(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210716216.2 (22)申请日 2022.06.23 (71)申请人 中远海运科技股份有限公司 地址 200135 上海市浦东 新区民生路6 00号 (72)发明人 郝建明　李承蔚　刘剑东　黄翔　 龙松　 (74)专利代理 机构 北京海虹嘉诚知识产权代理 有限公司 1 1129 专利代理师 张涛 (51)Int.Cl. G07B 15/06(2011.01) H04L 67/51(2022.01) H04L 12/46(2006.01) H04L 9/40(2022.01) H04L 9/32(2006.01) (54)发明名称 一种基于 云计算、 智能终端与智能盒子相结 合的高速公路收费系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于 云计算、 智能终端与 智能盒子相结合的高速公路收费系统， 包括云平 台、 智能终端、 智能盒子， 外设硬件设备以及数据 库。 通过外设硬件设备将读取到车辆行驶信息传 输到智能盒子， 再传输给智能终端， 智 能终端将 车辆行驶信息通过APP将车辆行驶信息传输到云 计算平台， 云计算平台将计费结果返回智能终 端， 智能终端车辆付费， 云计算平台完成流水生 产及存储这个过程， 实现计费业 务的中心化。 权利要求书3页 说明书11页 附图5页 CN 115205993 A 2022.10.18 CN 115205993 A 1.一种基于云计算、 智能终端与智能盒子相结合的高速公路收费系统， 其包括以下模 块： 云计算平台， 所述云计算平台包括云计费平台和云管理平台， 所述云计算平台基于云 计算的硬件资源和软件资源的服务提供算力、 网络、 存储能力和云服务， 完成流水生产及存 储， 所述云计费平台包括计费模块、 费率管理模块和数据持久模块， 云计费平台的计费模块 先接收来自于车道智能终端、 由该车道智能终端通过智能盒子控制外 设硬件设备得到的传 递给车道智能终端的车辆行驶信息， 计算收费金额， 再将收费金额信息返回到车道智能终 端扣去通行费完成交易， 并同时将收费流水传递给云管理平台； 所述云管理平台包括认证 管理模块、 基础信息管理模块和统计报表模块， 所述云管理平台接 收来自于云计费平台的 交易流水数据进行持久化保存， 所述云管理平台的基础信息管理模块负责认证管理、 基础 信息管理模块负责包括车辆黑名单数据 的基础信息管理、 统计报表模块负责进行统计报 表， 所述云管理平台给云计费平台提供数据支持； 所述云计费平台和云管理平台均可与高 速公路车道智能终端、 收费站操作终端、 路段管理中心操作终端以及省联网中心进行数据 的交互， 对各智能终端和操作终端设置 权限并对其发出指令； 智能盒子， 所述智能盒子是一种多功能控制器， 特别是一种多功能智能硬件控制器集 成嵌入式芯片和网络芯片， 包括网络转串口功能的串口连接模块实现、 网络转IO功能的IO 连接模块、 整合路由功能的网络连接模块和网络设置模块等多功 能智能硬件； 所述智能盒 子与智能终端通过Type ‑c转网口连接， 智能盒子与外 设硬件通过串口、 IO与网口连接， 具体 地， 智能盒子与摄像机、 RSU天线通过网口连接， 与读卡器、 移动支付盒子、 称台与显示板通 过串口连接， 与栏杆机、 线圈与雨棚灯通过IO连接， 所述智能盒子允许通过智能终端 里安装 的包括Andro id和Harmo nyOS操作系统的AP P来实现与智能终端数据的交 互和指令的传导； 车道智能终端， 所述车道管理终端为安装有通用Android和HarmonyOS操作系统和开发 管理应用软件， 采用Socket以及Https通信 方式， 并进行加密的智能平板； 所述车道智能终 端管理应用软件包括硬件监控模块、 车辆通行交易模块、 图片视频采集模块和交易日志模 块， 车辆通行 交易模块包括MTC云车道模式、 ETC 云车道模式、 可移动的混合车道模式以及应 急收费模式四种模式； 所述车道智能终端与智能盒子相连， 与外设硬件设备通过智能盒子 进行交互并根据其反馈的信息进行识别， 以及下达指令； 外设硬件设备， 所述外设硬件设备包括但不限于天线、 线圈、 摄像头等获取车辆行驶信 息的硬件设备， 其所获得数据通过智能盒子传达给智能终端， 并接 收智能终端通过智能盒 子下达的指令 完成操作。 2.