基於北鬥時空數據出行管控的工作方法及系統與流程

2023-07-26 01:11:26

本發明涉及基於北鬥時空數據出行管控的工作方法及系統，屬於城市交通的技術領域。

背景技術：

城市交通是衡量城市文明進步的標誌，是城市生活的命脈。隨著社會經濟的高速發展，城市化進程的加快，人民生活水平不斷提高，城市交通需求迅速增長，城市交通問題日趨嚴重。目前,我國大中城市大都面臨著交通擁擠、道路堵塞、事故增多等諸多交通問題，交通問題儼然已成為困擾著城市發展的重大難題，它所帶來的時間浪費、運營成本上升、交通事故、空氣汙染和噪聲汙染等問題使得交通擁堵成為制約城市經濟和社會發展的「瓶頸」。公交優先政策是我國重要的城市發展戰略,公交補貼是公交優先政策中的主要經濟手段，最近,很多城市對公共運輸的補貼規模開始逐漸擴大,同時對徵收擁堵費的呼聲也越來越大。

隨著網絡技術和信息技術的飛速發展，越來越多的企業和個人用戶依賴於電子商務的快捷和高效，個人支付系統是電子商務體系中的重要組成部分，從電話銀行到支付寶，再到微信支付、京東白條，個人支付手段多種多樣，可以說在發達的市場經濟社會，個人支付帳戶已成為個人的「第二張身份證」。

在城市中心區域中，鼓勵市民更多地乘坐公共運輸工具，並相應給予實惠，對於在此區域開私家車的市民要收取擁堵費作為懲罰，將公交補貼和擁堵費的徵收與個人支付體系相結合，為改善城市交通狀況提供一種新型解決方法。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明提供基於北鬥時空數據出行管控的工作方法。

本發明還提供一種實現上述工作方法的系統。本發明能夠充分地用以鼓勵市民更多地乘用公共運輸工具，緩解城市交通擁擠。

本發明的技術方案在於：

基於北鬥時空數據出行管控的工作方法：對城市交通區域進行分級；設定車輛處於不同分級城市交通區域時對應的收費標準；根據車輛的實時gnss時空信息判定該車輛所處的城市交通區域所屬級別，然後根據收費標準對車主進行扣費。

根據本發明優選的，當對車主進行扣費時，對所述車主進行實時提醒。

實現上述工作方法的基於北鬥時空數據出行管控的系統，包括用於採集車輛實時gnss時空信息的車載終端、用於識別車輛信息的車輛識別裝置、數據處理中心和管控計算平臺。所述車載終端安裝在車輛上，所述車輛識別裝置設置在道路路口用於抓拍過往車輛圖像、記錄過往車輛出入的時間信息，所述數據處理中心用於存儲基於北鬥時空數據出行的所有數據信息。

根據本發明優選的，所述車載終端包括gnss模塊、4g通信模塊、觸摸led屏模塊、加密模塊、mcu模塊和存儲模塊。其中，所述車載終端為普適化車載終端中，所述gnss模塊用於：採集車輛實時高精度gnss時空信息，其中又包括高增益天線、射頻處理模塊、基帶處理模塊、地基增強解算模塊、地基增強信息接收模塊和慣導模塊；所述4g通信模塊用於4g標準的無線網絡通信，將車載終端的gnss時空信息和車輛信息上傳至所述數據交換中心；所述4g通信模塊還用於接收管控平臺發出的通知信息；所述觸摸led屏模塊用於普適化車載終端的顯示和控制；所述加密模塊用於對車輛gnss時空信息和車輛信息、車主信息及個人支付帳戶信息的加密解密，確保信息安全；所述mcu模塊用於車載終端內的各模塊控制；所述存儲模塊用於存儲普適化車載終端正常運行中所需要的電子地圖數據和系統信息。採集車輛實時gnss時空信息；所述4g通信模塊用於4g標準的無線網絡通信，將車載終端的gnss時空信息和車輛信息上傳至所述數據交換中心；所述4g通信模塊還用於接收管控平臺發出的通知信息；所述觸摸led屏模塊用於普適化車載終端的顯示和控制；所述加密模塊用於對車輛gnss時空信息和車輛信息、車主信息及個人支付帳戶信息的加密解密，確保信息安全；所述mcu模塊用於車載終端內的各模塊控制；所述存儲模塊用於存儲普適化車載終端正常運行中所需要的電子地圖數據和系統信息。

