[发明专利]道路收费系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种道路收费系统，用于根据使用的道路段来实现一种用于扣除道路收费的自动支付系统。

背景技术

电信和信息学的结合使用被称作远程信息处理(telematics)。车辆远程信息处理可以被用作许多目的，包括收取道路费用、管理道路使用、跟踪行驶车辆位置、找回被偷车辆、提供自动的碰撞通知、行驶位置的驾驶员信息服务和车内提前警告通知告警系统(汽车事故预防)。

对于车辆远程信息处理，道路收费(road tolling)被认为可能是最大的市场。远程信息处理现在正开始进入消费汽车环境，作为一种用于封闭式(closed)服务的多媒体服务盒。该市场仍然较小并且被认为是有机会的市场。欧盟以及荷兰作为领导国有意引进道路收费作为每辆车的强制性功能。

截至到目前，道路收费已经被用于高速公路记账、卡车记账和用于在特定区域驾驶汽车的记账(例如伦敦市)。通常使用车辆必须停放的收费广场，或者短距离通信系统允许当车辆经过时自动扣除费用。

在不久的将来所需的道路收费功能将实行较少(或无)基础设施的需求，以及将实行针对每公里行驶的收费。一种自动道路收费系统中的计费系统不仅基于行驶的距离，并且基于定时、位置和车辆特性。道路收费可以用于所有车辆，或者可以排除某一类车辆(例如具有国外车牌的车辆)。

设想车辆具有车载GPS系统和GSM(移动电话网络)连接，以使信息能够中继到中央道路收费系统。这些系统是车载单元(OBU)的一部分，OBU使用GPS定位信息来登记道路上的汽车的确切使用(何地以及何时)。然后，驾驶员将支付相应的税费。

为了确保驾驶员不能犯错误并且每个人支付仅他们应支付的以及隐私仍然得到尊重，道路计费系统需要包含一种安全模块，安全模块必须包含安全硬件组件。该安全模块能够对诸如时间和汽车所处的GPS位置之类的数据进行数字签名。然后，上传该数据到后端服务器(例如通过无线GPRS通信)以确定驾驶员需要支付的确切费用。

为了在传输的同时保持数据机密性，还可以通过安全模块进行加密。

最初，将OBU安装在已有的汽车中(一种后继市场(aftermarket)解决方案)。然而，一段时间后，汽车制造商将该功能性建立在汽车系统中。由于应该保护道路计费单元使其免于错误以及应该防止篡改，这造成了安全问题。此外，不同的国家可能有关于所需安全等级、保护方法、确切功能等的不同规定。

对于消费者的国家所需的组件在汽车的制造国可能是不可用的。因此，由于引入OBU导致的新的安全相关需求导致新车的制造和分发变得复杂。

另一个问题在于将OBU链接到公民纳税系统。这意味着需要将OBU登记到所有者的姓名(至少)。当所有者想要卖出汽车时，这造成了麻烦。当二手车出口到其他国家时，会引起另一个麻烦：目的地国可能有不一致的规定，以至于由于安全产生的出口规定导致原国家的出口变得复杂。

通过出租和租用汽车造成了另一系列问题。尽管由一个实体拥有，但是由消费者驾驶汽车。取决于有关需要谁支付道路计费费用的国家规定，难以处理内置OBU成为问题。

通过罪犯想要犯罪，可能会危及道路计费系统的安全。当系统依赖于内置安全模块时，如果需要在一个国家的所有汽车中替代这些模块，这成为昂贵的操作。另外，如果具有内置OBU的汽车被盗，所有者仍然需要对窃贼已经驾驶汽车的数公里付费。

因此，存在许多与固定OBU相关的问题，然而，因为如果所有者忘记带上便携式单元而车辆不可用，便携式道路收费单元的替代品是不可取的。

发明内容

根据本发明，提供了一种道路收费装置，所述道路收费装置包括一种在道路收费系统中使用的车辆安装单元，其中车辆安装单元包括实现位置跟踪功能的卫星导航接收器，以及道路收费系统包括行程(routing)确定装置，用于根据位置跟踪信息确定车辆的行驶行程；计费装置，用于根据行驶的行程确定产生的道路费用；以及记账系统，用于根据产生的道路费用对系统用户进行记账。

其中道路收费装置还包括便携式激活设备，便携式激活设备适于向车辆安装单元发送关于便携式激活设备的所有者的信息，以及车辆安装单元适于向记账系统提供信息，使得能够识别便携式激活设备的所有者。

本发明提供了一种便携式设备，例如可以是智能汽车钥匙的形式，作为一种向道路计费系统的车辆安装(即，内置)车载单元提供用户专用安全授权的安全模块。