智能道路收费系统
2019-11-22

智能道路收费系统

提供了一种针对道路计价系统的道路计价智能客户端和方法,使得能够从描述旅程的定位数据中移除提示诸如数据的发起方的行进速度和旅程之类的私密数据的信息。相应地,智能客户端和方法被配置为将路线的原始定位点重新采样成等距部分,从定位数据中移除定时信息,通过采用公共“虚拟网格”,将重新采样的路线划分成其他道路用户提供的那些定位数据而形成的分片。通过按照随机化顺序以任何延迟传输分片,与旅程的前相邻部分相对应的分片的相关性不再相关。然而,仍存在提供给收费系统的足够信息,以发送费用数据库的摘要,允许智能计价客户端或方法计算所发生的费用。

参照下文描述的实施例,说明并使本发明的这些和其他方面变得显而易见。在以下附图中:

图1示出了根据4个子过程的高级透视图的收费费用估计的一般客户端过程。基于使用包括道路在内的交通基础设施来定位作为车辆的汽车的GPS,来说明收费费用估计过程。

图9示出了包括在根据这里所提出的解决方案的固定实体中的一般组件的概述。由无线实体经由无线网络64发送、例如经由互联网转发的数据通过固定实体的接收装置83来接收。可选地,接收装置83本身可以适于接收无线信号;然而在多数情况下,与互联网的直接连接更适当。在这些情况下,固定实体的接收装置可以是针对与互联网的宽带连接的公知接口。为了处理例如地图匹配和价格查找操作,提供处理装置80,处理装置80可以包括中央处理单元、可编程处理器、服务器、多个服务器等。多个存储装置81、82可以连接至处理装置80,并且提供针对接收数据、道路地图数据和价格信息的存储。同样存储装置81和82可以集成在处理装置80中,尤其在存在服务器或多个服务器的情况下。

电信和信息学的综合使用被称作远程信息处理。车辆远程信息处理可以用于多种目的,包括收取道路费、支付车辆保险、管理道路使用(智能交通系统)、跟踪快速车辆位置、取回被盗车辆、提供自动碰撞通知、位置驱动驾驶员信息服务、以及车载早期警告通知警报系统(车辆事故预防。例如,e-Call或b-Call)。

图9示出了包括在根据这里所提出的解决方案的固定实体中的一般组件的概述。由无线实体经由无线网络64发送、例如经由互联网转发的数据通过固定实体的接收装置83来接收。可选地,接收装置83本身可以适于接收无线信号;然而在多数情况下,与互联网的直接连接更适当。在这些情况下,固定实体的接收装置可以是针对与互联网的宽带连接的公知接口。为了处理例如地图匹配和价格查找操作,提供处理装置80,处理装置80可以包括中央处理单元、可编程处理器、服务器、多个服务器等。多个存储装置81、82可以连接至处理装置80,并且提供针对接收数据、道路地图数据和价格信息的存储。同样存储装置81和82可以集成在处理装置80中,尤其在存在服务器或多个服务器的情况下。

例如,使用样条插值(即,找到与定位数据(例如,GPS定位)的序列最佳匹配的样条曲线序列)。

图10A-G示出了根据本发明的用于计算的表列数据的示例。

首先,OBE被配置为从价格打包数据中提取随机ID,并且在其存储器中搜索与在匿名位置打包数据产生过程期间所存储的随机ID相关联的时间戳序列。

因此,本发明提出了一个步骤:在所述移动实体或装置中对交通基础设施用户所收集的定位数据进行重新采样。换言之,保持行程的几何图形(即,路线或旅程),但是可以通过等距距离之间的新采样点来描述。在这种连接中,应注意,术语“行程”用于承担从“A点到B点”的行进,而与特定路线或旅程无关。

图3A、3B示出了等距重新采样方法的图示,

作为可能传输线建立的示例,OBE连接至GPRS网络并通过互联网访问TS代理。在这样建立中,一般地,该网络内的所有移动设备位于NAT(网络地址转换)服务器之后。NAT服务器允许向每个OBE分配IP地址,该IP地址在互联网地址的私有范围内(即,这些地址对于不是私有移动网络方的设备而言不可访问)。只有NAT服务器本身具有互联网可访问的IP地址。从而,只要OBE期望执行与互联网服务器(例如,TS代理)的连接,NAT开启与该服务器的连接,并且在OBE与TS代理之间来回转发所有TCP/IP分组。通过开启与TS代理的连接,NAT服务器随机保留其公共互联网地址上的端口,并且将被发送至该端口的所有TCP/IP分组转发至发起连接的0ΒΕ。这意味着如果多个OBE同时连接至TS代理,则向每个OBE分配唯一且随机的端口号,并且TS代理仅看到公共IP地址(NAT服务器的地址),以及针对每个OBE的不同端口号。当连接关闭时,端口空闲并且可以重新用于另一0ΒΕ。随后,如果同一OBE期望连接回至TS代理,则为其分配新端口号,并且假定端口分配方案足够随机,TS代理绝不会将该连接与先前连接相关。

为了最小化对应移动实体所获得的定位数据的单独驾驶员所驾驶的路线与传输给固定实体的路线之间的相关性,可以对移动实体中所记录的定位数据进行打包(或者,对路线进行“分片”),并且随后可以在向固定实体或移动装置传输之前对那些打包的数据(或路线的“分片”)进行重排或加扰。

在特定实施例中,可以将移动实体实现为手持设备的一部分。这可以包括移动实体的每个特征和功能,或者可以使用已经存在于车辆中的数据和组件。在另一实施例中,可以提供移动装置作为固定安装在车辆中的分离设备(控制单元)。在移动装置的又一实施例中,多数相关特征可以在附着至或定位在车辆的另一组件或控制单元(例如,新闻娱乐系统的头戴单元(headunit))的分离硬件板或附加集成电路等中实现。