根據本發明優選的，所述車輛識別裝置包括高清攝像頭、cpu模塊、車牌信息存儲模塊和光纖通信模塊。所述車輛識別裝置設置在道路路口用於抓拍車輛圖像，並將圖像解析後獲得車牌信息，所述車牌信息包括車牌號以及車輛出入該區域的時間。

根據本發明優選的，所述數據處理中心包括gnss時空數據、車主信息、路口交通車牌信息通信網關、車主對應的個人支付帳戶數據和電子地圖數據。

根據本發明優選的，所述管控計算平臺包括城市交通區域分級設置模塊、車輛時空數據融合研判模塊、費用判定模塊、個人支付帳戶管理模塊和系統更新管理模塊。其中，所述管控計算平臺中，所述城市交通區域分級設置模塊用於劃分城市各等級交通區域，並根據相應的地理信息數據和邏輯，設置道路帶狀、區域塊狀閉合的虛擬邊界線；

所述車輛時空數據融合研判模塊：通過車輛實時gnss數據和車牌信息，確認車輛是否進入分級的城市交通區域。

所述費用判定模塊：結合車輛信息、車牌號和車主的居住地址，並記錄車輛在區域行駛的時長，最終對車主個人支付帳戶的金額增減進行判定；

所述個人支付帳戶管理模塊，收集一定時間段中車主個人支付帳戶中的金額改動情況，記錄並向車主進行反饋。

所述系統更新管理模塊負責系統更新管理，並在城市交通區分級，即設置信息變更時，向車載終端發送系統變更消息，並引導車載終端更新終端數據。

根據本發明優選的，所述基於北鬥時空數據出行管控的系統還包括北鬥地基增強系統基站，用於向車載終端提供北鬥gnss差分信息。優選的，所述北鬥地基增強系統基站包括gnss天線、gnss接收機、地基增強通信網關和ups電源。本發明採用北鬥地基增強系統基站，使車輛的定位精度達到亞米級。

本發明的優勢在於：

本發明通過將車輛進入城市中心擁堵區域的時間和頻率與個人支付帳戶內的金額進行關聯，督促車主減少進入城市中心擁堵區域的頻率，更多地乘用公共運輸工具，以緩解城市交通擁堵問題。

在本發明中，首先將車輛的普適化車載終端實時採集的車輛精準時空數據傳送至數據處理中心，與路口攝像頭採集到的車牌信息一起上傳至管控計算平臺的車輛時空數據融合研判模塊中，與系統預設的城市交通分級區域進行對比並結合車輛歸屬地信息，當判定車輛進入某一需要收費的交通分級區域後，系統開始計費，在經過一個費用判定周期後，對該車輛車主的個人支付帳戶內的金額進行相應增減。

附圖說明

圖1是本發明所述基於北鬥時空數據出行管控系統的結構示意圖；

圖2是本發明所述基於北鬥時空數據出行管控系統，其中增加了北鬥地基增強系統基站；

圖3是本發明中所述車輛識別裝置的模塊連接圖；

圖4是本發明中所述gnss模塊的示意圖；

圖5是本發明中所述北鬥地基增強系統基站的模塊圖；

圖6是本發明所述系統的工作示意圖；

圖7是本發明所述系統的信號流程圖。

具體實施方式

下面結合實施例和說明書附圖對本發明做詳細的說明，但不限於此。

如圖1-7所示。

實施例1、

基於北鬥時空數據出行管控的工作方法：對城市交通區域進行分級；設定車輛處於不同分級城市交通區域時對應的收費標準；根據車輛的實時gnss時空信息判定該車輛所處的城市交通區域所屬級別，然後根據收費標準對車主進行扣費。

本發明所述工作方法包括具體步驟如下：

1)預設城市交通分級區域；

2)車載終端將採集的車輛實時gnss時空信息上報至所述數據處理中心和管控計算平臺；

3)所述管控計算平臺的車輛時空數據融合研判模塊接收到車載終端上報的車輛gnss時空信息後和路口智能攝像及車牌識別裝置採集到的車牌信息，與步驟1)預設的交通分級區域進行對比，確定車輛進入交通分級區域(未安裝終端的車輛通過車牌信息判定)；

4)所述費用判定模塊統計計費情況。

優選的，根據上述工作方法，在所述步驟3)中所述管控計算平臺的個人支付帳戶管理模塊，收集一定時間段中車主個人支付帳戶中的金額改動情況，記錄並向車主進行反饋。

實施例2、

如實施例1所述工作方法的基於北鬥時空數據出行管控的系統，包括用於採集車輛實時gnss時空信息的車載終端、用於識別車輛信息的車輛識別裝置、數據處理中心和管控計算平臺。所述車載終端安裝在車輛上，所述車輛識別裝置設置在道路路口用於抓拍過往車輛圖像、記錄過往車輛出入的時間信息，所述數據處理中心用於存儲基於北鬥時空數據出行的所有數據信息。

