CN115512451B - 一种可切换的高速公路收费etc车道系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车道智能控制技术领域，尤其涉及一种可切换的高速公路收费ETC车道系统，包括第一车道天线、第二车道天线、车辆检测器组、第一自动栏杆机、第二自动栏杆机以及车道控制组，本发明所述系统可以实现四种车道模式的切换，栏杆前置、天线前置的广东省标ETC专用车道模式，天线前置、栏杆后置的国标ETC专用车道模式，天线后置、栏杆后置的国标ETC混合车道模式，前后双天线协同后置栏杆的改进型国标ETC混合车道模式。四种车道模式可以根据人员的配备和车流量的实际情况选择合适的车道模式，以满足不同时段交通流量的错峰需求，一方面，有效提高了交通资源的合理利用，另一方面，提高了车辆的通行效率。

Description

一种可切换的高速公路收费ETC车道系统

技术领域

本发明涉及车道智能控制技术领域，尤其涉及一种可切换的高速公路收费ETC车道系统。

背景技术

目前，我国在高速公路建设方面也取得了非常不错的成绩，高速公路的建设总量排在了全球前列，随着高速公路的修建，越来越多的人享受到了便利，出行方式也得到了很大改变。但与此同时，有一些问题随之而来，越来越多的汽车涌上道路，给道路交通带来了巨大压力，甚至还经常发生一定的堵塞情况。在一些高速公路上，车流量巨大，并且在高速公路的入口处，就需要排起长队，随着相关技术的发展，为了提高高速公路的通行效率，相关部门就联合银行推出了ETC，不少车主在安装ETC之后，可以通过快速通道迅速进入高速公路。

随着我国交通事业的不断发展，在交通运输部要求高速公路ETC(电子不停车收费)联网收费的大环境下，为了不造成资金和交通道路资源的浪费，有必要对已有的MTC收费系统和ETC收费系统进行整合。

中国专利公开号：CN111862368A公开了一种智能ETC车道控制装置及其收费站智能收费控制系统，其公开的技术方案中智能ETC车道控制装置包括柜体和设于柜体内的ETC车道工控机、智能车道设备切换器、人机交互触摸显示屏，ETC车道工控机和显示屏分别通信连接智能车道设备切换器的ETC通信接口和显示屏接口，且显示屏嵌装于柜体；智能车道设备切换器包括主板和切换器控制板，主板上设有与MTC车道工控机通信连接的MTC通信接口，主板及切换器控制板上均设有车道模式选择拨码，拨码包括标准模式和混合模式，标准模式为ETC车道模式或MTC车道模式，混合模式为ETC车道模式和MTC车道模式。本发明能实现ETC收费车道与混合收费车道的快速切换，提高收费站收费的可调节性。

然而，部分城市周边的高速路出入口收费站广场明显存在不同通行时段通行车流的差异情况，对于较大车流的城市周边出入口，及时疏导车流显得尤为重要。

为了改善此类车道通行状况，设计一种可以随时切换的ETC车道模式(方法)，可以合理利用资源并满足此种交通疏导需要。

发明内容

为此，本发明提供一种可切换的高速公路收费ETC车道系统，用以克服现有技术中车道工作模式单一造成的资源利用不合理的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种可切换的高速公路收费ETC车道系统，该系统为双栏杆双天线型ETC车道系统，其特征在于，包括：

第一车道天线和第二车道天线，所述第一车道天线和第二车道天线为路边单元RSU，且均与天线控制器相连，用以与车载单元OBU进行通信联络；

车辆检测器组，包括若干感应线圈,所述车辆检测器组与车道控制器相连，用以对车辆的驶入、存在、离开进行检测；

第一自动栏杆机和第二自动栏杆机，通过开启或关闭实现对车辆的放行或禁行；

车道控制组，包括天线控制器、车道控制器以及车道工控机，所述天线控制器和所述车道控制器均与所述车道工控机相连。

所述第一车道天线和所述第二车道天线在协同工作时，所述车辆检测器组检测到车辆驶入，第一车道天线发出询问信号并在经过询问时间t0时，若未接收到应答信号则将无应答信号反馈给所述天线控制器，天线控制器判定此车辆为无卡签车辆，所述天线控制器统计预设时段T内第一车道天线交易的车辆数量以及第二车道天线交易的车辆数量以判定是否需要对下一时段的第一车道天线发出的询问信号的询问时间进行调整并在判定需要对下一时段的询问时间进行调整时根据该时段的交易的车辆数量计算下一时间段询问时间调整参数。