根据权利要求1所述的一种基于云计算、 智能终端与智能盒子相结合的高速公路收 费系统， 其特征在于， 所述云管理平台包括安全性保证管理模块， 所述安全性保证管理模块 包括备份方案 设计单元、 认证中心设计单元、 数据传输 设计单元以及网络安全设计单元， 通 过四个单元层面来建立安全性保证； 所述备份方案设计单元是指， 车道智能终端管理应用 软件的交易数据将采取双重备份的方式， Android系统自带的数据库存储与文件存储的两 种备份方式， 数据的保留期限可根据设置的时间来决定， 云计算平台的运行将采取负载均 衡的方式， 数据使用文件保存与数据库保存的两种方式， 数据库数据是最终数据采用定时 的逻辑备份、 物理备份与主从备份三种方式； 所述认证中心设计单元是指智能终端硬件、 智 能盒子与操作人员使用注册登记制， 在使用之前智能终端硬件、 智能盒子与操作人员先在权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115205993 A 2云管理平台注册， 管理员确认之后完成注册， 验证智能终端硬件、 多功能控制器与操作人员 必须保持一致才 能使用， 读取CPC卡与ETC的PSAM卡认证将采用一次登录一次认证的机制； 所述数据传输设计单元是指数据传输采用两种网络传输方式， 4GVPN网络与高速公路收费 专网， 本系统使用MD5校验的方式确保接收数据的完整性， 数据加密后进行传输， 云计算平 台在接收数据的同时须验证发送智能终端的真伪性使得数据传输具备源认证性， 智能终端 在发送成功之后将在智能终端保留发送数据的源数据， 保留时间将根据实际情况需要来进 行设定； 所述网络安全设计单元是指建设100M专线网络实现网络的结构安全， 并启用云计 算平台的访问控制与终端鉴别功能。 3.根据权利要求1或2所述的一种基于云计算、 智能终端与智能盒子相结合的高速公路 收费系统， 其特征在于， 所述云计算平台根据高速公路车道需求提供 的云服务包括通行车 计费服务、 基础信息管理服务与基础费率管理服务、 流水和日志存储服务、 图片和视频存储 服务、 状态名单服务、 移动支付服务、 通行车行驶路径展示服务、 移动终端更新服务与外设 远程控制服 务。 4.根据权利要求1或2所述的一种基于云计算、 智能终端与智能盒子相结合的高速公路 收费系统， 其特征在于， 所述云计算平台根据高速公路收费站需求提供 的云服务包括卡票 管理服务、 图片以及视频稽核服务、 交易数据与交易日志 查看服务、 交易车辆行驶路径查看 服务、 收费站的人员管理服 务与收费站的收费财务管理服 务。 5.根据权利要求1或2所述的一种基于云计算、 智能终端与智能盒子相结合的高速公路 收费系统， 其特征在于， 所述云计算平台根据高速公路路段管理中心需求提供 的云服务包 括卡票管理服务、 图片以及视频稽核服务、 交易数据与交易日志 查看服务、 交易车辆行驶路 径查看服务、 收费人员管理服务、 收费财务管理服务， 分中心的实时数据统计与实时报表 服 务。 6.根据权利要求1或2所述的一种基于云计算、 智能终端与智能盒子相结合的高速公路 收费系统， 其特征在于， 所述云计算平台根据高速公路省联网中心需求提供 的云服务包括 所有上述基础服务以及实时交易数据 统计与实时的报表数据查询防服务； 此外， 省联网中 心云服务可以将收费数据接入现有的交易对账系统。 7.根据权利要求1或2所述的一种基于云计算、 智能终端与智能盒子相结合的高速公路 收费系统， 其特征在于， 所述收费站操作智能终端、 路段管理中心操作智能终端是以4GVPN 网络与云计算平台进行数据交互， 省联网中心是以专网的形式与云计算平台进行数据交 互。 8.根据权利要求1或2所述的一种基于云计算、 智能终端与智能盒子相结合的高速公路 收费系统， 其特 征在于， 所述云计算平台使用Redis数据库。 9.根据权利要求1或2所述的一种基于云计算、 智能终端与智能盒子相结合的高速公路 收费系统， 其特征在于， 所述MTC云车道模式是指对于入口支持ETC通行、 CPC卡通行与纸卷 通行， 出口支持ETC计 费、 CPC计 费、 无卡/坏卡计 费、 纸卷计 费与ETC转现金计 费的高速公路 车道的模式， 支持现有的所有 特殊情况处理， ETC信息与CP C卡信息读取采用集 成方式； 所述 ETC云车道模式对于不停车收费车道； 所述移动云车道是指对于入口支持ETC通行、 CPC卡通 行与纸卷通行， 出口支持ETC计费、 CPC计费、 无卡/坏卡计费与纸卷计费的高速公路车道的 模式， ETC信息与CPC卡信息读取采用透传的方式； 所述应急收费模式是指遇到重大事故的权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115205993 A 3