一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式OBU离线设置系统的制作方法

本发明涉及智能交通，更具体地说，涉及一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统。

背景技术：

1、随着etc技术的广泛应用，单片式车载单元（obu）已成为车辆通行高速公路、收费站等场景的重要设备。

2、现有单片式obu通常处于持续在线状态，能够与路侧模块（rsu）实时进行无线通信，完成自动收费等操作。

3、然而，在实际使用过程中，用户可能存在主动使obu离线的需求，例如在车辆长期停放、无需使用etc功能时，避免obu被误触发通信、减少不必要的功耗，或是保护用户的车辆通行隐私。

4、目前，现有技术中缺乏专门用于将单片式obu主动设置为离线状态的有效装置。

5、部分obu虽具备低功耗模式，但并未实现真正意义上的离线，其仍可能与外部rsu发生通信交互，稳定性差；另有一些方案通过物理拆卸obu电源的方式实现离线，但操作繁琐，且容易对obu设备造成损坏，同时无法便捷地恢复在线状态。鉴于此，我们提出一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统，旨在解决现有技术将单片式obu主动设置为离线状态时，操作繁琐、稳定性差的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统，该系统包括控制模块、电源管理模块、通信屏蔽模块以及实时路况融合计算模块；

3、所述控制模块分别与电源管理模块、通信屏蔽模块及实时路况融合计算模块电连接，用于输出obu的在线指令、离线指令与预开启指令；

4、所述电源管理模块分别用于接收控制模块的离线指令从而切断obu核心电路供电实现物理层面离线、接收控制模块的在线指令从而恢复obu核心电路供电以及接收控制模块的预开启指令从而定时恢复obu核心电路供电；

5、所述通信屏蔽模块分别用于接收控制模块的离线指令从而屏蔽obu与外部的无线通信信号、接收控制模块的在线指令和预开启指令从而解除屏蔽；

6、所述实时路况融合计算模块用于构建预计到达时间的计算模型，基于计算模型实时计算车辆到达收费口的预计到达时间，并根据实时计算得出的预计到达时间，向控制模块输出预开启指令，并在车辆通过收费口后，向控制模块输出离线指令。

7、优选的，还包括用户交互接口，所述用户交互接口用于供用户主动输入在线或离线切换指令。

8、优选的，所述实时路况融合计算模块分别与车载导航平台和交通数据平台建立连接，用于获取车辆当前的位置与收费口的实际道路距离、车辆当前行驶速度、路段实时拥堵系数、收费口开放的收费通道数量、收费口开放通道的实时排队车辆数、单车辆平均到达耗时，其构建的计算模型采用以下公式：

9、；

10、式中，为预计到达时间，为车辆当前的位置与收费口的实际道路距离，为车辆当前行驶速度，为路段实时拥堵系数，为收费口开放的收费通道数量，为收费口开放通道的实时排队车辆数，为单车辆平均到达耗时，为预留缓冲时间。

11、优选的，还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于实时获取并存储车辆行驶过程中与到达费用计算相关的全量行驶数据，所述行驶数据包括车辆行驶里程、途经收费路段标识、路段行驶时长、对应路段收费标准关联编码及行驶过程中的定位时间戳。

12、优选的，当所述电源管理模块恢复obu核心电路供电且通信屏蔽模块解除屏蔽后，所述数据存储模块采用优先级上传算法，按优先级规则将行驶数据上传至obu，直至行驶数据全部上传完成，优先级规则具体为：以数据产生时间戳的新旧程度为第一优先级、以途经收费路段的收费等级为第二优先级、以数据完整性为第三优先级。

13、优选的，所述优先级上传算法采用以下公式：

14、；

15、式中，、、为权重系数，且++=1，为时间优先级得分，近期数据取1.0、早期数据取0.5，为路段收费等级得分，高等级取1.0、中等级取0.7、低等级取0.4，为数据完整性得分，完整数据取1.0、部分缺失数据取0.3。

16、优选的，所述控制模块输出预开启指令时，对所述实时路况融合计算模块计算的预计到达时间进行二次校验，若连续3次计算的差值均≤5秒，则确认输出预开启指令，若差值＞5秒，所述控制模块暂不输出指令，待连续3次计算的差值均≤5秒后再触发，避免预开启误触发。

17、优选的，所述电源管理模块接收控制模块的预开启指令从而定时恢复obu核心电路供电时，采用梯度供电方式恢复obu核心电路供电：先以额定电压的50%供电1-2秒完成电路预热，再升至额定电压满负荷供电。

