CN113160439A - 高速智能管理收费系统 - Google Patents

Abstract

本发明所述高速智能管理收费系统可以充分利用现有的基础设施资源，尽量减少对现有收费软件修改，仅仅将采集、校对设备设施安装位置变更一下，就可实现快速通行的实际需要；进出口车道数量配比变换功能，实现根据车流量有效调节进出口车道的合理分配、高效利用。服务区的收费站功能，充分利用相邻两个服务区的服务资源，有效调节缓解相邻两个服务区的车流量。可以实现车辆自由流收费，同时可以兼顾远期辅助驾驶、自动驾驶、车路协同等发展的需求，实现无站收费（收费站）。

Description

高速智能管理收费系统

技术领域

本发明涉及陆路、航空、海运智能管理收费系统，具体为一种高速智能管理收费系统。

背景技术

目前，我国高速公路、国道、桥梁主要使用人工半自动收费(Manual TollCollectionSystem,MTC)和电子不停车收费(Electronic Toll Collection,ETC)混合应用模式，MTC和ETC收费模式，均需要设置收费站，车辆到达收费站后需要减速慢行以便相关设施读取ETC信息或停车进行人工缴费，因此极易造成收费站出入口等区域车辆拥堵等问题，影响基础设施发挥最佳通行能力，给收费管理增加了困难，同时不利于环保、也造成经济损失；而有些服务区距离收费站比较近而不能分担收费站车流量；相邻服务区资源不能有效共享；广大农村区域缺少收费站出入口。

特别是高速公路收费站和服务区急需低成本的升级换代，提高服务效益、效率，充分发挥现有资源价值，使之更环保更节能更高速。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种高速智能管理收费系统，所述系统包括： 1检测设备固定架2高位检测设备3低位检测设备4车载终端5站内车道隔离器6放行闸杆7导向信号灯8服务中心9超限超载检测10车道内称重器11站内出口12站内入口13站外出口14站外入口15服务区入口16服务区出口17途中检测设备18站外车道隔离器19服务区间穿行道。

所述系统可根据2高位检测设备3低位检测设备检测到的站内出入口和站外出入口两个方向的车流量大小、拥堵情况，自动调节或人工调节站内出入口和站外出入口车道数量比例及信号指示单元，引导指示车辆变换车道，出口车道安全变为入口车道或入口车道安全变为出口车道；并同时可自动修改或人工修改计算费用的时间顺序，或采用一边录入信息一边计算金额的一般模式，或采用先录入信息日后再计算金额的自由流模式，放行闸杆工作方式为一车一杆或常开自由流；所述系统工作模式包括一般模式、自由流模式和紧急模式，一般模式为一车一杆实时计算、显示费用，自由流模式为放行闸杆常开车辆自由驶出，采用先录入信息，日后再计算费用，紧急模式为自由流模式下再调节出入口车道数量配比，再进一步的可以引导车辆去相邻收费站，这一功能显着提高了通行效率，因为车辆可不用减速等放行闸杆就能快速驶出收费站。

所述系统基于的通讯不受通讯方式限制，无论有线通讯、无线通讯、卫星、5G、GPS、北斗、物联网等任何通讯方式均可，。

所述系统革新了现有高速路收费站用于采集、计算、收费的设备设施单纯横向布局方式和设备设施（横跨行驶车道）；高速路出口和入口采集车辆信息、标示的部分，改为沿高速路行驶方向呈现纵向一条长线或纵向一条长线加横向布局；所需采集设备设施在高速路出口的安装位置尽量逆向高速路主路方向延伸，或顺着出口匝道尽量逆向高速路主路方向延伸，所需设备设施在高速路入口安装位置尽量顺向高速路主路延伸，或顺着入口匝道尽量顺向高速路主路方向延伸，充分利用出口或入口匝道的长度，在车辆正常行驶中（提前或滞后）采集车辆信息、标示，在车辆正常行驶中（提前或滞后）与车辆终端交互校验，并可根据需要设置多级采集车辆信息、标示单元；采集车辆位置信息和运行轨迹的设备设施可采用线下现场有形的（比如摄像、拍照、读取车载终端等）或云端定位无形的（比如基于GPS、北斗、卫星、太空站、5G、物联网等定位车辆信息）；同时用于采集、计算、收费的设备设施也可安装在所有服务区内，升级改造服务区增加收费站功能，低成本提高服务区功能，增加出入口数量；基于上述功能可实现有站或无站自由流收费，不用减速不用等待。