进一步地，本发明所述可切换的高速公路收费ETC车道系统还包括第一车牌识别仪和第二车牌识别仪，用以对车牌号以及车辆信息进行识别，所述第一车牌识别仪和第二车牌识别仪通过小交换机与所述车道工控机相连；

第一信息显示屏和第二信息显示屏，用以对车辆信息和交易信息进行显示，所述第一信息显示屏和第二信息显示屏与所述车道工控机相连。

进一步地，所述车道工控机安装有车道软件，通过对车道软件的操作，可实现如下车道模式的切换，

模式一：栏杆前置、天线前置的广东省标ETC专用车道模式，此种工作模式下，第一车道天线、车辆检测器组、第一车牌识别仪、第一信息显示屏、第一自动栏杆机协同工作；

模式二：天线前置、栏杆后置的国标ETC专用车道模式，此种工作模式下，第一车道天线、车辆检测器组、第一车牌识别仪、第二车牌识别仪、第一信息显示屏、第二信息显示屏、第二自动栏杆机协同工作；

模式三：天线后置、栏杆后置的国标ETC混合车道模式，此种工作模式下，第二车道天线、车辆检测器组、第二车牌识别仪、第二信息显示屏、第二自动栏杆机协同工作；

模式四：前后双天线协同后置栏杆的改进型国标ETC混合车道模式，此种工作模式下，第一车道天线、第二车道天线、车辆检测器组、第一车牌识别仪、第二车牌识别仪、第一信息显示屏、第二信息显示屏、第二自动栏杆机协同工作，此种工作模式，通过第一车道天线和第二车道天线协同工作实现前后车牌识别智能比对，以补充第一车道天线未交易完成车辆的交易。

进一步地，在所述模式四中，所述天线控制器设有预设询问时间t0和预设通过车辆数量N0，当车辆检测器组检测到车辆驶入，第一车道天线发出询问信号，第一车道天线按照接收到的通行介质类型判定车辆为OBU车辆或者CPC卡车辆，当经过询问时间t0，第一车道天线如未接收到应答信号则将无应答信号反馈给天线控制器，天线控制器判定此车辆为无卡签车辆，经过预设时间段T后，天线控制器统计第一车道天线交易的车辆数量N1以及第二车道天线交易的车辆数量N2，所述天线控制器将N1、N2分别与N0进行比对以判定是否需要对下一时段的询问时间进行调整，

若N1＜N0且N2＜N0，所述天线控制器判定无需对下一时段的询问时间进行调整；

若N1＞N0或N2＞N0，所述天线控制器判定需对下一时段的询问时间进行调整。

进一步地，当所述天线控制器判定需对下一时段的询问时间进行调整时，按照如下公式计算下一时间段询问时间调整参数Ki以对下一时间段的询问时间进行调整，设定

进一步地，所述天线控制器设有预设对比参数K01以及K02，其中K01＜K02，所述天线控制器根据调整参数Ki对下一时间段的询问时间进行调整时，

若Ki＜K01，所述天线控制器将下一时间段的询问时间进行调整为

若K01≤Ki＜K02，所述天线控制器将下一时间段的询问时间进行调整为t1＝t0；

若Ki≥K02，所述天线控制器将下一时间段的询问时间进行调整为t1＝Ki×α2×t0；

其中，为预设的本时段内的询问时间，α1、α2表示换算系数，α1>α2。

进一步地，所述天线控制器对下一时间段的询问时间进行调整时，计算N1与N2的比值σ，设定σ＝N1/N2，

所述天线控制器设有第一比值σ1和第二比值σ2，其中σ1＜σ2，天线控制器将σ分别与σ1和σ2进行比对，

若σ＜σ1，所述天线控制器判定比值过小，第一车道天线交易得车辆数量过少，需要减小第一车道天线的询问时间；

若σ1≤σ≤σ2，所述天线控制器判定比值符合标准，第一车道天线和第二车道天线交易得车辆达到平衡；

若σ＞σ2，所述天线控制器判定比值过大，第一车道天线交易得车辆数量过多，需要增加第一车道天线的询问时间。

进一步地，当所述天线控制器判定第一车道天线交易得车辆数量过少时，计算σ与σ1的差值Δσ并根据Δσ对调整后的询问时间进行修正，设定Δσ＝σ1-σ，所述天线控制器中设有第一预设比值差值Δσ1、第二预设比值差值Δσ2、第一预设修正系数γ1、第二预设修正系数γ2以及第三预设修正系数γ3，其中，Δσ1＜Δσ2，1.1＜γ1＜γ2＜γ3＜1.3，

