CN107886584B - 唤醒信号的发送控制方法、控制器、路侧单元及收费标签 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种唤醒信号的发送控制方法、路径识别方法、控制器、路侧单元及收费标签，该唤醒信号的发送控制方法包括：实时获取标识站各个路侧单元与经过车辆的收费标签的交互信息；根据所述交互信息确定当前时段的拥堵状态；根据所述拥堵状态调整各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间。实施本发明的技术方案，当道路拥堵时，可减少卡片的耗电量，提高卡片的使用寿命。而且，由于拥堵时车速慢，有足够的时间完成交易，也不会导致漏交易。

Description

唤醒信号的发送控制方法、控制器、路侧单元及收费标签
技术领域
本发明涉及智能交通(Intelligent Transportation System，ITS)领域，尤其涉及一种唤醒信号的发送控制方法、路径识别方法、控制器、路侧单元及收费标签。
背景技术
在路径识别应用中，针对ETC车辆，路径标识基站把路径信息写入OBU和IC卡中，而对于非ETC车辆，在收费站的入口领取一张5.8G复合卡，当非ETC车辆经过路径标识站时，路径标识基站就把路径信息写入5.8G复合卡中，经过出口时，读取其中路径信息，然后收费。但是，由于5.8G复合卡不像OBU是安装在前挡风玻璃上，司机领取5.8G复合卡后，有可能放在车中的任何位置，为了保证卡片在各个位置都能被唤醒，卡片的天线通常设计成全向天线(OBU是定向天线)，灵敏度也比OBU的灵敏度高。而且，为了保证5.8G复合卡中电池的使用寿命，卡片的发射功率通常比较小。另外，为了保证标识成功率，使交易区域变长，基站的发射功率通常比较大。对于OBU来说，这个通信区域是对称的(对称是指当OBU在某个位置开始被唤醒回复数据时，基站天线是能收到OBU反馈的数据的)，但是，对于5.8G复合卡来说，这个通信区域是不对称的。因为：5.8G复合卡的灵敏度高，发射功率又小，所以在卡片被唤醒后回复数据时，基站是收不到数据的，只有当卡片离天线到一定距离时，通信区域才能对称。比如：卡片在200米的位置被唤醒，开始回复数据，但基站一直收不到，只有当卡片到达100米的位置时，基站才能收到，开始完成交易，使卡片休眠。所以在200米至100米这段距离，卡片一直在回复数据，基站收不到，一直在耗电，做无用功。当车辆正常通行时，5.8G复合卡这些电量损耗可以接受，当遇到道路拥堵，车辆行驶缓慢时，这对卡片的耗电量是很大的，很容易使5.8G卡片由于电量耗尽而报废。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述收费标签，尤其是5.8G复合卡在遇到道路拥堵时耗电量大的缺陷，提供一种唤醒信号的发送控制方法、路径识别方法、控制器、路侧单元及收费标签，减小收费标签在道路拥堵时的耗电量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种唤醒信号的发送控制方法，包括：
实时获取标识站各个路侧单元与经过车辆的收费标签的交互信息；
根据所述交互信息确定当前时段的拥堵状态；
根据所述拥堵状态调整各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间。
优选地，根据所述交互信息确定当前时段的拥堵状态的步骤包括：
根据相应路侧单元与相应车辆的收费标签的交互信息确定所述相应车辆在不同标识步骤的位置信息及时间信息，并计算所述相应车辆在不同标识步骤的速度信息；
根据多个速度信息计算当前时段的车辆平均速度；
根据当前时段的所述车辆平均速度确定当前时段的拥堵状态。
优选地，根据多个速度信息计算当前时段的车辆平均速度的步骤包括：
根据同一车辆在多个不同标识步骤的速度信息，计算所述车辆在当前时段的平均速度。
优选地，根据多个速度信息计算当前时段的车辆平均速度的步骤还包括：
对当前时段内多个车辆的速度信息计算平均值，以获取当前时段的车辆平均速度。
优选地，根据所述拥堵状态调整各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间的步骤包括：
若所述拥堵状态为非常拥堵，则将各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间设置为第一时间值；
若所述拥堵状态为一般拥堵，则将各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间设置为第二时间值；
