TWI576791B - 電子收費還原交易方法及可還原交易的電子收費系統 - Google Patents

Description

電子收費還原交易方法及可還原交易的電子收費系統

本發明係關於一種電子收費還原交易方法及防止重複交易的電子收費系統。

在傳統的人工收費方式中，因為收費、找零或售、收回數票會消耗相當時間，所以收費站區域一直是高速公路的瓶頸所在，並且因而降低高速公路整體的行車速度。為了改善上述現象，於是發展出利用先進通訊及資訊技術的電子收費系統。

目前之電子化自動收費方式之一是採用特定短距通訊技術，利用微波或是無線射頻標籤方式感應扣款，其需用路人安裝設備或標籤，且感應效果易受外界環境影響而不穩定。另一常見的電子化自動收費方式是利用影像車牌識別，此方式無需用路人安裝設備或標籤，然而，也會受攝影機擺設位置、光源、天候、車牌污損等因素影響識別效果。

上述問題會影響電子化自動收費的可靠性，造成扣款失敗。習知技術中，對於在同一行車路徑上先後位置的甲、乙感應裝置扣款成功，但是在此兩感應裝置之間的丙感應裝置卻扣款失敗的狀況，只能放棄扣款。但是既然在甲、乙感應裝置均有目標車輛扣款成功的紀錄，可以合理認定其應當有經過丙感測裝置，應加以扣款。如何還原並建立丙裝置的扣款時間即為需思考的課題。

本發明之主要目的在於提供一種電子收費還原交易方法及可還原交易的電子收費系統。

電子收費還原交易方法包含以下步驟：(A)由第一資料獲 取裝置獲取在預定時間區間內複數車輛通過第一位置之複數第一交易時間；(B)由第二資料獲取裝置獲取複數車輛通過第二位置之複數第二交易時間，其中第一位置及第二位置間具有站間距離；(C)由伺服器接收第一交易時間以及第二交易時間；(D)由伺服器根據第一交易時間、第二交易時間、以及站間距離，計算站間速度；(E)由伺服器根據站間速度及站間距離，計算由第一位置抵達第二位置的到達所需時間；(F)由第一資料獲取裝置獲取在預定時間區間內目標車輛通過第一位置之目標第一交易時間；(G)由伺服器根據目標第一交易時間、到達所需時間以及預期誤差時間，計算預期交易時間區間；(H)由第二資料獲取裝置獲取目標車輛通過第二位置之目標第二交易時間；(I)由伺服器比對目標第二交易時間及預期交易時間區間，當目標第二交易時間位於預期交易時間區間內，判斷目標車輛在第一位置及第二位置間組成有效旅次；以及(J)當目標車輛組成有效旅次，根據站間速度以及位於第一資料獲取裝置及第二資料獲取裝置間的第三資料獲取裝置相對於第一資料獲取裝置之距離，計算目標車輛之還原交易時間。

步驟(G)包含將目標第一交易時間及到達所需時間的和，分別加減預期誤差時間，以計算得出預期到達時間區間的前後端時間。預期誤差時間包含獲得自以下步驟：由伺服器根據第一交易時間及第二交易時間，計算複數車輛中每一車輛自第一位置到第二位置所需的時間；由伺服器根據複數車輛中每一車輛自第一位置到第二位置所需的時間，計算標準差作為標準差時間；以及由伺服器將標準差時間乘以N作為預期誤差時間，其中N為整數。N較佳等於正負3。

步驟(D)包含：(D-1)由伺服器根據第一交易時間、第二交易時間、以及站間距離，計算複數車輛中每一車輛於第一位置及第二位置間的平均速度；以及(D-2)由伺服器根據複數車輛中每一車輛於第一位置及第二位置間的平均速度，計算站間速度。

