包括移动稽查系统、固定稽查系统和大数据稽查系统。其中，移动稽查系统指的是搭载DSRC稽查设备、高清车牌识别设备的稽查车辆，对移动稽查点的车辆进行稽查的系统；固定稽查系统指的是在收费公路路侧建设的、布设有载DSRC路侧稽查设备、高清车牌识别设备的路侧稽查点，对经过路侧稽查点的车辆进行稽查的系统；大数据稽查系统指的是以高速公路联网收费数据为基础，以数据稽查为方向，建立数据仓库，并使用数据挖掘技术进行分析统计，为全路网各级联网收费稽查机构提供准确完整的稽查线索数据、统计数据和分析数据的系统。

进一步地，图2中的后台系统可以包括拆分结算系统&清分结算系统、省级在线密钥系统、里程计费平台、发行和客服系统。其中，拆分结算系统&清分结算系统用于实现对指定区域内产生的所有的现金流水和非现金流水的清分结算以及纳入收益；省级在线密钥系统与硬件加密机和部中心在线密钥平台进行对接，用于统一向各个业务系统提供密钥服务和PSAM授权服务，同时支持国密和非国密双算法；里程计费平台可以实现车辆路径还原、计费，流水获取、通行费结算功能；而发行和客服系统可以为用户提供智能车载装置的发行、用户账户、出行、电子发票、消费记录、咨询、投诉服务等。

另外，后台系统还可以设置有对应的用户客户端，用户可登陆用户客户端查看名下车辆的运行轨迹、里程计费信息、路况信息以及个人账户信息等。

进一步地，后台系统在进行收费管理时，还可以对接部联网中心、部级在线密钥平台、银行/第三方支付平台，以及其他信息平台，从而实现信息的提取与发送。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。