CN105788009A - 人工/电子混合收费低速通行车道系统及其构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出人工/电子混合收费低速通行车道系统及其构建方法，基于人工收费车道系统。所述方法设置包括车检器、近距离微波天线和天线控制器的路侧设备，使得，当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，凭借路侧设备提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元的车辆通过通行站点时，由人工操作工控机完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。本发明减少了通行站点的建设成本，实现MTC系统与ETC系统在同一车道上的混合使用，不需要单独构建ECT专用车道，既提高车道通行效率，又节省车道资源，适用双向四车道以下的通行站点，为实现全国交通网普及ETC系统作出贡献。
Description
技术领域
本发明涉及自动化系统及其构建方法，特别是涉及用于通行车道收费的自动收费系统及其构建方法。
背景技术
道路交通通行站点，例如各大型高速公路站点，已经较为普及的使用不停车收费系统ElectronicTollCollection，简称ETC系统。所述通行站点的原有人工收费系统ManualTollCollection，简称MTC系统，已经具有逐步被ETC系统替换的趋势。
ETC系统在专用车道道侧设置路测设备RodeSideUnit，简称RSU，在车辆上装载车载单元OnBoardUnit，简称OBU，以及设置专用工控机。当车辆驶入专用车道，通过RSU与OBU建立的无线通信，传输相关数据，在通行数据确认无误后即由工控机控制完成入口自动抬杆，出口自动扣费并抬杆放行的操作，在整个操作过程中，装载有OBU的车辆不需在专用车道内停车，即上述操作过程在车辆通行专用车道期间完成，因此ETC系统也被称为不停车缴费系统。显然ETC系统对于提高通行站点的通行效率起到重要作用。
在一些大型通行站点，由于车道设置数量多，便于ETC系统构建。而对于双向四车道以下的通行站点，构建ETC专用车道存在诸多困难，使得装载OBU的车辆在这些小型通行站点无法实现不停车通行。在小型通行站点构建ETC通道存在以下缺陷和不足之处：
1.ETC专用车道建设成本高；建设一条ETC专用车道需要前置延长土建车道，增加高速路侧设备RSU、作为车检器的地感线圈、高速栏杆机等专用机电设备，按照目前的机电建设成本，每条ETC专用双向车道的建设成本平均超过100万元；加之考虑到为此产生的征地费用，成本更加可观；
2.ETC专用车道占用车道资源；ETC专用车道需要占用单独的一个车道，对于两进两出车道的小型通行站点，以及少于双向四车道的小型通行站点，若被ETC专用车道占用后，剩余车道无法满足日常运营和维护等需要，特别是在有限的土地资源面前，许多收费站无法进行车道扩建。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出既可以实现人工收费MTC，也可以实现电子收费ETC的人工/电子混合收费低速通行车道系统及其构建方法，在现有人工收费车道基础上增设相关设备，使车道既可以通行装载OBU的车辆，也可以通行没有装载OBU车辆，从而降低构建成本，复用原有车道。
本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：
提出一种适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道的构建方法，基于包括工控机和车道栏杆控制器的人工收费车道系统。所述方法设置与人工收费车道系统同时运行的电子收费车道系统；该电子收费车道系统设置包括车检器、近距离微波天线和天线控制器的路侧设备，使得，当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，凭借路侧设备提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元的车辆通过通行站点时，由人工操作工控机完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。所述车检器用于侦测车辆是否驶入车道；所述近距离微波天线用于与所述车载单元建立通信连接；所述天线控制器用于控制近距离微波天线的发射角度，进而控制近距离微波天线与车载单元的通信范围。
一种实现上述方法的方案是互为独立系统方案，电子收费车道系统设置路侧设备和不停车工控机，使路侧设备仅受不停车工控机控制，该不停车工控机还电连接人工收费车道系统的车道栏杆控制器，从而实现，当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，由不停车工控机凭借路侧设备提供数据控制完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元的车辆通过通行站点时，由人工操作工控机完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
另一种实现上述方法的方案是软硬件复用方案，电子收费车道系统仅设置路侧设备，该路侧设备电连接人工收费车道系统的工控机，从而实现，当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，由所述工控机凭借路侧设备提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元的车辆通过通行站点时，由人工操作工控机完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