電子收費還原交易方法中：步驟(D-2)進一步包含將複數車輛中每一車輛於第一位置及第二位置間的平均速度依大小分為多組，並且由伺服器根據各組所包含之平均速度計算多組對應的站間速度；步驟(E) 進一步包含由伺服器根據多組站間速度及站間距離，計算多組到達所需時間；步驟(G)進一步包含由伺服器根據目標第一交易時間、多組到達所需時間以及多組預期誤差時間，計算多組預期交易時間區間；步驟(I)進一步包含由伺服器比對目標第二交易時間及多組預期交易時間區間，當目標第二交易時間位於多組預期交易時間區間其中之一內，判斷目標車輛在第一位置及第二位置間組成有效旅次；以及步驟(J)當目標車輛組成有效旅次，根據目標第一交易時間、目標第二交易時間、以及站間距離計算目標站間速度，根據多組站間速度中最接近目標站間速度者以及位於第一資料獲取裝置及第二資料獲取裝置間的第三資料獲取裝置相對於第一資料獲取裝置之距離，計算目標車輛之還原交易時間。

可還原交易的電子收費系統，包含：第一資料獲取裝置，供獲取在預定時間區間內複數車輛通過第一位置之複數第一交易時間，以及獲取在預定時間區間內目標車輛通過第一位置之目標第一交易時間；第二資料獲取裝置，供獲取複數車輛通過第二位置之複數第二交易時間，以及獲取目標車輛通過第二位置之目標第二交易時間；第三資料獲取裝置，位於第一資料獲取裝置及第二資料獲取裝置的行車路徑之間，其中第一位置及第二位置間具有一站間距離；以及伺服器，與第一資料獲取裝置、第二資料獲取裝置及第三資料獲取裝置通信連接。伺服器供：接收第一交易時間以及第二交易時間；根據第一交易時間、第二交易時間、以及站間距離，計算站間速度；根據站間速度及站間距離，計算由第一位置抵達第二位置的到達所需時間；根據目標第一交易時間、到達所需時間以及預期誤差時間，計算預期交易時間區間；比對目標第二交易時間及預期交易時間區間，當目標第二交易時間位於預期交易時間區間內，判斷目標車輛在第一位置及第二位置間組成有效旅次；以及當目標車輛組成有效旅次，根據站間速度以及位於第一資料獲取裝置及第二資料獲取裝置間的第三資料獲取裝置相對於第一資料獲取裝置之距離，計算目標車輛之還原交易時間。第一資料獲取裝置及第二資料獲取裝置包含影像獲取裝置。第一資料獲取裝置及第二資料獲取裝置包含無線信號獲取裝置。

100‧‧‧第一資料獲取裝置

200‧‧‧第二資料獲取裝置

300‧‧‧第三資料獲取裝置

400‧‧‧伺服器

800‧‧‧可還原交易的電子收費系統

1010‧‧‧步驟

1020‧‧‧步驟

1030‧‧‧步驟

1040‧‧‧步驟

1041‧‧‧步驟

1042‧‧‧步驟

1043‧‧‧步驟

1050‧‧‧步驟

1060‧‧‧步驟

1070‧‧‧步驟

1080‧‧‧步驟

1090‧‧‧步驟

1100‧‧‧步驟

圖1為本發明電子收費還原交易方法之較佳實施例流程示意圖；圖2為本發明電子收費還原交易方法之不同實施例流程示意圖；圖3為可還原交易的電子收費系統之實施例示意圖。

本發明之電子收費還原交易方法及可還原交易的電子收費系統較佳係用於電子收費道路系統。

如圖1所示之較佳實施例，本發明電子收費還原交易方法包含例如以下步驟。

步驟1010，由第一資料獲取裝置獲取在預定時間區間內複數車輛通過第一位置之複數第一交易時間。其中，第一資料獲取裝置包含無線射頻感應裝置、紅外線感應裝置、影像獲取裝置等，預定時間區間可視需求任意指定，例如1小時。第一位置可為高速公路上視需求任意指定的位置，例如兩個交流道之間。舉例而言，本步驟包含由作為第一資料獲取裝置的無線射頻感應裝置，感應在預定時間區間1小時內通過第一位置之複數車輛之無線射頻標籤資料，進而獲得複數車輛通過第一位置之複數第一交易時間。以另一實施例而言，本步驟包含由作為第一資料獲取裝置的影像獲取裝置，獲取在預定時間區間1小時內通過第一位置之複數車輛之車牌影像資料，進而辨識以獲得複數車輛通過第一位置之複數第一交易時間。