所述系统采集和读取车辆信息、标示的部分有多种方式组合，其一为车辆车牌外观摄像加一个或多个车载终端设备与收费站线下设备或云端进行信息交互校对，其二为一个或多个车载终端设备与收费站线下设备或云端进行信息交互校验，其三为一个或多个车载终端设备与云端进行信息交互校验（比如基于各种导航定位系统精准定位、地面通讯基站定位、卫星定位、5G定位等），实现无站（收费站）收费；车载终端设备可采用手机、平板、车载导航、OBU、电子车牌、车载物联网设备、车辆自身电脑等一切方便绑定车辆信息的设备；摄像和比对设备固定架为有驱动旋转式，方便采集校对设备根据系统指令变换方向。

所述系统的车辆信息标示采集校验单元和车辆放行单元延伸到服务区，充分利用相邻两个服务区的服务资源，有效调节缓解相邻两个服务区的车流量；同时为因故驶过高速路出口、因故需要调头的车辆提供调头的安全车道，采集车辆行驶轨迹记录车辆行驶里程；也可根据需要在服务区内增加高速路收费站功能，根据相邻收费站的车流量选择开启或关闭服务区的收费站功能。

所述系统包括的异常车辆处理单元包括入口多级检测并多级提醒车辆变道驶出主路或在下一个出口驶出接受处理，出口多级检测校验并多级提醒车辆变道驶入指定车道接受处理；对拒不配合、擅自闯站的车辆将车辆、驾驶员等一切违法信息自动上传云端中央处理器，并通过各种联系方式、渠道告知车主及时接受处理，并纳入征信系统。

所述系统的车道变换单元可采用多种方式组合使用，包括栏杆伸缩式导引车、地面垂直强光式栏杆及导向指示灯、可发声式导向线、顶置可变方向红绿灯；所述栏杆伸缩式导引车为伸缩、栏杆式，并配置警灯、反光警示，包括双向双驱动、双向多驱动、单向单驱动；所述地面垂直强光式栏杆及地面可变导向指示灯，灯光颜色为可变式，地面可变导向指示灯灯罩材质选用均光好、抗压强。

所述系统适应性广泛，不受车道、岔口和匝道的形状、数量、尺寸、类别、等级等场景影响，无论高速、国道、铁路，无论陆路水路、航空、太空；所述系统即可作为整体使用，亦可拆分之后再自由组合，又可拆分之后提取部分功能单独使用或与其他系统再组合使用。

所述系统的超限超载检测单元，其一实行收费站内、服务区内现场检测，其二驶入高速前到指定或有资质的地点检测并上传到大数据和车载终端，驶入高速时与大数据比对，或在收费站内、行驶途中或服务区内再次自动或人工复检、抽检，其诚信结果记录到征信系统，这样可大大缩短货车通行时间，甚至实现自由流进出，提高通行效率。

本发明带来的有益效果是：

其一，可以充分利用现有的基础设施资源，尽量减少对现有收费软件修改，仅仅将采集、校对设备设施安装位置变更一下，就可实现快速通行的实际需要，可以实现车辆自由流收费，同时可以兼顾远期辅助驾驶、自动驾驶、车路协同等发展的需求，实现无站（收费站）收费，具有非常大的推广意义。

其二，在如上所述其一基础上，再增加出入口车道数量配比变换功能，出入口车道变换设备实施，就可实现根据车流量有效调节出入口车道的合理分配、高效利用。

其三，在如上所述其一基础上，再增加服务区的收费站功能，充分利用相邻两个服务区的服务资源，有效调节缓解相邻两个服务区的车流量；同时为因故驶过高速路出口、因故需要调头的车辆提供调头的安全车道；低成本增加收费站数量，提高通行效率，缩短通行距离。

其四，将如上所述其一、其二、其三所述功能全部合理组合，达到更快速、更高效、更方便、更环保、更可持续化。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，以下所描述的实施例仅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。

附图说明

图1为本发明在收费站应用示意图。

图2为本发明在服务区应用示意图。

图3为本发明在变换出入口时应用示意图。

具体实施方式

实施例一车流量正常，出入口及周边途中无交通拥堵现象出现，如图1所示，收费站实行一般模式，一车一杆，车辆一旦进入入口车道，检测采集单元采集车辆信息、校验单元校验信息，数据处理中心确认车辆无误后，放行闸杆在车辆到达预定位置（该位置远离放行闸杆30米以上）后提前抬起放行，车辆无需减速就可快速自由驶入，若数据处理中心发现车辆异常，随即发出异常报警告知工作人员，并提前喊话告知车辆及驾乘人员驶入指定车道接受处理，防止闯岗单元进入警戒模式，异常车辆驶入的放行闸杆不预抬起放行；当入口车道太短时，可采用放行闸杆顺着行驶方向后移安装，或先采集车辆信息并放行再滞后校验单元校验信息。

车辆一旦进入出口车道，前置的多级检测采集单元采集车辆信息、校验单元校验信息，数据处理中心确认车辆无误后，放行闸杆在车辆到达远端预定位置后放行闸杆提前抬起放行，车辆无需减速就可快速自由驶出；若数据处理中心发现车辆异常，随即发出异常报警告知工作人员，并提前喊话告知车辆及驾乘人员驶入指定车道接受处理，防止闯岗单元进入警戒模式，异常车辆驶入的车道放行闸杆不预抬起放行。

实施例二，出入口车流量增大甚至已出现拥堵但周边途中未出现拥堵现象，系统运行自由流模式或紧急模式。

若车流量检测单元检测到入口车流量增大甚至已出现拥堵但出口未出现，数据处理中心根据预先设置和检测到的车流量大小，选择执行增加入口车道数量减少出口车道数量或入口放行闸杆常开，系统先录入信息日后再计算费用的指令；若选择发出增加入口车道数量减少出口车道数量指令，则首先喊话告知出入口车辆及驾乘人员注意，将要转换功能的车道上的警示导引指示灯双向均显示禁止，采集设备变换方向或切换到对应方向的设备上，站内车道隔离器单元向出口侧变换车道，站外车道隔离器在条件允许的情况下向出口侧变换车道，数据处理中心检测到所需设备转换到位后，给已变换成功的车道警示导引指示灯发出允许通行指令，至此一部分出口车道安全变为入口车道；若选择放行闸杆常开系统先录入信息日后再计算费用的指令，则入口放行闸杆常开，车辆自由流进入高速路，采集检验设备正常运行。

如图3所示，若车流量检测单元检测到出口车流量增大甚至已出现拥堵但入口未出现，数据处理中心根据预先设置和检测到的车流量大小，选择执行增加出口车道数量减少入口车道数量或出口放行闸杆常开系统先录入信息日后再计算费用的指令；若选择发出增加出口车道数量减少入口车道数量指令，则首先喊话告知出入口车辆及驾乘人员注意，将要转换功能的车道上的警示导引指示灯双向均显示禁止，采集检测设备变换方向或切换到对应方向的设备上，站内车道隔离器单元向入口侧变换车道，站外车道隔离器在条件允许的情况下向入口侧变换车道，数据处理中心检测到所需设备转换到位后，给已变换成功的车道警示导引指示灯发出允许通行指令，至此一部分入口车道安全变为出口车道；若选择放行闸杆常开系统先录入信息日后再计算费用的指令，则出口放行闸杆常开，车辆自由流驶出高速路，采集检验设备正常运行。

实施例三相邻对向服务区功能升级，如图2所示，所述系统的车辆信息标示采集校验单元和车辆放行单元延伸到服务区，当车辆因故驶过高速路出口、因故需要调头的时候，发现正好在下一个出口之间有服务区，此时车辆可选择在两个服务区之间穿行调头，当车辆穿行安全车道时，车辆信息标示采集校验单元和车辆放行单元执行指令，并采集车辆行驶轨迹记录车辆行驶里程并上传云端大数据处理中心。

当其中一侧服务区车流量过大甚至出现拥堵而另一侧车流量较小时，所述系统的车流量检测单元根据预设定的程序执行引导车辆到对向服务区的功能（包括语音、喊话、提醒等）并在对向服务区提醒车辆返回，两个服务区之间穿行车道上的车辆信息标示采集校验单元和车辆放行单元执行指令，并采集车辆行驶轨迹记录车辆行驶里程并上传云端大数据处理中心。

实施例四服务区升级收费站功能如图2所示，目前收费站多设置在城市周边，出入口远离农村，造成从城市去农村时容易多走路；而有些服务区多在两个收费站的中间位置偏向农村，这种服务区增加收费站功能，则大大方便农村交通、农村发展，而另一些服务区则在距离收费站不远的地方，这种服务区增加收费站功能则有效缓解附近收费站的交通压力。

实施例五实现无站收费，通行记录积分并入征信；

所述系统运行于无站收费状态，入口放行闸杆根据车流量大小采用一车一杆或常开，放行闸杆采用远距离提前放行，车辆无需减速即可通行，入口最前端采集和读取车辆信息、标示的部分发现不符合通行的车辆，会予以提前提醒通告其驶离，放行闸杆不予放行；已正常放行的车辆，通过一个或多个车载终端设备告知驾乘人员车辆已驶入的道路信息，行驶中车载终端设备与云端进行信息交互校验（比如基于各种导航定位系统精准定位、地面通讯基站定位、卫星定位、5G定位等），按照需要确定车辆行驶轨迹、信息。

出口放行闸杆根据车流量大小采用一车一杆或常开，放行闸杆采用远距离提前放行，车辆无需减速即可通行；出口最前端采集和读取车辆信息、标示的部分发现异常的车辆，会根据不同出口的服务内容配置，予以提前提醒通告其驶入指定车道、指定地点或线上方式接受处理，放行闸杆采用不予放行或先预放行而后通知处理；车辆驶出出口后车载终端设备告知驾乘人员车辆已驶出的道路信息，实时告知费用信息或滞后告知费用信息。

在本发明中的“实施例一”、“实施例二”、“实施例三”、 “实施例四”、“实施例五”等均为描述上进行区别，没有其他的特殊含义，更不是对本发明的一种禁锢。

在本发明中的所例举的实施例仅为所述系统在高速路收费系统中的实施例，并不影响本发明在其他领域应用，比如在国道、水路、海陆、航空、太空、游乐等领域的普遍适用性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明；对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是只要符合与本文所公开的原理和创造性特点相一致的最宽的范围，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高速智能管理收费系统，其特征在于：所述系统包括1检测设备固定架2高位检测设备3低位检测设备4车载终端5站内车道隔离器6放行闸杆7导向信号灯8服务中心9超限超载检测10车道内称重器11站内出口12站内入口13站外出口14站外入口15服务区入口16服务区出口17途中检测设备18站外车道隔离器19服务区间穿行道。

2.根据权利要求1所述的高速智能管理收费系统，其特征在于：所述系统可根据2高位检测设备3低位检测设备检测到的站内出入口和站外出入口两个方向的车流量大小、拥堵情况，自动调节或人工调节站内出入口和站外出入口车道数量比例及信号指示单元，出口车道安全变为入口车道或入口车道安全变为出口车道；并同时可自动修改或人工修改计算费用的时间顺序，或先录入信息日后再计算金额或一边录入信息一边计算金额，放行闸杆工作方式为常开或一车一杆两种放行模式；所述系统工作模式包括一般模式、自由流模式和紧急模式，一般模式为一车一杆实时计算、显示费用，自由流模式为放行闸杆常开车辆自由驶出，采用先录入信息，日后再计算费用，紧急模式为自由流模式下再调节出入口车道数量配比及引导车辆去相邻收费站出入口。

3.根据权利要求1所述的高速智能管理收费系统，其特征在于：所述系统基于的通讯不受通讯方式限制，无论有线通讯、无线通讯、卫星、5G、GPS、北斗、物联网等任何通讯方式均可。

4.根据权利要求1所述的高速智能管理收费系统，其特征在于：所述系统革新了现有高速收费站用于采集、计算、收费的设备设施单纯沿运行方向横向布局方式和设备设施；所述系统的出入口采集车辆信息标示的部分，根据出入口道路结构布局位置尽量前置延伸或尽量后置延伸，沿运行方向呈现纵向一条长线或纵向一条长线加横向布局；所需设备设施在出口安装位置尽量逆向高速路主路延伸，或顺着出口匝道尽量逆向高速路主路延伸，所需设备设施在入口安装位置尽量顺向高速路主路延伸，或顺着入口匝道尽量顺向高速路主路延伸；采集车辆位置信息和运行轨迹的设备设施可采用线下现场有形的或云端定位无形的；同时用于采集、计算、收费的设备设施也可安装在所有服务区内；最终实现有站或无站自由流收费。

5.根据权利要求1所述的高速智能管理收费系统，其特征在于：所述系统采集和读取车辆信息、标示的部分有多种方式组合，其一为车辆车牌外观摄像加一个或多个车载终端设备与收费站线下设备或云端进行信息交互校对，其二为一个或多个车载终端设备与收费站线下设备或云端进行信息交互校验,其三为一个或多个车载终端设备与云端进行信息交互校验；车载终端设备可采用手机、平板、车载导航、OBU、电子车牌、车载物联网设备、车辆自身电脑等一切方便绑定车辆信息的设备；摄像和比对设备固定架为有驱动旋转式，方便采集校对设备根据系统指令变换方向。

6.根据权利要求1所述的高速智能管理收费系统，其特征在于：所述系统的车辆信息标示采集校验单元和车辆放行单元可以延伸到服务区，充分利用相邻两个服务区的服务资源，有效调节缓解相邻两个服务区的车流量；同时为因故驶过出口、因故需要调头的车辆提供调头的安全车道，采集车辆行驶轨迹记录车辆行驶里程；也可根据需要在服务区内增加收费站功能，根据与该服务区相邻收费站的车流量大小选择开启或关闭该服务区的收费站功能，缓解该服务区相邻收费站的服务压力。

7.根据权利要求1所述的高速智能管理收费系统，其特征在于：所述系统包括的异常车辆处理单元包括入口多级检测并多级提醒车辆变道驶出主路或在下一个出口驶出接受处理，出口多级检测校验并多级提醒车辆变道驶入指定车道、指定地点或驶离后线上方式接受处理；对拒不配合、擅自闯站的车辆将车辆、驾驶员等一切违法信息自动上传云端中央处理器，并通过各种联系方式、渠道告知车主及时接受处理，并纳入征信系统。

8.根据权利要求1所述的高速智能管理收费系统，其特征在于：所述系统的车道变换单元可采用多种方式组合使用，包括栏杆伸缩式导引车、地面垂直强光式栏杆、地面可变方向指示灯、可发声式导向线、可变方向红绿灯；所述栏杆伸缩式导引车为伸缩、栏杆式，并配置警灯、反光警示，包括双向双驱动、双向多驱动、单向单驱动。

9.根据权利要求1所述的高速智能管理收费系统，其特征在于：所述系统适应性广泛，不受车道、岔口和匝道的形状、数量、尺寸、类别、等级等变化而影响，无论高速路、国道、铁路，无论陆路、水路、航空、太空均可使用；所述系统即可作为整体使用，亦可将各单元功能拆分之后再自由组合，又可拆分之后提取部分功能单独使用或与其他系统再组合使用。

10.根据权利要求1所述的高速智能管理收费系统，其特征在于：所述系统的超限超载检测单元采用多种方式，其一实行收费站内、服务区内现场检测，其二驶入收费站前到各个指定地点检测并上传到大数据和车载终端，驶入收费站或相应道路桥梁时与大数据比对，或在收费站内或服务区内再次抽检、复检，其诚信结果记录到征信系统。

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