若所述拥堵状态为正常行驶，则将各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间设置为第三时间值，而且，所述第一时间值大于第二时间值，第二时间值大于第三时间值。
本发明还构造一种标识站的路径标识方法，包括：
路侧单元以调整后的间隔时间间断广播唤醒信号，并接收收费标签返回的唤醒响应信号，其中，所述调整后的间隔时间根据以上所述的方法获取；
路侧单元向所述收费标签发送设置路径信息的请求信号，并接收所述收费标签返回的设置路径信息的响应信号；
路侧单元向所述收费标签发送事件报告，以使所述收费标签释放链路。
本发明还构造一种收费标签的路径标识方法，包括：
接收路侧单元以调整后的间隔时间间断广播的唤醒信号，并向所述路侧单元返回唤醒响应信号，其中，所述调整后的间隔时间根据以上所述的方法获取；
接收路侧单元发送的设置路径信息的请求信号，并向所述路侧单元返回设置路径信息的响应信号；
接收路侧单元发送的事件报告，并释放链路。
本发明还构造一种标识站控制器，其特征在于，包括第一处理器，所述第一处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如以上所述的唤醒信号的发送控制方法的步骤。
本发明还构造一种路侧单元，其特征在于，包括第二处理器，所述第二处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如以上所述的标识站的路径标识方法的步骤。
本发明还构造一种收费标签，其特征在于，包括第三处理器，所述第三处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如以上所述的收费标签的路径标识方法的步骤。
实施本发明的技术方案，由于能实时获取标识站各个路侧单元与经过车辆的收费标签的交互信息，并根据交互信息确定当前时段的拥堵状态，而且，根据拥堵状态动态调整各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间，所以，当道路拥堵时，通过将唤醒信号的发送间隔变大来减少收费标签尤其是5.8G复合卡的唤醒次数，从而减少了卡片的耗电量，提高卡片的使用寿命。而且，由于拥堵时车速慢，有足够的时间完成交易，也不会导致漏交易。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
图1是本发明唤醒信号的发送控制方法实施例一的流程图；
图2是路径标识***的结构示意图。
图3是图1中步骤S12实施例一的流程图；
图4A和图4B分别是路侧单元对ETC电子标签和CPC复合卡进行路径标识的流程图；
图5是本发明标识站的路径标识方法实施例一的流程图；
图6是本发明收费标签的路径标识方法实施例一的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先说明的是，由于现有技术中5.8G复合卡与路侧单元的通信不对称性，当两者距离较远时，路侧单元有可能收不到5.8G复合卡的响应信号。若将路侧单元发送唤醒信号的间隔时间设置的较小，即，唤醒信号发送的较密，则5.8G复合卡回复的响应信号的个数就较多，卡片的耗电量也就较大；若将路侧单元发送唤醒信号的间隔时间设置的较大，当车速较快并且交易区域车辆较多时，就有可能导致漏交易。本发明为解决以上问题，使路侧单元能根据道路的拥堵情况动态调整唤醒信号的发送间隔，这样，当道路拥堵时，通过将唤醒信号的发送间隔变大来减少收费标签，尤其是5.8G复合卡的唤醒次数，从而减少了卡片的耗电量，提高卡片的使用寿命。而且，由于拥堵时车速慢，有足够的时间完成交易，也不会导致漏交易。
图1是本发明唤醒信号的发送控制方法实施例一的流程图，该实施例的唤醒信号的发送控制方法包括以下步骤：
S11.实时获取标识站各个路侧单元与经过车辆的收费标签的交互信息；
在该步骤中，首先需说明的是，收费标签包括安装在车辆上的ETC电子标签或用户在高速公路入口处领取的5.8G复合卡。另外，结合图2，高速公路路段中设置有多个标识站，每个标识站均包括一组路侧设备，因此，当车辆进入相应路侧设备的有效通讯区域内时，路侧设备就会与该车辆上的收费标签进行信息交互，从而完成收费标签的路径标识，而且，还会将车辆信息及所在的标识站的标识站信息一并通过交换机发送至后台服务器。
S12.根据所述交互信息确定当前时段的拥堵状态；
S13.根据所述拥堵状态调整各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间。