步驟1020，由第二資料獲取裝置獲取複數車輛通過第二位置之複數第二交易時間，其中第一位置及第二位置間具有站間距離。其中，第二資料獲取裝置包含無線射頻感應裝置、紅外線感應裝置、影像獲取裝置等。第二位置可為高速公路上視需求任意指定的位置，例如兩個交流道之間。第一位置及該第二位置較佳是位在同一條高速公路上的不同位置，且依車行方向先通過第一位置再通過第二位置。舉例而言，本步驟包含由作為第二資料獲取裝置的無線射頻感應裝置，對於在前一步驟中在預定時間區間1小時內通過第一位置之複數車輛，在第二位置感應其無線射頻標 籤資料，進而獲得其通過第二位置之複數第二交易時間。以另一實施例而言，本步驟包含由作為第一資料獲取裝置的影像獲取裝置，對於在前一步驟中在預定時間區間1小時內通過第一位置之複數車輛，在第二位置獲取其車牌影像資料，進而辨識以獲得複數車輛通過第二位置之複數第二交易時間。

步驟1030，由伺服器接收複數第一交易時間以及複數第二交易時間。具體而言，伺服器可通過資料載體(例如記憶卡)移轉、電纜有線連接或無線通信方式，分別接收第一資料獲取裝置及第二資料獲取裝置獲取的複數第一交易時間以及複數第二交易時間。

步驟1040，由伺服器根據第一交易時間、第二交易時間、以及站間距離，計算站間速度。以較佳實施例而言，步驟1040包含：步驟1041，由伺服器根據第一交易時間、第二交易時間、以及站間距離，計算複數車輛中每一車輛於第一位置及第二位置間的平均速度；以及步驟1042，由伺服器根據複數車輛中每一車輛於第一位置及第二位置間的平均速度，計算站間速度。更具體而言，是通過伺服器的計算，將複數車輛於第一位置及第二位置間的平均速度進一步加以平均而得到站間速度。

步驟1050，由伺服器根據站間速度及站間距離，計算由第一位置抵達第二位置的到達所需時間。更具體而言，是通過伺服器的計算，將站間距離除以站間速度而獲得到達所需時間。

步驟1060，由第一資料獲取裝置獲取在預定時間區間內目標車輛通過第一位置之目標第一交易時間。舉例而言，本步驟包含由作為第一資料獲取裝置的無線射頻感應裝置，感應在預定時間區間1小時內通過第一位置之目標車輛之無線射頻標籤資料，進而獲得目標車輛通過第一位置之目標第一交易時間。以另一實施例而言，本步驟包含由作為第一資料獲取裝置的影像獲取裝置，獲取在預定時間區間1小時內通過第一位置之目標車輛之車牌影像資料，進而辨識以獲得目標車輛通過第一位置之目標第一交易時間。

在較佳實施例中，目標車輛可屬於前述複數車輛其中之一。在此情況下，目標第一交易時間屬於複數第一交易時間其中之一。換言之，當步驟1010之由第一資料獲取裝置獲取在預定時間區間內複數車輛通過第一位置之複數第一交易時間完成時，步驟1060之由第一資料獲取裝置獲取在預定時間區間內目標車輛通過第一位置之目標第一交易時間，亦同步完成。然而在不同實施例中，目標車輛不屬於前述複數車輛其中之一。

步驟1070，由伺服器根據目標第一交易時間、到達所需時間以及預期誤差時間，計算預期交易時間區間。更具體而言，本步驟包含將目標第一交易時間及到達所需時間的和，分別加減預期誤差時間，以計算得出預期到達時間區間的前後端時間。

步驟1080，由第二資料獲取裝置獲取目標車輛通過第二位置之目標第二交易時間。舉例而言，本步驟包含由作為第二資料獲取裝置的無線射頻感應裝置，感應通過第二位置之目標車輛之無線射頻標籤資料，進而獲得目標車輛通過第二位置之目標第二交易時間。以另一實施例而言，本步驟包含由作為第二資料獲取裝置的影像獲取裝置，獲取通過第二位置之目標車輛之車牌影像資料，進而辨識以獲得目標車輛通過第二位置之目標第二交易時間。

