CN102496193A - 一种交易范围可变的主备式etc车道系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交易范围可变的主备式ETC车道系统和实现方法，系统包括：主控机、自动栏杆机、费额显示器、两个或两个以上路侧读写设备、车辆检测器；按照车辆依次进入的方向，所述系统在电子不停车收费车道上划分出主通信区和备通信区。所述系统在主通信区未能与车辆完成ETC交易时，会自动启用备通信区与车辆进行ETC交易；当部分路侧读写设备失效时，所述系统会调整未失效的路侧读写设备的功率，保证对车道的信号覆盖，进而保证通车效果。

Description

一种交易范围可变的主备式ETC车道系统及实现方法

技术领域

本发明涉及电子不停车收费(ETC)技术领域，具体是指一种通信范围可变的主备式ETC车道系统。

背景技术

电子不停车收费(Electronic Toll Collection，简称ETC)：是指利用安装在车辆上的车载设备与安装在路侧的路边设备，在需要收费的地点在车辆行驶过程中进行信息交换，从而全自动不停车完成整个收费过程。

路侧天线单元(RSU)：是指安装在收费站等处，通过无线微波通信读写电子标签(即：车载单元装置)所存储信息的装置。

车载单元装置(OBU)：是指安装在车辆上、存储车辆信息，用以标记车辆的设备。

现有ETC系统在应用过程中遇到如下问题：

1)典型的ETC车道系统，只有一个天线，交易范围小，进而造成通行速度低。

v＝s/t(v是通行速度，s是交易范围，t是交易时间)。

交易时间目前的技术水平已经很难减小，所以要提高通行速度就要增加交易范围。

2)典型的ETC车道系统，只有一个天线，当天线异常时，车道丧失交易能力，只能关闭。

3)典型的ETC车道系统，天线位于栏杆前2米左右，由于天线和OBU的方向性，OBU在天线下方时不能通信，因此栏杆前存在2米左右的通信盲区。当车辆在通信区域内没有完成交易而行驶到通信盲区时，无法继续交易，影响ETC车道的正常通行。

现有专利号为200510101197的专利提供了“一种双通信区电子不停车收费车道系统及其实现方法”。此技术采用两个通信区域：栏杆前覆盖一个较小的通信区域，解决盲区的问题；同时在栏杆前又投射了一个较大的通信区域提高正常通行时的通行速度。此技术解决了传统ETC车道系统通行速度低和通信盲区的问题。但当离栏杆近的通信区域的天线失效时，通信盲区和传统ETC相比，反而扩大了；当离栏杆远的通信区域的天线失效时，通信区域和传统的ETC相比，更小，通行速度更低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种交易范围可变的主备式ETC车道系统及实现方法，可以智能选择通信区域进行ETC交易，特别是在部分路侧读写设备失效时，系统能保障对整个ETC车道的信号覆盖，保障ETC车道的通行效果。

本发明提供一种交易范围可变的主备式ETC车道系统的实现方法，包括步骤：

A、通过系统自动检测多个路侧读写设备的工作状态，当判断有路侧读写设备失效时，系统通过调整每一个未失效的路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，消除ETC车道中所述失效路侧读写设备的通信盲区，保障每个通信区域信号都有效；如果判断所有路侧读写设备都正常，则不调整路侧读写设备的功率，系统处于待车自动收费状态；

B、系统检测车辆是否进入ETC车道通信区，控制车辆所在的ETC车道通信区对应的路侧读写设备启动工作；若车辆在通过一个通信区时未能完成ETC交易，则在车辆通过其它通信区时，系统控制其它通信区的路侧读写设备启动工作与车辆进行ETC交易；若车辆在一个通信区内完成ETC交易，则在通过其它通信区时无需启动路侧读写设备进行ETC交易。

需要说明的是，以上步骤A和B的执行步骤可以互换，在ETC车道有车通过和无车通过时，都可执行步骤A。在检测到有车通过ETC车道，则执行步骤B。

进一步，所述ETC车道通信区分为主通信区和备通信区，按照车辆依次进入ETC车道的方向，所述主通信区分布在ETC车道前半段，所述备通信区分布在ETC车道后半段。

进一步，所述步骤A中，当主控机中的检测模块检测到部分路侧读写设备失效时，主控机中的控制模块通过按照预置的功率值来调整每一个未失效的路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，覆盖所述失效路侧读写设备的通信区域。

进一步，所述步骤B中，ETC车道的每个通信区由一个路侧读写设备的无线信号覆盖，系统主控机通过车辆检测器确定车辆所在的通信区，再通过控制模块控制对应的路侧读写设备工作；当车辆在主通信区内未能完成ETC交易时，主控机控制备通信区的路侧读写设备启动工作与车辆通信进行ETC交易；若车辆在主通信区内完成ETC交易，则在通过备通信区时无需启动路侧读写设备进行ETC交易。