在该步骤中，当获知标识站当前时段的拥堵状态后，便根据拥堵状态调整唤醒信号(BST)的发送间隔，具体地：当道路情况正常时，按正常的BST间隔发送；当道路拥堵时，使BST的发送间隔变长，减少收费标签尤其是5.8G复合卡的唤醒次数，从而减少卡片的耗电量，提高卡片的使用寿命。
在一个具体实施例中，结合图3，步骤S12包括以下步骤：
S121.根据相应路侧单元与相应车辆的收费标签的交互信息确定所述相应车辆在不同标识步骤的位置信息及时间信息，并计算所述相应车辆在不同标识步骤的速度信息；
S122.根据多个速度信息计算当前时段的车辆平均速度；
S123.根据当前时段的所述车辆平均速度确定当前时段的拥堵状态。
关于该实施例，首先说明的是，对于安装在车辆上的ETC电子标签，结合图4A，其通过与路侧单元进行信息交互完成整个标识流程需要八个步骤：1.路侧单元(RSU)向ETC电子标签发送唤醒信号(BST)，并接收ETC电子标签返回的唤醒响应信号(VST)；2.RSU向ETC电子标签发送读车辆信息的请求信号，并接收ETC电子标签返回的读车辆信息的结果信号；3.RSU向ETC电子标签发送读ESAM路径信息的请求信号，并接收ETC电子标签返回的读ESAM路径信息的结果信号；4.RSU向ETC电子标签发送写ESAM路径信息的请求信号，并接收ETC电子标签返回的写ESAM路径信息的结果信号；5.RSU向ETC电子标签发送读IC卡路径信息的请求信号，并接收ETC电子标签返回的读IC卡路径信息的结果信号；6.RSU向ETC电子标签发送写IC卡路径信息的请求信号，并接收ETC电子标签返回的写IC卡路径信息的结果信号；7.RSU向ETC电子标签发送提示信息设置请求信号(SETMMI)，并接收ETC电子标签所返回的提示设置的结果信号；8.RSU向ETC电子标签发送事件报告，以使ETC电子标签根据该事件报告释放链路。
对于车辆上的5.8G复合卡(CPC卡)，结合图4B，其通过与路侧单元进行信息交互完成整个标识流程需要三个步骤：1.RSU向CPC卡发送唤醒信号(BST)，并接收CPC卡返回的唤醒响应信号(VST)；2.RSU向CPC卡发送设置路径信息的请求信号，并接收CPC卡返回的设置路径信息的结果信号；3.RSU向CPC卡发送事件报告，以使CPC卡根据该事件报告释放链路。
另外，还需说明的是，通常安装有相控阵天线的路侧单元才能对经过的车辆进行定位。而且，对于具有相控阵天线的路侧单元，在任何一个标识步骤中，当车辆的收费标签向具有相控阵天线的路侧单元发送响应信号时，该路侧单元获取该信号的接收时间，并根据侧向定位算法计算出车辆的位置，从而获取该车辆在该标识步骤的位置信息及时间信息。然后，根据前后两个标识步骤分别所对应的位置信息计算出车辆在两个标识步骤的位置差(沿道路方向的距离)，再除以前后两个标识步骤分别所对应的时间信息的差值，从而可计算出该车辆在相应标识步骤的速度信息。
进一步地，关于计算当前时段的车辆平均速度时所使用的多个速度信息，在一个可选实施例中，多个速度信息为同一车辆的多个速度信息，即，步骤S122为：根据同一车辆在多个不同标识步骤的速度信息，计算所述车辆在当前时段的平均速度。在该实施例中，以一个车辆作为参考车辆，当该车辆经过标识站时，当前时段内其与相应路侧单元进行多次信息交互(对应多个标识步骤)，每一次信息交互可获取一组位置信息和时间信息。然后，根据前后两个标识步骤分别所对应的位置信息和时间信息可计算出一个速度信息，再根据该车辆在预设时段的多个速度信息可计算出该车辆的平均速度，并将该平均速度作为判断当前时段拥堵状态的依据。当然，在另一个可选实施例中，多个速度信息为不同车辆的多个速度信息，例如，步骤S122在获取到多个车辆分别所对应的平均速度后，还对当前时段内多个车辆的平均速度计算平均值，以获取当前时段的车辆平均速度，或者在当前时段，每个车辆只取一个速度信息，再根据多个车辆的速度信息计算平均值，以获取当前时段的车辆平均速度。在该实施例中，以多个车辆的总平均速度作为判断当前时段拥堵状态的依据。
在一个具体实施例中，步骤S13包括：
若所述拥堵状态为非常拥堵，则将各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间设置为第一时间值；
若所述拥堵状态为一般拥堵，则将各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间设置为第二时间值；
若所述拥堵状态为正常行驶，则将各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间设置为第三时间值，而且，所述第一时间值大于第二时间值，第二时间值大于第三时间值。
在一个具体例子中，若车辆平均速度小于20km/h，则将拥堵状态确定为非常拥堵；若车辆平均速度在20-40km/h范围内，则将拥堵状态确定为一般拥堵；若车辆平均速度大于等于40km/h，则将拥堵状态确定为正常行驶。