若Δσ≤Δσ1，所述天线控制器使用γ1将询问时间t1修正至对应值；

若Δσ1＜Δσ≤Δσ2，所述天线控制器使用γ2将询问时间t1修正至对应值；

若Δσ2＜Δσ，所述天线控制器使用γ3将询问时间t1修正至对应值；

当所述天线控制器通过第s预设修正系数γs将询问时间t1修正至对应值时，设定s＝1，2，3，修正后的询问时间t1’＝t1×(1-γs)。

进一步地，当所述天线控制器判定第一车道天线交易得车辆数量过多时，计算σ与σ2的差值的Δσ并根据Δσ对调整后的询问时间进行修正，设定Δσ＝σ-σ2，所述天线控制器中设有第四预设修正系数γ4、第五预设修正系数γ5以及第六预设修正系数γ6，其中，0.2＜γ4＜γ5＜γ6＜0.3，

若Δσ≤Δσ1，所述天线控制器使用γ4将询问时间t1修正至对应值；

若Δσ1＜Δσ≤Δσ2，所述天线控制器使用γ5将询问时间t1修正至对应值；

若Δσ2＜Δσ，所述天线控制器使用γ6将询问时间t1修正至对应值；

当所述天线控制器通过第q预设修正系数γq将询问时间t1至对应值时，设定q＝1，2，3，修正后的询问时间t1’＝t1×(1+γq)。

进一步地，在下一时段T的通行中，所述天线控制器以调整后的询问时间控制所述第一车道天线发出询问信号的时间，并统计该时段第一车道天线交易的车辆数量以及第二车道天线交易的车辆数量以判定是否需要对下一时段的询问时间进行调整并在判定需要对下一时段的询问时间进行调整时根据该时段的交易的车辆数量计算下一时间段询问时间调整参数。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明可以实现四种车道模式的相互切换，可以根据人员的配备和车流量的实际情况选择合适的车道模式，以满足不同时段交通流量的错峰需求，一方面，有效提高了交通资源的合理利用，另一方面，提高了车辆的通行效率。

进一步地，目前车道微波通讯设备多是单控制器单天线的模式，设计一种单控制器多天线的控制线路及逻辑，使车道模式可以多样化灵活处理。本发明中第一车道天线和第二车道天线均与同一天线控制器相连，可以实现三种天线工作逻辑：仅第一车道天线开启、仅第二车道天线开启、第一车道天线和第二车道天线同时开启协同工作，以进行车道通行控制，能够满足多车道模式的需求，进一步提高了交通资源的合理利用和车辆的通行效率。

进一步地，本发明所述模式三为线后置、栏杆后置的国标ETC混合车道模式，车道通行灵活，满足不同通行介质(OBU或者CPC)的车辆通行，进一步提高了交通资源的合理利用和车辆的通行效率。

进一步地，本发明所述模式四为前后双天线协同后置栏杆的改进型国标ETC混合车道模式，通过前后双天线协同工作以实现前后车牌识别智能比对，可以补充交易第一车道天线未交易完成车辆的交易，提高通行率，进一步提高了交通资源的合理利用和车辆的通行效率。

进一步地，在前后天线协同工作时，若前天线和后天线在预设时间段T内，交易的车辆数量比值不在预设范围内，则说明前天线和后天线协同工作未达到平衡状态，对下一时段的询问时间进行调整是有必要的。本发明通过本时段的前天线和后天线交易的车辆数量计算调整参数Ki以对下一时间段的询问时间进行调整，以此类推，以实时对调整参数Ki进行更新，以适应实时变化的交通流量。在对询问时间进行调整时，根据前后天线交易车辆数量的比值以确定对应的修正系数以对求的数值进行修正，以此对不同的情况进行区分，在对前后天线的询问时间调整后以实现前后天线协同工作效果更佳，进一步提高了交通资源的合理利用和车辆的通行效率。