本发明还提供一种交易范围可变的主备式ETC车道系统，包括：主控机、自动栏杆机、费额显示器、两个或两个以上路侧读写设备、车辆检测器；其中自动栏杆机、费额显示器、路侧读写设备、车辆检测器均与主控机通过无线或有线方式连接通信；

主控机中包括检测模块、控制模块、数据处理模块；其中检测模块用于检测每个路侧读写设备是否正常；数据处理模块用于处理路侧读写设备接收到的OBU信息，完成ETC交易流程；控制模块用于分别控制每一个路侧读写设备的启停和无线信号发射功率；

按照车辆依次进入的方向，所述系统在电子不停车收费车道上前后划分出主通信区和备通信区，每个通信区由一个路侧读写设备的无线信号覆盖；通过系统自动检测多个路侧读写设备的工作状态，当判断有路侧读写设备失效时，系统通过调整每一个未失效的路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，消除ETC车道中所述失效路侧读写设备的通信盲区，保障每个通信区域信号都有效。

所述主控机通过车辆检测器确定车辆所在的通信区，再通过控制模块控制对应的路侧读写设备工作。

所述主控机中的检测模块检测到部分路侧读写设备失效时，所述主控机中的控制模块调整每一个未失效的路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，覆盖所述失效路侧读写设备的通信区域。

所述主控机中还包括存储器，用于存储每个路侧读写设备的工作状态，以及存储当部分路侧读写设备失效时，其余路侧读写设备应调整的功率值。

所述主控机的检测模块具有信号处理功能，用于识别路侧读写设备的反馈信号，并以此判断路侧读写设备是否失效。

本发明通过提供一种交易范围可变的主备式ETC车道系统，当车辆在主通信区内未能完成ETC交易时，备通信区可以继续与车辆通信进行ETC交易，当部分路侧读写设备失效时，其它未失效路侧读写设备通过调整功率增加信号的覆盖范围，保障对ETC车道的信号覆盖，解决了只有一个路侧读写设备时通行速度低和存在信号盲区的问题，解决了路侧读写设备失效的问题，提高了ETC车道系统的通行速度，保障了ETC车道系统在异常情况下的正常工作。

附图说明

图1是本发明系统的逻辑组成关系框图。

图2是本发明实施例一提供的交易范围可变的主备式ETC车道系统的平面布置示意图。

图3是本发明实施例二提供的交易范围可变的主备式ETC车道系统的平面布置示意图。

图4是备通信区的路侧读写设备失效时，主通信区的路侧读写设备功率调整后的车道系统平面布置示意图。

图5是主通信区的路侧读写设备失效时，备通信区的路侧读写设备功率调整后的车道系统平面布置示意图。

图6是本发明方法中主备通信区切换流程图。

图7是本发明方法中预置路侧读写设备的功率值示意表格。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面结合附图对本发明作进一步阐述，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

本发明实施例提供的一种交易范围可变的主备式ETC车道系统，包括：主控机、自动栏杆机、费额显示器、两个或两个以上路侧读写设备、车辆检测器；其中自动栏杆机、费额显示器、路侧读写设备、车辆检测器均与主控机通过无线或有线方式连接通信；

主控机中包括检测模块、控制模块、数据处理模块；其中检测模块用于检测每个路侧读写设备是否正常；数据处理模块用于处理路侧读写设备接收到的OBU信息，完成ETC交易流程；控制模块用于分别控制每一个路侧读写设备的启停和无线信号发射功率；

按照车辆依次进入的方向，所述系统在电子不停车收费车道上前后划分出主通信区和备通信区，每个通信区由一个路侧读写设备的无线信号覆盖。通过系统自动检测多个路侧读写设备的工作状态，当判断有路侧读写设备失效时，系统通过调整每一个未失效的路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，消除ETC车道中所述失效路侧读写设备的通信盲区，保障每个通信区域信号都有效。

图1是本发明系统的逻辑组成关系框图。主控机通过车辆检测器确定车辆所在的通信区，再通过控制模块控制对应的路侧读写设备工作。当车辆在主通信区内未能完成ETC交易时，主控机使用备通信区域与车辆通信进行ETC交易。

当主控机中的检测模块检测到部分路侧读写设备失效时，主控机中的控制模块通过调整其它未失效的路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，减少或消除ETC车道中的盲区。

本系统的特点是采用改变通信范围的方法解决了只有一个路侧读写设备时通行速度低和存在信号盲区的问题，解决了路侧读写设备失效的问题，包括：

当车辆在主通信区内未能完成ETC交易时，备通信区可以继续与车辆通信进行ETC交易，当部分路侧读写设备失效时，其它未失效路侧读写设备通过调整功率增加信号的覆盖范围，减少或消除ETC车道中的信号盲区。

所述主控机通过车辆检测器确定车辆所在的通信区，再通过控制模块控制对应的路侧读写设备工作。

所述主控机中的检测模块检测到部分路侧读写设备失效时，所述主控机中的控制模块调整每一个未失效的路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，覆盖失效路侧读写设备的通信区域。所述主控机中还包括存储器，用于存储每个路侧读写设备的工作状态，以及存储当部分路侧读写设备失效时，其余路侧读写设备应调整的功率值。所述主控机的检测模块具有信号处理功能，可以识别路侧读写设备的反馈信号，并以此判断路侧读写设备是否失效。

具体的本发明实施例一提供的交易范围可变的主备式ETC车道系统结构如图2所示，按照车辆依次进入的方向，所述ETC车道先后分为主通信区9和备通信区10。系统包括主控机1、主路侧读写设备3、备路侧读写设备4、自动栏杆5、主通信区地感6、备通信区地感7、降杆地感8、费额显示器11。

其中主路侧读写设备3、备路侧读写设备4、自动栏杆5、主通信区地感6、备通信区地感7、降杆地感8、费额显示器11分别与主控机1通过无线或有线方式连接。主路侧读写设备3、备路侧读写设备4安装在龙门架2上且位于车道的上方，主路侧读写设备3在车道上的通信覆盖区域为主通信区9、备路侧读写设备4在车道上的通信覆盖区域为备通信区10。

作为一种实施方式，主通信区9的长度A为10米。主通信区地感6前缘与主通信区9前缘距离D为1.5米。备通信区10的长度B为5米。备通信区地感7前缘与备通信区10前缘距离E为1米。降杆地感8安装在自动栏杆5之后，降杆地感8的宽度为0.8米，前缘与栏杆臂平齐。龙门架2与自动栏杆5的距离C为1.5米。主通信区9前缘及侧缘设有雪糕筒或防撞柱12。

如图3所示，作为一种实施例一基础上改进的实施例二，通信区范围内可以部署多个通信区地感，主通信区地感6和增加的地感13都是主通信区地感，共同完成检测主通信区范围内车辆的作用。

如图4所示，是当备通信区的备路侧读写设备4失效时，主通信区的路侧读写设备功率调整后的车道系统平面布置示意图。主控机中的控制模块调整主路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，覆盖备路侧读写设备的通信区域。即增加了主通信区9的通讯交易范围。

如图5所示，是当主通信区的主路侧读写设备3失效时，备通信区的路侧读写设备功率调整后的车道系统平面布置示意图。主控机中的控制模块调整备路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，覆盖主路侧读写设备的通信区域。即增加了备通信区10的通讯交易范围。

本发明实施例还提供一种交易范围可变的主备式ETC车道系统的实现方法，包括步骤：

A、通过系统自动检测多个路侧读写设备的工作状态，当判断有路侧读写设备失效时，系统通过调整每一个未失效的路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，消除ETC车道中所述失效路侧读写设备的通信盲区，保障每个通信区域信号都有效；如果判断所有路侧读写设备都正常，则不调整路侧读写设备的功率，系统处于待车自动收费状态；

B、系统检测车辆是否进入ETC车道通信区，控制车辆所在的ETC车道通信区对应的路侧读写设备启动工作；若车辆在通过一个通信区时未能完成ETC交易，则在车辆通过其它通信区时，系统控制其它通信区的路侧读写设备启动工作与车辆进行ETC交易；若车辆在一个通信区内完成ETC交易，则在通过其它通信区时无需启动路侧读写设备进行ETC交易。

所述ETC车道通信区分为主通信区和备通信区，按照车辆依次进入ETC车道的方向，所述主通信区分布在ETC车道前半段，所述备通信区分布在ETC车道后半段。

具体的，所述步骤A中，当主控机中的检测模块检测到部分路侧读写设备失效时，主控机中的控制模块通过按照预置的功率值来调整每一个未失效的路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，覆盖所述失效路侧读写设备的通信区域。

所述步骤B中，ETC车道的每个通信区由一个路侧读写设备的无线信号覆盖，系统主控机通过车辆检测器确定车辆所在的通信区，再通过控制模块控制对应的路侧读写设备工作；当车辆在主通信区内未能完成ETC交易时，主控机控制备通信区的路侧读写设备启动工作与车辆通信进行ETC交易；若车辆在主通信区内完成ETC交易，则在通过备通信区时无需启动路侧读写设备进行ETC交易。

如图6所示，ETC交易过程为：车辆驶入主通信区，触发主通信区地感，主路侧读写设备开始工作；若在主通信区成功完成ETC交易，则抬杆放行，车辆经过备通信区时不进行ETC交易处理若在主通信区不能成功完成ETC交易，车辆继续前行；车辆驶入备通信区，触发备通信区地感；备路侧读写设备开始工作；若在备通信区成功完成ETC交易，则抬杆放行；若不能成功完成ETC交易，系统报警，提示司机转人工车道处理。

如果系统检测到主路侧读写设备失效时，会自动增大备路侧读写设备的覆盖范围，使车辆在备通信区完成ETC交易。

当然如果系统检测到备路侧读写设备失效时，会自动增大主路侧读写设备的覆盖范围，使车辆在主通信区完成ETC交易。

如图7所示，系统根据路侧设备的工作状态，得到各路侧设备应配置的功率值。

以上所述是本发明的实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种交易范围可变的主备式ETC车道系统的实现方法，其特征在于，包括步骤：

A、通过系统自动检测多个路侧读写设备的工作状态，当判断有路侧读写设备失效时，系统通过调整每一个未失效的路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，消除ETC车道中所述失效路侧读写设备的通信盲区，保障每个通信区域信号都有效；

B、系统检测车辆是否进入ETC车道通信区，控制车辆所在的ETC车道通信区对应的路侧读写设备启动工作；若车辆在通过一个通信区时未能完成ETC交易，则在车辆通过其它通信区时，系统控制其它通信区的路侧读写设备启动工作与车辆进行ETC交易；若车辆在一个通信区内完成ETC交易，则在通过其它通信区时无需启动路侧读写设备进行ETC交易。

2.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于：所述ETC车道通信区分为主通信区和备通信区，按照车辆依次进入ETC车道的方向，所述主通信区分布在ETC车道前半段，所述备通信区分布在ETC车道后半段。

3.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于：所述步骤A中，系统每隔一段设定的时间就自动检测多个路侧读写设备的工作状态，如果判断所有路侧读写设备都正常，则不调整路侧读写设备的功率。

4.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于：所述步骤A中，

当主控机中的检测模块检测到部分路侧读写设备失效时，主控机中的控制模块通过按照预置的功率值来调整每一个未失效的路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，覆盖所述失效路侧读写设备的通信区域。

5.根据权利要求1或2所述的实现方法，其特征在于：所述步骤B中，

ETC车道的每个通信区由一个路侧读写设备的无线信号覆盖，系统主控机通过车辆检测器确定车辆所在的通信区，再通过控制模块控制对应的路侧读写设备工作；当车辆在主通信区内未能完成ETC交易时，主控机控制备通信区的路侧读写设备启动工作与车辆通信进行ETC交易；若车辆在主通信区内完成ETC交易，则在通过备通信区时无需启动路侧读写设备进行ETC交易。

6.一种交易范围可变的主备式ETC车道系统，其特征在于，包括：主控机、自动栏杆机、费额显示器、两个或两个以上路侧读写设备、车辆检测器；其中自动栏杆机、费额显示器、路侧读写设备、车辆检测器均与主控机通过无线或有线方式连接通信；

主控机中包括检测模块、控制模块、数据处理模块；其中检测模块用于检测每个路侧读写设备是否正常；数据处理模块用于处理路侧读写设备接收到的OBU信息，完成ETC交易流程；控制模块用于分别控制每一个路侧读写设备的启停和无线信号发射功率；

按照车辆依次进入的方向，所述系统在电子不停车收费车道上前后划分出主通信区和备通信区，每个通信区由一个路侧读写设备的无线信号覆盖；通过系统自动检测多个路侧读写设备的工作状态，当判断有路侧读写设备失效时，系统通过调整每一个未失效的路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，消除ETC车道中所述失效路侧读写设备的通信盲区，保障每个通信区域信号都有效。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述主控机通过车辆检测器确定车辆所在的通信区，再通过控制模块控制对应的路侧读写设备工作。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述主控机中的检测模块检测到部分路侧读写设备失效时，所述主控机中的控制模块调整每一个未失效的路侧读写设备的功率，增加信号覆盖范围，覆盖所述失效路侧读写设备的通信区域。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述主控机中还包括存储器，用于存储每个路侧读写设备的工作状态，以及存储当部分路侧读写设备失效时，其余路侧读写设备应调整的功率值。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述主控机的检测模块具有信号处理功能，用于识别路侧读写设备的反馈信号，并以此判断路侧读写设备是否失效。

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