所述软硬件复用方案具体是，所述车道栏杆控制器包括设置在入口车道的入口车道栏杆控制器，以及设置在出口车道的出口车道栏杆控制器；所述车检器包括设置在入口车道的入口车检器，以及设置在出口车道的出口车检器；所述方法进一步包括如下步骤，I.在通行站点的入口车道的道侧设置电连接工控机的入口近距离微波天线，以及电连接在入口近距离微波天线和工控机之间的入口天线控制器；在入口车道上设置电连接工控机的入口车检器；使得当有车辆驶入入口车道时执行如下步骤，
Ia.入口流程启动；
Ib.工控机借助入口车检器判断是否有车辆驶入入口车道，如果判断有车辆驶入，进行步骤Ic；如果判断没有车辆驶入，返回步骤Ia；
Ic.工控机控制开启入口近距离微波天线，尝试与车辆上的车载单元建立无线通信并读取车载单元信息，如果读取到车载单元信息，进行步骤Id；如果不能读取到车载单元信息，进行步骤Ie；
Id.工控机根据从车载单元读取信息进行入口数据交互；如果完成入口数据交互，进行步骤If；如果不能完成入口数据交互，进行步骤Ie；
Ie.工控机控制进行发卡流程；
If.工控机控制关闭入口近距离微波天线；
Ig.工控机控制入口车道栏杆控制器抬起栏杆；
Ih.工控机借助入口车检器判断车辆是否驶离通行站点入口车道；
Ii.如果判断车辆已经驶离通信站点入口车道，进行步骤Ij；如果判断车辆未驶离通信站点入口车道，返回步骤Ih
Ij.工控机控制入口车道栏杆控制器落下栏杆；
Ik.返回步骤Ia；
O.在通行站点的出口车道的道侧设置电连接工控机的出口近距离微波天线，以及电连接在出口近距离微波天线和工控机之间的出口天线控制器；在出口车道上设置电连接工控机的出口车检器；使得当有车辆驶入出口车道时执行如下步骤，
Oa.出口流程启动；
Ob.工控机通过出口车检器判断是否有车辆驶入出口车道，如果判断有车辆驶入，进行步骤Oc；如果判断没有车辆驶入，返回步骤Oa；
Oc.工控机控制开启出口近距离微波天线，尝试与车辆上的车载单元建立无线通信并读取车载单元信息，如果读取到车载单元信息，进行步骤Od；如果不能读取到车载单元信息，进行步骤Oe；
Od.工控机根据从车载单元读取信息进行出口数据交互；如果完成出口数据交互，进行步骤Of；如果不能完成出口数据交互，进行步骤Oe；
Oe.工控机控制进行人工收费流程；
Of.工控机控制关闭出口近距离微波天线；
Og.工控机控制出口车道栏杆控制器抬起栏杆；
Oh.工控机借助出口车检器判断车辆是否驶离通行站点出口车道；
Oi.如果判断车辆已经驶离通信站点出口车道，进行步骤Oj；如果判断车辆未驶离通信站点出口车道，返回步骤Oh
Oj.工控机控制出口车道栏杆控制器落下栏杆；
Ok.返回步骤Oa。
具体而言，所述人工收费车道系统还包括设置在入口车道道侧的、电连接工控机的入口摄像机，设置在出口车道道侧的、电连接工控机的出口摄像机，设置在入口车道道侧的、电连接工控机的自动发卡机，设置在入口车道道侧的、电连接工控机、用于显示文字信息的入口字符叠加器，设置在出口车道道侧的、电连接工控机、用于显示文字信息的出口字符叠加器，以及电连接工控机的入口IC卡读/写卡器、出口IC卡读/写卡器、计重设备、扬声器和打印机；
在步骤I中，还借助入口天线控制器调整入口近距离微波天线的发射角度，使得当入口车检器检测到车辆时，入口近距离微波天线的通信范围仅覆盖一辆车所占据范围；
所述分步骤Ic包括如下分步骤，Ic1.工控机控制入口摄像机拍摄车辆车牌信息，并且开启入口近距离微波天线，尝试与车辆上的车载单元建立无线通信并读取车载单元信息，如果读取到车载单元信息，进行步骤Id；如果不能读取到车载单元信息，进行步骤Ie；
所述分步骤Ie包括如下分步骤，
Ie1.初始化入口IC卡读/写卡器和入口字符叠加器；
Ie2.根据入口摄像机拍摄的车辆车牌信息查询车辆是否可以通过，并等待自动发卡机取卡键是否被按压；当确认车辆可以通过，并且取卡键被按压后，进行分步骤Ie3；
Ie3.入口IC卡读/写卡器将通行站点信息、车道信息、当前时间和车辆车牌信息写入IC卡，自动发卡机将写好数据的IC卡从取卡口滑出；
Ie4.工控机根据自动发卡机反馈信息判断IC卡是否已经取出，当判断IC卡已经取出，进行步骤Ie5；
Ie5.工控机借助入口字符叠加器输出文字信息；
Ie6.进行步骤If；
另外，在步骤O中，借助出口天线控制器调制出口近距离微波天线的发射角度，使得当出口车检器检测到车辆时，出口近距离微波天线的通信范围仅覆盖一辆车所占据范围；
所述分步骤Oc包括如下分步骤，Oc1.工控机控制出口摄像机拍摄车辆车牌信息，并且开启出口近距离微波天线，尝试与车辆上的车载单元建立无线通信并读取车载单元信息，如果读取到车载单元信息，进行步骤Od；如果不能读取到车载单元信息，进行步骤Oe；
所述分步骤Oe包括如下分步骤，
Oe1.人工输入车型信息；
初始化费用计算流程；
初始化出口IC卡读/写卡器、计重设备和出口字符叠加器；
Oe2.根据出口摄像机拍摄的车辆车牌信息查询车辆是否属于免征车辆和是否可以通过；
凭借计重设备检测车辆重量信息数据；
工控机控制出口IC卡读/写卡器读取IC卡内存储的发出IC卡的通行站点信息、当前时间和车辆车牌信息；
Oe3.如果车辆不属于免征车辆且可以通过，根据分步骤Oe2获取的信息生成费额信息，并且用扬声器播放包括费额信息的语音信息，以及用出口字符叠加器显示包括费额信息的文字信息；
Oe4.当车辆驾驶人完成缴费后，操作工控机控制打印机打印费额票据，工控机控制扬声器输出完成缴费的语音信息，工控机控制出口字符叠加器显示完成缴费的文字信息；
Oe5.进行步骤Of。
本发明解决所述技术问题还可以通过采用以下技术方案来实现：
