[发明专利]道路收费系统

说明书

技术领域

本发明涉及道路收费系统，用于实现基于所用的道路路段来扣减路费的自动支付系统。

背景技术

电信和信息学的结合使用称作远程信息处理。车辆远程信息处理系统可以用于多种目的，包括收集路费、管理道路使用(智能交通系统)、跟踪车队车辆位置、恢复被盗车辆、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)。

道路收费被认为是车辆远程信息处理系统的第一可能的大容量市场。远程信息处理目前正开始进入消费车辆环境，作为闭合服务的多媒体服务箱。这些市场在容量方面仍然较低，并且被认为是瞄准机会的市场。欧盟(以荷兰为领先的国家)意在从2012年开始，引入道路收费，作为每辆车的必需功能。

图1示出了西欧随时间变化的不同远程信息处理服务的预期容量。远程信息处理服务市场分成三个主要部分：道路收费服务、紧急呼叫e-call(紧急事件服务)和其他一般性服务(例如上述的服务)。该图还示出了在原始设备制造商(OEM)(即，车辆制造商)与销售后市场(AM)产品之间的划分。

图1假设道路收费将于2012年在荷兰启动，并在大约2014年到2020年左右在其他国家实行。还假设e-call系统将不是强制性的。

图1大体上示出了远程信息处理车载系统随时间的快速增长。

图2示出了道路收费功能在过去已经实施得怎么样，并且预期在将来会如何改变。

迄今为止，道路收费已用于公路计费、卡车计费以及在特定区域(例如伦敦市)中行驶车辆的计费。通常使用车辆必须在此停止的收费站，或者短程通信系统允许在车辆经过时自动进行资金借记。

在不远的将来所需要的道路收费功能要求更少的(或没有)基础设施，并且要求针对行驶的每一英里进行收费。

如图2所示，设想车辆具有板上GPS系统和GSM(移动电话网络)连接，以能够将信息中继至集中式道路收费系统。

自动道路收费系统中的计费系统可以基于行驶距离、时间、位置和车辆特征。道路收费可以应用于所有车辆，或者可以排除特定类别的车辆(例如具有国外车号牌的车辆)。

US 6,816,707描述了一种包括移动设备和用于安装在车辆上的车辆单元的系统。移动设备是事务处理设备。车辆单元携带车辆的标识(以及可以有其他数据)。移动设备和车辆单元彼此进行相互认证。

需要提高这种系统的安全性，并使得对这种系统的欺诈性使用尽可能地困难。

发明内容

根据本发明，提供了一种道路收费系统，包括具有卫星导航接收机的车载单元，卫星导航接收机实现位置跟踪功能，其中该系统还包括：

用于基于位置跟踪信息来确定车辆行驶路径的装置；

一个或多个传感器，用于检测与卫星导航信号无关的本地车辆状况，所述本地车辆状况取决于车辆的绝对位置或车辆位置的改变；以及

用于使用传感器信息对位置跟踪信息的真实性进行验证的装置。

该系统使用卫星导航接收机，使得能够实现无基础设施的道路收费。该系统还提供了一种防止所谓的虚假GPS攻击的方法，虚假GPS攻击即是提供虚假GPS数据，以减少可支付的路费。这是通过如下实现的：将GPS位置信息与车辆收集的独立信息(称为“本地车辆状况”)相比较，来提供对GPS位置信息的验证。

本地车辆状况可以包括车辆的运动，验证装置用于检验第一和第二位置跟踪地点之间相差与从传感器信号导出的位置改变相对应的量。

这样，本地车辆状况传感器不需要进行任何绝对位置估计，而可以用于检验在时间上分离的卫星接收机信号之间的差异与检测车辆运动一致。

在这种情况下，传感器可以用于测量如下中的一个或多个：

车辆速度；

车辆转向角；

车辆行驶距离；

油箱水平。

备选地(或附加地)，本地车辆状况可以包括本地环境状况，验证装置用于检验在由位置跟踪功能给出的地点处的相应环境状况与传感器检测到的本地环境状况一致。该方法可以用于检验环境状况(例如，天气或时间)与卫星信号中编码的环境状况一致。

在这种情况下，传感器可以用于测量如下中的一个或多个：

雨水(例如，作为风档雨雪刷系统的一部分的传感器，或者确实是风档雨雪刷激活)；

温度(例如，作为空调系统的一部分的传感器)；

环境光水平；

车辆头灯或尾灯输出。

天气状况也可以从气象来源获得。