CN111951418A - 一种etc门架系统及其稳定运行时长的预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的ETC门架系统及其稳定运行时长的预测方法，属于机电系统运行时长预测技术领域。预测方法为：通过ETC门架系统数据接口获取设备的参数；根据参数，分别获得基于电源动力、温度、湿度预测的系统稳定运行时长的最小值；根据系统关键设备的运行状态对稳定运行的影响，获取综合影响值；将获取的最小值与综合影响值相乘，即为ETC门架系统稳定运行时长的预测值。本发明提供的ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，为通过综合分析得到ETC门架系统稳定运行时长的预测值，从而实现从事后维护转为事前预防，早发现，早处理，提高ETC门架系统的运行效率，保障高速公路自由流收费业务的正常运行。

Description

一种ETC门架系统及其稳定运行时长的预测方法

技术领域

本发明涉及机电系统运行时长预测技术领域，具体涉及一种ETC门架系统及其稳定运行时长的预测方法。

背景技术

在新形势下，由于收费模式的转变，现今高速公路路网上新增了大量ETC门架系统及设备，而ETC门架系统及设备的稳定运行决定着收费业务能否正常开展。当系统的运行情况出现异常之后，如收费工控机，RSU天线识别设备等出现异常，则车辆路过该ETC门架之后，无法对车辆上的ETC或者CPC卡进行标记，就无法对该车辆信息进行采集和标识，很可能导致对该次通行费用的少收或者漏收。

为了实现并保障高速公路自由流收费的正常开展，必须要保证ETC门架系统的稳定运行，所以，有必要对ETC门架系统以及相关设备进行实时监测和管理，为有效提高监测管理的能力，帮助相关管理人员提前发现和及时处理问题，应该对ETC门架系统的稳定运行时长进行实时预测。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种ETC门架系统及其稳定运行时长的预测方法。

经研究，本发明采用以下技术方案：

1、一种ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，包括以下步骤：

通过ETC门架系统数据接口实时获取ETC门架系统中设备的参数；

根据获取的设备的参数，分别获得基于电源动力、基于温度、基于湿度预测的三个ETC门架系统稳定运行时长，获取其中最小值；

根据获取的ETC门架系统关键设备的运行状态对ETC门架系统稳定运行的影响，获取综合影响值；

将获取的设备参数中的最小值与获取的关键设备中的综合影响值相乘，获取的乘积为ETC门架系统稳定运行时长的预测值。

优选的，所述根据获取设备的参数步骤中，电源动力为市电供电，则基于电源动力的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大；

电源动力为电池供电，则基于电源动力的ETC门架系统稳定运行时长为电池供电的总时长与电池电量百分比的乘积；

式Ⅰ为获取的基于电源动力的ETC门架系统稳定运行时长的预测值：

式Ⅰ中，f₁为基于电源动力的ETC门架系统稳定运行时长的预测值，x₁为电池电量百分比，d为电源动力的供电方式，市电供电用0表示，电池供电用1表示，T₁为电池供电的总时长。其中，电池供电为UPS电池供电，x₁即为当前电量值百分比，市电供电用0表示，电池供电用1表示，T₁为UPS在供电方式下电池总共能正常工作的时长，该参数由设备性能决定。

优选的，所述根据获取设备的参数步骤中，温度在较低范围内，则基于温度的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大；

温度在较高范围内，则基于温度的ETC门架系统稳定运行时长为温度由当前值根据变化趋势升至较高范围最大值的时长；

温度大于较高范围的最大值或小于较低范围的最小值，则基于温度的ETC门架系统稳定运行时长为零；

式Ⅱ为获取的基于温度的ETC门架系统稳定运行时长的预测值：

式Ⅱ中，f₂为基于温度的ETC门架系统稳定运行时长的预测值，x₂为获取的当前温度值，u＝|Δt/T₂|，u表示单位时间内温度变化的绝对值，Δt为时间T₂内的温度变化值，(min,a]为较低温度范围，(a,max]为较高温度范围，且min＜a＜max。其中，u即表示单位时间周期之内的温度变化值的绝对值，该参数根据每个设备亭的实际场景调整。