设计、制造一种适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道系统，包括人工收费车道系统和电子收费车道系统。所述人工收费车道系统包括工控机，以及电连接该工控机的车道栏杆控制器。所述电子收费车道系统包括路侧设备。该路侧设备包括车检器、近距离微波天线和天线控制器。所述车检器用于检测车辆是否驶入车道。所述近距离微波天线用于与所述车载单元建立通信连接。所述天线控制器用于控制近距离微波天线的发射角度，进而控制近距离微波天线与车载单元的通信范围。所述人工/电子混合低速通行车道收费系统使得，当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，凭借路侧设备提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元的车辆通过通行站点时，由人工操作完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
一种实现上述系统的方案是互为独立系统方案，电子收费车道系统还包括不停车工控机。路侧设备电连接不停车工控机控制，该不停车工控机还电连接人工收费车道系统的车道栏杆控制器，从而实现，当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，由不停车工控机凭借路侧设备提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元的车辆通过通行站点时，由人工操作工控机完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
另一种实现上述方法的方案是软硬件复用方案，所述路侧设备电连接人工收费车道系统的工控机，从而实现，当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，由所述工控机凭借路侧设备提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元的车辆通过通行站点时，由人工操作完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
所述软硬件复用方案可以具体为，所述通行站点包括入口车道和出口车道。所述近距离微波天线包括设置在入口车道的道侧、电连接工控机的入口近距离微波天线，以及设置在出口车道的道侧、电连接工控机的出口近距离微波天线。所述天线控制器包括电连接在入口近距离微波天线和工控机之间的入口天线控制器，以及电连接在出口近距离微波天线和工控机之间的出口天线控制器。所述车检器包括设置在入口车道上的入口车检器，以及设置在出口车道上的出口车检器。所述车道栏杆控制器包括设置在入口车道的入口车道栏杆控制器，以及设置在出口车道的出口车道栏杆控制器。
更具体地，所述人工收费车道系统还包括设置在入口车道道侧的、电连接工控机的入口摄像机，设置在出口车道道侧的、电连接工控机的出口摄像机，设置在入口车道道侧的、电连接工控机的自动发卡机，设置在入口车道道侧的、电连接工控机、用于显示文字信息的入口字符叠加器，设置在出口车道道侧的、电连接工控机、用于显示文字信息的出口字符叠加器，以及电连接工控机的入口IC卡读/写卡器、出口IC卡读/写卡器、计重设备、扬声器和打印机。
同现有技术相比较，本发明“人工/电子混合收费低速通行车道系统及其构建方法”的技术效果在于：
本发明构建的人工/电子混合收费低速通行车道系统在人工收费MTC系统基础上通过增设有限的设备实现构建MTC/ETC混合通行车道，减少了建设成本，便于在小型通行站点完成；本发明实现MTC系统与ETC系统在同一车道上的混合使用，不需要单独构建ECT专用车道，既提高车道通行效率，又节省车道资源，适用双向四车道以下的通行站点，为实现全国交通网普及ETC系统作出贡献。
附图说明
图1是本发明“人工/电子混合收费低速通行车道系统及其构建方法”的互为独立系统方案的硬件原理示意图；
图2是本发明的软硬件复用方案的硬件原理示意图；
图3是本发明第二实施例的硬件原理示意图；
图4是本发明第二实施例的通行站点布局示意图；
图5是本发明第一实施例的入口流程示意图；
图6是所述第一实施例的出口流程示意图；
图7是本发明第二实施例的入口流程示意图；
图8是所述第二实施例的出口流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示各实施例作进一步详述。
本发明提出一种适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道系统。所述双向四车道以下包括双向三车道，双向两车道，甚至双向单车道。如图1和图2所示，所述人工/电子混合收费低速通行车道系统包括人工收费车道系统1和电子收费车道系统2。所述人工收费车道系统1包括工控机11，以及电连接该工控机的车道栏杆控制器12。所述电子收费车道系统包括路侧设备RSU22。该路侧设备RSU22包括车检器221、近距离微波天线222和天线控制器223。所述车检器221用于检测车辆是否驶入车道，通常车检器采用地感线圈。所述近距离微波天线222用于与所述车载单元OBU建立通信连接。所述天线控制器223用于控制近距离微波天线的发射角度，进而控制近距离微波天线与车载单元的通信范围。所述人工/电子混合低速通行车道收费系统使得，当装载有车载单元OBU的车辆通过通行站点时，凭借路侧设备RSU22提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元OBU的车辆通过通行站点时，由人工操作完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