所述車載終端包括gnss模塊、4g通信模塊、觸摸led屏模塊、加密模塊、mcu模塊和存儲模塊。其中，所述車載終端為普適化車載終端中，所述gnss模塊用於：採集車輛實時高精度gnss時空信息，其中又包括高增益天線、射頻處理模塊、基帶處理模塊、地基增強解算模塊、地基增強信息接收模塊和慣導模塊；所述4g通信模塊用於4g標準的無線網絡通信，將車載終端的gnss時空信息和車輛信息上傳至所述數據交換中心；所述4g通信模塊還用於接收管控平臺發出的通知信息；所述觸摸led屏模塊用於普適化車載終端的顯示和控制；所述加密模塊用於對車輛gnss時空信息和車輛信息、車主信息及個人支付帳戶信息的加密解密，確保信息安全；所述mcu模塊用於車載終端內的各模塊控制；所述存儲模塊用於存儲普適化車載終端正常運行中所需要的電子地圖數據和系統信息。採集車輛實時gnss時空信息；所述4g通信模塊用於4g標準的無線網絡通信，將車載終端的gnss時空信息和車輛信息上傳至所述數據交換中心；所述4g通信模塊還用於接收管控平臺發出的通知信息；所述觸摸led屏模塊用於普適化車載終端的顯示和控制；所述加密模塊用於對車輛gnss時空信息和車輛信息、車主信息及個人支付帳戶信息的加密解密，確保信息安全；所述mcu模塊用於車載終端內的各模塊控制；所述存儲模塊用於存儲普適化車載終端正常運行中所需要的電子地圖數據和系統信息。

所述gnss模塊負責接收車輛的gnss實時的時空數據，其中包括(但不限於)全球定位系統gps、北鬥導航系統等有關的全球導航衛星系統gnss。

本實例中，gnss模塊採用接收北鬥地基增強系統信號，運用相位差分解算算法，定位精度為亞米級。

所述gnss模塊接入加密模塊，同時綁定唯一的汽車信息並對普適化車載終端的gnss時空信息、汽車信息和個人支付帳戶信息進行加解密。

本實例中，加密模塊採用rsa加密算法。

4g通信模塊採用插入sim卡，以4g通信方式連結無線網絡。

觸摸led屏模塊負責終端的顯示和控制功能，用於車主與基於北鬥高精度定位的城市綠色舒行系統之間的交互。

mcu模塊用於普適化終端內數據處理和不同模塊間的通信功能，本實例中採用arm處理器。

存儲模塊用於存儲普適化終端運行所需要的地圖數據和預設信息等。本實例中採用flash存儲晶片。

所述車輛識別裝置包括高清攝像頭、cpu模塊、車牌信息存儲模塊和光纖通信模塊。所述車輛識別裝置設置在道路路口用於抓拍車輛圖像，並將圖像解析後獲得車牌信息，所述車牌信息包括車牌號以及車輛出入該區域的時間。

所述數據處理中心包括gnss時空數據、車主信息、路口交通車牌信息通信網關、車主對應的個人支付帳戶數據和電子地圖數據。

本實例中，數據處理中心和管控計算平臺安裝於交警部門，由交警部門負責整個系統的運行維護。管控計算平臺和數據處理中心之間通過通信電纜連接。

如圖1所示，交警部門通過交通分級區域設置模塊設置本地區的收費區域和免費區域，並在電子地圖數據中將區域明確。

所述管控計算平臺包括城市交通區域分級設置模塊、車輛時空數據融合研判模塊、費用判定模塊、個人支付帳戶管理模塊和系統更新管理模塊。其中，所述管控計算平臺中，所述城市交通區域分級設置模塊用於劃分城市各等級交通區域，並根據相應的地理信息數據和邏輯，設置道路帶狀、區域塊狀閉合的虛擬邊界線；

