CN108830955A - 一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理系统及方法，本发明通过对高速公路原有的MTC收费车道软硬件进行必要的升级改造，以一定的车道模型结构建立一个以车辆车牌识别技术为基础的，对通行速度、通过率、车辆识别正确率等性能指标都满足高速公路不停车收费系统技术要求的，具有车道正常或异常场景处理能力的队列处理系统；利用本发明，不但可实现MTC车道不停车移动支付，而且可实现MTC车道车辆不停车快速通行。

Description

一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理系统及方法

技术领域

本发明涉及高速公路不停车移动支付领域，尤其涉及一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理系统及方法。

背景技术

目前国内高速公路收费以MTC(停车)人工收费系统、ETC(不停车)自动收费系统为主要收费模式，建立了专业的比较完善的高速公路收费体系。但也存在收费瓶颈。

使用MTC(停车)人工收费系统的普通车辆用户，由于停车缴费，效率低下，在车流量较大时，要停车排队缴费，十分容易引起拥堵；ETC(不停车)自动收费系统，解决了人工停车收费系统的瓶颈，但用户必须要有成本投入，用于购买OBU，购买后须在指定地点、由专业人员安装，手续比较繁琐；必须使用预存金额的CPU卡实现支付，而这种由高速公路收费部门发行的CPU卡的充值网点很少，车辆用户充值不便，限制了ETC用户的发展。

高速公路通行费停车移动支付，逐渐成为高速公路通行费支付的热点，支付宝、微信扫描或被扫描支付被许多路段业主所接受，但停车取卡、还卡，手机扫描支付，解决了如何支付，没能提升高速收费站车道通行效率。

高速公路通行费不停车移动支付应运而生，但高速公路收费行业，是一个比较专业的行业，对车辆通过收费站的速度、通过率、车辆识别正确率以及车道正常或异常场景的处理等都有性能指标的要求，简单的把停车场视频车牌识别收费系统搬到高速收费站，显然不能满足高速收费系统对功能和性能指标的要求。

发明内容

本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理系统及方法，本发明通过对高速公路原有的MTC收费车道软硬件进行必要的升级改造，以一定的车道模型结构建立一个以车辆车牌识别技术为基础的，对通行速度、通过率、车辆识别正确率等性能指标都满足高速公路不停车收费系统技术要求，具有车道正常或异常场景处理能力；利用本发明，不但可实现MTC车道不停车移动支付，而且可实现MTC车道车辆不停车快速通行。

本发明是通过以下技术方案达到上述目的：一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理系统，包括：车道车辆身份识别设备、车道车辆状态检测设备、车道车辆队列处理系统、车道车辆放行控制设备；车道车辆队列处理系统分别与车道车辆身份识别设备、车道车辆状态检测设备、车道车辆放行控制设备相连；所述车道车辆身份识别设备用于识别车辆身份，并将识别结果传递给车道车辆队列处理系统；所述车道车辆状态检测设备用于检测是否有车辆进入收费车道或倒出收费车道，检测车辆进入车道时是否有跟车可能，检测车道内是否有车辆存在，检测车道内是否有车辆准备离开或离开车道，检测结果传递给车道车辆队列处理系统；所述车道车辆队列处理系统用于接收车道车辆身份识别设备、车道车辆状态检测设备上传的信息，随时处理队列建立、删除、清空，并设有专门的线程处理车辆队列最前面一条车辆记录，控制车辆的放行；所述车道车辆放行控制设备用于接收车道车辆队列处理系统的指令，控制车辆放行。

作为优选，所述的车道车辆身份识别设备包括前置车辆车牌识别设备、后置车辆车牌识别设备、数据交换设备；数据交换设备分别与前置车辆车牌识别设备、后置车辆车牌识别设备相连；前置车辆车牌识别设备完成对进入车道的车辆身份的识别，作为预先放行车辆的依据；后置车辆车牌识别设备完成对准备离开车道的车辆身份的识别，作为当前队列记录和当前车辆一一对应关系的核实和修正，并对跟车车辆身份的再次识别确认；数据交换设备完成前置、后置车辆车牌识别设备的同车道车辆队列处理系统的数据交互。

作为优选，所述的车道车辆状态检测设备包括四组地感线圈，分别为进入车道地感线圈、车辆存在地感线圈、准备离开地感线圈、离开车道地感线圈；所述的进入车道地感线圈设在车道入口的最前端，离开车道地感线圈设在车道入口的最后端，车辆存在地感线圈、准备离开地感线圈依次排序设在进入车道地感线圈与离开车道地感线圈之间；进入车道地感线圈检测是否有车辆进入车道或倒出车道，并触发建立或删除车辆队列记录；准备离开地感线圈检测是否有准备离开车道的车辆，并触发车辆身份和队列记录中的身份核对确认，以及跟车车辆身份的再次确认；离开车道地感线圈检测是否有车辆已经离开车道，并触发删除离开车辆的队列记录；进入车道地感线圈、车辆存在地感线圈、准备离开地感线圈、离开车道地感线圈的合成信息共同提供了车道内是否有车辆存在的信息，并触发车辆队列的清空复位动作。

