车辆管理系统

1.一种车辆管理系统，组装于一车辆上；该车辆被定义有唯一辨 识码，并能行驶于至少一特定道路上从而受一远端的控制中心的管理控 制；该特定道路包括有至少一入口、及至少一出口，每一入口以至少一 入口检核点来代表该入口，每一入口检核点具有一全球定位信息，且每 一出口以至少一出口检核点来代表该出口，每一出口检核点具有一全球 定位信息；上述车辆管理系统主要包括：
一全球定位模块，能计算出该车辆的现在位置信息；
一无线通讯装置；
一存储装置，储存有该等入口检核点的全球定位信息、及该等出口 检核点的全球定位信息；以及
一处理器，能比对该车辆的现在位置信息符合该存储装置中至少其 中一入口检核点的全球定位信息时，能控制该无线通讯装置将一代表该 符合的入口检核点的入口数据、以及该车辆的辨识码一并无线传送至该 控制中心给以登入；该处理器并能比对该车辆的现在位置信息符合该存 储装置中至少其中一出口检核点的全球定位信息时，能控制该无线通讯 装置将一代表该符合的出口检核点的出口数据、以及该车辆的辨识码一 并无线传送至该控制中心给以登出；其特征在于：
该特定道路更包括有至少一沿途检核点，每一沿途检核点具有一全 球定位信息，且该存储装置更储存有所述沿途检核点的全球定位信息； 当一尚未登入的车辆行驶于该特定道路上、且该处理器比对出该车辆的 现在位置信息符合该存储装置中至少其中一沿途检核点的全球定位信 息时，该处理器能控制该无线通讯装置将一代表该符合的沿途检核点的 前一个入口数据、以及该车辆的辨识码一并无线传送至该控制中心给以 补行登入。
2.如权利要求1所述的车辆管理系统，其特征在于，该存储装置 更储存有该等入口检核点与该等入口数据的分别对应关系，及该等出口 检核点与该等出口数据的分别对应关系。
3.如权利要求1所述的车辆管理系统，其特征在于，该控制中心 包括有一车籍数据库，储存有数个不同车辆的辨识码、及其对应的车辆 数据。
4.如权利要求1所述的车辆管理系统，其特征在于，该控制中心 包括有一费率数据库，储存有该等入口数据、该等出口数据、以及一收 费费率其定义有由上述其中一入口驶入、并由其中一出口驶离所需的通 行费用。
5.如权利要求4所述的车辆管理系统，其特征在于，该收费费率 是指一费率对照表。
6.如权利要求4所述的车辆管理系统，其特征在于，该收费费率 是指一依据里程距离计算的费率公式。
7.如权利要求1所述的车辆管理系统，其特征在于，该存储装置 更储存有该等沿途检核点与该等前一个入口数据的分别对应关系。
8.如权利要求1所述的车辆管理系统，其特征在于，上述各检核 点的全球定位信息分别包括有一经度座标及一纬度座标。
9.如权利要求8所述的车辆管理系统，其特征在于，上述各检核 点的全球定位信息分别更包括有一高度座标。
10.如权利要求1所述的车辆管理系统，其特征在于，更包括有一 DGPS接收器以无线接收一全球定位差分数据，且能更加入该差分数据 以混合计算出更为精确的现在位置信息。
11.如权利要求1所述的车辆管理系统，其特征在于，该无线通讯 装置更能接收由外部传来的一全球定位差分数据，且能更加入该差分数 据以混合计算出更为精确的现在位置信息。
12.如权利要求11所述的车辆管理系统，其特征在于，该差分数 据由该远端的控制中心以无线传送至该无线通讯装置。
13.如权利要求11所述的车辆管理系统，其特征在于，该差分数据 包括至少一DGPS全球定位差分数据。
14.如权利要求1所述的车辆管理系统，其特征在于，该车辆的辨 识码是指车牌号码。
15.如权利要求1所述的车辆管理系统，其特征在于，该入口数据 是指入口编号，且该出口数据是指出口编号。
16.如权利要求1所述的车辆管理系统，其特征在于，该特定道路 是指高速公路。