步驟1090，由伺服器比對目標第二交易時間及預期交易時間區間，當目標第二交易時間位於預期交易時間區間內，判斷目標車輛在第一位置及第二位置間組成有效旅次。

步驟1100，當目標車輛組成有效旅次，根據站間速度以及位於第一資料獲取裝置及第二資料獲取裝置間的第三資料獲取裝置相對於第一資料獲取裝置之距離，計算目標車輛之還原交易時間。在不同實施例中，可根據目標第一交易時間、目標第二交易時間、以及站間距離計算一目標站間速度，然後根據目標站間速度以及位於第一資料獲取裝置及第二資料獲取裝置間的第三資料獲取裝置相對於第一資料獲取裝置之距離，計算目標車輛之還原交易時間。

進一步而言，習知技術中，對於在同一行車路徑上先後位置的甲、乙感應裝置扣款成功、但是在此兩感應裝置之間的丙感應裝置卻扣 款失敗的狀況，只能放棄扣款。但是既然在甲、乙感應裝置均有目標車輛扣款成功的紀錄，可以合理認定其應當有經過丙感測裝置，應加以扣款。因此，在本發明的電子收費還原交易方法中，先藉由目標第二交易時間是否位於預期交易時間區間內來判斷目標車輛在第一位置及第二位置間是否組成有效旅次，亦即目標車輛是否確實有通過第一位置及第二位置。然後，再對有組成有效旅次的車輛進一步計算目標車輛之還原交易時間。。藉此，可有效減少應扣款收費而為扣款收費的情況發生。

在一實施例中，預期誤差時間包含獲得自以下步驟：由伺服器根據第一交易時間以及第二交易時間，計算複數車輛中每一車輛自第一位置到第二位置所需的時間；由伺服器根據複數車輛中每一車輛自第一位置到第二位置所需的時間，計算標準差作為標準差時間；以及由伺服器將標準差時間乘以N作為預期誤差時間，其中N為整數。N較佳等於正負3。進一步而言，藉由此步驟，預期誤差時間可以複數車輛的平均速度為基礎，更具客觀性。

如圖2所示，在一實施例中，前述步驟1042進一步包含將複數車輛中每一車輛於第一位置及第二位置間的平均速度依大小分為多組，並且由伺服器根據各組所包含之平均速度計算多組對應的站間速度；步驟1050進一步包含由伺服器根據多組站間速度及站間距離，計算多組到達所需時間；步驟1070進一步包含由伺服器根據目標第一交易時間、多組到達所需時間以及多組預期誤差時間，計算多組預期交易時間區間；步驟1090進一步包含由伺服器比對目標第二交易時間及多組預期交易時間區間，當目標第二交易時間位於多組預期交易時間區間其中之一內，判斷目標車輛在第一位置及第二位置間組成有效旅次；步驟1100進一步包含當目標車輛組成有效旅次，根據目標第一交易時間、目標第二交易時間、以及站間距離計算目標站間速度，根據多組站間速度中最接近目標站間速度者以及位於第一資料獲取裝置及第二資料獲取裝置間的第三資料獲取裝置相對於第一資料獲取裝置之距離，計算目標車輛之還原交易時間。在不同實施例中，亦可根據目標站間速度以及位於第一資料獲取裝置及第二資料獲取裝置間的第三資料獲取裝置相對於第一資料獲取裝置之距離，計算目標 車輛之還原交易時間。

進一步而言，同一路段可能會有不同的車速群組，例如在交流道附近，常見外側因為車輛排隊下交流道而車速最慢，中間車道受其影響車速次之，內側車道受影響較小故車速較快。藉由上述步驟，可區分出多組預期交易時間區間，只要目標第二交易時間位於多組預期交易時間區間其中之一內，即判斷目標車輛在第一位置及第二位置間組成有效旅次，並藉以計算目標車輛之還原交易時間。如此，可使計算出來的還原交易時間更貼***均狀況而更具合理性。