基于上述方案本发明还提出一种适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道的构建方法，基于包括工控机11和车道栏杆控制器12的人工收费车道系统1。所述方法设置与人工收费车道系统1同时运行的电子收费车道系统2。该电子收费车道系统2设置包括车检器221、近距离微波天线222和天线控制器223的路侧设备RSU22，使得，当装载有车载单元OBU的车辆通过通行站点时，凭借路侧设备RSU22提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元OBU的车辆通过通行站点时，由人工操作工控机11完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
人工/电子混合收费低速通行车道系统可以采用如图1所示的互为独立系统方案，电子收费车道系统2还包括不停车工控机21。路侧设备RSU22电连接不停车工控机控制21，该不停车工控机21还电连接人工收费车道系统的车道栏杆控制器12，从而实现，当装载有车载单元OBU的车辆通过通行站点时，由不停车工控机21凭借路侧设备RSU22提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元OBU的车辆通过通行站点时，由人工操作工控机完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。所述互为独立系统方案，通过单独运行的不停车工控机建立与人工收费车道系统1并行的电子收费车道系统2，电子收费车道系统2还复用人工收费车道系统1的车道栏杆控制器12，以减少建设成本，防止MTC系统与ETC系统互相影响。
因此所述适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道的构建方法具体采用方法是，电子收费车道系统2设置路侧设备RSU22和不停车工控机21，使路侧设备RSU22仅受不停车工控机21控制，该不停车工控机21还电连接人工收费车道系统1的车道栏杆控制器12，从而实现，当装载有车载单元OBU的车辆通过通行站点时，由不停车工控机21凭借路侧设备RSU22提供数据控制完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元OBU的车辆通过通行站点时，由人工操作工控机11完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
人工/电子混合收费低速通行车道系统还可以采用如图2所示的软硬件复用方案，所述路侧设备RSU22电连接人工收费车道系统1的工控机11，从而实现，当装载有车载单元OBU的车辆通过通行站点时，由所述工控机11凭借路侧设备RSU22提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元OBU的车辆通过通行站点时，由人工操作完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。所述软硬件复用方案由工控机11同时完成ETC系统控制和MTC系统控制，最大限度的减少硬件投入成本，通过软件实现ETC系统与MTC系统的混合控制，利于提高系统运行效率。
因而所述适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道的构建方法具体采用方法是，电子收费车道系统2仅设置路侧设备RSU22，该路侧设备RSU22电连接人工收费车道系统1的工控机11，从而实现，当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，由所述工控机11凭借路侧设备RSU22提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元OBU的车辆通过通行站点时，由人工操作工控机11完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
本发明第一实施例，如图3和图4所示，所述通行站点包括入口车道31和出口车道32。所述近距离微波天线222包括设置在入口车道31的道侧、电连接工控机11的入口近距离微波天线2221，以及设置在出口车道32的道侧、电连接工控机11的出口近距离微波天线2222。所述天线控制器223包括电连接在入口近距离微波天线2221和工控机11之间的入口天线控制器2231，以及电连接在出口近距离微波天线2222和工控机11之间的出口天线控制器2232。所述车检器221包括设置在入口车道31上的入口车检器2211，以及设置在出口车道32上的出口车检器2212。所述车道栏杆控制器12包括设置在入口车道31的入口车道栏杆控制器121，以及设置在出口车道32的出口车道栏杆控制器122。在入口车道31和出口车道32之间设置有工作间33，所述各种未安装在车道道侧的设备都可以安装在该工作间33内。工作间33还为通行站点的工作人员提供必要的工作空间。
本发明第一、第二实施例都是以图4所示通行站点为例进行说明，如图4所示，通行站点采用双向两车道，即一入口车道31和一出口车道32。
基于第一实施例的硬件环境，即所述车道栏杆控制器12包括设置在入口车道31的入口车道栏杆控制器121，以及设置在出口车道32的出口车道栏杆控制器122。所述车检器221包括设置在入口车道31的入口车检器2211，以及设置在出口车道32的出口车检器2212。所述人工/电子混合收费低速通行车道的构建方法基于软硬件复用方案进一步包括如下步骤，