有些实施例中，拥堵状态可以只有两种，即拥堵或正常行驶，拥堵状态和正常行驶状态下，各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间不同，拥堵状态下设置的时间间隔大于正常行驶状态下的时间间隔。
当然根据具体使用场景，拥堵状态的数量和具体间隔时间还可灵活制定，总之，拥堵程度越严重，各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间越长。
另外，关于第一时间值、第二时间值和第三时间值的确定，下面以一个例子来说明：
对于ETC电子标签，天线的双向通信区域距离大约40米，对于5.8G复合卡，天线通信区域距离大于40米，所以根据小的通信区域距离计算极限值，通信区域距离取值len＝40米。一般轿车的车身长约4—5米，假设汽车车长car_len＝4.5米，完成一次完整的标识的时间trade_time＝160ms(从收到VST开始到收到SETMMI响应结束为标识时间)。假定bst_cnt＝3个BST能唤醒收费标签。
当道路拥堵严重时，假设车辆速度为20km/h，车与车之间的间隔至少为5米，一条车道的最大的车辆数为：len/(car_len+5)＝4。一般高速公路最多4条车道+1应急车道(一般车不允许走应急车道)，那么，一个断面的车辆数为：4*4＝16辆，完成16辆车的交易时间为：16*trade_time＝2560ms。在40米的通信区域内的过车时间为：40m/(20km/h)＝7200ms。每辆车交易一次，剩余发送唤醒信号的时间为：7200-2560＝4640ms，因此，发送唤醒信号的间隔时间为：4640/16/bst_cnt＝97ms。
当道路拥堵一般时，假设车辆速度为40km/h，车与车之间的间隔至少为10米，一条车道的最大的车辆数为：40/(car_len+10)＝3。一般高速公路最多4条车道+1应急车道(一般车不允许走应急车道)，那么，一个断面的车辆数为：4*3＝12辆，完成12辆车的交易时间为：12*trade_time＝1920ms。在40米的通信区域内的过车时间为：40m/(40km/h)＝3600ms。每辆车交易一次，剩余发送唤醒信号的时间为：3600-1920＝1680ms，因此，发送唤醒信号的间隔时间为：1680/12/bst_cnt＝47ms。
当道路正常时，假设车辆速度为100km/h，车与车之间的间隔至少为20米，一条车道的最大的车辆数为：40m/(car_len+20)＝2。一般高速公路最多4条车道+1应急车道(一般车不允许走应急车道)，那么，一个断面的车辆数为：4*2＝8辆，完成8辆车的交易时间：8*trade_time＝1280ms。在40米的通信区域内的过车时间为：40m/(100km/h)＝1440ms。每辆车交易一次，剩余发送唤醒信号的时间为：1440-1280＝160ms，因此，发送唤醒信号的间隔时间为：160/8/bst_cnt＝7ms。
最后需说明的是，交通法规定当车速大于等于100km/h时，车与车之间的安全距离为100米以上，小于100km/h时，安全距离至少50米以上，实际在通信区域内没有这么多车辆，交易耗时更少，因此，以上情况只是做一个极值估算。
图5是本发明标识站的路径标识方法实施例一的流程图，该实施例的路径标识方法包括以下步骤：
S21.路侧单元以调整后的间隔时间间断广播唤醒信号，并接收收费标签返回的唤醒响应信号，其中，所述调整后的间隔时间根据以上实施例的唤醒信号的发送控制方法获取；
S22.路侧单元向所述收费标签发送设置路径信息的请求信号，并接收所述收费标签返回的设置路径信息的响应信号。
S23.路侧单元向所述收费标签发送事件报告，以使所述收费标签释放链路。
图6是本发明收费标签的路径标识方法实施例一的流程图，该实施例的路径标识方法包括以下步骤：
S31.接收路侧单元以调整后的间隔时间间断广播的唤醒信号，并向所述路侧单元返回唤醒响应信号，其中，所述调整后的间隔时间根据权利要求1-5任一项所述的方法获取；
S32.接收路侧单元发送的设置路径信息的请求信号，并向所述路侧单元返回设置路径信息的响应信号；
S33.接收路侧单元发送的事件报告，并释放链路。
本发明还构造一种标识站控制器，包括第一处理器，该第一处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述唤醒信号的发送控制方法的步骤。
本发明还构造一种路侧单元，包括第二处理器，所述第二处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述标识站的路径标识方法的步骤。