17.如权利要求1所述的车辆管理系统，其特征在于，该全球定位 模块是指GPS模块。
18.如权利要求1所述的车辆管理系统，其特征在于，该无线通讯 装置是指GPRS模块。
19.如权利要求1所述的车辆管理系统，其特征在于，该存储装置 是指高容量IC存储卡。

技术领域\n本发明涉及一种车辆管理系统，尤指一种适用于一载有全球定位 系统及无线通讯装置的车辆上，当该车辆驶入或驶离一特定道路(例 如高速公路、快速道路、或收费桥梁……)时，能借助车上无线通讯 装置无线登入或登出一远端控制中心从而受其管理控制，包括车流量 管制(traffic volume controlling)、电子收费(Electronic Toll Collection， ETC)、赃车追踪(stolen car tracking)、车队管理(motorcade managing)……等管理领域。\n背景技术\n现有高速公路沿途每隔一段适当距离便设置有一实体的收费站， 故当车辆通过时必需减速慢行缴费，不但影响车流速度，又妨碍行车 安全，且因是人工收费故效率差。\n后有红外线无线电子收费系统，其于一实体的收费站增设红外线 收发器，并以红外线无线传输方式自车上机的预付装置扣款。然而， 上述现有红外线无线电子收费系统的实体收费站仍旧横立于高速公路 中央，车辆通过时仍需减速，影响车流速度及行车安全；而且，于道 路中央设置数个实体收费站，其建置成本高且工期甚长；此外，车主 必须经常预缴预付装置内的金额，不方便且不合理，车上预付装置的 购置成本高，亦使车主裹足不前，以上均非十分理想。\n另有一种现有高速公路收费机制，于每一入口闸道设有实体管制 站、并于每一出口闸道设置实体收费站，因此诸多实体管制站及收费 站的设置总数实比上述二种现有技术更多，其施工工期更长、建置成 本亦高。\n以上三种现有技术，对于驶入高速公路的车辆均只能简单管理其 收费与否，无法提供其他如赃车追踪、车流量管制、车队管理……等 管理机能，亦非十分理想。\n发明内容\n本发明的主要目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种车 辆管理系统以组装于车辆上，能由一远端控制中心对行驶于特定道路 上的各车辆进行多种管理机制。\n本发明的另一目的在于提供一种车辆管理系统以组装于车辆上， 能配合以全球定位信息作为收费基础的电子收费系统。\n为达成上述目的，本发明提供一种车辆管理系统，组装于一车辆 上；该车辆被定义有唯一辨识码，并能行驶于至少一特定道路上从而受 一远端的控制中心的管理控制；该特定道路包括有至少一入口、及至少 一出口，每一入口以至少一入口检核点来代表该入口，每一入口检核点 具有一全球定位信息，且每一出口以至少一出口检核点来代表该出口， 每一出口检核点具有一全球定位信息；上述车辆管理系统主要包括：\n一全球定位模块，能计算出该车辆的现在位置信息；\n一无线通讯装置；\n一存储装置，储存有该等入口检核点的全球定位信息、及该等出口 检核点的全球定位信息；以及\n一处理器，能比对该车辆的现在位置信息符合该存储装置中至少其 中一入口检核点的全球定位信息时，能控制该无线通讯装置将一代表该 符合的入口检核点的入口数据、以及该车辆的辨识码一并无线传送至该 控制中心给以登入；该处理器并能比对该车辆的现在位置信息符合该存 储装置中至少其中一出口检核点的全球定位信息时，能控制该无线通讯 装置将一代表该符合的出口检核点的出口数据、以及该车辆的辨识码一 并无线传送至该控制中心给以登出；其中，该特定道路更包括有至少一 沿途检核点，每一沿途检核点具有一全球定位信息，且该存储装置更储 存有所述沿途检核点的全球定位信息；当一尚未登入的车辆行驶于该特 定道路上、且该处理器比对出该车辆的现在位置信息符合该存储装置中 至少其中一沿途检核点的全球定位信息时，该处理器能控制该无线通讯 装置将一代表该符合的沿途检核点的前一个入口数据、以及该车辆的辨 识码一并无线传送至该控制中心给以补行登入。