I.如图3和图4所示，在通行站点的入口车道31的道侧设置电连接工控机11的入口近距离微波天线2221，以及电连接在入口近距离微波天线2221和工控机11之间的入口天线控制器2231；在入口车道上31设置电连接工控机11的入口车检器221；使得当有车辆驶入入口车道时执行如下步骤，
Ia.如图5所示流程501，入口流程启动；
Ib.如图5所示流程502，工控机11借助入口车检器2211判断是否有车辆驶入入口车道31，如果判断有车辆驶入31，进行步骤Ic，即图5所示503；如果判断没有车辆驶入，返回步骤Ia，即图5所示501；
Ic.如图5所示流程503至504，工控机11控制开启入口近距离微波天线2221，尝试与车辆上的车载单元OBU建立无线通信并读取车载单元OBU信息；所述车载单元OBU包括记录车辆信息的主机，以及可插拔安装在主机内的、记录用户账户信息等的用户卡；如果读取到车载单元OBU信息，进行步骤Id，即图5所示流程505；如果不能读取到车载单元OBU信息，进行步骤Ie，即图5所示流程506；
Id.如图5所示流程505，工控机11根据从车载单元OBU读取信息进行入口数据交互，该入口数据交互过程主要是信息确认，以及记录通行站点信息和当前时间信息，以使系统记录车辆入口通行站点信息；如果完成入口数据交互，进行步骤If，即图5所示流程507；如果不能完成入口数据交互，说明通信出现问题或者信息确认出现问题，需要转入人工处理，从而进行步骤Ie，即图5所示流程506；
Ie.如图5所示流程506，工控机11控制进行发卡流程，进入该流程说明车辆没有装载OBU，或者虽然车辆装载OBU，但是没能完成数据交互，不能实现不停车通行，只能进行人工发卡流程；
If.如图5所示流程507，无论是否装载OBU的车辆都由此步骤进入通行过程，工控机11控制关闭入口近距离微波天线2221；
Ig.如图5所示流程508，工控机11控制入口车道栏杆控制器121抬起栏杆；
Ih.如图5所示流程509，工控机11借助入口车检器2211判断车辆是否驶离通行站点入口车道31；
Ii.如果判断车辆已经驶离通信站点入口车道，进行步骤Ij，即图5所示流程510；如果判断车辆未驶离通信站点入口车道31，返回步骤Ih；
Ij.如图5所示流程510，工控机11控制入口车道栏杆控制器121落下栏杆；
Ik.返回步骤Ia，即图5所示流程501；
O.在通行站点的出口车道32的道侧设置电连接工控机11的出口近距离微波天线2222，以及电连接在出口近距离微波天线2222和工控机11之间的出口天线控制器2232；在出口车道32上设置电连接工控机11的出口车检器2212；使得当有车辆驶入出口车道32时执行如下步骤，
Oa.如图6所示流程601，出口流程启动；
Ob.如图6所示流程602，工控机11通过出口车检器2212判断是否有车辆驶入出口车道32，如果判断有车辆驶入，进行步骤Oc，即图6所示流程603；如果判断没有车辆驶入，返回步骤Oa，即图6所示流程601；
Oc.如图6所示流程603至604，工控机11控制开启出口近距离微波天线2222，尝试与车辆上的车载单元OBU建立无线通信并读取车载单元OBU信息，如果读取到车载单元OBU信息，进行步骤Od，即图6所示流程605；如果不能读取到车载单元OBU信息，进行步骤Oe，即图6所示流程606；
Od.如图6所示流程605，工控机11根据从车载单元OBU读取信息进行出口数据交互，该出口数据交互过程主要是核对入口通行站点信息，计算并生成费额，并完成扣费；如果完成出口数据交互，进行步骤Of，即图6所示流程607；如果不能完成出口数据交互，说明通信出现问题或者扣费出现问题，需要转入人工缴费，进行步骤Oe，即图6所示606；
Oe.如图6所示流程606，工控机11控制进行人工收费流程；
Of.如图6所示流程607，工控机11控制关闭出口近距离微波天线2222；
Og.如图6所示流程608，工控机11控制出口车道栏杆控制器122抬起栏杆；
Oh.如图6所示流程609，工控机借助出口车检器2212判断车辆是否驶离通行站点出口车道32；
Oi.如果判断车辆已经驶离通信站点出口车道32，进行步骤Oj；如果判断车辆未驶离通信站点出口车道32，返回步骤Oh
Oj.如图6所示流程610，工控机11控制出口车道栏杆控制器122落下栏杆；
Ok.返回步骤Oa，即图6所示流程601。
显然，当装载有OBU的车辆驶入车道，并且近距离微波天线222与OBU通信正常，车道栏杆控制器12就抬杆放行，实现不停车通过通行站点；当没有装载OBU的车辆驶入车道，就按照人工收费MTC流程进行发卡或者收费，从而实现在一个车道上实现MTC系统和ETC系统的混合使用。
本发明第二实施例在第一实施例基础上增设辅助设备以使车辆通行更佳顺畅。如图3和图4所示，在第一实施例基础上，所述人工收费车道系统1还包括设置在入口车道31道侧的、电连接工控机11的入口摄像机131，设置在出口车道32道侧的、电连接工控机11的出口摄像机132，设置在入口车道31道侧的、电连接工控机11的自动发卡机14，设置在入口车道31道侧的、电连接工控机11、用于显示文字信息的入口字符叠加器151，设置在出口车道32道侧的、电连接工控机11、用于显示文字信息的出口字符叠加器152，以及电连接工控机11的入口IC卡读/写卡器161、出口IC卡读/写卡器162、计重设备17、扬声器18和打印机19。
基于第二实施例的硬件环境，即所述人工收费车道系统1还包括设置在入口车道31道侧的、电连接工控机11的入口摄像机131，设置在出口车道32道侧的、电连接工控机11的出口摄像机132，设置在入口车道31道侧的、电连接工控机11的自动发卡机14，设置在入口车道31道侧的、电连接工控机11、用于显示文字信息的入口字符叠加器151，设置在出口车道32道侧的、电连接工控机11、用于显示文字信息的出口字符叠加器152，以及电连接工控机11的入口IC卡读/写卡器161、出口IC卡读/写卡器162、计重设备17、扬声器18和打印机19；所述人工/电子混合收费低速通行车道的构建方法基于软硬件复用方案更进一步包括如下步骤，