作为优选，所述进入车道地感线圈由三个地感线圈按预设的的宽度尺寸组成，其中第一线圈与第二线圈组合完成对车辆进入、倒出的检测，第一线圈、第二线圈、第三线圈组合完成车辆可能跟车的检测。

作为优选，所述车辆存在地感线圈由若干个地感线圈按预设的宽度尺寸和间隔组成，间隔距离优选在2.7～3.0米之间；从而保证车辆总能处在一个线圈或者两个线圈上，完成对车辆存在的检测。

作为优选，所述的前置车辆车牌识别设备、后置车辆车牌识别设备分别设置在车道的两侧；前置车辆车牌识别设备设置在距离进入车道地感线圈的第一线圈后7～8米的位置；后置车辆车牌识别设备设置在距离准备离开地感线圈后6～7米的位置。

作为优选，所述的车道车辆队列处理系统包括工控机、车辆队列状态输入设备；车辆队列状态输入设备将各感应线圈信号进行编码，并通过串口传递给工控机，工控机根据车道业务流程，处理各种车辆队列并控制车辆放行。

作为优选，所述的车道车辆放行控制设备由栏杆机和车辆放行控制器组成，车辆放行控制器接收车辆队列处理系统的工控机的车辆放行指令，控制栏杆机的升降，栏杆机接受车辆放行控制器的控制，升降栏杆，控制车辆放行。

一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理方法，包括如下处理方式：

(1)车道车辆状态检测设备检测到没有车辆进入车道时，向车道车辆队列处理系统发送车道无车辆信息，车道车辆队列处理系统则会执行一次车辆队列清空复位操作，其中清空复位操作包括放下栏杆，禁止车辆通过；

(2)车道车辆状态检测设备检测到有车辆进入车道时，继续保持检测，并向车道车辆队列处理系统发送车辆进入车道信息，车道车辆队列处理系统则会建立一条记录，并从前置车辆车牌识别设备获取车辆身份，建立车辆记录并排入车道车辆队列中；

(2.1)若车道车辆状态检测设备继续保持检测过程中检测到车辆倒出车道，则向车道车辆队列处理系统发送车辆倒出车道信息，车道车辆队列处理系统将删除车辆队列的最后一条记录；

(2.2)若车道车辆状态检测设备继续保持检测过程中检测到车辆继续进入车道，且车道内只有一辆车，车道车辆队列处理系统立即发送该车的车辆放行控制指令给车道车辆放行控制设备，车辆放行控制设备会提前开启栏杆；当车辆通过准备离开地感线圈时，车道车辆状态检测设备会向车辆队列处理系统发送有车辆准备离开信息，车辆队列处理系统从后置车牌识别设备获取车辆身份和车辆队列最前面一条记录中的身份进行核对，确认身份相符后不干预车辆预放行，车辆可快速向前通行，否则会放下栏杆干预车辆通行；当车辆通过离开车道地感线圈时，车道车辆状态检测设备会向车辆队列处理系统发送有车辆离开信息，车辆队列处理系统将删除车辆队列最前面一条记录；此时车道无车辆存在，车道车辆状态检测设备向所述车道车辆队列处理系统发送车道无车辆信息，车道车辆队列处理系统执行一次车辆队列清空复位操作；队列完成一次建立、核对、删除、清零复位的完整过程，车辆完成一次收费车道不停车快速通行。

作为优选，所述的车辆队列处理方法还包括发现跟车时的处理方式：当有车辆跟车进入车道时，车道车辆状态检测设备向车道车辆队列处理系统发送一个可能有跟车的标志信息，当跟车车辆通过准备离开地感线圈时，进行身份核对时，在队列中找不到身份相符的队列记录，又有跟车可能的标志，所述车道车辆队列处理系统会新建一条队列记录，并从后置车辆车牌识别设备获取车辆身份填入记录，并标志已经核实，把这条记录放在车辆队列的最前面；若最前面有已经核实的记录，则放在核实记录的后面；如果新添队列记录是最前面的，所述的车道车辆队列处理系统马上处理放行这辆车，如果前面还有车辆的，当前面车辆通过离开车道地感线圈后，车道车辆队列处理系统删除最前面的队列记录后马上处理这辆车辆的队列记录，当这辆车辆通过离开车道地感线圈后，所述车道车辆队列处理系统删除这辆车的队列记录，此时车道无车辆存在，车道车辆状态检测设备向所述车道车辆队列处理系统发送车道无车辆信息，所述车道车辆队列处理系统执行一次车辆队列清空复位操作；系统完成一次跟车队列处理。

作为优选，所述的车辆队列处理方法还包括二车或多车车辆队列的处理方式：当有二辆车辆进入车道时，所述车道车辆队列处理系统把第二辆车辆的队列记录排在第一辆车辆队列记录后面，车道车辆队列处理系统首先处理放行第一辆车辆，当第一辆车通过离开车道地感线圈后，所述车道车辆队列处理系统删除车辆队列最前面一条，使得第二辆车辆的记录成为最前面的一条记录，车道车辆队列处理系统马上处理第二辆车辆的队列记录，当第二辆车辆通过离开车道地感线圈后，所述车道车辆队列处理系统删除最前面一条，即第二辆车的队列记录；此时车道无车辆存在，车道车辆状态检测设备向车道车辆队列处理系统发送车道无车辆信息，车道车辆队列处理系统执行一次车辆队列清空复位操作；系统完成一次二车或多车队列处理。

作为优选，所述的车辆队列处理方法还包括金属物件干扰时的车辆队列处理方式：当有长度不超过2.5米的金属物件在车道内移动通过导致车辆状态检测设备导致的误检测时，所述车道车辆队列处理系统能够自动区分车辆或其他金属物件，并自动纠正车辆队列：

(I)当车道内没有车辆存在时，金属物件移动通过进入车道地感线圈时，触发车道车辆队列处理系统新建一条无车牌记录并排入车辆队列中，但金属物件长度不超过2.5米，车辆状态检测设备检测不到金属物件，车道车辆队列处理系统执行一次队列清空复位操作；金属物件移动通过准备离开地感线圈时，但金属物件长度不超过2.5米，不能同时触发车辆存在地感线圈、准备离开地感线圈，车道车辆队列处理系统没有检测到车辆触发，不执行任何操作；金属物件移动通过离开车道地感线圈时，车道车辆队列处理系统因车辆队列为空，不执行任何操作；

(II)当车道内已经有车辆存在时，金属物件移动通过进入车道地感线圈触发车道车辆队列处理系统新建一条无车牌记录并排入车辆队列中：

(II.1)此时车道内无后续车辆进入时，当车道内前面车辆一一离开车道后，但金属物件长度不超过2.5米，在移动通过地感线圈的间隔时，车辆状态检测设备检测不到金属物件，车道车辆队列处理系统会执行一次队列清空复位操作；

(II.2)此时车道内又有后续车辆进入时，当车道内前面车辆一一离开车道后，金属物件移动通过准备离开地感线圈时，但金属物件长度不超过2.5米，不能同时触发车辆存在地感线圈、准备离开地感线圈，车道车辆队列处理系统没有检测到车辆触发，不执行任何操作；金属物件移动通过离开车道地感线圈时，车道车辆队列处理系统将执行删除车辆队列最前面一条记录操作，但无车牌车辆记录没有核实信息，不能删除，后续车辆通过准备离开地感线圈，车道车辆队列处理系统核实车辆身份时，找到无车牌车辆记录后面的身份相符的记录，车道车辆队列处理系统将删除前面的身份不相符的记录，并把身份相符的记录变成最前面的一条记录，此时车辆队列已自动纠正恢复。

本发明的有益效果在于：本发明利用车辆状态检测设备检测车辆状态，利用车辆身份识别设备识别车辆身份，并且利用前置、后置身份识别的时间差，不但完成了车辆队列处理、而且提供了车辆通过车道时的快速通行效果，使车道系统实现了满足高速公路收费车道不停车快速通行的技术要求，为高速公路不停车移动支付的实用化提供了坚实的基础。

附图说明

图1是本发明系统的组成结构示意图；

图2是本发明的车辆状态检测队列处理流程图；

图3是本发明的车辆队列放行控制流程图；

图4为本发明实施例中车辆队列处理系统设备安装示意图；

图5为本发明实施例中车辆状态检测设备、车辆身份识别设备安装尺寸示意图；

图6为本发明实施例中车辆进入车道示意图；

图7为本发明实施例中预放行车辆示意图；

图8为本发明实施例中车辆核实示意图；

图9为本发明实施例中车辆离开车道示意图；

图10为本发明实施例中双车时第一辆进入示意图；

图11为本发明实施例中双车时第二辆进入示意图；

图12为本发明实施例中双车时第一辆车核实示意图；

图13为本发明实施例中双车时第二辆车核实示意图；

图14为本发明实施例中双车离开车道示意图；

图15为本发明实施例中进车道时跟车示意图；

图16为本发明实施例中检测到跟车示意图；

图17为本发明实施例中跟车时前车放行示意图；

图18为本发明实施例中跟车时前车身份核实示意图；

图19为本发明实施例中跟车车辆身份识别、核实示意图；

图20为本发明实施例中跟车车辆放行示意图；

图21为本发明的金属物件检测队列处理流程图；

图22为本发明实施例中金属物件进入车道示意图；

图23为本发明实施例中金属物件进入线圈间隔地带示意图；

图24为本发明实施例中金属物件进入准备离开检测区示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例：如图1所示，一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理系统，包括车道车辆身份识别设备、车道车辆状态检测设备、车道车辆队列处理系统和车道车辆放行控制设备；所述车道车辆身份识别设备，当车辆进入收费车道或当车辆准备离开收费车道时，识别车辆身份，并将识别结果传递给车道车辆队列处理系统。

车道车辆状态检测设备，检测是否有车辆进入收费车道或倒出收费车道，检测车辆进入车道时是否有跟车可能，检测车道内是否有车辆存在，检测车道内是否有车辆准备离开或离开车道，检测结果传递给车道车辆队列处理系统。

车道车辆队列处理系统，接收车道车辆身份识别设备、车道车辆状态检测设备上传的信息，随时处理队列建立、删除、清空，并有专门的线程处理车辆队列最前面一条车辆记录，控制车辆的放行；如图2所示的是队列流程处理示意图，处理多种队列流程：

队列处理流程1：当接收到车道车辆状态检测设备上传的车道内无车辆信息时，就清空复位车道车辆队列；

队列处理流程2：当接收到车道车辆状态检测设备上传的车辆进车道信息时，从车道车辆身份识别设备获取进入车辆的身份信息，建立车辆记录并排入车道车辆队列中；

队列处理流程3：当接收到车道车辆状态检测设备上传的车辆倒出车道信息时，如车辆队列不为空，将删除车道车辆队列中最后一条记录；

队列处理流程4：当接收到车道车辆状态检测设备上传的车辆可能跟车信息时，就设置标识可能跟车标志；

队列处理流程5：当接收到车道车辆状态检测设备上传的车辆准备离开车道信息时，从车道车辆身份识别设备获取准备离开车辆的身份信息，和车辆队列中最前面一条记录比对核实，车辆身份一致时，在记录中填入已核实信息；车辆身份不相符的，继续顺序往车辆队列后面的记录比对核实，有车辆身份相符的，在记录中填入已核实信息后将前面车辆身份不相符的记录删除，但保留已经核实的记录；如果继续顺序往车辆队列后面的记录比对核实，结果车辆身份全部不相符的，就检查车道车辆状态检测设备上传的信息，是否存在跟车可能，如果有跟车可能，就建立一条记录，并填入由车道车辆身份设备获取的准备离开车道的车辆身份信息并填入已核实信息后，如果车辆队列最前面记录没有已核实信息的，就将记录排在车辆队列的最前面，如果车辆队列最前面记录有已核实信息的，就将记录排在已核实信息的记录的后面；如果没有跟车可能，认为是误干扰。

队列处理流程6：当接收到车道车辆状态检测设备上传的车辆离开车道信息时，产生车道流水后，如果车道车辆队列最前面一条记录是已经核实过的记录，就删除车道车辆队列最前面一条记录，如果是未经核实的记录，就不执行删除操作。

如图3所示，车道车辆队列处理系统的专门处理车辆队列最前面一条车辆记录的线程，不停的快速处理车辆队列最前面一条车辆记录。当检测到车辆队列最前面一条车辆记录要求放行车辆的，如果还没有下发放行指令给所述车道车辆放行控制设备的，就下发放行指令；当检测到车辆队列最前面一条车辆记录不允许放行车辆的，或者车辆队列记录为空的，如果还没有下发不允许放行指令给所述车道车辆放行控制设备的，就下发不允许放行指令。

车道车辆放行控制设备，接收车道车辆队列处理系统的指令，控制车辆放行。

车道车辆身份识别设备包括前置车辆车牌识别设备、后置车辆车牌识别设备和数据交换设备；前置车辆车牌识别设备完成对进入车道的车辆身份的识别，作为预先放行车辆的依据；后置车辆车牌识别设备完成对准备离开车道的车辆身份的识别，作为当前队列记录和当前车辆一一对应关系的核实和修正，以及对跟车车辆身份的再次识别确认；数据交换设备完成前置、后置车辆身份识别设备同车道车辆队列处理系统的数据交互。

车道车辆状态检测设备包括进入车道地感线圈、车辆存在地感线圈、准备离开地感线圈、离开车道地感线圈；进入车道地感线圈检测是否有车辆进入车道或倒出车道，并触发建立或删除车辆队列记录；准备离开地感线圈检测是否有准备离开车道的车辆，并触发车辆身份和队列记录中的身份核对确认，以及跟车车辆身份的再次确认；离开车道地感线圈检测是否有车辆已经离开车道，并触发删除离开车辆的队列记录；进入车道地感线圈、车辆存在地感线圈、准备离开地感线圈、离开车道地感线圈的合成信息，提供了车道内是否有车辆存在的信息，并触发车辆队列的清空复位动作。

车道车辆状态检测设备的进入车道地感线圈，由如图4所示的三个地感线圈01、02、03按一定的宽度尺寸组成，第一线圈01、第二线圈02组合完成对车辆进入、倒出的检测，第一线圈01、第二线圈02、第三线圈03组合完成车辆可能跟车的检测；

车道车辆状态检测设备的三个地感线圈01、02、03安装在车道入口的前端，离开车道地感线圈08安装在车道入口的后端，准备离开地感线圈07安装在离开车道地感线圈的前面，车辆存在地感线圈04、05、06安装在进入车道地感线圈03和准备离开地感线圈07之间。车道车辆状态检测设备的车辆存在地感线圈如图5所示，由若干个地感线圈按一定的宽度尺寸和间隔组成，间隔距离在2.7-3.0米之间；使车辆在其中总能处在一个线圈或者两个线圈上，完成对车辆存在的检测。

所述的车道车辆队列处理系统包括工控机、车辆队列状态输入设备；车辆队列状态输入设备将各感应线圈信号进行编码，并通过串口传递给工控机，工控机根据车道业务流程，处理各种车辆队列并控制车辆放行。车道车辆放行控制设备由栏杆机和车辆放行控制器组成，车辆放行控制器接收车辆队列处理系统的工控机的车辆放行指令，控制栏杆机的升降，栏杆机接受车辆放行控制器的控制，升降栏杆，控制车辆放行。

如图5所示，车道车辆身份识别设备的两个前置车辆车牌识别设备09、10，两个后置车辆车牌识别设备11、12分别安装在车道的两侧；前置车辆车牌识别设09、10安装在距离进入车道地感线圈的第一个线圈01后7-8米的位置；后置车辆车牌识别设备11、12安装在距离准备离开地感线圈08后6-7米的位置。

一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理方法，具体如下：

当没有车辆进入车道时，车道车辆状态检测设备向车道车辆队列处理系统发送车道无车辆信息，车道车辆队列处理系统会执行一次车辆队列清空复位操作；

如图6所示，当有车辆进入车道时，车道车辆状态检测设备向所述车道车辆队列处理系统发送车辆进入车道信息，车道车辆队列处理系统建立一条记录，并从前置车辆车牌识别设备09、10获取车辆身份，填入记录并排入车辆队列中；

如果车辆倒出车道，车道车辆状态检测设备向所述车道车辆队列处理系统发送车辆倒出车道信息，所述车道车辆队列处理系统将删除车辆队列的最后一条记录；下面是四种情形的队列处理方式：

单车时车辆队列处理：

如图7所示，如果车辆继续进入车道，而且车道只有一辆车，也就是车辆队列只有一条记录，既是最后一条，也是最前面一条，车道车辆队列处理系统就会立即发送这辆车的车辆放行控制指令给车道车辆放行控制设备，因此，符合放行条件的车辆，车辆放行控制设备会提前开启栏杆，车辆可继续保持较快速度行驶通过；

如图8所示，当车辆通过所述准备离开地感线圈07时，车道车辆状态检测设备会向车辆队列处理系统发送有车辆准备离开信息，车辆队列处理系统从后置车牌识别设备11、12获取车辆身份，从车辆队列获取队列最前面一条记录，也是唯一一条记录中的身份进行核对，确认身份相符后不干预车辆预放行，车辆可继续快速向前通行；

如图9所示，当车辆通过离开车道地感线圈08时，车道车辆状态检测设备会向车辆队列处理系统发送有车辆离开信息，车辆队列处理系统将删除车辆队列最前面一条记录，也是唯一一条记录；此时车道无车辆存在，车道车辆状态检测设备向所述车道车辆队列处理系统发送车道无车辆信息，所述车道车辆队列处理系统执行一次车辆队列清空复位操作；队列完成一次建立、核对、删除、清零复位的完整过程，车辆完成一次收费车道不停车快速通行。

二车或多车时的车辆队列处理：

如图10所示，当有车辆15、16二辆车进入车道时，所述车道车辆队列处理系统会把第二辆车辆16的队列记录排在第一辆车辆15队列记录后面。

如图11所示，所述车道车辆队列处理系统首先处理放行第一辆车辆15。

如图12所示，当第一辆车15通过准备离开地感线圈07时，核实身份并通过；

如图13所示，当第一辆车15通过离开车道地感线圈08后，所述车道车辆队列处理系统删除车辆队列最前面一条，也就是第一辆车15的队列记录后，第二辆车辆16的记录便成为最前面的一条记录，所述车道车辆队列处理系统马上处理最前面一条，也就是第二辆车辆16的队列记录；

如图14所示，当第二辆车辆16通过离开车道地感线圈08后，所述车道车辆队列处理系统删除最前面一条，也就是第二辆车16的队列记录，此时车道无车辆存在，所述车道车辆状态检测设备向所述车道车辆队列处理系统发送车道无车辆信息，所述车道车辆队列处理系统执行一次车辆队列清空复位操作；系统完成一次二车或多车队列处理；

跟车时车辆队列处理：

如图15所示，车辆15将在车辆16后面跟车进入车道时；

如图16所示，所述车道车辆状态检测设备检测到跟车可能，会向所述车道车辆队列处理系统发送一个可能有跟车的标志信息；

如图17所示，所述车道车辆队列处理系统首先处理放行被跟车辆16；

如图18所示，被跟车辆16驶过准备离开线圈07，核实身份，快速通行离开车道；

如图19所示，当跟车车辆15通过准备离开地感线圈07，进行身份核对时，在队列中找不到身份相符的队列记录，又有跟车可能的标志，所述车道车辆队列处理系统会新建一条队列记录，并从后置车辆车牌识别设备11、12获取车辆身份填入记录，并标志已经核实，把这条记录放在车辆队列的最前面；如果最前面有已经核实的记录，就放在核实记录的后面；如果新添队列记录是最前面的，车道车辆队列处理系统马上处理放行这辆车，如果前面还有车辆的，当前面车辆通过离开车道地感线圈后，车道车辆队列处理系统删除最前面的队列记录后，马上处理这辆车辆的队列记录；

如图20所示，当跟车辆车辆15通过离开车道地感线圈08后，车道车辆队列处理系统删除这辆车的队列记录，此时车道无车辆存在，所述车道车辆状态检测设备向车道车辆队列处理系统发送车道无车辆信息，所述车道车辆队列处理系统执行一次车辆队列清空复位操作；系统完成一次跟车队列处理。

金属物件干扰时车辆队列处理：

当有长度小于等于2.5米的金属物件，如手推车等，在车道内移动通过车辆状态检测设备导致的误检测时，所述车道车辆队列处理系统能够自动区分车辆或其他金属物件，并能自动纠正车辆队列；图21是金属物件干扰时车辆队列处理流程。

如图22所示，当车道内没有车辆存在，金属物件移动通过进入车道地感线圈01、02时，会触发车道车辆队列处理系统新建一条无车牌记录并排入车辆队列中；

如图23所示，由于金属物件长度小于等于2.5米，在移动通过地感线圈的间隔时，车辆状态检测设备检测不到金属物件，也就是说检测不到车辆存在，车道车辆队列处理系统会执行一次队列清空复位操作；

如图24所示，金属物件移动通过准备离开地感线圈07时，还是因为金属物件长度小于等于2.5米，不能同时触发车辆存在地感线圈06、准备离开地感线圈07，车道车辆队列处理系统没有检测到车辆触发，不执行任何操作；金属物件移动通过离开车道地感线圈08时，车道车辆队列处理系统因车辆队列为空，不执行任何操作。

当车道内已经有车辆存在，金属物件移动通过进入车道地感线圈01、02时，会触发车道车辆队列处理系统新建一条无车牌记录并排入车辆队列中，当车道内前面车辆一一离开车道后，还是因为金属物件长度小于等于2.5米，在移动通过地感线圈的间隔时，车辆状态检测设备检测不到车辆，车道车辆队列处理系统会执行一次队列清空复位操作；

当车道内已经有车辆存在，金属物件移动通过进入车道地感线圈01、02时，会触发车道车辆队列处理系统新建一条无车牌记录并排入车辆队列中，而后，又有车辆进入车道，当车道内前面车辆一一离开车道后，金属物件移动通过准备离开地感线圈07时，还是因为金属物件长度小于等于2.5米，不能同时触发车辆存在地感线圈06、准备离开地感线圈07，车道车辆队列处理系统没有检测到车辆触发，不执行任何操作；金属物件移动通过离开车道地感线圈08时，车道车辆队列处理系统将执行删除车辆队列最前面一条记录操作，但无车牌车辆记录没有核实信息，不能删除，后续车辆通过准备离开地感线圈07，车道车辆队列处理系统核实车辆身份时，找到了无车牌车辆记录后面的身份相符的记录，车道车辆队列处理系统将删除前面的身份不相符的记录，而把身份相符的记录变成最前面的一条记录，此时，车辆队列已自动纠正恢复。

以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理系统，其特征在于，包括：车道车辆身份识别设备、车道车辆状态检测设备、车道车辆队列处理系统、车道车辆放行控制设备；车道车辆队列处理系统分别与车道车辆身份识别设备、车道车辆状态检测设备、车道车辆放行控制设备相连；所述车道车辆身份识别设备用于识别车辆身份，并将识别结果传递给车道车辆队列处理系统；所述车道车辆状态检测设备用于检测是否有车辆进入收费车道或倒出收费车道，检测车辆进入车道时是否有跟车可能，检测车道内是否有车辆存在，检测车道内是否有车辆准备离开或离开车道，检测结果传递给车道车辆队列处理系统；所述车道车辆队列处理系统用于接收车道车辆身份识别设备、车道车辆状态检测设备上传的信息，随时处理队列建立、删除、清空，并设有专门的线程处理车辆队列最前面一条车辆记录，控制车辆的放行；所述车道车辆放行控制设备用于接收车道车辆队列处理系统的指令，控制车辆放行。

2.根据权利要求1所述的一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理系统，其特征在于：所述的车道车辆身份识别设备包括前置车辆车牌识别设备、后置车辆车牌识别设备、数据交换设备；数据交换设备分别与前置车辆车牌识别设备、后置车辆车牌识别设备相连；前置车辆车牌识别设备完成对进入车道的车辆身份的识别，作为预先放行车辆的依据；后置车辆车牌识别设备完成对准备离开车道的车辆身份的识别，作为当前队列记录和当前车辆一一对应关系的核实和修正，并对跟车车辆身份的再次识别确认；数据交换设备完成前置、后置车辆车牌识别设备的同车道车辆队列处理系统的数据交互。

3.根据权利要求1所述的一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理系统，其特征在于：所述的车道车辆状态检测设备包括四组地感线圈，分别为进入车道地感线圈、车辆存在地感线圈、准备离开地感线圈、离开车道地感线圈；所述的进入车道地感线圈设在车道入口的最前端，离开车道地感线圈设在车道入口的最后端，车辆存在地感线圈、准备离开地感线圈依次排序设在进入车道地感线圈与离开车道地感线圈之间；进入车道地感线圈检测是否有车辆进入车道或倒出车道，并触发建立或删除车辆队列记录；准备离开地感线圈检测是否有准备离开车道的车辆，并触发车辆身份和队列记录中的身份核对确认，以及跟车车辆身份的再次确认；离开车道地感线圈检测是否有车辆已经离开车道，并触发删除离开车辆的队列记录；进入车道地感线圈、车辆存在地感线圈、准备离开地感线圈、离开车道地感线圈的合成信息共同提供了车道内是否有车辆存在的信息，并触发车辆队列的清空复位动作。

4.根据权利要求3所述的一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理系统，其特征在于：所述进入车道地感线圈由三个地感线圈按预设的的宽度尺寸组成，其中第一线圈与第二线圈组合完成对车辆进入、倒出的检测，第一线圈、第二线圈、第三线圈组合完成车辆可能跟车的检测；所述车辆存在地感线圈由若干个地感线圈按预设的宽度尺寸和间隔组成，间隔距离优选在2.7～3.0米之间；从而保证车辆总能处在一个线圈或者两个线圈上，完成对车辆存在的检测。

5.根据权利要求2所述的一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理系统，其特征在于：所述的前置车辆车牌识别设备、后置车辆车牌识别设备分别设置在车道的两侧；前置车辆车牌识别设备设置在距离进入车道地感线圈的第一线圈后7～8米的位置；后置车辆车牌识别设备设置在距离准备离开地感线圈后6～7米的位置。

6.根据权利要求1所述的一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理系统，其特征在于：所述的车道车辆队列处理系统包括工控机、车辆队列状态输入设备；车辆队列状态输入设备将各感应线圈信号进行编码，并通过串口传递给工控机，工控机根据车道业务流程，处理各种车辆队列并控制车辆放行；所述的车道车辆放行控制设备由栏杆机和车辆放行控制器组成，车辆放行控制器接收车辆队列处理系统的工控机的车辆放行指令，控制栏杆机的升降，栏杆机接受车辆放行控制器的控制，升降栏杆，控制车辆放行。

7.一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理方法，其特征在于，包括如下处理方式：

(1)车道车辆状态检测设备检测到没有车辆进入车道时，向车道车辆队列处理系统发送车道无车辆信息，车道车辆队列处理系统则会执行一次车辆队列清空复位操作，其中清空复位操作包括放下栏杆，禁止车辆通过；

(2)车道车辆状态检测设备检测到有车辆进入车道时，继续保持检测，并向车道车辆队列处理系统发送车辆进入车道信息，车道车辆队列处理系统则会建立一条记录，并从前置车辆车牌识别设备获取车辆身份，建立车辆记录并排入车道车辆队列中；

(2.1)若车道车辆状态检测设备继续保持检测过程中检测到车辆倒出车道，则向车道车辆队列处理系统发送车辆倒出车道信息，车道车辆队列处理系统将删除车辆队列的最后一条记录；

(2.2)若车道车辆状态检测设备继续保持检测过程中检测到车辆继续进入车道，且车道内只有一辆车，车道车辆队列处理系统立即发送该车的车辆放行控制指令给车道车辆放行控制设备，车辆放行控制设备会提前开启栏杆；当车辆通过准备离开地感线圈时，车道车辆状态检测设备会向车辆队列处理系统发送有车辆准备离开信息，车辆队列处理系统从后置车牌识别设备获取车辆身份和车辆队列最前面一条记录中的身份进行核对，确认身份相符后不干预车辆预放行，车辆可快速向前通行，否则会放下栏杆干预车辆通行；当车辆通过离开车道地感线圈时，车道车辆状态检测设备会向车辆队列处理系统发送有车辆离开信息，车辆队列处理系统将删除车辆队列最前面一条记录；此时车道无车辆存在，车道车辆状态检测设备向所述车道车辆队列处理系统发送车道无车辆信息，车道车辆队列处理系统执行一次车辆队列清空复位操作；队列完成一次建立、核对、删除、清零复位的完整过程，车辆完成一次收费车道不停车快速通行。

8.根据权利要求7所述的一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理方法，其特征在于：所述的车辆队列处理方法还包括发现跟车时的处理方式：当有车辆跟车进入车道时，车道车辆状态检测设备向车道车辆队列处理系统发送一个可能有跟车的标志信息，当跟车车辆通过准备离开地感线圈时，进行身份核对时，在队列中找不到身份相符的队列记录，又有跟车可能的标志，所述车道车辆队列处理系统会新建一条队列记录，并从后置车辆车牌识别设备获取车辆身份填入记录，并标志已经核实，把这条记录放在车辆队列的最前面；若最前面有已经核实的记录，则放在核实记录的后面；如果新添队列记录是最前面的，所述的车道车辆队列处理系统马上处理放行这辆车，如果前面还有车辆的，当前面车辆通过离开车道地感线圈后，车道车辆队列处理系统删除最前面的队列记录后马上处理这辆车辆的队列记录，当这辆车辆通过离开车道地感线圈后，所述车道车辆队列处理系统删除这辆车的队列记录，此时车道无车辆存在，车道车辆状态检测设备向所述车道车辆队列处理系统发送车道无车辆信息，所述车道车辆队列处理系统执行一次车辆队列清空复位操作；系统完成一次跟车队列处理。

9.根据权利要求7所述的一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理方法，其特征在于：所述的车辆队列处理方法还包括二车或多车车辆队列的处理方式：当有二辆车辆进入车道时，所述车道车辆队列处理系统把第二辆车辆的队列记录排在第一辆车辆队列记录后面，车道车辆队列处理系统首先处理放行第一辆车辆，当第一辆车通过离开车道地感线圈后，所述车道车辆队列处理系统删除车辆队列最前面一条，使得第二辆车辆的记录成为最前面的一条记录，车道车辆队列处理系统马上处理第二辆车辆的队列记录，当第二辆车辆通过离开车道地感线圈后，所述车道车辆队列处理系统删除最前面一条，即第二辆车的队列记录；此时车道无车辆存在，车道车辆状态检测设备向车道车辆队列处理系统发送车道无车辆信息，车道车辆队列处理系统执行一次车辆队列清空复位操作；系统完成一次二车或多车队列处理。

10.根据权利要求7所述的一种用于高速公路收费车道的车辆队列处理方法，其特征在于：所述的车辆队列处理方法还包括金属物件干扰时的车辆队列处理方式：当有长度不超过2.5米的金属物件在车道内移动通过导致车辆状态检测设备导致的误检测时，所述车道车辆队列处理系统能够自动区分车辆或其他金属物件，并自动纠正车辆队列：(I)当车道内没有车辆存在时，金属物件移动通过进入车道地感线圈时，触发车道车辆队列处理系统新建一条无车牌记录并排入车辆队列中，但金属物件长度不超过2.5米，车辆状态检测设备检测不到金属物件，车道车辆队列处理系统执行一次队列清空复位操作；金属物件移动通过准备离开地感线圈时，但金属物件长度不超过2.5米，不能同时触发车辆存在地感线圈、准备离开地感线圈，车道车辆队列处理系统没有检测到车辆触发，不执行任何操作；金属物件移动通过离开车道地感线圈时，车道车辆队列处理系统因车辆队列为空，不执行任何操作；

(II)当车道内已经有车辆存在时，金属物件移动通过进入车道地感线圈触发车道车辆队列处理系统新建一条无车牌记录并排入车辆队列中：

(II.1)此时车道内无后续车辆进入时，当车道内前面车辆一一离开车道后，但金属物件长度不超过2.5米，在移动通过地感线圈的间隔时，车辆状态检测设备检测不到金属物件，车道车辆队列处理系统会执行一次队列清空复位操作；

(II.2)此时车道内又有后续车辆进入时，当车道内前面车辆一一离开车道后，金属物件移动通过准备离开地感线圈时，但金属物件长度不超过2.5米，不能同时触发车辆存在地感线圈、准备离开地感线圈，车道车辆队列处理系统没有检测到车辆触发，不执行任何操作；金属物件移动通过离开车道地感线圈时，车道车辆队列处理系统将执行删除车辆队列最前面一条记录操作，但无车牌车辆记录没有核实信息，不能删除，后续车辆通过准备离开地感线圈，车道车辆队列处理系统核实车辆身份时，找到无车牌车辆记录后面的身份相符的记录，车道车辆队列处理系统将删除前面的身份不相符的记录，并把身份相符的记录变成最前面的一条记录，此时车辆队列已自动纠正恢复。