如圖3所示之實施例，本發明之可還原交易的電子收費系統800，包含第一資料獲取裝置100、第二資料獲取裝置200、第三資料獲取裝置300、以及伺服器400。第一資料獲取裝置100供獲取在預定時間區間內複數車輛通過第一位置之複數第一交易時間，以及獲取在預定時間區間內目標車輛通過第一位置之目標第一交易時間。第二資料獲取裝置200供獲取複數車輛通過第二位置之複數第二交易時間，以及獲取目標車輛通過第二位置之目標第二交易時間。第三資料獲取裝置300，位於第一資料獲取裝置100及第二資料獲取裝置200的行車路徑之間，其中第一位置及第二位置間具有站間距離。伺服器400與第一資料獲取裝置100、第二資料獲取裝置200及第三資料獲取裝置300通信連接。伺服器400供：接收第一交易時間以及第二交易時間；根據第一交易時間、第二交易時間、以及站間距離，計算站間速度；根據站間速度及站間距離，計算由第一位置抵達第二位置的到達所需時間；根據目標第一交易時間、到達所需時間以及預期誤差時間，計算預期交易時間區間；比對目標第二交易時間及預期交易時間區間，當目標第二交易時間位於預期交易時間區間內，判斷目標車輛在第一位置及第二位置間組成有效旅次；以及當目標車輛組成有效旅次，根據站間速度以及位於第一資料獲取裝置及第二資料獲取裝置間的第三資料獲取裝置相對於第一資料獲取裝置之距離，計算目標車輛之還原交易時間。第一資料獲取裝置100及第二資料獲取裝置200包含影像獲取裝置及例如無線射頻和紅外線感應的無線信號獲取裝置等。

雖然前述的描述及圖式已揭示本發明之較佳實施例，必須瞭 解到各種增添、許多修改和取代可能使用於本發明較佳實施例，而不會脫離如所附申請專利範圍所界定的本發明原理之精神及範圍。熟悉本發明所屬技術領域之一般技藝者將可體會，本發明可使用於許多形式、結構、佈置、比例、材料、元件和組件的修改。因此，本文於此所揭示的實施例應被視為用以說明本發明，而非用以限制本發明。本發明的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。

1010‧‧‧步驟

1020‧‧‧步驟

1030‧‧‧步驟

1040‧‧‧步驟

1041‧‧‧步驟

1042‧‧‧步驟

1043‧‧‧步驟

1050‧‧‧步驟

1060‧‧‧步驟

1070‧‧‧步驟

1080‧‧‧步驟

1090‧‧‧步驟

1100‧‧‧步驟

Claims (9)