在步骤I中，如图4所示，还借助入口天线控制器2231调整入口近距离微波天线2221的发射角度，使得当入口车检器2211检测到车辆4时，入口近距离微波天线2221的通信范围仅覆盖一辆车所占据范围ZI，通过该设置可以防止跟车通行车道；另外，还可以通过限定车速，文字和语音提示防止跟车通行车道。
在入口流程中，第二实施例在第一实施例基础上进一步细化了流程503，所述分步骤Ic，即图5所示流程503包括如下分步骤，
Ic1.如图7所示流程5032和流程5031，工控机11控制入口摄像机131拍摄车辆车牌信息，并且开启入口近距离微波天线2221，尝试与车辆上的车载单元OBU建立无线通信并读取车载单元信息，如果读取到车载单元OBU信息，进行步骤Id，即图7所示流程505；如果不能读取到车载单元OBU信息，进行步骤Ie；
第二实施例在第一实施例基础上进一步细化了流程506，所述分步骤Ie，即图5所示流程506包括如下分步骤，
Ie1.如图7所示流程5061，初始化入口IC卡读/写卡器161和入口字符叠加器151；
Ie2.如图7所示流程5062，根据入口摄像机131拍摄的车辆车牌信息查询车辆是否可以通过，并等待自动发卡机14取卡键是否被按压；当确认车辆可以通过，并且取卡键被按压后，进行分步骤Ie3，即图7所示流程5063；
Ie3.如图7所示流程5063，入口IC卡读/写卡器161将通行站点信息、车道信息、当前时间和车辆车牌信息写入IC卡，自动发卡机14将写好数据的IC卡从取卡口滑出；
Ie4.如图7所示流程5064，工控机11根据自动发卡机14反馈信息判断IC卡是否已经取出，当判断IC卡已经取出，进行步骤Ie5，即图7所示流程5065；
Ie5.如图7所示流程5065，工控机借助入口字符叠加器输出文字信息；
Ie6.进行步骤If，即图7所示流程507；
此后第二实施例的流程与第一实施例的流程一致。
另外，在步骤O中，如图4所示，借助出口天线控制器2232调整出口近距离微波天线2222的发射角度，使得当出口车检器2212检测到车辆4时，出口近距离微波天线2222的通信范围仅覆盖一辆车所占据范围ZO，通过该设置可以防止跟车通行车道；另外，还可以通过限定车速，文字和语音提示防止跟车通行车道。
在出口流程中，第二实施例在第一实施例基础上进一步细化了流程603，所述分步骤Oc，即如图6所示603包括如下分步骤，
Oc1.如图8所示流程6032和流程6031，工控机11控制出口摄像机132拍摄车辆车牌信息，并且开启出口近距离微波天线2222，尝试与车辆上的车载单元OBU建立无线通信并读取车载单元OBU信息，如果读取到车载单元OBU信息，进行步骤Od；如果不能读取到车载单元OBU信息，进行步骤Oe；
第二实施例在第一实施例基础上进一步细化了流程606，所述分步骤Oe，即如图6所示606包括如下分步骤，
Oe1.如图8所示流程6061，人工输入车型信息；初始化费用计算流程；初始化出口IC卡读/写卡器162、计重设备17和出口字符叠加器152；
Oe2.如图8所示流程6062，根据出口摄像机132拍摄的车辆车牌信息查询车辆是否属于免征车辆和是否可以通过；
凭借计重设备17检测车辆重量信息数据；
工控机控制出口IC卡读/写卡器162读取IC卡内存储的发出IC卡的通行站点信息、当前时间和车辆车牌信息；
Oe3.如图8所示流程6063，如果车辆不属于免征车辆且可以通过，如图8所示流程6064，根据分步骤Oe2获取的信息生成费额信息，并且用扬声器18播放包括费额信息的语音信息，以及用出口字符叠加器152显示包括费额信息的文字信息；
Oe4.如图8所示流程6065，当车辆驾驶人完成缴费后，操作工控机11控制打印机19打印费额票据，工控机11控制扬声器18输出完成缴费的语音信息，工控机11控制出口字符叠加器152显示完成缴费的文字信息；所述完成缴费的语音信息还可以包括敬送车主、提示安全信息、限速提醒等语义的语音信息；所述完成缴费的文字信息也可以包括敬送车主、提示安全信息、限速提醒等语义的文字信息；
Oe5.进行步骤Of，即图8所示流程607；
此后第二实施例的流程与第一实施例的流程一致。
由于在一条车道上采用MTC和ETC混合系统，容易出现没有装载OBU的车辆跟着装载OBU的车辆通行的现象，上述方法通过天线控制器223调整近距离微波天线222的发射角度，防止出现跟车通过车道的现象发生。上述方法通过语音信息和文字信息使得驾驶人能够更快速准确的获取信息，利于提高通行效率。
Claims (10)
1.一种适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道的构建方法，基于包括工控机和车道栏杆控制器的人工收费车道系统；其特征在于所述方法包括如下步骤：
设置与人工收费车道系统同时运行的电子收费车道系统；该电子收费车道系统设置包括车检器、近距离微波天线和天线控制器的路侧设备，使得，
当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，凭借路侧设备提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元的车辆通过通行站点时，由人工操作工控机完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；
所述车检器用于侦测车辆是否驶入车道；所述近距离微波天线用于与所述车载单元建立通信连接；所述天线控制器用于控制近距离微波天线的发射角度，进而控制近距离微波天线与车载单元的通信范围。