智能道路收费系统

提供了一种针对道路计价系统的道路计价智能客户端和方法,使得能够从描述旅程的定位数据中移除提示诸如数据的发起方的行进速度和旅程之类的私密数据的信息。相应地,智能客户端和方法被配置为将路线的原始定位点重新采样成等距部分,从定位数据中移除定时信息,通过采用公共“虚拟网格”,将重新采样的路线划分成其他道路用户提供的那些定位数据而形成的分片。通过按照随机化顺序以任何延迟传输分片,与旅程的前相邻部分相对应的分片的相关性不再相关。然而,仍存在提供给收费系统的足够信息,以发送费用数据库的摘要,允许智能计价客户端或方法计算所发生的费用。

因此,移动装置和固定装置建立用于评价交通基础设施(具体地,包括道路、铁路、水路航线等,和/或诸如隧道、桥梁、渡口等门架,以及相应服务)的使用特性的系统。

在本发明的另一方面中,提供了根据权利要求10所述的移动实体或装置,可以是车载设备(OBE)。

相应地,固定装置包括:接收装置(具体地,接收机单元),被配置为接收如上所述移动装置所发送的定位数据;处理装置(具体地,处理器单元),被配置为在固定装置中执行方法的步骤(ii)至(iv),以评价交通基础设施(具体地,包括道路、铁路、水路航线等,和/或诸如隧道、桥梁、渡口等门架,以及相应服务)的使用特性;以及传输装置(具体地,发射机装置),被配置为将至少一个预定路线准则传输至所述移动装置。

随机ID字段包含OBE所产生的随机值。如果TS代理没有立即用要支付的价格来应答,则该字段是必要的。在这种情况下,OBE稍后使用该随机ID来稍后请求与其已经提交的每个分片相对应的价格。

在一些方案中,费用不基于车辆所采用的道路,而是基于车辆所经过的地理区域。例如,区域可以与城市的地区或者城市中心区相对应。区域也可以用于实现虚拟“门架”,即,诸如收费栏杆之类的收费道路入口。在那种情况下,只要车辆跨过门架,就要收费。“胖”OBE(由框12指示)能够执行步骤2和3。

为了产生这些打包数据或分片,OBE应用由方形小区域组成的虚拟网格。虚拟网格的小区域的原点和大小可以通过GPS坐标来导出,使得不需要数字计算网格。例如,一个小区域可以与GPS坐标中I弧分(arc-minute)的方形相对应,即,近似1.8km宽方形。相应地,分片与完全包含在小区域中车辆路线的分段相对应(例如,在图5中,小区域31中的分片I是从(a)到(b)路线的分段,小区域32中分片2是从(b)到(c)路线的分段,小区域22中的分片3是从(c)到(d)路线的分段,以此类推,小区域14中的分片6是从(f)至IJ(g)路线的分段)。每次车辆(例如,如图5虚线所示的行进旅程N3)跨过小区域的边界时(即,在本发明的示例中,纬度或经度的小部分发生改变),OBE结束当前分片,并且开始产生新的分片。

移动装置可以包括:用于在关联车辆的行程期间存储所获得的定位数据的存储装置或存储单元。此外,存储装置可以用于存储重新采样的定位数据。此外,存储装置可以包含与虚拟网格有关的信息,虚拟网格用于分组或分片所确定的定位数据。这种如何进行重新采样的信息和确定的定位信息不受经常更新的影响,并且在每个移动实体中实质上是相同的,每个移动实体是本系统的一部分,以评价交通基础设施的使用特性。

该重新采样过程由以下步骤来执行:在新行程的开始处,OBE产生与GPS数据接收过程所产生的第一定位相同的初始重新采样定位。在以下步骤中该第一重新采样定位被称作最新重新采样定位。然后,每次OBE接收到新GPS定位时,对该GPS定位与最新重新采样定位之间的距离进行计算。只要该距离超过某预定阈值(例如,50米),0ΒΕ产生新重新采样定位,使得新重新采样定位与最新重新采样定位之间的距离等于阈值(即,在该示例中为50米),并且使得新重新采样定位位于将最新接收到的GPS定位与先前产生的重新采样定位相结合的直线上。如果系统中在所有OBE中所使用的预定阈值相同,则不存在添加至定位、能够提高定位之间的相关性或定位的个性的信息,获得针对驾驶员的较高私密性级另O。最后,OBE通过最新接收到的定位的时间戳与先前接收到的定位的时间戳之间的线性插值,来计算重新采样定位的时间戳。因此所产生的定位然后变成新的最新重新采样定位。重复该操作,直到行程结束。相应地,最新重新采样定位与OBE所接收到的最新GPS定位相同。

图8示出了包括在移动实体或根据这里所提出的解决方案的OBE中的一般组件的概述。如上所述,OBE被布置为采用例如GPS卫星65和用于接收GPS信号的接收装置62,获得定位数据。GPS定位的过程对于本领域技术人员而言是公知的,因此这里不进行详细描述。接收装置62可以至少包括一个或多个天线和信号放大器。为了处理和估计接收到且可以放大的信号,提供处理装置61,处理装置61可以包括中央处理单元,可编程处理器等。同样,OBE可以与已经存在于车辆中的其他设备的处理装置共享所需的处理功率,例如,OBE可以是已经存在的导航或新闻娱乐系统的硬件和/或软件形式的扩展。在这样的布置中,仅将OBE的接收装置62接收到(且放大)的定位信号传递给车辆的电子网络中的所述设备,并且随后将评价结果反馈给0ΒΕ。