1. 一種電子收費還原交易方法，其中包含以下步驟：(A)由一第一資料獲取裝置獲取在一預定時間區間內複數車輛通過一第一位置之複數第一交易時間；(B)由一第二資料獲取裝置獲取該複數車輛通過一第二位置之複數第二交易時間，其中該第一位置及該第二位置間具有一站間距離；(C)由一伺服器接收該些第一交易時間以及該些第二交易時間；(D)由該伺服器根據該些第一交易時間、該些第二交易時間、以及該站間距離，計算一站間速度；(E)由該伺服器根據該站間速度及該站間距離，計算由該第一位置抵達該第二位置的一到達所需時間；(F)由該第一資料獲取裝置獲取在該預定時間區間內一目標車輛通過該第一位置之一目標第一交易時間；(G)由該伺服器根據該目標第一交易時間、該到達所需時間以及一預期誤差時間，計算一預期交易時間區間；(H)由該第二資料獲取裝置獲取該目標車輛通過該第二位置之一目標第二交易時間；(I)由該伺服器比對該目標第二交易時間及該預期交易時間區間，當該目標第二交易時間位於該預期交易時間區間內，判斷該目標車輛在該第一位置及該第二位置間組成一有效旅次；以及(J)當該目標車輛組成該有效旅次，根據該站間速度以及一位於該第一資料獲取裝置及該第二資料獲取裝置間的第三資料獲取裝置相對於該第一資料獲取裝置之距離，計算一該目標車輛之還原交易時間；其中該預期誤差時間包含獲得自以下步驟： 由該伺服器根據該些第一交易時間以及該些第二交易時間，計算該複數車輛中每一車輛自該第一位置到該第二位置所需的時間；由該伺服器根據該複數車輛中每一車輛自該第一位置到該第二位置所需的時間，計算標準差作為一標準差時間；以及由該伺服器將該標準差時間乘以N作為該預期誤差時間，其中N為整數。
2. 如請求項1所述的電子收費還原交易方法，其中該第一位置及該第二位置位在同一條高速公路上。
3. 如請求項1所述的電子收費還原交易方法，其中步驟(G)包含將該目標第一交易時間及該到達所需時間的和，分別加減該預期誤差時間，以計算得出該預期到達時間區間的前後端時間。
4. 如請求項1所述的電子收費還原交易方法，其中N等於正負3。
5. 如請求項1所述的電子收費還原交易方法，其中步驟(D)包含：(D-1)由該伺服器根據該些第一交易時間、該些第二交易時間、以及該站間距離，計算該複數車輛中每一車輛於該第一位置及該第二位置間的平均速度；以及(D-2)由該伺服器根據該複數車輛中每一車輛於該第一位置及該第二位置間的平均速度，計算該站間速度。
6. 如請求項5所述的電子收費還原交易方法，其中：步驟(D-2)進一步包含將該複數車輛中每一車輛於該第一位置及該第二位置間的平均速度依大小分為多組，並且由該伺服器根據各組所包含之平均速度計算多組對應的站間速度；步驟(E)進一步包含由該伺服器根據該多組站間速度及該站間距離，計算多組到達所需時間； 步驟(G)進一步包含由該伺服器根據該目標第一交易時間、該多組到達所需時間以及多組預期誤差時間，計算多組預期交易時間區間；步驟(I)進一步包含由該伺服器比對該目標第二交易時間及該多組預期交易時間區間，當該目標第二交易時間位於該多組預期交易時間區間其中之一內，判斷該目標車輛在該第一位置及該第二位置間組成一有效旅次；(J)當該目標車輛組成該有效旅次，根據該目標第一交易時間、該目標第二交易時間、以及該站間距離計算一目標站間速度，根據該多組站間速度中最接近該目標站間速度者以及一位於該第一資料獲取裝置及該第二資料獲取裝置間的第三資料獲取裝置相對於該第一資料獲取裝置之距離，計算一該目標車輛之還原交易時間。
7. 一種可還原交易的電子收費系統，包含：一第一資料獲取裝置，供獲取在一預定時間區間內複數車輛通過一第一位置之複數第一交易時間，以及獲取在該預定時間區間內一目標車輛通過該第一位置之一目標第一交易時間；一第二資料獲取裝置，供獲取該複數車輛通過一第二位置之複數第二交易時間，以及獲取該目標車輛通過該第二位置之一目標第二交易時間；一第三資料獲取裝置，位於該第一資料獲取裝置及該第二資料獲取裝置的行車路徑之間，其中該第一位置及該第二位置間具有一站間距離；以及一伺服器，與該第一資料獲取裝置、該第二資料獲取裝置以及該第三資料獲取裝置通信連接，供： 接收該些第一交易時間以及該些第二交易時間；根據該些第一交易時間、該些第二交易時間、以及該站間距離，計算一站間速度；根據該站間速度及該站間距離，計算由第一位置抵達第二位置的一到達所需時間；根據該目標第一交易時間、該到達所需時間以及一預期誤差時間，計算一預期交易時間區間；比對該目標第二交易時間及該預期交易時間區間，當該目標第二交易時間位於該預期交易時間區間內，判斷該目標車輛在該第一位置及該第二位置間組成一有效旅次；以及當該目標車輛組成該有效旅次，根據該站間速度以及一位於該第一資料獲取裝置及該第二資料獲取裝置間的第三資料獲取裝置相對於該第一資料獲取裝置之距離，計算一該目標車輛之還原交易時間；其中該預期誤差時間包含獲得自以下步驟：由該伺服器根據該些第一交易時間以及該些第二交易時間，計算該複數車輛中每一車輛自該第一位置到該第二位置所需的時間；由該伺服器根據該複數車輛中每一車輛自該第一位置到該第二位置所需的時間，計算標準差作為一標準差時間；以及由該伺服器將該標準差時間乘以N作為該預期誤差時間，其中N為整數。
8. 如請求項7所述之可還原交易的電子收費系統，其中該第一資料獲取裝 置及該第二資料獲取裝置包含影像獲取裝置。
9. 如請求項7所述之可還原交易的電子收費系統，其中該第一資料獲取裝置及該第二資料獲取裝置包含無線信號獲取裝置。