附图说明

图1为本发明实施例可切换的高速公路收费ETC车道系统的布局图；

图2为本发明实施例可切换的高速公路收费ETC车道系统的连接示意图；

图3为本发明实施例车道模式切换流程图；

图4为本发明实施例前后天线协同工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明实施例可切换的高速公路收费ETC车道系统的布局图，该系统为双栏杆双天线型ETC车道系统，包括：

第一车道天线和第二车道天线，所述第一车道天线和第二车道天线为路边单元RSU，且均与天线控制器相连，用以与车载单元OBU进行通信联络；

车辆检测器组，包括感应线圈Ⅰ、感应线圈Ⅱ、感应线圈Ⅲ、感应线圈Ⅳ、感应线圈Ⅴ、感应线圈Ⅵ、感应线圈Ⅶ、感应线圈Ⅷ以及感应线圈Ⅸ,所述车辆检测器组与车道控制器相连，用以对车辆的驶入、存在、离开进行检测；

第一自动栏杆机和第二自动栏杆机，通过开启或关闭实现对车辆的放行或禁行；

车道控制组，包括天线控制器、车道控制器以及车道工控机，所述天线控制器和所述车道控制器均与所述车道工控机相连。

所述第一车道天线和所述第二车道天线在协同工作时，所述车辆检测器组检测到车辆驶入，第一车道天线发出询问信号并在经过询问时间t0时，若未接收到应答信号则将无应答信号反馈给所述天线控制器，天线控制器判定此车辆为无卡签车辆，所述天线控制器统计预设时段T内第一车道天线交易的车辆数量以及第二车道天线交易的车辆数量以判定是否需要对下一时段的第一车道天线发出的询问信号的询问时间进行调整并在判定需要对下一时段的询问时间进行调整时根据该时段的交易的车辆数量计算下一时间段询问时间调整参数。

本发明所述系统还包括第一车牌识别仪和第二车牌识别仪，用以对车牌号以及车辆信息进行识别，所述第一车牌识别仪和第二车牌识别仪通过小交换机与所述车道工控机相连，接口为网卡RJ45；

第一信息显示屏和第二信息显示屏，用以对车辆信息和交易信息进行显示，所述第一信息显示屏和第二信息显示屏与所述车道工控机相连，接口为RS-232，且第一信息显示屏和第二信息显示屏连接有232接口避雷器。

请参阅图2所示，其为本发明实施例可切换的高速公路收费ETC车道系统的连接示意图，所述车道控制器还连接有车道通行灯和声光警报器；所述车道工控机上还设有键盘、鼠标、显示器以及数字I/O卡接口；

请参阅图3和图4所示，图3为本发明实施例车道模式切换流程图，图4为本发明实施例前后天线协同工作流程图，所述车道工控机安装有车道软件，通过对车道软件的操作，可实现如下车道模式的切换，

模式一：栏杆前置、天线前置的广东省标ETC专用车道模式，此种工作模式下，第一车道天线、车辆检测器组、第一车牌识别仪、第一信息显示屏、第一自动栏杆机协同工作，特情车辆无法进入车道，拦截转入相邻车道处理，减少人力资源。

在所述模式一中，参与协同工作的是车辆检测器组中的感应线圈Ⅰ～Ⅵ。

当感应线圈Ⅰ～Ⅴ检测到车辆时，第一车道天线发出询问信号，在完成与车载单元OBU的交易后，第一自动栏杆机打开，当感应线圈Ⅵ检测到车辆驶离后，第一自动栏杆机关闭，第一车道天线不能识别的车辆无法进入车道。

模式二：天线前置、栏杆后置的国标ETC专用车道模式，此种工作模式下，第一车道天线、车辆检测器组、第一车牌识别仪、第二车牌识别仪、第一信息显示屏、第二信息显示屏、第二自动栏杆机协同工作，天线交易范围与栏杆机距离较远，交易过程车辆无须刻意减速，提高通行速度，需要人员值守处理车道特情。

