CN106600727A - 一种新型高速公路快速收费***及设备 - Google Patents

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CN106600727A CN201611188605.3A CN201611188605A CN106600727A CN 106600727 A CN106600727 A CN 106600727A CN 201611188605 A CN201611188605 A CN 201611188605A CN 106600727 A CN106600727 A CN 106600727A
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    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B15/00—Arrangements or apparatus for collecting fares, tolls or entrance fees at one or more control points
    • G07B15/06—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems
    • G07B15/063—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems using wireless information transmission between the vehicle and a fixed station

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明提供一种新型高速公路快速收费***及设备，应用于移动智能终端、后台服务器以及道闸控制装置，首先移动终端用户进行用户信息注册以及车辆信息注册；注册时后台服务器对注册信息进行验证；然后所述移动智能终端通过调用第三方API，获取车辆当前的位置信息，存储并上传至后台服务器；后台服务器根据上报的地理坐标计算不同计费节点的累计里程，根据累计里程计算车辆应付的费用；安装在计费节点处的道闸控制装置实时抓拍车辆的车牌，对抓拍的车辆图像进行车牌识别，将识别的车牌传输至所述的道闸控制中心用于控制道闸设备。本发明通过快速车牌识别，快速计费，自动扣款，极大减少了收费节点拥堵的弊病，车辆无需安装任何硬件，***提供详细的扣款记录，大大提高了用户体验感。

Description

一种新型高速公路快速收费***及设备
技术领域
本发明属于智能交通领域，尤其涉及一种新型高速公路快速收费***及设备。
背景技术
随着机动车的普及度越来越高，车主选择高速出行也越来越普遍，高速路的拥堵情况也因此越来越严重，其中，最为常见的就是进出高速的收费路口处。
为此，有关部门专门铺设了ETC快速通道，但不幸的是只有不到50％的车辆安装了电子标签，而且ETC收费站点只能识别低速行驶车辆，改造及运营成本居高不下，结算周期长，是一种欧美都不采用的落后技术，而且用户不能查询历史记录，以及开具***，导致用户体验感很差。
目前虽然采取行政手段推广，但ETC无法解决高速公路收费站拥堵的问题，因为60％的车辆不经常行驶在高速公路上，他们没有安装ETC的动力，而恰好是这些车辆导致了高速公路收费站的拥堵。这个问题必须采取互联网模式才能解决，用户的操作必须非常简单、方便，不需要安装任何硬件，是典型的长尾理论。
而人工收费方式，每辆车平均通行时间大约是20秒左右，无法快速通行导致了高速公路拥堵，车主怨声载道，现金存款、保管交接管理成本高昂。
本发明提供的***充分利用互联网的优势，借助用户的移动智能终端实时在线功能，将用户的行驶轨迹位置实时上传至服务器，服务器根据用户的行驶轨迹自动计算行驶的累计里程，从而得到用户所需缴纳的高速费用，减化了用户付费，高速公路管理员的收费过程，车辆在通过收费站时，可不减速通行，因而大大缓解了高速路收费路口的拥堵情况；且本发明提供的***记录了每一笔缴费的详细信息，用户亦可据此索要***，极大提升了用户体验度。
