ETC电子自动结算系统

技术领域

本发明涉及ETC技术领域，具体为ETC电子自动结算系统。

背景技术

随着现代经济的迅猛发展，汽车作为现代出行工具的使用率越来越高，传统的高速公路收费管理模式已经远远不能满足日益增长的服务需求，高速公路收费管理服务模式也逐渐趋向智能化。ETC专用车道是给那些装了ETC车载器的车辆使用的，ETC是不停车电子收费系统，采用电子收费方式。

公开号为CN106952351A的中国专利公开了高速公路ETC电子收费系统及方法，包括ETC车载应用模块、用户智能终端、CA-SIM卡、后台管理终端；ETC车载应用模块包括ETC车载设备及ETC路口读头，开启数据互传工作模式，实现无人值守收费；CA-SIM卡与ETC车载设备、用户智能终端进行数据相互传输，实现用户智能终端在线付费功能；用户智能终端获取ETC车载各项数据，提供在线查询车载数据；实现查阅、自动付款、自动上传数据的一体化的功能，将近距离感应式射频技术、CA技术以及用户智能终端应用集成化，为车主提供一套在高速公路上不停车自动付款的系统服务，不仅提高了收费站的管理效率，还缩短了停车延误时间，优化了交通管制系统。

上述专利的高速公路ETC电子收费系统在实际使用过程中人存在以下问题：

1.对车主扣费时，若车主账户余额不够扣款的金额，导致扣款失败，而只通过车主单方面的补缴，可能需要一定的时间才能完成，给收费带来了麻烦。

2.目前的ETC收费系统是直接扣费的，无法现场直接拿到发票，如若车主的通信费用需要报销，还需自行去开发票，不仅没提高通行速度，还给车主带来了麻烦。

因此，不满足现有的需求，对此我们提出了ETC电子自动结算系统。

发明内容

本发明的目的在于提供ETC电子自动结算系统，通过扣款模块对ETC设备预留账户进行扣款，若扣款模块未能初次对车辆的通信费用进行扣款，扣款模块生成补扣信息发送至补扣模块，补扣模块根据补扣信息对车辆实施二次补扣措施，直至补扣成功，通过票据模块对完成扣款的车辆，根据扣款费用及车辆信息生成相应的电子发票，并将生成的电子发票推送到ECT设备预留的账户上，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：ETC电子自动结算系统，包括：

车辆识别单元，用于获取在高速公路上行驶且装有ETC设备的车辆通行信息和图像信息，并将获取到的车辆通行信息和图像信息发送至所述智能分析单元；

ETC综合单元，用于识别行车车辆的车牌，同时获取行车车辆的ETC设备，根据ETC设备获取车主及车辆信息，并将识别出的车辆车牌和ETC设备发送至所述智能分析单元；

智能分析单元，用于对获取的车辆的通行信息和图像信息以及车辆车牌和ETC设备进行数据分析，通过分析车辆的通行信息和图像信息，精确定位车辆的行驶轨迹，根据车辆的行驶轨迹计算车辆通行费用，并将车辆通信费信息发送给费用结算单元，通过分析车辆车牌和ETC设备确定需要结算费用的车辆，通过费用结算单元对车辆进行费用结算；

费用结算单元，用于根据计算出的车辆通行费用，对车辆预留账户进行自动扣款，并且在所述费用结算单元结算成功后，向扣费账户留存的手机号和APP推送电子发票。

优选的，所述发票生成单元，包括：

整合模块，用于从结算信息中获取用户数据和交易数据，并按照电子发票模板的数据格式对用户数据和交易数据进行数据整合，得到目标数据；

生成模块，用于确定所述目标数据与电子发票模板的对应关系，基于所述对应关系将目标数据写入电子发票模板中，得到初始电子发票；

验证模块，用于基于目标数据之间的数据关联，对初始电子发票进行信息验证，根据如下公式计算初始电子发票的内容验证系数；

其中，K表示所述初始电子发票的内容验证系数，H

根据如下公式计算初始电子发票的格式验证系数；

其中，G表示所述初始电子发票的格式验证系数，s表示电子发票模板填充个数，δ

当所述内容验证系数和格式验证系数均满足标准发票要求时，所述初始电子发票验证成功并作为最终的电子发票；

否则，所述初始电子发票验证失败，并根据验证结果对初始电子发票近修改。

优选的，所述车辆识别单元，包括：

监控设备，用于获取装有ETC设备的车辆通行信息和图像信息；

ETC识别模块，用于识别装有ETC设备的车辆。

优选的，所述车辆识别单元，具体实施以下操作：

将多个监控设备分布在高速公路的主线上，以及分布在收费广场上，每个监控设备内均设有ETC识别模块，根据ETC识别模块识别出装有ETC设备的车辆，再通过监控设备来获取车辆的通行信息和图像信息。

优选的，所述ETC综合单元，包括：

车牌识别模块，用于识别进入收费广场的车辆车牌，并将识别出的车牌发送至所述智能分析单元；

ETC感应模块，用于扫描感应车辆上的ETC设备，ETC设备一般设置于车辆前车窗玻璃上，ETC设备包含车主信息和车辆信息。

优选的，所述ETC综合单元，具体实施以下操作：

当车辆进入收费广场，车牌识别模块识别出车辆的车牌，同时，ETC感应模块扫描感应到车辆的ETC设备并抬杆对车辆放行，而识别出的车牌和获取的ETC设备均发送至所述智能分析单元。

优选的，所述智能分析单元，包括：

分析模块，用于对ETC综合单元识别出的车辆车牌与车辆识别单元获取的图像信息进行对比分析，根据对比分析确定缴费车辆，对车辆识别单元获取的通行信息和图像信息进行分析，根据分析精确定位车辆的行驶轨迹，对ETC综合单元获取到的车辆ETC设备进行分析，根据分析确定缴费的账户。

计费模块，用于计算车辆的通行费用，根据分析模块精确定位出的车辆行驶轨迹，计费模块联网对车辆的行驶轨迹进行分析，并根据行驶轨迹计算出车辆的通行费用，并将计算出通行费用的信息发送至费用计算单元进行扣款。

优选的，所述费用结算单元，包括：

扣款模块，用于根据智能分析单元计算出的通行费用信息对ETC设备预留账户进行扣款。

票据模块，用于对完成扣款的车辆，根据扣款费用及车辆信息生成相应的电子发票，并将生成的电子发票推送到ECT设备预留的账户上。

优选的，所述扣款模块，包括：

预警模块，用于在未扣款成功时发出预警信息，当扣款模块未能成功对车辆的通信费用进行扣款，扣款模块生成预警信号，预警模块根据预警信号发出短信预警信息，提醒收费人员此次扣款未完成；

补扣模块，用于对未完成扣款的车辆进行二次补扣，当扣款模块未能初次对车辆的通信费用进行扣款，扣款模块生成补扣信息发送至补扣模块，补扣模块根据补扣信息对车辆实施二次补扣措施。

优选的，所述补扣模块，包括：

原因确定模块，用于确定扣款模块未能初次对车辆的通行费用进行扣款后，获取扣款失败信息，并对所述扣款失败信息进行解析，确定扣款失败原因；

时间确定模块，用于当确定扣款失败原因为预留账户余额不足时，确定补扣执行时间为第一时间，用于当确定扣款失败原因为扣款执行过程出现异常，确定补扣执行时间为第二时间；

时间调整模块，用于获取车辆对应用户的历史ETC扣款记录，基于所述历史ETC扣款记录中获取补扣记录，并确定二次补扣次数和二次补扣成功率，基于所述二次补扣次数和二次补扣成功率确定对本次补扣的补扣权重，基于所述补扣权重对补扣执行时间进行加权处理，得到目标补扣时间；

任务生成模块，用于基于车辆的通行费用和补扣执行时间生成自动补扣策略，并基于所述自动补扣策略生成补扣任务加入到补扣款项表中；

二次补扣模块，用于基于补扣款项表执行二次补扣措施，并确定补扣是否成功；

若是，将所述补扣任务在补扣款项表进行剔除，完成本次补扣操作；

否则，将所述补扣任务在补扣款项表进行标记；

任务更新模块，用于根据标记结果，提取出补扣款项表中未完成的补扣任务，并基于二次补扣失败原因，对所述补扣任务进行更新，得到最新补扣任务，将最新补扣任务对原先的补扣任务进行替换，得到新的补扣款项表，并进行再次预警，完成本次补扣操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过智能分析单元分析车辆的通行信息和图像信息，精确定位车辆的行驶轨迹，根据车辆的行驶轨迹计算车辆通行费用，并将车辆通信费信息发送给费用结算单元，通过分析车辆车牌和ETC设备确定需要结算费用的车辆，费用结算单元通过扣款模块根据智能分析单元计算出的通行费用信息，对结算车辆的ETC设备预留账户进行扣款，当扣款模块未能成功对车辆的通信费用进行扣款，不仅生成预警信号并通过预警模块发出短信预警信息，提醒收费人员此次扣款未完成，而且也能生成补扣信息发送至补扣模块，通过补扣模块对车辆实施二次扣款，直接扣款完成，该措施避免了车主单方进行补缴的问题，给ETC自动结算带来了便利。

2、本发明通过在费用结算单元的票据模块，对完成扣款的车辆，票据模块会向扣款的ETC账户中推送电子发票，电子发票包含了车牌信息以及本次通行的路程信息和费用信息，电子发票方便车主自行下载保存，无需车主自行去开具发票，给车主带来了便利。

附图说明

图1为本发明的ETC电子自动结算系统的整体结构图；

图2为本发明的ETC电子自动结算系统流程图。

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。

为了解决现有的ETC结算系统是直接扣费的，无法现场直接拿到发票，如若车主的通信费用需要报销，还需自行去开发票，不仅没提高通行速度，还给车主带来麻烦的技术问题，请参阅图1-图2，本实施例提供以下技术方案：

ETC电子自动结算系统，包括：

车辆识别单元，用于获取在高速公路上行驶且装有ETC设备的车辆通行信息和图像信息，并将获取到的车辆通行信息和图像信息发送至所述智能分析单元；

ETC综合单元，用于识别行车车辆的车牌，同时获取行车车辆的ETC设备，根据ETC设备获取车主及车辆信息，并将识别出的车辆车牌和ETC设备发送至所述智能分析单元；

智能分析单元，用于对获取的车辆的通行信息和图像信息以及车辆车牌和ETC设备进行数据分析，通过分析车辆的通行信息和图像信息，精确定位车辆的行驶轨迹，根据车辆的行驶轨迹计算车辆通行费用，并将车辆通信费信息发送给费用结算单元，通过分析车辆车牌和ETC设备确定需要结算费用的车辆，通过费用结算单元对车辆进行费用结算；

费用结算单元，用于根据计算出的车辆通行费用，对车辆预留账户进行自动扣款，并且在所述费用结算单元结算成功后，向扣费账户留存的手机号和APP推送电子发票。

具体的，通过车辆识别单元获取在高速公路上行驶且装有ETC设备的车辆通行信息和图像信息，通过ETC综合单元识别车辆车牌以及获取行车车辆的ETC设备，车辆识别单元和ETC综合单元将获取到的信息均发送至智能分析单元，智能分析单元根据接收到的信息，分析并确定所要结算的车辆以及结算费用，并将该信息全部发送至费用结算单元，由费用结算单元进行扣款，从而实现自动结算的目的，为车主提供了在高速公路上不停车自动付款的服务，不仅提高了车主的通行速度，缩短了车主再收费站的停车时间，还提高了高速公路收费站的收费效率，避免过多车辆拥挤在收费站，优化高速公路的交通管制系统。

在一个实施例中，所述发票生成单元，包括：

整合模块，用于从结算信息中获取用户数据和交易数据，并按照电子发票模板的数据格式对用户数据和交易数据进行数据整合，得到目标数据；

生成模块，用于确定所述目标数据与电子发票模板的对应关系，基于所述对应关系将目标数据写入电子发票模板中，得到初始电子发票；

验证模块，用于基于目标数据之间的数据关联，对初始电子发票进行信息验证，根据如下公式计算初始电子发票的内容验证系数；

其中，K表示所述初始电子发票的内容验证系数，H

根据如下公式计算初始电子发票的格式验证系数；

其中，G表示所述初始电子发票的格式验证系数，s表示电子发票模板填充个数，δ

当所述内容验证系数和格式验证系数均满足标准发票要求时，所述初始电子发票验证成功并作为最终的电子发票；

否则，所述初始电子发票验证失败，并根据验证结果对初始电子发票近修改。

在该实施例中，初始电子发票的内容验证系数用于确定电子发票中的内容是否与目标数据之间的数据关联一致，在批量生成电子发票时可能存在填写错位导致不一致的问题，例如车牌信息与车主信息不对等，或与结算费用不对等。

在该实施例中，初始电子发票的格式验证系数用于确定电子发票中的内容是否正确写入发票模板对应的位置中，例如车主信息中写入了费用信息等。

在该实施例中，数据类型下对应的数据属性值的取值范围与数据类型相关，例如第一数据类型下的数据属性值的取值范围为(0，1)，第二数据类型下的数据属性值的取值范围为(1，2)，但总体取值为(0，10)，具体的数据属性值与数据内容相关。数据关联值的取值也与对应的两个数据类型相关，且总体取值为(0，100)。

在该实施例中，H

在该实施例中，对于公式(1)的计算，随机选取一组进行匹配且匹配成功后，直接对总量进行验证后，且验证通过后可直接确定电子发票中的内容与目标数据之间的数据关联一致，提高内容验证的效率。

在该实施例中，所述电子发票模板第a个填充位置的可选性越多，对应的兼容系数越大。

在该实施例中，填充位置的属性值与目标数据的属性值的设定方式一致，均根据写入标准数据的数据特征决定，取值为(0，1)。

上述设计方案的有益效果是：由于高速公路上的车辆很多，每天产生大量TC电子自动结算，如果一一来生成发票会导致电子发票的生成效率较慢，本方案提供一种利用电子发票模板批量生成电子发票的方式，解决电子发票的生成效率较慢导致用户很久不能收到电子发票的情况，且在批量生成过程中对初始电子发票进行内容和格式的验证，保证电子发票的准确性，及时满足车主的通信费用报销，提高车主的满意度。

车辆识别单元，包括：

监控设备，用于获取装有ETC设备的车辆通行信息和图像信息；

ETC识别模块，用于识别装有ETC设备的车辆。

车辆识别单元，具体实施以下操作：

将多个监控设备分布在高速公路的主线上，以及分布在收费广场上，每个监控设备内均设有ETC识别模块，根据ETC识别模块识别出装有ETC设备的车辆，再通过监控设备来获取车辆的通行信息和图像信息。

具体的，将多个监控设备分布设置在高速公路的主线上以及收费广场上，首先通过ETC识别模块对行驶在高速公路的主线以及收费广场上的车辆进行识别，识别车辆是否装有ETC设备，若识别出该车辆安装有ETC设备，则通过监控设备对车辆的通行信息和图像信息进行采集，车辆在行驶过程中，经过的监控设备均会采集车辆路过地点的信息，监控设备将获取到的通行信息和图像信息全部发送至智能分析单元进行分析，以此来计算车辆的通行费用。

ETC综合单元，包括：

车牌识别模块，用于识别进入收费广场的车辆车牌，并将识别出的车牌发送至所述智能分析单元；

ETC感应模块，用于扫描感应车辆上的ETC设备，ETC设备一般设置于车辆前车窗玻璃上，ETC设备包含车主信息和车辆信息。

ETC综合单元，具体实施以下操作：

当车辆进入收费广场，车牌识别模块识别出车辆的车牌，同时，ETC感应模块扫描感应到车辆的ETC设备并抬杆对车辆放行，而识别出的车牌和获取的ETC设备均发送至所述智能分析单元。

具体的，当车辆进入收费广场时，车牌识别模块首先识别该车辆的车牌，同时ETC感应模块扫描感应车辆的ETC设备，并抬起栏杆对该车辆进行放行，扫描感应可获取车主信息和车辆信息，车主信息为ETC设备上注册的账号，车辆信息为车辆所有的进出高速的进入信息和离开信息，进入信息包括进入点和进入时间，离开信息包括离开点和离开时间，最后将识别出的车牌和获取的ETC设备均发送至智能分析单元进行分析，以此来确定结算车辆和结算账户。

智能分析单元，包括：

分析模块，用于对ETC综合单元识别出的车辆车牌与车辆识别单元获取的图像信息进行对比分析，根据对比分析确定缴费车辆，对车辆识别单元获取的通行信息和图像信息进行分析，根据分析精确定位车辆的行驶轨迹，对ETC综合单元获取到的车辆ETC设备进行分析，根据分析确定缴费的账户。

计费模块，用于计算车辆的通行费用，根据分析模块精确定位出的车辆行驶轨迹，计费模块联网对车辆的行驶轨迹进行分析，并根据行驶轨迹计算出车辆的通行费用，并将计算出通行费用的信息发送至费用计算单元进行扣款。

具体的，先通过分析模块对识别出的车辆车牌，获取与车牌相对应的车辆通行信息和图像信息，并将车牌与图像信息作进一步对比分析，进而确定结算车辆，对获取的通行信息和图像信息进行分析，通过分析可精确定位车辆的行驶轨迹，对获取到的车辆ETC设备进行分析，根据分析确定缴费的账户，再通过计费模块联网，对车辆的行驶轨迹进行进一步分析，分析该车辆的行驶路线和行驶距离，从而使计费模块根据车辆的行驶轨迹计算出车辆的通行费用，最后将计算出的通行费用信息发送至费用计算单元实施扣款。

费用结算单元，包括：

扣款模块，用于根据智能分析单元计算出的通行费用信息对ETC设备预留账户进行扣款。

票据模块，用于对完成扣款的车辆，根据扣款费用及车辆信息生成相应的电子发票，并将生成的电子发票推送到ECT设备预留的账户上。

具体的，根据接收到的通行费用信息，确定需要扣款的金额，确定好扣款金额后，再根据分析后确定的缴费账户，扣款模块从缴费账户上直接扣取对应的通信费用，而在成功扣取通行费用后，票据模块根据车牌信息以及本次通行的路程信息和费用信息生成相应的电子发票，票据模块将生成的电子发票推送至ETC账户中，电子发票可供车主自行下载保存，无需车主再自行去开具发票，给车主带来了便利。

为了解决现有的ETC电子自动结算系统对车主扣费时，因车主账户余额不足或者扣款的金额，导致扣款失败，而只通过车主单方面的补缴，可能需要一定的时间才能完成，给收费带来了麻烦的问题，请参阅图1-图2，本实施例提供以下技术方案：

扣款模块，包括：

预警模块，用于在未扣款成功时发出预警信息，当扣款模块未能成功对车辆的通信费用进行扣款，扣款模块生成预警信号，预警模块根据预警信号发出短信预警信息，提醒收费人员此次扣款未完成；

补扣模块，用于对未完成扣款的车辆进行二次补扣，当扣款模块未能初次对车辆的通信费用进行扣款，扣款模块生成补扣信息发送至补扣模块，补扣模块根据补扣信息对车辆实施二次补扣措施。

具体的，当通过扣款模块未能在初次对通行费用完成扣款后，扣款模块同时生成预警信号和补扣信息，将预警信号发送至预警模块，将补扣信息发送至补扣模块，预警模块根据接收到的预警信号，对工作人员发出短信预警信息，提醒收费人员此次扣款未完成，短信预警信息中包含车辆车牌以及通行费用信息，而补扣模块根据补扣信息，对车辆实施二次补扣措施，如二次补扣还未成功，则再次进行补扣，直接补扣成功为止，通过补扣完成通信费用结算的车辆，也会在补扣完成后，生成含有车牌信息以及本次通行的路程信息和费用的电子发票，并且同样推送至ETC账户中，预警模块和补扣模块的设置，不仅在初次扣款时能提醒收费人员此次扣款未完成，而且也能通过补扣模块对车辆实施二次扣款，直接扣款完成，有效避免了有车主单方进行补缴的问题，给ETC自动结算带来了便利。

工作原理：通过车辆识别单元获取在高速公路上行驶且装有ETC设备的车辆通行信息和图像信息，通过ETC综合单元识别车辆车牌以及获取行车车辆的ETC设备，车辆识别单元和ETC综合单元将获取到的信息均发送至智能分析单元，智能分析单元先通过分析模块对识别出的车辆车牌，获取与车牌相对应的车辆通行信息和图像信息，并将车牌与图像信息作进一步对比分析，进而确定结算车辆，对获取的通行信息和图像信息进行分析，通过分析可精确定位车辆的行驶轨迹，对获取到的车辆ETC设备进行分析，根据分析确定缴费的账户，再通过计费模块联网分析车辆的行驶轨迹，以此计算出车辆的通行费用，最后将计算出的通行费用信息发送至费用计算单元，费用计算单元通过扣款模块实施扣款，当扣款模块成功后则直接生成电子发票并推送至ETC账户中，当扣款模块未能完成扣款，一边向预警模预警信号，提醒收费人员此次扣款未完成，一边向补扣模块发送补扣信息，补扣模块根据接收的补扣信息对车辆实施二次补扣措施，直接补扣成功为止，并且同样在结算完成后将相应的电子发票推送至ETC账户中，本ETC电子自动结算系统，不仅通过补扣模块对车辆实施二次扣款，避免了车主单方进行补缴的问题，给ETC自动结算带来了便利，而且，在结算完可及时向车主推送电子发票，无需车主自行去开具发票，给车主带来了便利。

在一个实施例中，所述补扣模块，包括：

原因确定模块，用于确定扣款模块未能初次对车辆的通行费用进行扣款后，获取扣款失败信息，并对所述扣款失败信息进行解析，确定扣款失败原因；

时间确定模块，用于当确定扣款失败原因为预留账户余额不足时，确定补扣执行时间为第一时间，用于当确定扣款失败原因为扣款执行过程出现异常，确定补扣执行时间为第二时间；

时间调整模块，用于获取车辆对应用户的历史ETC扣款记录，基于所述历史ETC扣款记录中获取补扣记录，并确定二次补扣次数和二次补扣成功率，基于所述二次补扣次数和二次补扣成功率确定对本次补扣的补扣权重，基于所述补扣权重对补扣执行时间进行加权处理，得到目标补扣时间；

任务生成模块，用于基于车辆的通行费用和补扣执行时间生成自动补扣策略，并基于所述自动补扣策略生成补扣任务加入到补扣款项表中；

二次补扣模块，用于基于补扣款项表执行二次补扣措施，并确定补扣是否成功；

若是，将所述补扣任务在补扣款项表进行剔除，完成本次补扣操作；

否则，将所述补扣任务在补扣款项表进行标记；

任务更新模块，用于根据标记结果，提取出补扣款项表中未完成的补扣任务，并基于二次补扣失败原因，对所述补扣任务进行更新，得到最新补扣任务，将最新补扣任务对原先的补扣任务进行替换，得到新的补扣款项表，并进行再次预警，完成本次补扣操作。

在该实施例中，二次补扣次数越多，二次补扣成功率越低，对应的补扣权重越大，得到的目标补扣时间间隔越长。

上述设计方案的有益效果是：通过对未能初次对车辆的通行费用进行扣款后，确定扣款失败原因，并根据扣款原因设置合理的二次扣款时间，保证二次扣款的成功率，同时，在执行完二次扣款操作后对补扣任务进行剔除，避免造成多次扣款而给用户带来不好的体验，同时在二次扣款失败后，根据失败原因对补扣任务进行修改更新，便于再次实施扣款行为，最终，避免了车主单方进行补缴的问题，给ETC自动结算带来了便利。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。