2.根据权利要求1所述的适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道的构建方法，其特征在于：
电子收费车道系统设置路侧设备和不停车工控机，使路侧设备仅受不停车工控机控制，该不停车工控机还电连接人工收费车道系统的车道栏杆控制器，从而实现，
当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，由不停车工控机凭借路侧设备提供数据控制完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元的车辆通过通行站点时，由人工操作工控机完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
3.根据权利要求1所述的适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道的构建方法，其特征在于：
电子收费车道系统仅设置路侧设备，该路侧设备电连接人工收费车道系统的工控机，从而实现，
当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，由所述工控机凭借路侧设备提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元的车辆通过通行站点时，由人工操作工控机完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
4.根据权利要求3所述的适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道的构建方法，其特征在于：
所述车道栏杆控制器包括设置在入口车道的入口车道栏杆控制器，以及设置在出口车道的出口车道栏杆控制器；所述车检器包括设置在入口车道的入口车检器，以及设置在出口车道的出口车检器；所述方法进一步包括如下步骤，
I.在通行站点的入口车道的道侧设置电连接工控机的入口近距离微波天线，以及电连接在入口近距离微波天线和工控机之间的入口天线控制器；在入口车道上设置电连接工控机的入口车检器；使得当有车辆驶入入口车道时执行如下步骤，
Ia.入口流程启动；
Ib.工控机借助入口车检器判断是否有车辆驶入入口车道，如果判断有车辆驶入，进行步骤Ic；如果判断没有车辆驶入，返回步骤Ia；
Ic.工控机控制开启入口近距离微波天线，尝试与车辆上的车载单元建立无线通信并读取车载单元信息，如果读取到车载单元信息，进行步骤Id；如果不能读取到车载单元信息，进行步骤Ie；
Id.工控机根据从车载单元读取信息进行入口数据交互；如果完成入口数据交互，进行步骤If；如果不能完成入口数据交互，进行步骤Ie；
Ie.工控机控制进行发卡流程；
If.工控机控制关闭入口近距离微波天线；
Ig.工控机控制入口车道栏杆控制器抬起栏杆；
Ih.工控机借助入口车检器判断车辆是否驶离通行站点入口车道；
Ii.如果判断车辆已经驶离通信站点入口车道，进行步骤Ij；如果判断车辆未驶离通信站点入口车道，返回步骤Ih；
Ij.工控机控制入口车道栏杆控制器落下栏杆；
Ik.返回步骤Ia；
O.在通行站点的出口车道的道侧设置电连接工控机的出口近距离微波天线，以及电连接在出口近距离微波天线和工控机之间的出口天线控制器；在出口车道上设置电连接工控机的出口车检器；使得当有车辆驶入出口车道时执行如下步骤，
Oa.出口流程启动；
Ob.工控机通过出口车检器判断是否有车辆驶入出口车道，如果判断有车辆驶入，进行步骤Oc；如果判断没有车辆驶入，返回步骤Oa；
Oc.工控机控制开启出口近距离微波天线，尝试与车辆上的车载单元建立无线通信并读取车载单元信息，如果读取到车载单元信息，进行步骤Od；如果不能读取到车载单元信息，进行步骤Oe；
Od.工控机根据从车载单元读取信息进行出口数据交互；如果完成出口数据交互，进行步骤Of；如果不能完成出口数据交互，进行步骤Oe；
Oe.工控机控制进行人工收费流程；
Of.工控机控制关闭出口近距离微波天线；
Og.工控机控制出口车道栏杆控制器抬起栏杆；
Oh.工控机借助出口车检器判断车辆是否驶离通行站点出口车道；
Oi.如果判断车辆已经驶离通信站点出口车道，进行步骤Oj；如果判断车辆未驶离通信站点出口车道，返回步骤Oh
Oj.工控机控制出口车道栏杆控制器落下栏杆；
Ok.返回步骤Oa。
5.根据权利要求4所述的适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道的构建方法，其特征在于：
所述人工收费车道系统还包括设置在入口车道道侧的、电连接工控机的入口摄像机，设置在出口车道道侧的、电连接工控机的出口摄像机，设置在入口车道道侧的、电连接工控机的自动发卡机，设置在入口车道道侧的、电连接工控机、用于显示文字信息的入口字符叠加器，设置在出口车道道侧的、电连接工控机、用于显示文字信息的出口字符叠加器，以及电连接工控机的入口IC卡读/写卡器、出口IC卡读/写卡器、计重设备、扬声器和打印机；
在步骤I中，还借助入口天线控制器调整入口近距离微波天线的发射角度，使得当入口车检器检测到车辆时，入口近距离微波天线的通信范围仅覆盖一辆车所占据范围；
所述分步骤Ic包括如下分步骤，Ic1.工控机控制入口摄像机拍摄车辆车牌信息，并且开启入口近距离微波天线，尝试与车辆上的车载单元建立无线通信并读取车载单元信息，如果读取到车载单元信息，进行步骤Id；如果不能读取到车载单元信息，进行步骤Ie；
所述分步骤Ie包括如下分步骤，
Ie1.初始化入口IC卡读/写卡器和入口字符叠加器；
Ie2.根据入口摄像机拍摄的车辆车牌信息查询车辆是否可以通过，并等待自动发卡机取卡键是否被按压；当确认车辆可以通过，并且取卡键被按压后，进行分步骤Ie3；