优选的，所述根据获取设备的参数步骤中，温度由温度控制设备控制，

则控制设备的运行状态x₄：x₄＝1为正常，则基于温度的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大；

x₄＝1/2为不正常，则基于温度的ETC门架系统稳定运行时长为：x₄*f₂(x₂,u)。

优选的，所述根据获取设备的参数步骤中，湿度在较低范围内，则基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大；

湿度在较高范围内，则基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长为湿度由当前值根据变化趋势升至较高范围最大值的时长；

湿度大于较高范围的最大值，则基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长为零；

式Ⅲ为获取的基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长的预测值：

式Ⅲ中，f₃为基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长的预测值，x₃为获取的当前湿度值，v＝|Δs/T₃|，v表示单位时间内湿度变化的绝对值，Δs为时间T₃内的湿度变化值，(0,min]为较低湿度范围，(min,max]为较高湿度范围，且0＜min＜max。其中，v表示单位时间周期之内的湿度变化值的绝对值，该参数根据每个设备亭的实际场景调整，

优选的，所述根据获取设备的参数步骤中，湿度由湿度控制设备控制，

则控制设备的运行状态x₅：x₅＝1为正常，则基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大；

x₅＝1/2为不正常，则基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长为：x₅*f₃(x₃,v)。

优选的，所述根据获取的ETC门架系统关键设备的运行状态步骤中，关键设备的参数包括烟雾监测、水侵监测、设备亭门磁开关监测、工控机监测、天线控制器监测、RSU天线监测、车牌抓拍监测、交换机监测和防火墙监测的参数；

烟雾监测运行状态：x₆＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₆＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

水侵监测运行状态：x₇＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₇＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

设备亭门磁开关监测运行状态：x₈＝1/2为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长减半，

x₈＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

工控机监测运行状态：x₉＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₉＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

天线控制器监测运行状态：x₁₀＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₁₀＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

RSU天线监测运行状态：x₁₁＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₁₁＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

车牌抓拍监测运行状态：x₁₂＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₁₂＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

交换机监测运行状态：x₁₃＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₁₃＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

防火墙监测运行状态：x₁₄＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₁₄＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长。

优选的，所述根据获取的ETC门架系统关键设备的运行状态步骤中，关键设备的运行状态对ETC门架系统稳定运行时长的影响综合值为：

式Ⅳ中，f_a为综合影响值，即为关键设备运行状态参数值的乘积，i为6～14的整数值。

优选的，所述获取的乘积为ETC门架系统稳定运行时长的预测值步骤中，ETC门架系统稳定运行时长的预测值为：

F＝f_a*f_b (式Ⅴ)

式Ⅴ中，f_b＝min(f₁(x₁,d,T₁),x₄*f₂(x₂,u),x₅*f₃(x₃,v))，即为根据获取设备的参数步骤中获取的最小值。

2、上述预测方法的ETC门架系统，包括安装在高速公路旁边的设备亭和门架；

所述设备亭至少包括门体、腔体和锁体，设备亭内至少包括电源动力系统设备、环境监测控制系统设备和通信传输系统设备；

所述电源动力系统设备至少包括市电和电池；

所述环境监测控制系统设备至少包括温度、湿度、烟雾、水侵、设备亭门磁开关和控制设备，所述控制设备至少包括温度控制设备和湿度控制设备；

所述通信传输系统设备至少包括工控机、天线控制器、交换机和防火墙；

所述门架上至少包括RSU天线系统设备和车牌抓拍系统设备。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，通过分析电源动力方面、环境监测控制的温度方面和湿度方面，对ETC门架系统稳定运行时长进行预测，同时考虑ETC门架系统其他关键设备对系统稳定运行的影响，进而综合分析和计算得到ETC门架系统稳定运行时长的预测值，从而实现从事后维护转为事前预防，早发现，早处理，提高ETC门架系统的运行效率，保障高速公路自由流收费业务的正常运行；

本发明提供的ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，原理清晰、计算复杂度低，能够对采集的高速公路ETC门架系统数据进行实时数据分析和计算，通过重点分析电源动力、温度、湿度，同时考虑ETC门架系统其他关键设备对系统的影响，从而实现对ETC门架系统稳定运行时长的预测，科学地、有效地帮助机电运维管理人员进行ETC门架系统的预测性管理，从而提高系统运行效率，减少事故发生成本；

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。

附图说明

图1为本发明的ETC门架系统稳定运行时长的预测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的用于预测ETC门架系统稳定运行时长方法的ETC门架系统，包括安装在高速公路旁边的设备亭和门架；设备亭至少包括门体、腔体和锁体，设备亭内至少包括电源动力系统设备、环境监测控制系统设备和通信传输系统设备；电源动力系统设备至少包括市电和UPS电池；环境监测控制系统设备至少包括温度、湿度、烟雾、水侵、设备亭门磁开关和控制设备，控制设备至少包括温度控制设备和湿度控制设备；通信传输系统设备至少包括工控机、天线控制器、交换机和防火墙；门架上至少包括RSU天线系统设备和车牌抓拍系统设备。

实施例1

如图1所示，本发明提供的ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，包括以下步骤：

101，通过ETC门架系统数据接口实时收集ETC门架系统的各设备参数，包括电源动力设备、环境监测控制设备、通信传输设备、RSU天线设备和车牌抓拍设备的参数，具体数据包括：当前电源动力系统供电方式、此ETC门架系统UPS电池的设计供给总量、当前UPS电池电量百分比、当前采集的温度值、当前采集的湿度值、当前温度控制设备的运行状态、当前湿度控制设备的运行状态、当前烟雾监测结果、当前水侵监测结果、当前设备亭门磁开关监测结果、当前工控机运行状态、当前天线控制器运行状态、当前RSU天线运行状态、当前车牌抓拍运行状态、当前交换机运行状态、当前防火墙运行状态；

102，根据收集到的设备参数，分别计算基于电源动力、基于温度、基于湿度预测的三个ETC门架系统稳定运行时长，选择其中最小值：

1)计算基于电源动力预测的ETC门架系统稳定运行时长；

此时如果整个ETC门架系统是使用市电，则基于动力系统的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大；如果市电断掉，使用UPS电池供电，则基于动力系统的ETC门架系统稳定运行时长为所述UPS电池设计总电量(时)与此时UPS电池电量百分比乘积，则得到：

其中，f₁为基于电源动力设备预测的ETC门架系统稳定运行时长，x₁为当前电量值百分比，d为动力系统供电方式，市电供电用0表示，电池供电用1表示，T₁为此ETC门架系统的UPS电池的设计供给总量，即在供电方式下电池总共能正常工作的时长，该参数由设备性能决定。

2)计算基于温度预测的ETC门架系统稳定运行时长；

如果监测的当前温度在较低范围内，则基于温度监测预测的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大；如果温度在较高范围内，则基于温度监测预测的ETC门架系统稳定运行时长为温度由当前值根据变化趋势升至较高范围最大值的时长；如果温度大于较高范围的最大值或小于较低范围的最小值，则基于温度监测的ETC门架系统稳定运行时长为零，则得到：

其中，f₂为基于温度监测预测的ETC门架系统稳定运行时长，x₂为采集的当前温度值，u＝|Δt/T₂|，表示单位时间周期之内的温度变化值的绝对值，该参数根据每个设备亭的实际场景调整，Δt为时间T₂内的温度变化值，(min,a]为较低温度范围，(a,max]为较高温度范围，且min＜a＜max。

但是温度控制设备(如空调)运行的正常与否会影响基于温度监测预测的ETC门架系统稳定运行时长，这里运行状态参数x₄＝1表示温度控制设备运行正常，不影响ETC门架系统稳定运行时长，x₄＝1/2表示不正常，会使基于温度监测计算的ETC门架系统稳定运行时长减半，则得到基于温度预测的ETC门架系统稳定运行时长为x₄*f₂(x₂,u)。

3)计算基于湿度预测的ETC门架系统稳定运行时长；

如果监测的当前湿度在较低范围内，则基于湿度监测的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大；如果湿度在较高范围内，则基于湿度监测的ETC门架系统稳定运行时长为湿度由当前值根据变化趋势升至较高范围最大值的时长；如果湿度大于较高范围的最大值，则基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长为零，则得到，

其中，f₃为基于湿度监测预测的ETC门架系统稳定运行时长，x₃为采集的当前湿度值，v＝|Δs/T₃|，表示单位时间周期之内的湿度变化值的绝对值，该参数根据每个设备亭的实际场景调整，Δs为时间T₃内的湿度变化值，(0,min]为较低湿度范围，(min,max]为较高湿度范围，且0＜min＜max。

同样，湿度控制设备(如除湿机)运行的正常与否会影响基于湿度监测预测的ETC门架系统稳定运行时长，这里运行状态参数x₅＝1表示湿度控制设备运行正常，不影响ETC门架系统稳定运行时长，x₅＝1/2表示不正常，会使基于湿度监测计算的ETC门架系统稳定运行时长减半，则得到基于湿度预测的ETC门架系统稳定运行时长为x₅*f₃(x₃,v)。

4)从上面基于电源动力、基于温度、基于湿度计算得到的三个ETC门架系统稳定运行时长中，选择其中的最小值：

f_b＝min(f₁(x₁,d,T₁),x₄*f₂(x₂,u),x₅*f₃(x₃,v))

103，针对烟雾监测、水侵监测、设备亭门磁开关监测、以及ETC门架系统其它关键设备对ETC门架系统稳定运行时长的影响计算其综合值：

针对烟雾监测，设定监测结果x₆＝0表示不正常(如发生火灾)，则ETC门架系统稳定运行时长为零，x₆＝1表示正常(无火灾)，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

针对水侵监测，设定监测结果x₇＝0表示不正常(发生水害)，则ETC门架系统稳定运行时长为零，x₇＝1表示正常(无水害)，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

针对设备亭门磁开关监测，设定监测结果x₈＝1/2表示不正常，设备亭门体处于开状态，使ETC门架系统处于危险情况，则判定ETC门架系统稳定运行时长减半，x₈＝1表示正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

针对ETC门架系统其它关键设备，只要存在某一设备不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，具体为：工控机运行状态x₉＝0为不正常，x₉＝1为正常；天线控制器运行状态x₁₀＝0为不正常，x₁₀＝1为正常；RSU天线运行状态x₁₁＝0为不正常，x₁₁＝1为正常；车牌抓拍运行状态x₁₂＝0为不正常，x₁₂＝1为正常；交换机运行状态x₁₃＝0为不正常，x₁₃＝1为正常；防火墙运行状态x₁₄＝0为不正常，x₁₄＝1为正常；

则得到这些影响的综合值为：

其中，f_a为综合影响值，即为各影响值的乘积。

其中，102步骤和103步骤无先后顺序。

104，将实施步骤102得到的最小值与实施步骤103得到的综合影响值相乘，则乘积为ETC门架系统稳定运行时长的预测值：

F＝f_a*f_b

其中，f_b＝min(f₁(x₁,d,T₁),x₄*f₂(x₂,u),x₅*f₃(x₃,v))为所述步骤102中的最小值。

实施例2

本实施例提供某时刻某ETC门架系统中各设备的一组参数，如表1所示，根据本发明方法来计算此ETC门架系统稳定运行时长。

具体为：当前电源动力系统供电方式d＝0表示当前ETC门架系统的供电方式为市电，则基于电源动力预测的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大，即f₁＝+∞。

当前温度采集值为x₂＝30℃，此ETC门架系统的温度区间划分值为min＝0℃，a＝20℃，max＝50℃，u＝10，且温度控制设备运行状态x₄＝1为正常，则基于温度预测的ETC门架系统稳定运行时长为：

小时

当前湿度采集值为x₃＝60％，此ETC门架系统的湿度区间划分值为min＝30％，max＝80％，v＝8，且湿度控制设备运行状态x₅＝1为正常，则基于湿度预测的ETC门架系统稳定运行时长为：

小时

则得到基于电源动力、基于温度、基于湿度计算得到的三个ETC门架系统稳定运行时长中的最小值：

f_b＝min(f₁(x₁,d,T₁),x₄*f₂(x₂,u),x₅*f₃(x₃,v))＝2小时

同时，由表1中可知，烟雾监测结果x₆＝1，水侵监测结果x₇＝1，设备亭门磁开关监测结果x₈＝1，工控机运行状态x₉＝1，天线控制器运行状态x₁₀＝1，RSU天线运行状态x₁₁＝1，车牌抓拍运行状态x₁₂＝1，交换机运行状态x₁₃＝1，防火墙运行状态x₁₄＝1，则这些对系统影响的综合值为：

从而得到ETC门架系统稳定运行时长为：

F＝f_a*f_b＝2小时。

表1 ETC门架系统中设备的参数

ETC门架编号	xxx
		当前时间	xxx
电源动力系统供电方式	d＝0
		UPS电磁的设计供给总量	T<sub>1</sub>＝5h
当前UPS电池电量百分比	x<sub>1</sub>＝100％
		当前温度值	x<sub>2</sub>＝30℃
当前湿度值	x<sub>3</sub>＝60％
		温度控制设备的运行状态	x<sub>4</sub>＝1
湿度控制设备的运行状态	x<sub>5</sub>＝1
		烟雾监测结果	x<sub>6</sub>＝1
水侵监测结果	x<sub>7</sub>＝1
		设备亭门磁开关监测结果	x<sub>8</sub>＝1
工控机运行状态	x<sub>9</sub>＝1
		天线控制器运行状态	x<sub>10</sub>＝1
RSU天线运行状态	x<sub>11</sub>＝1
		车牌抓拍运行状态	x<sub>12</sub>＝1
交换机运行状态	x<sub>13</sub>＝1
		防火墙运行状态	x<sub>14</sub>＝1

实施例3

本实施例提供另一时刻某ETC门架系统中各设备的一组参数，如表2所示，根据本发明方法来计算此ETC门架系统稳定运行时长。

具体为：当前电源动力系统供电方式d＝0表示当前ETC门架系统的供电方式为市电，则基于电源动力预测的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大，即f₁＝+∞。

当前温度采集值为x₂＝30℃，此ETC门架系统的温度区间划分值为min＝0℃，a＝20℃，max＝50℃，u＝10，且温度控制设备运行状态x₄＝1为正常，则基于温度预测的ETC门架系统稳定运行时长为：

小时

当前湿度采集值为x₃＝60％，此ETC门架系统的湿度区间划分值为min＝30％，max＝80％，v＝8，且湿度控制设备运行状态x₅＝1为正常，则基于湿度预测的ETC门架系统稳定运行时长为：

小时

则得到基于电源动力、基于温度、基于湿度计算得到的三个ETC门架系统稳定运行时长中的最小值：

f_b＝min(f₁(x₁,d,T₁),x₄*f₂(x₂,u),x₅*f₃(x₃,v))＝2小时

同时，由表2中可知，烟雾监测结果x₆＝1，水侵监测结果x₇＝1，设备亭门磁开关监测结果x₈＝0，工控机运行状态x₉＝1，天线控制器运行状态x₁₀＝1，RSU天线运行状态x₁₁＝1，车牌抓拍运行状态x₁₂＝1，交换机运行状态x₁₃＝1，防火墙运行状态x₁₄＝1，则这些对系统影响的综合值为：

从而得到ETC门架系统稳定运行时长为：

F＝f_a*f_b＝0，即ETC门架系统暂停运行。

表2 ETC门架系统中设备的参数

当然，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过ETC门架系统数据接口实时获取ETC门架系统中设备的参数；

根据获取的设备的参数，分别获得基于电源动力、基于温度、基于湿度预测的三个ETC门架系统稳定运行时长，获取其中最小值；

根据获取的ETC门架系统关键设备的运行状态对ETC门架系统稳定运行的影响，获取综合影响值；

将获取的设备参数中的最小值与获取的关键设备中的综合影响值相乘，获取的乘积为ETC门架系统稳定运行时长的预测值。

2.根据权利要求1所述ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，其特征在于，所述根据获取设备的参数步骤中，电源动力为市电供电，则基于电源动力的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大；

电源动力为电池供电，则基于电源动力的ETC门架系统稳定运行时长为电池供电的总时长与电池电量百分比的乘积；

式Ⅰ为获取的基于电源动力的ETC门架系统稳定运行时长的预测值：

式Ⅰ中，f₁为基于电源动力的ETC门架系统稳定运行时长的预测值，x₁为电池电量百分比，d为电源动力的供电方式，市电供电用0表示，电池供电用1表示，T₁为电池供电的总时长。

3.根据权利要求2所述ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，其特征在于，所述根据获取设备的参数步骤中，温度在较低范围内，则基于温度的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大；

温度在较高范围内，则基于温度的ETC门架系统稳定运行时长为温度由当前值根据变化趋势升至较高范围最大值的时长；

温度大于较高范围的最大值或小于较低范围的最小值，则基于温度的ETC门架系统稳定运行时长为零；

式Ⅱ为获取的基于温度的ETC门架系统稳定运行时长的预测值：

式Ⅱ中，f₂为基于温度的ETC门架系统稳定运行时长的预测值，x₂为获取的当前温度值，u＝|Δt/T₂|，u表示单位时间内温度变化的绝对值，Δt为时间T₂内的温度变化值，(min,a]为较低温度范围，(a,max]为较高温度范围，且min＜a＜max。

4.根据权利要求3所述ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，其特征在于，所述根据获取设备的参数步骤中，温度由温度控制设备控制，

则控制设备的运行状态x₄：x₄＝1为正常，则基于温度的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大；

x₄＝1/2为不正常，则基于温度的ETC门架系统稳定运行时长为：x₄*f₂(x₂,u)。

5.根据权利要求4所述ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，其特征在于，所述根据获取设备的参数步骤中，湿度在较低范围内，则基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大；

湿度在较高范围内，则基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长为湿度由当前值根据变化趋势升至较高范围最大值的时长；

湿度大于较高范围的最大值，则基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长为零；

式Ⅲ为获取的基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长的预测值：

式Ⅲ中，f₃为基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长的预测值，x₃为获取的当前湿度值，v＝|Δs/T₃|，v表示单位时间内湿度变化的绝对值，Δs为时间T₃内的湿度变化值，(0,min]为较低湿度范围，(min,max]为较高湿度范围，且0＜min＜max。

6.根据权利要求5所述ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，其特征在于，所述根据获取设备的参数步骤中，湿度由湿度控制设备控制，

则控制设备的运行状态x₅：x₅＝1为正常，则基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长为无穷大；

x₅＝1/2为不正常，则基于湿度的ETC门架系统稳定运行时长为：x₅*f₃(x₃,v)。

7.根据权利要求6所述ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，其特征在于，所述根据获取的ETC门架系统关键设备的运行状态步骤中，关键设备的参数包括烟雾监测、水侵监测、设备亭门磁开关监测、工控机监测、天线控制器监测、RSU天线监测、车牌抓拍监测、交换机监测和防火墙监测的参数；

烟雾监测运行状态：x₆＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₆＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

水侵监测运行状态：x₇＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₇＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

设备亭门磁开关监测运行状态：x₈＝1/2为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长减半，

x₈＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

工控机监测运行状态：x₉＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₉＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

天线控制器监测运行状态：x₁₀＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₁₀＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

RSU天线监测运行状态：x₁₁＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₁₁＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

车牌抓拍监测运行状态：x₁₂＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₁₂＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

交换机监测运行状态：x₁₃＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₁₃＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长；

防火墙监测运行状态：x₁₄＝0为不正常，则ETC门架系统稳定运行时长为零，

x₁₄＝1为正常，则不影响ETC门架系统稳定运行时长。

8.根据权利要求7所述ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，其特征在于，所述根据获取的ETC门架系统关键设备的运行状态步骤中，关键设备的运行状态对ETC门架系统稳定运行时长的影响综合值为：

式Ⅳ中，f_a为综合影响值，即为关键设备运行状态参数值的乘积，i为6～14的整数值。

9.根据权利要求8所述ETC门架系统稳定运行时长的预测方法，其特征在于，所述获取的乘积为ETC门架系统稳定运行时长的预测值步骤中，ETC门架系统稳定运行时长的预测值为：

F＝f_a*f_b (式Ⅴ)

式Ⅴ中，f_b＝min(f₁(x₁,d,T₁),x₄*f₂(x₂,u),x₅*f₃(x₃,v))，即为根据获取设备的参数步骤中获取的最小值。

10.一种基于权利要求1至权利要求9任一所述预测方法的ETC门架系统，其特征在于，包括安装在高速公路旁边的设备亭和门架；

所述设备亭至少包括门体、腔体和锁体，设备亭内至少包括电源动力系统设备、环境监测控制系统设备和通信传输系统设备；

所述电源动力系统设备至少包括市电和电池；

所述环境监测控制系统设备至少包括温度、湿度、烟雾、水侵、设备亭门磁开关和控制设备，所述控制设备至少包括温度控制设备和湿度控制设备；

所述通信传输系统设备至少包括工控机、天线控制器、交换机和防火墙；

所述门架上至少包括RSU天线系统设备和车牌抓拍系统设备。

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