本发明还构造一种收费标签，包括第三处理器，所述第三处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述收费标签的路径标识方法的步骤。该收费标签为5.8G复合卡，或者ETC电子标签。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种唤醒信号的发送控制方法，其特征在于，包括：
实时获取标识站各个路侧单元与经过车辆的收费标签的交互信息；
根据所述交互信息确定当前时段的拥堵状态；
根据所述拥堵状态调整各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间；
其中，根据所述交互信息确定当前时段的拥堵状态的步骤包括：
根据相应路侧单元与相应车辆的收费标签的交互信息确定所述相应车辆在不同标识步骤的位置信息及时间信息，并计算所述相应车辆在不同标识步骤的速度信息；
根据多个速度信息计算当前时段的车辆平均速度；
根据当前时段的所述车辆平均速度确定当前时段的拥堵状态；
根据所述拥堵状态调整各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间的步骤包括：
根据所述路侧单元的通信区域及所述车辆平均速度信息计算所述通信区域内的总过车时间；
确定所述通信区域内经过的最大车辆数，并根据完成一次标识的时间，计算所述最大车辆数的总标识时间；
根据所述总过车时间及所述总标识时间计算唤醒信号的总发送时间；
根据所述总发送时间、所述通信区域内的总车道数计算所述路侧单元发送唤醒信号的间隔时间。
2.根据权利要求1所述的唤醒信号的发送控制方法，其特征在于，根据多个速度信息计算当前时段的车辆平均速度的步骤包括：
根据同一车辆在多个不同标识步骤的速度信息，计算所述车辆在当前时段的平均速度。
3.根据权利要求1所述的唤醒信号的发送控制方法，其特征在于，根据多个速度信息计算当前时段的车辆平均速度的步骤包括：
对当前时段内多个车辆的速度信息计算平均值，以获取当前时段的车辆平均速度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的唤醒信号的发送控制方法，其特征在于，根据所述拥堵状态调整各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间的步骤包括：
若所述拥堵状态为非常拥堵，则将各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间设置为第一时间值；
若所述拥堵状态为一般拥堵，则将各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间设置为第二时间值；
若所述拥堵状态为正常行驶，则将各个路侧单元发送唤醒信号的间隔时间设置为第三时间值，而且，所述第一时间值大于第二时间值，第二时间值大于第三时间值。
5.一种标识站的路径标识方法，其特征在于，包括：
路侧单元以调整后的间隔时间间断广播唤醒信号，并接收收费标签返回的唤醒响应信号，其中，所述调整后的间隔时间根据权利要求1-4任一项所述的方法获取；
路侧单元向所述收费标签发送设置路径信息的请求信号，并接收所述收费标签返回的设置路径信息的响应信号；
路侧单元向所述收费标签发送事件报告，以使所述收费标签释放链路。
6.一种收费标签的路径标识方法，其特征在于，包括：
接收路侧单元以调整后的间隔时间间断广播的唤醒信号，并向所述路侧单元返回唤醒响应信号，其中，所述调整后的间隔时间根据权利要求1-4任一项所述的方法获取；
接收路侧单元发送的设置路径信息的请求信号，并向所述路侧单元返回设置路径信息的响应信号；
接收路侧单元发送的事件报告，并释放链路。
7.一种标识站控制器，其特征在于，包括第一处理器，所述第一处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-4中任意一项所述的唤醒信号的发送控制方法的步骤。
8.一种路侧单元，其特征在于，包括第二处理器，所述第二处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求5所述的标识站的路径标识方法的步骤。
9.一种收费标签，其特征在于，包括第三处理器，所述第三处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求6所述的收费标签的路径标识方法的步骤。
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