\n由于本发明的车辆管理系统组装于一车辆上，主要包括有：一全 球定位模块能计算出车辆的现在位置信息；一无线通讯装置；一存储 装置储存有于一特定道路的入口上预设的至少一入口检核点的全球定 位信息；及于出口上预设的至少一出口检核点的全球定位信息；以及 一处理器能比对车辆的现在位置信息符合存储装置中至少其中一入口 检核点的全球定位信息时，能控制无线通讯装置将一代表该符合的入 口检核点的入口数据、以及车辆辨识码一并无线传送至一远端控制中 心给以登入，处理器并能比对车辆的现在位置信息符合存储装置中至 少其中一出口检核点的全球定位信息时，能控制无线通讯装置将一代 表该符合的出口检核点的出口数据、以及车辆辨识码一并无线传送至 控制中心给以登出。由此，远端控制中心可根据各车辆行驶于特定道 路上登入/登出的时间及/或地点信息，对特定道路进行车流量管理控 制，或对各车辆进行赃车追踪、或车队管理……等多种管理机制。本 发明当可配合一以全球定位信息作为收费基础的电子收费系统，以降 低现有红外线无线电子收费系统实体收费站的建置成本并缩短工期。\n本发明的远端控制中心可设置一费率数据库以储存一收费费率， 控制中心可根据收费费率算出各车辆行驶于特定道路上所需支付的费 用。上述收费费率可以是一费率对照表，亦可是一依据里程距离计算 的费率公式。\n本发明上述各全球定位信息在比对时，理论上只要比对其经纬度 座标即可，但为更精确起见，可以再加入比对高度座标。更可于车上 增设一DGPS接收器以无线接收遍布各地的DGPS基准台传送来的全 球定位差分数据，促使全球定位模块(或处理器)能更加入该差分数 据的校正以混合计算出更为精确的车辆现在位置信息。上述的差分数 据亦可由控制中心先行收集各地DGPS基准台的差分数据，再无线传 送给车上无线通讯装置接收。\n本发明的车辆辨识码可以采用车牌号码、引擎号码、车主身份证 字号、车主信用卡号、或车主银行帐号……，或任何可用以辨识车辆 或车主的其他等效辨识号码均可。\n上述全球定位模块可以是GPS模块，亦可利用移动电话三个基地 台的定位技术，或其他等效全球定位技术。\n上述无线通讯装置可以是GPRS模块、GSM模块、CDMA模块、 或其他等效无线通讯模块均可。\n上述存储装置可以是固定式的硬盘、存储卡、ROM、RAM、或其 他等效固定式存储装置，较佳的是采用FLASH存储卡；或采用可携式 的软盘、存储卡、或其他等效可携式存储装置，较佳的是采用可抽取 式IC存储卡。\n附图说明\n图1为本发明较佳实施例的系统架构图；\n图2为本发明较佳实施例应用于高速公路的鸟瞰图；\n图3为本发明较佳实施例应用于上述高速公路入口/出口闸道示意 图；\n图4为本发明较佳实施例的存储装置储存内容；\n图5为本发明较佳实施例的费率对照表内容；\n图6为本发明较佳实施例应用于上述高速公路入口闸道的鸟瞰 图。\n图中符号说明\n1GPS模块             2GPRS模块         21卫星\n3存储装置            4处理器           53游历数据库\n5服务器              51车籍数据库      52费率数据库\n6互联网络            61交通局          62银行\n63警察局             631，632，633摄影机\n7DGPS接收器          71DGPS基准台      72 DGPS基准台\n75声音装置           76影像装置        T费率对照表\nA1，A2，A3入口闸道   A11，A12，A13，A14入口检核点\nB1，B2，B3出口闸道   B31，B32，B33，B34出口检核点\nC控制中心            C1，C2，C3沿途检核点\nM车辆                P车辆号码          S高速公路\n具体实施方式\n下面结合附图和实施例详细说明本发明的具体实施方式。