发明内容
针对当前高速公路人工收费速度慢，ETC设备安装率低，容易导致收费站点拥堵，且收费后用户体验差等问题，本发明提供了一种新的***及设备，如图1所示，应用于移动终端，包括：
用户注册模块，所述用户注册模块包括用户信息注册以及与用户绑定的车辆信息注册，用户注册时，输入用户的手机号等标识用户身份的信息，提交至后台服务器，后台服务器验证通过后，更改所述注册用户的状态为已认证；
所述用户信息注册成功后，方可进行车辆信息注册，注册时，用户输入车牌号等车辆相关信息；同时为所述车辆绑定用户在有效期之内的银行卡，手机号，手机设备的国际移动设备身份码(IMEI)；同一个车只能绑定一个手机号；若有变更需求，可更换手机号码；
上述车辆信息验证通过后，将所述车辆标记为已认证状态。
位置记录模块，当用户驾车进入高速路计费节点时，后台服务器根据计费节点高速摄像头拍摄的车牌号信息，推送确认信息至所述的移动智能终端，移动智能终端弹出确认窗，包括确认车牌号等车辆相关信息；若用户确认使用本***后，将计费的起始地理位置记为所述节点所在的坐标位置，同时记录相应的日期和时间；若用户取消操作，则提示用户不能使用本发明提供的***；
当所述注册车辆进入高速路入口节点后，所述位置记录模块基于第三方地图应用接口(API)，周期T调用API获取移动智能终端的当前位置的坐标点(X,Y)，其中，T为API的调用周期，X为经度坐标，Y为纬度坐标，以及当前移动智能终端的移动速度信息；
所述位置记录模块记录获取的每一个坐标点发生的时间，详细的经纬度坐标，当前的移动速度以及其他相关信息；若检测到移动速度低于某个门限值，则丢弃所述的记录信息；当记录的坐标点数量达到一定的数目N时，则将这N个坐标点数据上传至后台服务器中，用于计算所述移动智能终端的移动距离；
若上传数据时出现移动网络连接故障导致上传失败，则将所述的记录数据存储在移动智能终端本地，待移动网络连接恢复建立之后，再上传数据至后台服务器。
本发明还提供了一种新的方法，应用于后台服务器，包括：
用户管理模块，所述用户管理模块涉及车辆、普通用户以及计费节点的注册与管理；
所述用户管理模块可添加、修改、删除存储于数据库中的车牌号等车辆相关信息，以及与车辆绑定的银行卡，手机号，手机设备的国际移动设备身份码等；所述后台服务器通过有线或无线网络与通用的车辆管理***数据库建立连接，从通用的车辆管理数据库中读取相应的信息，用于校验用户添加的车辆信息是否正确，若车辆信息不正确，则返回失败标识以及失败的原因，所述车辆不能使用本发明提供的***进行自动缴费，同时提示相关管理部门车辆涉嫌套牌；
所述的用户管理模块关联用户与车辆信息，建立个人信用档案，对信用评级较差的个人，纳入黑名单，在收到计费节点道闸控制装置提供的车牌号时，检查是否为黑名单中的车牌，若是，则通知道闸控制装置，不予放行。
所述用户管理模块还用于存储、或编辑、或删除计费节点的基本信息，包括节点坐标、节点名称等，以及节点摄像头的硬件唯一标识码，建立节点与摄像头之间的相关关系。
道路计费模块，所述道路计费模块根据用户上传的坐标点(Longi,Lati)计算车辆在不同计费节点之间行驶的累计里程，然后根据计算的里程获得不同计费节点之间的收费金额，其中Longi表示为第i个坐标点的经度坐标，Lati表示第i个坐标点的纬度坐标，以起始计费节点的坐标点作为第一个坐标点(Long0,Lat0)顺序计算两个坐标点之间的距离Lj，计算方法如下：
设移动智能终端上传的第j个坐标点的经纬度为(Longj,Latj)，第j+1坐标点的经纬度为(Longj+1,Latj+1)，以0度经线的基准，对移动智能终端上传的坐标点做如下处理：
若经度为东经经度，则
Longj′＝Longj,
否则
Longj′＝-Longj,
若纬度为北纬纬度，则
Latj′＝90-Latj,
否则
Latj′＝90+Latj,
将经过上述过程处理后的两个坐标点分别计为(Longj′,Latj′)和(Longj′+1,Latj′+1)，可以得到计算上述两坐标点之间的距离的公式如下：
Cj＝sin(Latj′)*sin(Lat′j+1)*cos(Long′j+1-Long′j)+cos(Latj′)*cos(Lat′j+1)
Lj＝R*cos-1(Cj)*PI/180
其中，R为地球的平均半径，约等于6371.004千米，PI为圆周率常数，cos-1(x)为反余弦函数，Lj和R单位相同。
由于用户上报的相邻的两个坐标点距离较近，或用下面的公式进行简化计算：
其中，D为经度不变，纬度变化1度对应的地理距离，约为110.94千米；Lj和D单位相同。
这样，从计费节点A至计费节点B的累计里程为：
其中，N为计费节点A至计费节点B的有效坐标点总数；
那么所述车辆从计费节点A至计费节点B的总费用FAB为：
其中，Fmin为最小收费金额，K为单位公里计费常数，max(x，y)为取x，y两者中较大值，为向下取整；
所述道路计费模块根据上述计算方法获得不同计费节点之间收费金额，然后从与车辆绑定的银行卡中扣除所述的收费金额，同时通知用户已经发生的扣款，通知内容包括：车牌号、行驶累计里程等信息；同时通知计费节点已发生的收费金额，通知内容包括：车牌号，发生金额，总行驶里程等信息；通知方式或以短信形式通知，或以***推送形式通知；所述后台服务器在核对完成之后，将相应的收费金额转账至注册的收费节点银行账户上。
本发明还提供了一种新的方法，应用于道闸控制装置，包括：
摄像头设备，所述摄像头设备优选为高清高速摄像头，安装在计费节点处；实时抓拍车辆的车牌，对抓拍的车辆图像进行车牌识别，将识别的车牌传输至所述的道闸控制中心用于控制道闸设备；
所述的摄像头设备通过有线或无线通信方式与道闸控制中心建立通信连接。
道闸控制中心，所述道闸控制中心与后台服务器通过高速宽带建立有线通信连接，与摄像头设备通过无线或者有线通信方式建立通信连接，与道闸设备通过有线通信建立通信连接；接收来自摄像头设备识别的车牌，与所述的后台服务器进行实时通信，确认该车牌是否为***注册的车牌号，或用户是否在黑名单内，若不是***注册的车辆或注册的用户处于黑名单内，则提前亮警示灯，通知道闸机放下道闸。
道闸设备，所述道闸设备默认为是绿色通道，道闸设备优选为开启状态，接收来自道闸控制中心的指令，打开或放下道闸，若接收到的指令为放下道闸，则亮出指示灯，警告司机此道口为高速通道，当前车辆为非注册车辆，不予放行。
本发明的上述方案至少具有以下有益效果：
通过快速车牌识别，理论上，汽车最高可以150Km/h的速度通过收费节点，汽车以正常速度通过收费节点，大大节约了等待时间，减少了收费节点拥堵的弊病。
车辆不需安装任何硬件，只需通过手机将车牌与车主的银行卡绑定，且随时可以解除绑定，车主掌握主动权，且有详细的扣款记录，方便用户日后的查询，大大提高了用户的体验。
此外，改造及运营成本只有ETC的四分之一到八分之一，节约了收费节点的改造与人工成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1表示本发明实施例的***方法基本结构示意图；
图2表示本发明实施例的处理步骤流程图；
图3表示本发明实施例的步骤一的处理流程图；
图4表示本发明实施例的步骤二的处理流程图；
图5表示本发明实施例的步骤三的处理流程图；
图6表示本发明实施例的步骤四的处理流程图；
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
如图1所示，本发明的实施例中，提供一种移动智能终端10，包括：
用户注册模块101，所述用户注册模块包括用户信息注册以及与用户绑定的车辆信息注册，用户注册时，输入用户的手机号，真实姓名，驾驶证编号，上传人证合一的照片，提交至后台服务器20，后台服务器20验证通过后，更改所述注册用户的状态为已认证；
进一步的，注册手机号优选为用户的登录用户名，在通过手机号码验证后，用户需设置密码用于下一次登录；
所述用户信息注册成功后，方可进行车辆信息注册，注册时，用户输入车牌号、车型、发动机编号、行驶证等车辆相关信息；同时为所述车辆绑定用户在有效期之内的银行卡，手机号，手机设备的国际移动设备身份码(IMEI)；
进一步的，同一个车只能绑定一个手机号；若有变更需求，可更换手机号码；
上述车辆信息验证通过后，将所述车辆标记为已认证状态。
如图1所示，本发明的实施例中，提供一种移动智能终端10，还包括：
位置记录模块102，当用户驾车进入高速路计费节点时，后台服务器20根据计费节点高速摄像头拍摄的车牌号信息，推送确认信息至所述的移动智能终端10，移动智能终端弹出确认窗，包括确认车牌号、位置节点名称、日期与时间、计费的手机号等；若用户确认使用本***后，将计费的起始地理位置记为所述节点所在的坐标位置，同时记录相应的日期和时间，比如：2016年10月2日14时23分21秒；若用户取消操作，则提示用户不能使用本发明提供的***；
当所述注册车辆进入高速路计费节点后，所述位置记录模块102基于第三方地图应用接口，比如百度地图的API，周期T调用API获取移动智能终端的当前位置的坐标点(X,Y)，其中，T为API的调用周期，优选为3秒，X为经度坐标，比如：116.434164,单位为度，Y为纬度坐标，比如：39.948353，单位为度，以及当前移动智能终端的移动速度信息，比如110.4km/h；
所述位置记录模块102记录获取的每一个坐标点发生的时间，详细的经纬度坐标，以及当前的移动速度；若检测到移动速度低于某个门限值，所述门限值优选为1.0km/h时，则丢弃所述的记录信息；当记录的坐标点数量达到一定的数目N时，N优选为等于20，则将这N个坐标点数据上传至后台服务器20中，用于计算所述移动智能终端的移动距离；
进一步的，若上传数据时出现移动网络连接故障导致上传失败，则将所述的记录数据存储在移动智能终端本地，待移动网络连接恢复建立之后，再上传数据至后台服务器20。
如图1所示，本发明的实施例中，提供一种后台服务器20，包括：
用户管理模块201，所述用户管理模块涉及车辆、普通用户以及计费节点的注册与管理；
进一步的，所述用户管理模块可添加、修改、删除存储于数据库中的车牌号、车型、发动机编号、行驶证等车辆相关信息，以及与车辆绑定的银行卡，手机号，手机设备的国际移动设备身份码等；所述后台服务器通过有线或无线网络与通用的车辆管理***数据库建立连接，从通用的车辆管理数据库中读取相应的信息，用于校验用户添加的车辆信息是否正确，若车辆信息不正确，则返回失败标识以及失败的原因，所述车辆不能使用本发明提供的***进行自动缴费，同时提示相关管理部门车辆涉嫌套牌；
进一步的，所述的用户管理模块201关联用户与车辆信息，建立个人信用档案，对信用评级较差的个人，比如，因高速公路扣款而拖欠***不还的个人，纳入黑名单，在收到计费节点道闸控制装置提供的车牌号时，检查是否为黑名单中的车牌，若是，则通知道闸控制装置，不予放行。
进一步的，所述用户管理模块还用于存储、或编辑、或删除计费节点的基本信息，包括节点坐标、节点名称、收款单位、银行帐号以及相关信息、联系人、联系人电话等，以及节点摄像头的硬件唯一标识码，比如：UDID码，建立节点与摄像头之间的相关关系。
如图1所示，本发明的实施例中，提供一种后台服务器20，还包括：
道路计费模块202，所述道路计费模块根据用户上传的坐标点(Longi,Lati)计算车辆在不同计费节点之间行驶的累计里程，然后根据计算的里程获得不同计费节点之间的收费金额，其中Longi表示为第i个坐标点的经度坐标，Lati表示第i个坐标点的纬度坐标，以起始计费节点的坐标点作为第一个坐标点(Long0,Lat0)顺序计算两个坐标点之间的距离Lj，计算方法如下：
设移动智能终端上传的第j个坐标点的经纬度为(Longj,Latj)，第j+1坐标点的经纬度为(Longj+1,Latj+1)，以0度经线的基准，对移动智能终端上传的坐标点做如下处理：
若经度为东经经度，则
Longj′＝Longj,
否则
Longj′＝-Longj,
若纬度为北纬纬度，则
Latj′＝90-Latj,
否则
Latj′＝90+Latj,
将经过上述过程处理后的两个坐标点分别计为(Longj′,Latj′)和(Long′j+1,Lat′j+1)，可以得到计算上述两坐标点之间的距离的公式如下：
Cj＝sin(Latj′)*sin(Lat′j+1)*cos(Long′j+1-Long′j)+cos(Latj′)*cos(Lat′j+1)
Lj＝R*cos-1(Cj)*PI/180
其中，R为地球的平均半径，约等于6371.004千米，PI为圆周率常数，cos-1(x)为反余弦函数，Lj和R单位相同。
进一步的，由于用户上报的相邻的两个坐标点距离较近，或用下面的公式进行简化计算：
其中，D为经度不变，纬度变化1度对应的地理距离，约为110.94千米；Lj和D单位相同。
这样，从计费节点A至计费节点B的累计里程为：
其中，N为计费节点A至计费节点B的有效坐标点总数；
那么所述车辆从计费节点A至计费节点B的总费用FAB为：
其中，Fmin为最小收费金额，K为单位公里计费常数，max(x，y)为取x，y两者中较大值，为向下取整；
举例说明，从计费节点A点至计费节点B的距离为6.5千米，单位公里计费常数为0.5，最小收费金额为5元，那么，从计费节点A至计费节点B所的总费用为5元。
进一步的，所述道路计费模块根据上述计算方法获得不同计费节点之间收费金额，然后从与车辆绑定的银行卡中扣除所述的收费金额，同时通知用户已经发生的扣款，通知内容包括：车牌号、交易ID、交易时间、发生金额、计费入口名称、计费出口名称、行驶累计里程等信息；同时通知计费节点已发生的收费金额，通知内容包括：车牌号，发生金额，交易时间，计费入口名称，总行驶里程等信息；通知方式或以短信形式通知，或以***推送形式通知；所述后台服务器在核对完成之后，将相应的收费金额转账至注册的收费节点银行账户上。
如图1所示，本发明的另一实施例中，还提供一种道闸控制装置30，包括：
摄像头设备301，所述摄像头设备优选为高清高速摄像头，安装在计费节点处；实时抓拍车辆的车牌，对抓拍的车辆图像进行车牌识别，将识别的车牌传输至所述的道闸控制中心302用于控制道闸设备303；
进一步的，所述的摄像头设备通过有线或无线通信方式与道闸控制中心302建立通信连接。
道闸控制中心302，所述道闸控制中心与后台服务器20通过高速宽带建立有线通信连接，与摄像头设备通过无线或者有线通信方式建立通信连接，与道闸设备303通过有线通信建立通信连接；接收来自摄像头设备301识别的车牌，与所述的后台服务器20进行实时通信，确认该车牌是否为***注册的车牌号，或用户是否在黑名单内，若不是***注册的车辆或注册的用户处于黑名单内，则提前亮警示灯，通知道闸机放下道闸。
道闸设备303，所述道闸设备默认为是绿色通道，道闸设备优选为开启状态，接收来自道闸控制中心的指令，打开或放下道闸，若接收到的指令为放下道闸，则亮出指示灯，警告司机此道口为高速通道，当前车辆为非注册车辆，不予放行。
下面结合图3、图4、图5及图6说明上述移动智能终端10、后台服务器20以及道闸控制装置30的具体操作流程，整体操作流程如图2所示：
步骤一，用户注册申请流程401，用户注册时，输入用户的手机号，真实姓名，驾驶证编号，上传人证合一的照片，提交至后台服务器20，后台服务器20验证通过后，更改所述注册用户的状态为已认证；若验证未通过，则通知用户更改用户信息，再次提交并验证；
进一步的，注册手机号优选为用户的登录用户名，在通过手机号码验证后，用户需设置密码用于下一次登录；
所述用户信息注册成功后，进行车辆信息注册，注册时，用户输入车牌号、车型、发动机编号、行驶证等车辆相关信息；同时为所述车辆绑定用户在有效期之内的银行卡，手机号，手机设备的国际移动设备身份码(IMEI)；
后台服务器20连接通用的车辆管理数据库进行车辆信息验证，若验证一致，将所述车辆标记为已认证状态，否则，不予通过；
计费节点注册时，***根据计费节点用户填写的电子表格自动录入计费节点的基本信息，包括节点坐标、节点名称、收款单位、银行帐号以及相关信息、联系人、联系人电话等，以及节点摄像头的硬件唯一标识码，建立节点与摄像头之间的相关关系，其处理流程如图3所示。
步骤二，道闸控制流程402，摄像头设备301安装在计费节点处；实时抓拍车辆的车牌，对抓拍的车辆图像进行车牌识别，然后将识别的车牌传输至所述的道闸控制中心302用于控制道闸设备303；
道闸控制中心302与后台服务器20通过高速宽带建立有线通信连接，与摄像头设备通过无线或者有线通信方式建立通信连接，与道闸设备303通过有线通信建立通信连接；接收来自摄像头设备301识别的车牌，与所述的后台服务器20进行实时通信，确认该车牌是否为***注册的车牌号，以及确认用户是否在黑名单内，若不是***注册的车辆或注册的用户处于黑名单内，则提前亮警示灯，通知道闸机放下道闸。
道闸设备303，所述道闸设备默认为是绿色通道，道闸设备优选为开启状态，接收来自道闸控制中心的指令，打开或放下道闸，若接收到的指令为放下道闸，则亮出指示灯，警告司机此道口为高速通道，当前车辆为非注册车辆，不予放行,其处理流程如图4所示。
步骤三，坐标点上传与计费流程403，当用户驾车进入高速路计费节点时，后台服务器20根据计费节点高速摄像头拍摄的车牌号信息，推送确认信息至所述的移动智能终端10，移动智能终端弹出确认窗，包括确认车牌号、位置节点名称、日期与时间、计费的手机号等；若用户确认使用本***后，将计费的起始地理位置记为所述节点所在的坐标位置，同时记录相应的日期和时间，若用户取消操作，则提示用户不能使用本发明提供的***；
通过计费节点后，移动智能终端10基于第三方地图应用接口(API)，比如百度地图的API，周期T调用API获取移动智能终端的当前位置的坐标点(X,Y)，以及当前移动智能终端的移动速度信息；同时记录获取的每一个坐标点发生的时间，详细的经纬度坐标，以及当前的移动速度；若检测到车辆移动速度低于某个门限值，则丢弃所述的记录信息；当记录的坐标点数量达到一定的数目N时，则将这N个坐标点数据上传至后台服务器20中，用于计算所述移动智能终端的移动距离；
若上传数据时出现移动网络连接故障导致上传失败，则将所述的记录数据存储在移动智能终端本地，待移动网络连接恢复建立之后，再上传数据至后台服务器20。
后台服务器20根据用户上传的坐标点(Longi,Lati)计算车辆在不同计费节点之间行驶的累计里程，然后根据计算的里程获得不同计费节点之间的收费金额，以起始计费节点的坐标点作为第一个坐标点(Long0,Lat0)顺序计算两个坐标点之间的距离Lj，计算方法如下：
设移动智能终端上传的第j个坐标点的经纬度为(Longj,Latj)，第j+1坐标点的经纬度为(Longj+1,Latj+1)，以0度经线的基准，对移动智能终端上传的坐标点做如下处理：
若经度为东经经度，则
Longj′＝Longj,
否则
Longj′＝-Longj,
若纬度为北纬纬度，则
Latj′＝90-Latj,
否则
Latj′＝90+Latj,
将经过上述过程处理后的两个坐标点分别计为(Longj′,Latj′)和(Long′j+1,Lat′j+1)，可以得到计算上述两坐标点之间的距离的公式如下：
Cj＝sin(Latj′)*sin(Lat′j+1)*cos(Long′j+1-Long′j)+cos(Latj′)*cos(Lat′j+1)
Lj＝R*cos-1(Cj)*PI/180
其中，R为地球的平均半径，约等于6371.004千米，PI为圆周率常数，cos-1(x)为反余弦函数，Lj和R单位相同。
这样，从计费节点A至计费节点B的累计里程为：
其中，N为计费节点A至计费节点B的有效坐标点总数；
那么所述车辆从计费节点A至计费节点B的总费用FAB为：
其中，Fmin为最小收费金额，K为单位公里计费常数，max(x，y)为取x，y两者中较大值，为向下取整，其处理流程如图5所示。
步骤四，计费扣款与结算404，后台服务器20根据上述步骤403计算方法获得不同计费节点之间收费金额，然后从与车辆绑定的银行卡中扣除相应的收费金额，并通知用户已经发生的扣款，通知内容包括：车牌号、交易ID、交易时间、发生金额、计费入口名称、计费出口名称、行驶累计里程等信息；同时通知计费节点已发生的收费金额，通知内容包括：车牌号，发生金额，交易时间，计费入口名称，总行驶里程等信息；
若用户申诉收费金额有误，则进入***核验环节，若经核验后，收费金额确实有误，则退回相应的扣款；后台服务器20在核对完成之后，周期性地将相应的收费金额转账至注册的收费节点银行账户上，其处理流程如图6所示。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种新型高速公路快速收费***及设备，包括移动智能终端、后台服务器以及道闸控制装置，其中，移动智能终端包括：用户注册模块、位置记录模块，后台服务器包括：用户管理模块、道路计费模块，道闸控制装置包括：摄像头设备、道闸控制中心和道闸设备，其特征在于：
移动智能终端：用于用户信息注册以及与用户绑定的车辆信息注册；注册时对注册信息进行验证；
通过调用第三方API，获取车辆当前的位置信息，存储并上传至后台服务器进行累计里程计算。
后台服务器：用于车辆、普通用户以及计费节点的注册与管理；对用户的信息进行添加、存储、更改、删除以及验证等操作；
同时根据移动智能终端上报的坐标计算不同计费节点的累计里程，根据累计里程计算车辆应付的费用。
道闸控制装置：安装在计费节点处；实时抓拍车辆的车牌，对抓拍的车辆图像进行车牌识别，将识别的车牌传输至所述的道闸控制中心用于控制道闸设备。
2.根据权利要求1所述的***及设备，应用于移动智能终端，其特征在于：
用户注册模块包括用户信息注册以及与用户绑定的车辆信息注册，用户注册时，输入用户的手机号等标识用户身份的信息，提交至后台服务器，后台服务器验证通过后，更改所述注册用户的状态为已认证；
所述用户信息注册成功后，方可进行车辆信息注册，注册时，用户输入车牌号等车辆相关信息；同时为所述车辆绑定用户在有效期之内的银行卡，手机号，手机设备的国际移动设备身份码(IMEI)；同一个车只能绑定一个手机号；若有变更需求，可更换手机号码；
上述车辆信息验证通过后，将所述车辆标记为已认证状态。
3.根据权利要求1所述的***及设备，应用于移动智能终端，其特征还在于：
后台服务器根据计费节点高速摄像头拍摄的车牌号信息，推送确认信息至所述的移动智能终端，移动智能终端弹出确认窗，包括确认车牌号等车辆相关信息；若用户确认使用本***后，将计费的起始地理位置记为所述节点所在的坐标位置，同时记录相应的日期和时间；若用户取消操作，则提示用户不能使用本发明提供的***；
当所述注册车辆进入高速路入口节点后，所述位置记录模块基于第三方地图应用接口(API)，周期T调用API获取移动智能终端的当前位置的坐标点(X,Y)，其中，T为API的调用周期，X为经度坐标，Y为纬度坐标，以及当前移动智能终端的移动速度信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征还在于：
位置记录模块记录获取的每一个坐标点发生的时间，详细的经纬度坐标，当前的移动速度以及其他相关信息；若检测到移动速度低于某个门限值，则丢弃所述的记录信息；当记录的坐标点数量达到一定的数目N时，则将这N个坐标点数据上传至后台服务器中，用于计算所述移动智能终端的移动距离；
若上传数据时出现移动网络连接故障导致上传失败，则将所述的记录数据存储在移动智能终端本地，待移动网络连接恢复建立之后，再上传数据至后台服务器。
5.根据权利要求1所述的***及设备，应用于后台服务器，其特征在于：
用户管理模块涉及车辆、普通用户以及计费节点的注册与管理；用户管理模块可添加、修改、删除存储于数据库中的车牌号等车辆相关信息，以及与车辆绑定的银行卡，手机号，手机设备的国际移动设备身份码等；所述后台服务器通过有线或无线网络与通用的车辆管理***数据库建立连接，从通用的车辆管理数据库中读取相应的信息，用于校验用户添加的车辆信息是否正确，若车辆信息不正确，则返回失败标识以及失败的原因，所述车辆不能使用本发明提供的***进行自动缴费，同时提示相关管理部门车辆涉嫌套牌；
所述的用户管理模块关联用户与车辆信息，建立个人信用档案，对信用评级较差的个人，纳入黑名单，在收到计费节点道闸控制装置提供的车牌号时，检查是否为黑名单中的车牌，若是，则通知道闸控制装置，不予放行。
所述用户管理模块还用于存储、或编辑、或删除计费节点的基本信息，包括节点坐标、节点名称等，以及节点摄像头的硬件唯一标识码，建立节点与摄像头之间的相关关系。
6.根据权利要求1所述的***及设备，应用于后台服务器，其特征还在于：
道路计费模块根据用户上传的坐标点(Longi,Lati)计算车辆在不同计费节点之间行驶的累计里程，然后根据计算的里程获得不同计费节点之间的收费金额，以起始计费节点的坐标点作为第一个坐标点(Long0,Lat0)顺序计算两个坐标点之间的距离Lj，计算方法如下：
设移动智能终端上传的第j个坐标点的经纬度为(Longj,Latj)，第j+1坐标点的经纬度为(Longj+1,Latj+1)，以0度经线的基准，对移动智能终端上传的坐标点做如下处理：
若经度为东经经度，则
Long′j＝Longj,
否则
Long′j＝-Longj,
若纬度为北纬纬度，则
Lat′j＝90-Latj,
否则
Lat′j＝90+Latj,
将经过上述过程处理后的两个坐标点分别计为(Long′j,Lat′j)和(Long′j+1,Lat′j+1)，可以得到计算上述两坐标点之间的距离的公式如下：
Cj＝sin(Lat′j)*sin(Lat′j+1)*cos(Long′j+1-Long′j)+cos(Lat′j)*cos(Lat′j+1)
Lj＝R*cos-1(Cj)*PI/180
其中，R为地球的平均半径，约等于6371.004千米，PI为圆周率常数，cos-1(x)为反余弦函数，Lj和R单位相同。
这样，从计费节点A至计费节点B的累计里程为：
其中，N为计费节点A至计费节点B的有效坐标点总数；
那么所述车辆从计费节点A至计费节点B的总费用FAB为：
其中，Fmin为最小收费金额，K为单位公里计费常数，max(x，y)为取x，y两者中较大值，为向下取整；
所述道路计费模块根据上述计算方法获得不同计费节点之间收费金额，然后从与车辆绑定的银行卡中扣除所述的收费金额，同时通知用户已经发生的扣款，通知内容包括：车牌号、行驶累计里程等信息；同时通知计费节点已发生的收费金额，通知内容包括：车牌号，发生金额，总行驶里程等信息；通知方式或以短信形式通知，或以***推送形式通知；所述后台服务器在核对完成之后，将相应的收费金额转账至注册的收费节点银行账户上。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征还在于：
由于用户上报的相邻的两个坐标点距离较近，可用下面的公式进行简化计算：
其中，D为经度不变，纬度变化1度对应的地理距离，约为110.94千米；Lj和D单位相同。
8.根据权利要求1所述的***及设备，应用于道闸控制装置，其特征在于：
摄像头设备优选为高清高速摄像头，安装在计费节点处；实时抓 拍车辆的车牌，对抓拍的车辆图像进行车牌识别，将识别的车牌传输至所述的道闸控制中心用于控制道闸设备；
所述的摄像头设备通过有线或无线通信方式与道闸控制中心建立通信连接。
9.根据权利要求1所述的***及设备，应用于道闸控制装置，其特征还在于：
道闸控制中心与后台服务器通过高速宽带建立有线通信连接，与摄像头设备通过无线或者有线通信方式建立通信连接，与道闸设备通过有线通信建立通信连接；接收来自摄像头设备识别的车牌，与所述的后台服务器进行实时通信，确认该车牌是否为***注册的车牌号，或用户是否在黑名单内，若不是***注册的车辆或注册的用户处于黑名单内，则提前亮警示灯，通知道闸机放下道闸。
道闸设备默认为是绿色通道，道闸设备优选为开启状态，接收来自道闸控制中心的指令，打开或放下道闸，若接收到的指令为放下道闸，则亮出指示灯，警告司机此道口为高速通道，当前车辆为非注册车辆，不予放行。
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