18、优选的，还包括状态指示模块，所述状态指示模块用于通过指示灯或显示界面向用户提示obu的当前状态。

19、优选的，所述用户交互接口采用按键、拨码开关或触控中的一种或多种组合方式。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、1、本发明中通过控制模块联动电源管理模块与通信屏蔽模块，实现了物理断电与无线通信屏蔽的双重离线保障，既确保了离线状态的可靠性，又无需用户进行复杂操作；同时，实时路况融合计算模块基于多维度交通数据构建精准的预计到达时间计算模型，能够提前触发预开启指令，让obu在到达收费口前自动恢复在线状态，保障收费通行的顺畅性，车辆通过后则自动回归离线状态，兼顾了使用便捷性与节能性；而用户交互接口与状态指示模块的设置，进一步满足了用户主动切换状态的需求，且能实时反馈obu工作状态，提升了用户使用体验。

22、2、本发明通过新增数据存储模块，实现了车辆行驶过程中与到达费用计算相关的全量行驶数据的实时存储，避免了因obu离线或供电中断导致的数据丢失问题，为后续费用核算提供了完整、全面的数据支撑；同时，采用以时间新旧、路段收费等级、数据完整性为优先级的上传算法，通过权重分配明确数据上传顺序，确保近期产生的、高收费等级的、完整的关键数据优先上传，不仅提高了数据上传的效率，还能有效避免因上传顺序混乱导致的费用计算误差，保障了费用核算的准确性与及时性，进一步完善了obu的处理能力。

23、3、通过控制模块对实时路况融合计算模块计算的预计到达时间进行二次校验，要求连续3次计算结果的差值均≤5秒才触发预开启指令，有效规避了因路况波动导致的预计到达时间偏差，避免了预开启指令的误触发；这种校验机制大幅提升了预开启指令的准确性，防止obu过早开启造成的能耗浪费或过晚开启影响收费通行效率，同时减少了因误触发导致的电路频繁启停，降低了设备损耗，进一步增强了系统运行的稳定性与可靠性。

1.一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统，其特征在于，该系统包括控制模块、电源管理模块、通信屏蔽模块以及实时路况融合计算模块；

2.根据权利要求1所述的一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统，其特征在于，还包括用户交互接口，所述用户交互接口用于供用户主动输入在线或离线切换指令。

3.根据权利要求1所述的一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统，其特征在于，所述实时路况融合计算模块分别与车载导航平台和交通数据平台建立连接，用于获取车辆当前的位置与收费口的实际道路距离、车辆当前行驶速度、路段实时拥堵系数、收费口开放的收费通道数量、收费口开放通道的实时排队车辆数、单车辆平均到达耗时，其构建的计算模型采用以下公式：

4.根据权利要求1所述的一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统，其特征在于，还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于实时获取并存储车辆行驶过程中与到达费用计算相关的全量行驶数据，所述行驶数据包括车辆行驶里程、途经收费路段标识、路段行驶时长、对应路段收费标准关联编码及行驶过程中的定位时间戳。

5.根据权利要求4所述的一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统，其特征在于，当所述电源管理模块恢复obu核心电路供电且通信屏蔽模块解除屏蔽后，所述数据存储模块采用优先级上传算法，按优先级规则将行驶数据上传至obu，直至行驶数据全部上传完成，优先级规则具体为：以数据产生时间戳的新旧程度为第一优先级、以途经收费路段的收费等级为第二优先级、以数据完整性为第三优先级。

6.根据权利要求5所述的一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统，其特征在于，所述优先级上传算法采用以下公式：

7.根据权利要求3所述的一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统，其特征在于，所述控制模块输出预开启指令时，对所述实时路况融合计算模块计算的预计到达时间进行二次校验，若连续3次计算的差值均≤5秒，则确认输出预开启指令，若差值＞5秒，所述控制模块暂不输出指令，待连续3次计算的差值均≤5秒后再触发，避免预开启误触发。

8.根据权利要求1所述的一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统，其特征在于，所述电源管理模块接收控制模块的预开启指令从而定时恢复obu核心电路供电时，采用梯度供电方式恢复obu核心电路供电：先以额定电压的50%供电1-2秒完成电路预热，再升至额定电压满负荷供电。

9.根据权利要求1所述的一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统，其特征在于，还包括状态指示模块，所述状态指示模块用于通过指示灯或显示界面向用户提示obu的当前状态。

10.根据权利要求2所述的一种采用物理断电与通信屏蔽的单片式obu离线设置系统，其特征在于，所述用户交互接口采用按键、拨码开关或触控中的一种或多种组合方式。