\n图1显示本发明一较佳具体实施例组装于一车辆M上，该车辆M 并以车牌号码P作为辨识之用。本例于车辆M上组设有一全球定位模 块1(GPS，Global Position System module)，能接收卫星21的全球定 位讯号以随时算出车辆M的现在位置座标(Xc，Yc，Zc)(current position)。车辆M上尚设有一GPRS无线通讯模块2(General Packet Radio Service module)必要时可与远端控制中心C作无线通讯之用， 以及一可抽取式高容量IC存储卡作为存储装置3以便于将IC存储卡 携出车外前往保修场换卡更新、或携回家中上网更新内容。\n图2显示本例所欲管理的特定道路(specific road)为一高速公路 S，图中仅显示单向的北上车道以简化说明。高速公路S上沿途设有数 个入口闸道A1，A2，A3……(entrance gateway)及数个出口闸道B1， B2，B3……(exit gateway)。\n图3将图2高速公路S的入口闸道A1及出口闸道B3放大，以便 由图中能看见入口闸道A1每隔一适当距离预先标定的入口检核点A11， A12，A13，A14共四点，出口闸道B3亦每隔一适当距离预先标定出口检 核点B31，B32，B33，B34共四点。上述各个入口检核点A11，A12，A13， A14、及出口检核点B31，B32，B33，B34均事先量测好其全球定位座标， 并储存于车辆M的存储装置3中。本例中，车牌号码P亦先储存于存 储装置3中。\n如图4所示，存储装置3更储存有各个入口/出口检核点与其所在 的入口/出口数据的分别对应关系，例如入口检核点A11，A12，A13，及 A14均分别对应至入口数据“NA1”其代表“北上入口闸道编号A1”， 出口检核点B31，B32，B33，及B34亦分别对应至出入口数据“NB3”其 代表“北上出口闸道编号B3”。此外，图4又显示该入口/出口闸道数 据亦可采用入口/出口闸道的里程数，当然亦可直接采用各个入口/出口 检核点的全球定位座标，或其他任何能作为各闸道识别之用均可。\n请再参阅图1，车辆M上另设有一处理器4，能随时撷取GPS模 块1算出的车辆M现在位置座标(Xc，Yc，Zc)，与存储装置3中的各 个入口/出口检核点的全球定位座标加以比较。\n图3显示当车辆M由入口闸道A1驶入高速公路S时，必定会经 过入口检核点A11，A12，A13，或A14。因此，若车上处理器4比对出 车辆M现在位置座标(Xc，Yc，Zc)符合存储装置3中四个入口检核点 A11，A12，A13，或A14其中一个的全球定位座标时，就表示车辆M正 在驶入入口闸道A1；又若处理器4“连续”比对出车辆M现在位置座 标(Xc，Yc，Zc)符合存储装置3中二个、三个、或四个入口检核点的 全球定位座标时，就可更确定车辆M确实已进入入口闸道A1。一旦确 定车辆M已进入入口闸道A1，处理器4便读取存储装置3内比对符合 的入口检核点A11，A12，A13，或A14所对应的入口闸道编号“NA1”， 并控制GPRS模块2无线传送一包括有入口闸道编号NA1、以及车牌 号码P的简讯(short message)以登入(log-in)一远端控制中心C。 