Ie3.入口IC卡读/写卡器将通行站点信息、车道信息、当前时间和车辆车牌信息写入IC卡，自动发卡机将写好数据的IC卡从取卡口滑出；
Ie4.工控机根据自动发卡机反馈信息判断IC卡是否已经取出，当判断IC卡已经取出，进行步骤Ie5；
Ie5.工控机借助入口字符叠加器输出文字信息；
Ie6.进行步骤If；
另外，在步骤O中，借助出口天线控制器调制出口近距离微波天线的发射角度，使得当出口车检器检测到车辆时，出口近距离微波天线的通信范围仅覆盖一辆车所占据范围；
所述分步骤Oc包括如下分步骤，Oc1.工控机控制出口摄像机拍摄车辆车牌信息，并且开启出口近距离微波天线，尝试与车辆上的车载单元建立无线通信并读取车载单元信息，如果读取到车载单元信息，进行步骤Od；如果不能读取到车载单元信息，进行步骤Oe；
所述分步骤Oe包括如下分步骤，
Oe1.人工输入车型信息；
初始化费用计算流程；
初始化出口IC卡读/写卡器、计重设备和出口字符叠加器；
Oe2.根据出口摄像机拍摄的车辆车牌信息查询车辆是否属于免征车辆和是否可以通过；
凭借计重设备检测车辆重量信息数据；
工控机控制出口IC卡读/写卡器读取IC卡内存储的发出IC卡的通行站点信息、当前时间和车辆车牌信息；
Oe3.如果车辆不属于免征车辆且可以通过，根据分步骤Oe2获取的信息生成费额信息，并且用扬声器播放包括费额信息的语音信息，以及用出口字符叠加器显示包括费额信息的文字信息；
Oe4.当车辆驾驶人完成缴费后，操作工控机控制打印机打印费额票据，工控机控制扬声器输出完成缴费的语音信息，工控机控制出口字符叠加器显示完成缴费的文字信息；
Oe5.进行步骤Of。
6.一种适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道系统，其特征在于：
包括人工收费车道系统和电子收费车道系统；
所述人工收费车道系统包括工控机，以及电连接该工控机的车道栏杆控制器；
所述电子收费车道系统包括路侧设备；该路侧设备包括车检器、近距离微波天线和天线控制器；所述车检器用于检测车辆是否驶入车道；所述近距离微波天线用于与所述车载单元建立通信连接；所述天线控制器用于控制近距离微波天线的发射角度，进而控制近距离微波天线与车载单元的通信范围；
所述人工/电子混合低速通行车道收费系统使得，
当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，凭借路侧设备提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元的车辆通过通行站点时，由人工操作完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
7.根据权利要求6所述的适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道系统，其特征在于：
电子收费车道系统还包括不停车工控机；路侧设备电连接不停车工控机控制，该不停车工控机还电连接人工收费车道系统的车道栏杆控制器，从而实现，
当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，由不停车工控机凭借路侧设备提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元的车辆通过通行站点时，由人工操作工控机完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
8.根据权利要求6所述的适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道系统，其特征在于：
所述路侧设备电连接人工收费车道系统的工控机，从而实现，
当装载有车载单元的车辆通过通行站点时，由所述工控机凭借路侧设备提供数据自动完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程；当没有装载车载单元的车辆通过通行站点时，由人工操作完成发卡/收费、起/落栏杆的通行过程。
9.根据权利要求8所述的适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道系统，其特征在于：
所述通行站点包括入口车道和出口车道；
所述近距离微波天线包括设置在入口车道的道侧、电连接工控机的入口近距离微波天线，以及设置在出口车道的道侧、电连接工控机的出口近距离微波天线；
所述天线控制器包括电连接在入口近距离微波天线和工控机之间的入口天线控制器，以及电连接在出口近距离微波天线和工控机之间的出口天线控制器；
所述车检器包括设置在入口车道上的入口车检器，以及设置在出口车道上的出口车检器；
所述车道栏杆控制器包括设置在入口车道的入口车道栏杆控制器，以及设置在出口车道的出口车道栏杆控制器。
10.根据权利要求9所述的适用于双向四车道以下通行站点的人工/电子混合收费低速通行车道系统，其特征在于：
所述人工收费车道系统还包括设置在入口车道道侧的、电连接工控机的入口摄像机，设置在出口车道道侧的、电连接工控机的出口摄像机，设置在入口车道道侧的、电连接工控机的自动发卡机，设置在入口车道道侧的、电连接工控机、用于显示文字信息的入口字符叠加器，设置在出口车道道侧的、电连接工控机、用于显示文字信息的出口字符叠加器，以及电连接工控机的入口IC卡读/写卡器、出口IC卡读/写卡器、计重设备、扬声器和打印机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160720 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |