CN107403555A - 一种高速公路治超系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速公路治超系统及方法，该系统包括动态检测模块、车辆识别模块、控制处理模块和信息显示诱导模块；动态检测模块用于检测行驶中车辆重量和外轮廓尺寸数据；车辆识别模块用于车辆特征照片和视频等；控制处理模块用于识别超限车辆，并发布或上传；信息显示诱导模块用于显示超限车辆信息及诱导处理信息。本发明可实现在不影响正常高速公路交通秩序下，快速检测出超限车辆，具有检测效率高、针对性强的特点，适用于车流量大、车道多、车速快的高速公路上。

Description

一种高速公路治超系统及方法

技术领域

本发明涉及交通运输管理领域，更具体地说，涉及一种高速公路治超系统及方法。

背景技术

近年来，超限运输使得高速公路、桥梁不堪重负，大大降低了道路、桥梁的使用寿命。现有治理超限的方式，主要是在高速公路入口处检测车辆重量和外轮廓尺寸，然后禁行或卸货，但由于各地执法力度不一，仍有大量超限车辆驶入高速公路。根据治超工作实际需求，亟需一种系统及方法能有效识别高速公路上行驶的超限车辆并引导其驶离高速公路。其中，超限车辆指存在超重、超高、超宽、超长的货物运输车辆。

目前高速公路治超系统和方法主要以高速公路入口收费站或高速公路旁超限站为主，这两种方式均为静态识别。例如中国专利申请201510074299.X针对收费站入口车辆检测，用于阻止超载车辆驶入高速公路，但该专利改造工程量大，不适合高速路面；另一中国专利201510552751.9属于静态称重系统，着重关注地磅；另一中国专利第201510250143.2号提出利用摄像机拍摄的帧差范围测重，适合低速检测，但不适合高速行驶车辆识别。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种高速公路治超系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种高速公路治超系统，包括动态检测模块、车辆识别模块、控制处理模块和信息显示诱导模块；所述动态检测模块用于检测行驶中车辆重量和外轮廓尺寸数据；所述车辆识别模块用于获取车辆特征照片和视频；所述控制处理模块用于接收动态检测模块和车辆识别模块的数据，识别超限车辆，并发布或上传；所述信息显示诱导模块用于显示超限车辆信息及诱导处理信息。

在上述方案中，所述动态检测模块包括称重传感器和激光扫描器，所述称重传感器用于检测驶入高速超限检测区域的车辆重量，所述激光扫描器用于检测驶入高速超限检测区域的车辆外轮廓尺寸数据。

在上述方案中，所述称重传感器采用三排两列错位埋设方式设置在高速超限检测区域的每个车道内。

在上述方案中，所述车辆识别模块包括车牌识别摄像机、车尾抓拍摄像机、球型摄像机，所述车牌识别摄像机用于对驶入高速超限检测区域的车辆全貌和前车牌进行拍照，所述车尾抓拍摄像机用于对已判定为超限车辆的后车牌拍照，所述球型摄像机用于对已判定为超限车辆的侧门拍照，并录制时长不少于5秒视频，该视频应包含可变情报板文字及下方全车道超限车辆行驶过程。

本发明还提供一种高速公路治超方法，包括以下步骤：

步骤S010，车辆驶入高速超限检测区域，所述动态检测模块实时检测所有车辆称重数据和外轮廓尺寸数据，同时所述车辆识别模块对该车辆全貌和前车牌进行拍照，并提取车牌数据；

步骤S020，对车辆称重和外轮廓尺寸数据进行分析，判断车辆是否超限，如果该车辆为超限车辆，则进入步骤S030；

步骤S030，将超限车辆车牌信息显示在前方高速公路可变信息板上，并引导车辆驶离高速公路或驶入执法站点；

步骤S040，在步骤S030过程中，对超限车辆侧门和后车牌进行拍照，并录制时长不少于5秒视频，与步骤S010所采集信息构成完整证据链。

步骤S050，对超限车辆信息记录，并上传至高速公路治超执法部门。

优选地，在所述步骤S010中，高速超限检测区域为称重传感器铺设区域，车辆以车速5～200km/h通过该区域。

优选地，在所述步骤S010生成通过车辆信息，该信息包括车辆各轴轴重、总重、车速、途经时间、车辆长度、宽度、高度、车牌号码、车牌颜色、车身颜色、车标、通行方向信息。

优选地，在所述步骤S020中，车辆车型与超限规定中车型比较，获得该车型的总质量限值、长宽高限值，再将车辆总重、车辆长度、宽度和高度与限值一一比对，若有任一一项或以上超出限值范围，则认定该车辆为超限车辆。

优选地，在所述步骤S040中，控制处理模块启动车尾抓拍摄像机对超限车辆后车牌拍照，启动球型摄像机对超限车辆的侧门拍照，并录制时长不少于5秒视频，该视频应包含LED可变情报板、路面上超限车辆行驶过程；控制处理模块将后车牌图片、侧门图片、视频与所述步骤S010中的通过车辆信息记录融合，生成一条超限车辆信息记录，并上传至高速公路治超执法部门。

实施本发明一种高速公路治超系统及方法，具有以下有益效果：

本发明适用于车流量大、车道多、车速快的高速公路上，可实现在不影响正常高速公路交通秩序下，快速检测出超限车辆，具有检测效率高、针对性强的特点，同时减轻了高速公路超限检测站的车流压力，还能减少因为执法检测而导致拥堵的可能。此外，由于本发明实施例的高速公路治超系统施工量小、施工周期短，对现有高速公路破坏小，因此是一种安全、高效的高速公路治超系统及方法。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例的高速公路治超系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的高速公路治超系统的现场示意图；

图3为本发明实施例的高速公路治超系统的称重传感器埋设方式；

图4为本发明实施例的高速公路治超方法的流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

请参阅图1，为本发明实施例的高速公路治超系统的结构示意图。本发明实施例的高速公路治超系统包括动态检测模块10、车辆识别模块20、控制处理模块30和信息显示诱导模块40。其中，动态检测模块10用于检测驶入高速超限检测区域的车辆重量和外轮廓尺寸数据；车辆识别模块20用于采集经过车辆信息，例如车辆特征照片、车牌号码、车牌颜色、车身颜色、车标、通行方向等；控制处理模块30用于接收动态检测模块和车辆识别模块的数据，完成数据处理，识别超限车辆，将有关数据传输至信息显示诱导模块40或通过网络上传至高速公路治超执法部门；信息显示诱导模块40用于显示超限车辆信息及诱导处理信息。

在本实施方式中，请一并参阅图2，图2是本发明实施例的高速公路治超系统的现场示意图。具体地，

动态检测模块10包括称重传感器101和激光扫描器102。称重传感器101用于检测驶入高速超限检测区域的车辆重量。激光扫描器102用于检测驶入高速超限检测区域的车辆外轮廓尺寸数据，包括车身长度、车辆高度、车辆宽度。

在图2中，称重传感器101选择外形尺寸小的传感器，且在安装过程中，需对高速路面破坏小，只需切割槽，并且不会在路面有突出物，不会带来安全隐患。称重传感器101在埋设方案中，采用三排两列错位埋设方式，具体如图3所示，是本发明实施例的高速公路治超系统的称重传感器埋设方式。图3共三车道，每个车道的称重传感器共三排两列(箭头所指行车道方向)，同一列传感器间距1.8米，同一排传感器间距0.9米。该埋设方式可提供多级容错，确保称重的精确性和可靠性。激光扫描器102安装在图2所示的龙门架205上，面向车辆驶来方向布置，每个车道上方中间位置各布置一个。

车辆识别模块20包括车牌识别摄像机201、车尾抓拍摄像机202、球型摄像机203、补光灯204和龙门架205。车牌识别摄像机201用于对驶入高速超限检测区域的车辆全貌和前车牌进行拍照。车尾抓拍摄像机202用于对已判定为超限车辆的后车牌拍照。球型摄像机203用于对已判定为超限车辆的侧门拍照，并录制时长不少于5秒视频，该视频应包含可变情报板文字及下方全车道超限车辆行驶过程。补光灯204用于在光线不足时，对环境光补光，保证车辆识别模块20正常工作，其照明强度可根据需要调整。龙门架205布置在车辆前行方向，距离称重传感器25米处，用于放置激光扫描器102、车牌识别摄像机201、车尾抓拍摄像机202、球型摄像机203和补光灯204。

控制处理模块30包括主控制器301、称重控制器302、显示控制器303。主控制器301用于接收称重控制器302和车牌识别摄像机201的数据，识别超限车辆，如为超限车辆，启动车尾抓拍摄像机202和球型摄像机203，并将超限车辆提示信息传输至LED可变情报板401或通过网络上传至高速公路治超执法部门。称重控制器302用于接收称重传感器101和激光扫描器102的原始数据，并分析与计算，获得车辆称重和外轮廓尺寸数据。显示控制器303用于控制LED可变情报板401的显示内容。