控制中心C随后传回一已登入的简讯，以启动车上声音装置75或曩像 装置76提醒车主已经进入高速公路S入口闸道A1。\n同理，图3中当车辆M欲由出口闸道B3驶离高速公路S时，必 定会经过出口检核点B31，B32，B33，或B34。因此，若车上处理器4 比对出车辆M现在位置座标(Xc，Yc，Zc)符合存储装置3中四个出口 检核点B31，B32，B33，或B34其中一个的全球定位座标时，就表示车 辆M正在驶离出口闸道B3；又若处理器4“连续”比对出车辆M现在 位置座标(Xc，Yc，Zc)符合存储装置3内二个、三个、或四个出口检 核点的全球定位座标时，就可更确定车辆M确实已驶离出口闸道B3。 一旦确定车辆M已驶离出口闸道B3，处理器4便读取存储装置3内出 口检核点B31，B32，B33，或B34所对应的出口闸道编号“NB3”，并控 制GPRS模块2无线传送一包括有出口闸道编号NB3、以及车牌号码P 的简讯以登出(log-out)该远端控制中心C。控制中心C随后传回一 已登出的简讯，以启动车上声音装置75或影像装置76提醒车主已经 驶出高速公路S出口闸道NB3。\n前述GPRS模块2亦可只有无线传送出比对符合的入口(出口) 检核点的全球定位座标、以及车牌号码P等简讯至该远端控制中心C， 再由控制中心C服务器5自行判断该等检核点的全球定位座标究属于 哪一个入口(出口)闸道，从而进行登入(登出)作业。\n图1可见控制中心C设有一车籍数据库51，其储存有数个不同车 辆的车牌号码、及其对应的各种车辆数据，例如车辆种类、出厂年月 日、引擎号码、违规纪录、车主姓名、车主地址、车主电话、车主信 用卡号、车主银行帐号……等。因此，当该车辆M以车牌号码P登入 后，控制中心C便可即时(real-time)搜寻车籍数据库51以作多种管 理，例如追踪该车辆M是否为赃车？查询该车辆M种类例如砂石车是 否准予行驶该特定高速公路、或特定高架桥？或是，仅仅简单地累加 高速公路S上的车辆总数可作车流量管制……等等。控制中心C又可 设有一游历数据库53(traveling database)，以储存各车辆M曾经行 驶的特定道路、及其登入/登出的时间地点等历史数据。\n本例尚可配合一设于控制中心C内的费率数据库52(schedule rating database)以组成一电子收费系统(ETC，Electronic Toll Collection)。请参阅图5，该费率数据库52储存有一费率对照表T (schedule rating table)，其记载由其中一入口闸道NA1，NA2，NA3…… 驶入高速公路S、并由其中一出口闸道NB1，NB2，NB3……驶离所需 的通行费用(toll fee)。服务器5能根据该车辆M登入高速公路S时 的入口闸道NA1、及登出时的出口闸道NB3，并对照该费率对照表T 以找出此次行驶高速公路S所需通行费用为$2.0。此费用数字可预先储 存于游历数据库53中加以累积，每月结算一次并经由互联网络6传输 至交通局61予以汇整，再由车藉数据库51中登记的车主信用卡号扣 款，或由银行62中车主的帐户转帐。\n因此，本例改以车上的GPS定位信息作为收费基础，并于金融环 境背景中自动电子化转帐扣款，故于高速公路S不必再沿途设置收费 站、不会影响行车速率，也不必再于入出口闸道设置实体管制站，均 可降低现有人工收费或现有电子收费系统的建置成本，并能缩短工期。\n上述费率数据库、及费率计算过程亦可改于交通局61或银行62 中，不以设于控制中心C为限。又，通行费用亦可改用一费率公式F (Formula)以参照图4存储装置3所记载的入口闸道NA1、及出口闸 道NB3间的里程距离(64Km＝192-128)来计算通行费用。