所述車輛時空數據融合研判模塊：通過車輛實時gnss數據和車牌信息，確認車輛是否進入分級的城市交通區域。

所述費用判定模塊：結合車輛信息、車牌號和車主的居住地址，並記錄車輛在區域行駛的時長，最終對車主個人支付帳戶的金額增減進行判定；

所述個人支付帳戶管理模塊，收集一定時間段中車主個人支付帳戶中的金額改動情況，記錄並向車主進行反饋。

所述系統更新管理模塊負責系統更新管理，並在城市交通區分級，即設置信息變更時，向車載終端發送系統變更消息，並引導車載終端更新終端數據。

實施例3、

如實施例2所述的基於北鬥時空數據出行管控的系統還包括北鬥地基增強系統基站，用於向車載終端提供北鬥gnss差分信息。優選的，所述北鬥地基增強系統基站包括gnss天線、gnss接收機、地基增強通信網關和ups電源。

下面結合圖6-7所示具體說明本發明所述系統的工作方法，主要包括以下步驟：

在實際應用中，系統預定二環路內的中心城區為一級區域，二環路外三環路內為二級區域，三環路外為三級區域。

步驟301，用戶打開車載終端，同意本發明所述系統對個人支付方面的協議後，以車輛車牌、車主和個人支付帳戶等真實信息登錄系統。此過程主要通過車載終端的觸摸顯示屏進行人機互動。

步驟302，當車載終端開機後，進行初始化工作，下載交通分級區域設置信息和系統通知、個人支付帳戶餘額等信息。

步驟303，車載終端與北鬥地基增強系統基站進行通信，接收gnss時空定位信息。

步驟304，在車輛行駛過程中，gnss模塊將本車定位信息解算後得到gnss位置數據，加密模塊將車輛實時gnss位置數據進行加密後，通過4g通信模塊傳輸至數據處理中心。

步驟305，安裝在區域邊界路口的智能攝像及車牌識別裝置獲取車輛圖像後，提取出車輛的車牌信息和時間節點信息，上傳至數據處理中心的路口交通車牌信息通信網關中。

步驟306，數據交換中心將車輛實時gnss位置數據解密後，和攝像頭採集到的車牌信息和時間節點信息一起傳輸至管控計算平臺的車輛失控數據融合研判模塊。

當車輛通過路口，由三級區域進入到二級區域時，普適化車載終端將車輛實時gnss時空位置數據上傳至數據處理中心，數據處理中心解密後傳輸到管控計算平臺。同時，車輛識別裝置將採集到的車牌信息和時間節點信息同時通過交通專網傳輸至數據處理中心。

步驟307，管控計算平臺中的車輛時空數據融合研判模塊把車輛相對應的系統終端上傳的gnss時空數據、攝像頭採集到的車牌信息和時間節點信息(主要針對未安裝普適化車載終端的車輛)以及車主居住地址信息，與預設的交通分級區域的虛擬邊界進行比較。若發現車輛上傳的gnss時空數據(或卡口攝像頭採集的車輛數據)表明車輛正處於某一交通分級區域，且車主居住地址不在此區域內，即判定車輛滿足計費條件。

費用判定模塊在判定車輛滿足計費條件後，開始計費。

步驟309，在車輛時空數據融合研判模塊判定車輛滿足計費條件後，系統將向普適化車載終端發出「車輛進入x級區域，已開始計費」的系統通知。

步驟308，在車輛駛離此交通分級區域時，費用判定模塊停止計費，將扣費金額保存並傳輸至個人支付帳戶管理模塊，完成扣費。

步驟310，在一個判定周期內，個人支付帳戶管理模塊將會統計扣費總額。

例如，將判定周期設置為一天，或者車主也可以選擇包月或包年計費，直接交上整月或整年的擁堵費。

本實例中，一、二級區域扣費規則如下表所示，三級區域不扣費。

表1一級區域扣費規則表，a為加權因數。

表2二級區域扣費規則表，b為加權因數。

對滿足下列條件的車主將有xx元的金額獎勵，會在判定周期結束後存入個人支付帳戶。

(1)本周期未駕駛車輛的車主。

(2)駕駛車輛但不在扣費交通分級區域行駛的車主

(3)在圖2的換乘平臺進行有效換乘的車主(有效換乘是指將車輛停入停車場後1小時內換乘其他出行方式)。

步驟311，在個人支付帳戶金額變更後，系統將會向普適化車載終端發送通知消息，向車主反饋相關情況。

如圖6所示，系統在城市三環處規劃建設大型停車場、地鐵站、公交樞紐和共享單車租賃點，此四者構成換乘平臺，停車費、公交費和租車費都可用個人支付帳戶來支付，可鼓勵市民使用公共運輸工具，降低私家車使用頻率，從而緩解城市交通壓力，促進城市公共運輸事業發展。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。