信息显示诱导模块40包括LED可变情报板401和龙门架402。LED可变情报板401用于可视化提示超限车辆信息，并正确诱导超限车辆下一步操作，如引导车辆驶离高速公路或驶入执法站点。龙门架402布置在车辆前行方向，用于放置LED可变情报板401，距离龙门架205的位置100～400米处。以车辆行驶速度70km/h为例，5秒视频所对应的车行距离为97米，当车辆速度越快，所需要的龙门架之间距离越长。

请参阅图4，是本发明实施例的高速公路治超方法的流程图。本发明实施例的高速公路治超方法包括以下步骤：

步骤S010，车辆驶入高速公路超限检测区域，动态检测模块10和车辆识别模块20开始工作。

在步骤S010中，车辆以车速5～200km/h驶入高速超限检测区域，即称重传感器101铺设区域，称重传感器101开始工作，同时激光扫描器102和车牌识别摄像机201开始工作。

步骤S020，通过动态检测模块10采集车辆车辆称重数据(包括车辆各轴轴重、总重、车速、途经时间等信息)和外轮廓尺寸数据(包括长度、宽度和高度)，实时传输至控制处理模块30。

在步骤S020中，称重传感器101采集的数据包括每一条车道上六个称重传感器能取得同一左右车轮下3组不同的轴重量、车轮压过称重传感器的瞬间速度，以及车轮压过称重传感器的时间点。激光扫描器102对车辆扫描，获取车身离地面的高度和左右两边缘的坐标，以及经过激光扫描区域时间。

称重控制器302接收称重传感器101的车轮轴重量、瞬间速度以及途经时间点。为确保称重精确性，埋设方式采用三级容错，每个车轮的捕捉机会有3次，去掉异常值后再取平均值为单轴重。再根据轴重数量判断车型，并计算出车辆总重。根据各车轮瞬间速度、途经时间点，并结合车型，计算出车辆行驶速度。称重控制器302还同时接收激光扫描器102的车身离地高度、左右两边缘坐标和车辆经过时间，结合车辆行驶速度，可计算得出车辆外轮廓尺寸(包括长度、宽度和高度)。称重控制器302将处理后的车辆检测数据包，含车辆各轴轴重、总重、车速、途经时间、车辆长度、宽度、高度，发送至主控制器301。

步骤S030，通过车辆识别模块抓拍车辆图片，识别提取车牌数据，实时传输至控制处理模块30。

在步骤S030中，车牌识别摄像机201对车辆采集一张高清图片，图片能清晰反映路况信息、车辆特征信息。车牌识别摄像机201将采集的车辆高清图片实时传输给主控制器301，主控制器完成图像信息识别，获得车牌号码、车牌颜色、车身颜色、车标、通行方向等信息，并插入主控制器内的地点、路段信息、超限规定等道路信息，形成车辆图片数据包。

步骤S040，通过控制处理模块30处理、分析，生成一条通过车辆信息记录，获取车辆总重、长宽高，并判断是否超限。

在步骤S40中，主控制器301融合步骤S020产生的车辆检测数据包和步骤S030产生的车辆图片数据包，生成一条通过车辆信息记录，包含车辆各轴轴重、总重、车速、途经时间、车辆长度、宽度、高度、车牌号码、车牌颜色、车身颜色、车标、通行方向、地点、路段信息。

超限分析判断过程中，首先车辆车型与超限规定中车型比较，获得该车型的总质量限值、长宽高限值。再将车辆总重、车辆长度、宽度和高度与限值一一比对，如有任一一项或以上超出限值范围，则认定该车辆为超限车辆。

步骤S050，如果超限，以可变情报板的可视化方式告知超限车辆司机，提示超限车辆驶离高速公路或驶入执法站点。

在步骤S050中，主控制器301将超限车辆信息，包括车牌号码、超限内容、引导信息，传输至显示控制器303，并显示在LED可变情报板401上。引导信息包括但不限于引导车辆驶离高速公路或驶入执法站点。

步骤S060，通过车辆识别模块录制可变情报板及下方超限车辆行驶视频，传输至控制处理模块，与该车辆已有信息记录，一起上传至高速公路治超执法部门。

在步骤S060中，主控制器301启动车尾抓拍摄像机202对超限车辆后车牌拍照，启动球型摄像机203开对已超限车辆的侧门拍照，并录制时长不少于5秒视频，该视频应包含LED可变情报板401、步骤S050中超限车辆信息及龙门架205与龙门架402之间路面上超限车辆行驶过程。主控制器301将后车牌图片、侧门图片、视频与步骤S40的通过车辆信息记录融合，生成一条超限车辆信息记录，并上传至高速公路治超执法部门。

本发明实施例的高速公路治超系统及方法通过动态检测模块实现车速5～200km/h、不停车状态下快速检测车辆重量、长宽高，并实时将超限车辆信息传送至高速公路治超执法部门。本发明具有检测效率高、针对性强的特点，同时减轻了高速公路超限检测站的车流压力，还能减少因为执法检测而导致拥堵的可能。此外，由于本发明实施例的高速公路治超系统施工量小、施工周期短，对现有高速公路破坏小，因此是一种安全、高效的高速公路治超系统及方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种高速公路治超系统，其特征在于，包括动态检测模块、车辆识别模块、控制处理模块和信息显示诱导模块；所述动态检测模块用于检测行驶中车辆重量和外轮廓尺寸数据；所述车辆识别模块用于获取车辆特征照片和视频；所述控制处理模块用于接收动态检测模块和车辆识别模块的数据，识别超限车辆，并发布或上传；所述信息显示诱导模块用于显示超限车辆信息及诱导处理信息。

2.根据权利要求1所述的高速公路治超系统，其特征在于，所述动态检测模块包括称重传感器和激光扫描器，所述称重传感器用于检测驶入高速超限检测区域的车辆重量，所述激光扫描器用于检测驶入高速超限检测区域的车辆外轮廓尺寸数据。

3.根据权利要求2所述的高速公路治超系统，其特征在于，所述称重传感器采用三排两列错位埋设方式设置在高速超限检测区域的每个车道内。

4.根据权利要求1所述的高速公路治超系统，其特征在于，所述车辆识别模块包括车牌识别摄像机、车尾抓拍摄像机、球型摄像机，所述车牌识别摄像机用于对驶入高速超限检测区域的车辆全貌和前车牌进行拍照，所述车尾抓拍摄像机用于对已判定为超限车辆的后车牌拍照，所述球型摄像机用于对已判定为超限车辆的侧门拍照，并录制时长不少于5秒视频，该视频应包含可变情报板文字及下方全车道超限车辆行驶过程。

5.一种高速公路治超方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S010，车辆驶入高速超限检测区域，所述动态检测模块实时检测所有车辆称重数据和外轮廓尺寸数据，同时所述车辆识别模块对该车辆全貌和前车牌进行拍照，并提取车牌数据；

步骤S020，对车辆称重和外轮廓尺寸数据进行分析，判断车辆是否超限，如果该车辆为超限车辆，则进入步骤S030；

步骤S030，将超限车辆车牌信息显示在前方高速公路可变信息板上，并引导车辆驶离高速公路或驶入执法站点；

步骤S040，在步骤S030过程中，对超限车辆侧门和后车牌进行拍照，并录制时长不少于5秒视频，与步骤S010所采集信息构成完整证据链。

步骤S050，对超限车辆信息记录，并上传至高速公路治超执法部门。

6.根据权利要求5所述的一种高速公路治超方法，其特征在于，所述步骤S010中高速超限检测区域为称重传感器铺设区域，车辆以车速5～200km/h通过该区域。

7.根据权利要求6所述的一种高速公路治超方法，其特征在于，所述步骤S010生成通过车辆信息，该信息包括车辆各轴轴重、总重、车速、途经时间、车辆长度、宽度、高度、车牌号码、车牌颜色、车身颜色、车标、通行方向信息。

8.根据权利要求5所述的一种高速公路治超方法，其特征在于，所述步骤S020中，车辆车型与超限规定中车型比较，获得该车型的总质量限值、长宽高限值，再将车辆总重、车辆长度、宽度和高度与限值一一比对，若有任一一项或以上超出限值范围，则认定该车辆为超限车辆。

9.根据权利要求5所述的一种高速公路治超方法，其特征在于，所述步骤S040中，控制处理模块启动车尾抓拍摄像机对超限车辆后车牌拍照，启动球型摄像机对超限车辆的侧门拍照，并录制时长不少于5秒视频，该视频应包含LED可变情报板、路面上超限车辆行驶过程；控制处理模块将后车牌图片、侧门图片、视频与所述步骤S010中的通过车辆信息记录融合，生成一条超限车辆信息记录，并上传至高速公路治超执法部门。