\n图1尚可见本例于车辆M上另组设有一DGPS接收器7 (Differential GPS receiver)，其用以无线接收一DGPS基准台71的全 球定位差分数据(Differential data)。该等DGPS基准台71，72…… 可分别设置于高速公路S沿途适当地点，例如图3设于邻近入出口闸 道附近，或可设置于较远处但其发送范围仍可达至入/出口闸道。DGPS 基准台71，72……发送出的差分数据，可经由车上DGPS接收器7无 线接收后，再经由车上GPS模块1(或处理器4)加以混合计算出更为 精确的现在位置信息(Xc’，Yc’，Zc’)，促使DGPS基准台发送范围十 公里内的全球定位误差值降至一米以内，如此以精确比对出车辆M是 否确实驶入入口闸道NA1，或驶离出口闸道NB3。\n另以台湾岛南北全长四百公里为例，三等分后约为133公里，在 各三等分区域的中心点各设置一DGPS基准站，因此全部车辆均可位 于其中一DGPS基准站半径75公里范围内。以目前技术水准而言， DGPS基准站距离与全球定位的精确度关系为：半径一百公里范围内误 差值为十米，半径七十五公里范围内误差值为七点五米，半径五十公 里范围内误差值为五米……。因此，图1可见本例另以较便宜的方法 传送上述DGPS差分数据，其中控制中心C先行连线至北台湾、中台 湾、南台湾三地的DGPS基准台以收集三地的DGPS差分数据，控制 中心C并将收集到的三地DGPS差分数据以简讯或数字广播无线传送 给各车辆M上的DGRS无线通讯模块2，车上处理器4能自选选择其 当时所在例如北台湾的DGPS差分数据以进行校正计算，如此全台湾 各地均可获得误差值七点五米以内的全球定位座标。由此，虽然牺牲 较大的误差值，却可使各地DGPS基准台以较大距离分开设置，可减 少基准台数量，亦可降低设置成本与施工期。\n理论上，本例于比对各检核点的全球定位座标时，只需比对其经、 纬度座标即可。然而，图4更显示本例一并比对其高度(altitude)座 标，此是由于一般道路G与高速公路S间均有一高度差，请详参图6 入口闸道NA1上各个入口检核点A11，A12，A13，或A14有其连续高度 变化，因此加入比对高度座标将可更精确比对出车辆M是否确实驶入 入口闸道NA1(或驶离出口闸道)。\n图2，3可见本例于高速公路S上每隔一预定距离预先标定有数个 沿途检核点C1，C2，C3……。图4显示存储装置3中亦储存有上述沿 途检核点C1，C2，C3……的全球定位座标，及其对应的前一个入口闸 道编号“NA1”、里程数等数据的对应关系。\n因此，当车辆M通过入口闸道NA1后，却因种种因素(例如车上 机未开机、故障、控制中心C停电、电脑当机……)而未能及时登入 时，车上处理器4便能继续以车辆M的现在位置信息(Xc，Yc，Zc)比 对储存于存储装置3中各沿途检核点C1，C2，C3……的全球定位座标， 若能比对符合其中一或一个以上的沿途检核点C1，C2，或C3，处理器 4便读取存储装置3中对应的前一个入口闸道编号NA1，并将之与车辆 M的车牌号码P一并无线传送至控制中心C给以补行登入，如此可防 弊。\n图3可见另一种防弊措施，将数个摄影机631，632，633设置于 入口/出口闸道、及高速公路S沿线上，并与警察局63连线。警察局 63可利用摄影机631，632，633拍摄路过车辆，并经过光学辨识系统 辨识其车牌号码P后，通过互联网络6(图1)向控制中心C查询该车 牌号码P是否有登入？若查无登入，则可通过控制中心C无线传送简 讯提醒车主开启本例车上机系统，或迳予开单告发。\n上述实施例仅是为了便于说明而举例，本发明所主张的保护范围 自应以权利要求书的范围所述为准，而非仅限于上述实施例。