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研究生: 黃國鈞
Huang, Kuo-Chung
論文名稱: 行動通訊應用於道路電子收費系統
Implementation of Electronic Toll Collection for Vehicles based on Mobile Communication
指導教授: 林清一
Lin, Chin E.
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 航空太空工程學系
Department of Aeronautics & Astronautics
論文出版年: 2002
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 72
中文關鍵詞: 行動通訊電子收費
外文關鍵詞: GPRS, GSM, ETC, mobile communication
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  • 論文題目:行動通訊應用於道路電子收費系統
    碩士班研究生:黃國鈞
    摘要
    無線行動通訊的應用已經是現今的趨勢,無線通訊較不受空間上地形地貌的限制,可以利用目前現行的通訊架構做即時性資料傳輸系統的開發。智慧型運輸系統(Intelligent Transportation System, ITS ),為藉由先進之電腦、資訊、電子、通訊與感測等科技的應用,透過所提供即時資訊的溝通與連結,以改善人、車、路等運輸次系統間的互動關係,進而增進運輸系統之安全、效率與舒適,同時減少交通環境衝擊之有效整合型運輸系統。ITS是現在各國積極開發的環境,可以為未來運輸使用者提供一個方便、快速的即時監控。
    本論文重點在於利用行動通訊系統建構一套獨立的硬體設備,來提供ITS做為資訊的即時傳輸,可應用於道路電子收費系統。系統中路側單元(Road Side Unit)發出固定RF訊號,車上單元(On Board Unit)接收到訊號後,利用GPRS Modem進入網際網路架構,經過INTERNET連上收費中心完成收費手續,取代傳統人工收票收費方式,可減少收費站附近交通壅塞及噪音的影響。亦可在車上單元上加入其它應用,如GPS(Global Positioning System)裝置等,可回報管理中心使用者之地理位置或是其他道路車況情報,達到使用者與管理者雙向溝通,進而擴充本系統應用之功能以藉此達到整合至ITS之目標。

    Implementation of Electronic Toll Collection for Vehicles
    based on Mobile Communication

    Graduate Student: Kuo-Chung Huang
    Advisor: Chin E. Lin

    Abstract
    Applications of wireless mobile communication are a tendency. Wireless communication system is unrestricted in geographic space, also can be developed a real time system using the architecture of wireless communication working so far. The Intelligent Transportation System (ITS) is an integrated system that combines transportation, information and communication being achieved by the advanced computers, communication and sensor technique. It can improve the interaction between people, vehicles and roads using real-time data to provide a better way for safety, efficiency and comfort of transportation system. Now, ITS is a new project that many countries want to develop to the users in future. Thus many countries are developing ITS.
    The content of this thesis presents a set of hardware which are using mobile communication to transmit real-time information to ITS. It can be applied to Electronic Toll System (ETC) for vehicles. In this system, Road Side Unit (RSU) transmits a RF beacon steadily, On Board Unit (OBU) receives the signal and then connects charge control center through internet using GPRS Modem, thereby replacing traditional manual charge. The concept can decrease the noise and heavy traffic near the tollbooths. The OBU also can transmit other kind of data to the control center by increase its applications, suck as position using Global Positioning System (GPS) module. Thus makes this system more flexibility to integrating ITS.

    目錄 第一章 緒 論1 1.1研究動機 1 1.2研究目的 2 1.3研究流程 2 1.4論文章節內容 3 第二章 智慧型交通系統的發展4 2.1智慧型運輸系統(INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEM, ITS)4 2.1-1 ITS內容 4 2.1-2世界主要地區ITS概況 6 2.2 電子收費系統 8 2.2-1 目前世界各國道路電子收費發展近況 9 2.2-2 我國電子收費發展之近況 14 2.2-3無線通訊系統應用於ETC 18 第三章 行動通訊之應用20 3.1行動通訊 20 3.1-1 OSI MODEL 20 3.1-2 GSM架構 21 3.1-3 GPRS 26 3.1-4 GPRS架構 26 3.2 NAT架構 28 3.3 無線通訊與回報技術 30 第四章 實驗系統設計與驗證32 4.1實驗收費流程 32 4.1-1 啟動階段(Start Step) 33 4.1-2 收費階段(Charge Step) 34 4.1-3完成階段(Finish Step) 34 4.2硬體單元之實現 35 4.2-1 路側單元(RSU) 35 4.2-2車上單元(OBU) 38 4.3軟體程式 46 4.3-1收費中心(Service Center) 46 4.3-2路側單元(RSU) 46 4.3-3車上單元(OBU) 46 第五章 系統實驗流程與步驟 48 5.1 ETC實驗流程 48 5.2實驗數據與結果 53 5.2-1 One-Client Link 53 5.2-2 Multi-Clients Link 56 5.3 GSM收費實驗 58 5.3-1 DTMF 58 5.3-2 GSM AT Command 59 5.4 ETC實驗討論 60 5.4-1 可靠度(Reliability) 60 5.4-2 安全性(Security) 61 5.4-3 即時性(Real-Time Property) 62 5.4-4 ETC for GSM/GPRS 64 5.5 結論 64 第六章 結 論 66 6.1 ETC之擴充應用 66 6.2 ETC 68 6.3 ITS未來展望-DSRC 68 6.4 研究結論 70

    參考文獻
    [1] 交通部智慧型運輸系統網站,http://www.iot.gov.tw/its。
    [2]Shyue-Koong Chang, Ruey-Ming Wang, Chung-Wen Lien, “Review and Preliminary of Functional Requirements for Freeway Electronic Toll Collection Systems”, Taiwan’s International Conference & Exhibition on ITS, 2000.
    [3]賴炳榮,”電子收費系統收費站服務績效之研究:TTPS模式之運用”,國立交通大學交通運輸研究所碩士論文,民國88年
    [4]Vijay K. Gary, Joseph E. Wilkes, “Principles & Applications of GSM”, Prentice Hall Printing, New York, 1999。
    [5]Jian Cai and David J. Goodman, Rutgers University, “General Packet Radio Service in GSM”,IEEE Communication Magazine, October 1997.
    [6]DTMF Tone Generation, “An implementation using the TMS320C2xx”, Texas Instrument Europe, Literature Number: BPRA068, October 1997.
    [7] “道路運輸電傳化之特定短距通信協定(DSRC)建議書,第一版”,交通部科技顧問室,民國89年11月。

    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2002-07-15公開
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