在所述模式二中，参与协同工作的是车辆检测器组中的感应线圈Ⅰ～Ⅴ、感应线圈Ⅸ。

模式三：天线后置、栏杆后置的国标ETC混合车道模式，此种工作模式下，第二车道天线、车辆检测器组、第二车牌识别仪、第二信息显示屏、第二自动栏杆机协同工作，车道通行灵活，满足不同通行介质(OBU或者CPC)的车辆通行，工作状态必须有人值守。

在所述模式三中，参与协同工作的是车辆检测器组中的感应线圈Ⅶ～Ⅸ。

模式四：前后双天线协同后置栏杆的改进型国标ETC混合车道模式，此种工作模式下，第一车道天线、第二车道天线、车辆检测器组、第一车牌识别仪、第二车牌识别仪、第一信息显示屏、第二信息显示屏、第二自动栏杆机协同工作，非标双天线协同工作模式，后置栏杆，第一车道天线和第二车道天线协同工作，能够实现前后车牌识别智能比对，可以补充第一车道天线未交易完成车辆的交易，提高通行率。

在所述模式四中，参与协同工作的是车辆检测器组中的感应线圈Ⅰ～Ⅴ、感应线圈Ⅶ～Ⅸ。此工作模式可以满足不同通行介质(OBU或者CPC)的车辆通行，当车辆驶入时，感应线圈Ⅰ～Ⅴ检测到车辆驶入，第一车道天线发出询问信号，第一车道天线按照接收到的通行介质类型判定车辆为OBU车辆或者CPC卡车辆，当经过询问时间t0，第一车道天线如未接收到应答信号则将无应答信号反馈给天线控制器，天线控制器判定此车辆为无卡签车辆，经过预设时段T后，天线控制器统计第一车道天线交易的车辆数量以及第二车道天线交易的车辆数量以判定是否需要对下一时段的询问时间进行调整并在判定需要对下一时段的询问时间进行调整时根据该时段的交易的车辆数量计算下一时间段询问时间调整参数。

本发明可以实现四种车道模式的相互切换，可以根据人员的配备和车流量的实际情况选择合适的车道模式，以满足不同时段交通流量的错峰需求，一方面，有效提高了交通资源的合理利用，另一方面，提高了车辆的通行效率。

尤其，目前车道微波通讯设备多是单控制器单天线的模式，设计一种单控制器多天线的控制线路及逻辑，使车道模式可以多样化灵活处理。本发明中第一车道天线和第二车道天线均与同一天线控制器相连，可以实现三种天线工作逻辑：仅第一车道天线开启、仅第二车道天线开启、第一车道天线和第二车道天线同时开启协同工作，以进行车道通行控制，能够满足多车道模式的需求，进一步提高了交通资源的合理利用和车辆的通行效率。

应当理解的是，本实施例中提到的前天线指的是第一车道天线，后天线指的是第二车道天线，天线前置指的是开启第一车道天线，天线后置指的是开启第二车道天线，前后双天线协同或双天线协同指的是第一车道天线和第二车道天线同时开启协同工作；栏杆前置指的是开启第一自动栏杆机，栏杆后置或后置栏杆指的是开启第二自动栏杆机。

具体而言，在所述模式四中，所述天线控制器设有预设询问时间t0和预设通过车辆数量N0，当感应线圈Ⅰ～Ⅴ检测到车辆驶入，第一车道天线发出询问信号，第一车道天线按照接收到的通行介质类型判定车辆为OBU车辆或者CPC卡车辆，当经过询问时间t0，第一车道天线如未接收到应答信号则将无应答信号反馈给天线控制器，天线控制器判定此车辆为无卡签车辆，经过预设时间段T后，天线控制器统计第一车道天线交易的车辆数量N1以及第二车道天线交易的车辆数量N2，所述天线控制器将N1、N2分别与N0进行比对以判定是否需要对下一时段的询问时间进行调整，

若N1＜N0且N2＜N0，所述天线控制器判定无需对下一时段的询问时间进行调整；

若N1＞N0或N2＞N0，所述天线控制器判定需对下一时段的询问时间进行调整。

具体而言，当所述天线控制器判定需对下一时段的询问时间进行调整时，按照如下公式计算下一时间段询问时间调整参数Ki以对下一时间段的询问时间进行调整，设定

具体而言，所述天线控制器设有预设对比参数K01以及K02，其中K01＜K02，所述天线控制器根据调整参数Ki对下一时间段的询问时间进行调整时，

若Ki＜K01，所述天线控制器将下一时间段的询问时间调整为

若K01≤Ki＜K02，所述天线控制器将下一时间段的询问时间调整为t1＝t0；

若Ki≥K02，所述天线控制器将下一时间段的询问时间调整为t1＝Ki×α2×t0；

其中，t0为预设的本时段内的询问时间，α1、α2表示换算系数，α1＞α2。

具体而言，所述天线控制器对下一时间段的询问时间进行调整时，计算N1与N2的比值σ，设定σ＝N1/N2，

所述天线控制器设有第一比值σ1和第二比值σ2，其中σ1＜σ2，天线控制器将σ分别与σ1和σ2进行比对，

若σ＜σ1，所述天线控制器判定比值过小，第一车道天线交易得车辆数量过少，需要减小第一车道天线的询问时间；

若σ1≤σ≤σ2，所述天线控制器判定比值符合标准，第一车道天线和第二车道天线交易得车辆达到平衡；

若σ＞σ2，所述天线控制器判定比值过大，第一车道天线交易得车辆数量过多，需要增加第一车道天线的询问时间。

具体而言，当所述天线控制器判定第一车道天线交易得车辆数量过少时，计算σ与σ1的差值Δσ并根据Δσ对调整后的询问时间进行修正，设定Δσ＝σ1-σ，所述天线控制器中设有第一预设比值差值Δσ1、第二预设比值差值Δσ2、第一预设修正系数γ1、第二预设修正系数γ2以及第三预设修正系数γ3，其中，Δσ1＜Δσ2，1.1＜γ1＜γ2＜γ3＜1.3，

若Δσ≤Δσ1，所述天线控制器使用γ1将询问时间t1修正至对应值；

若Δσ1＜Δσ≤Δσ2，所述天线控制器使用γ2将询问时间t1修正至对应值；

若Δσ2＜Δσ，所述天线控制器使用γ3将询问时间t1修正至对应值；

当所述天线控制器通过第s预设修正系数γs将询问时间t1修正至对应值时，设定s＝1，2，3，修正后的询问时间t1’＝t1×(1-γs)。

具体而言，当所述天线控制器判定第一车道天线交易得车辆数量过多时，计算σ与σ2的差值的Δσ并根据Δσ对调整后的询问时间进行修正，设定Δσ＝σ-σ2，所述天线控制器中设有第四预设修正系数γ4、第五预设修正系数γ5以及第六预设修正系数γ6，其中，0.2＜γ4＜γ5＜γ6＜0.3，

若Δσ≤Δσ1，所述天线控制器使用γ4将询问时间t1修正至对应值；

若Δσ1＜Δσ≤Δσ2，所述天线控制器使用γ5将询问时间t1修正至对应值；

若Δσ2＜Δσ，所述天线控制器使用γ6将询问时间t1修正至对应值；

当所述天线控制器通过第q预设修正系数γq将询问时间t1至对应值时，设定q＝1，2，3，修正后的询问时间t1’＝t1×(1+γq)。

具体而言，在下一时段T的通行中，所述天线控制器以调整后的询问时间控制所述第一车道天线发出询问信号的时间，并统计该时段第一车道天线交易的车辆数量以及第二车道天线交易的车辆数量以判定是否需要对下一时段的询问时间进行调整并在判定需要对下一时段的询问时间进行调整时根据该时段的交易的车辆数量计算下一时间段询问时间调整参数。

在前后天线协同工作时，若前天线和后天线在预设时间段T内，交易的车辆数量比值不在预设范围内，则说明前天线和后天线协同工作未达到平衡状态，对下一时段的询问时间进行调整是有必要的。本发明通过本时段的前天线和后天线交易的车辆数量计算调整参数Ki以对下一时间段的询问时间进行调整，以此类推，以实时对调整参数Ki进行更新，以适应实时变化的交通流量。在对询问时间进行调整时，根据前后天线交易车辆数量的比值以确定对应的修正系数以对求的数值进行修正，以此对不同的情况进行区分，在对前后天线的询问时间调整后以实现前后天线协同工作效果更佳，进一步提高了交通资源的合理利用和车辆的通行效率。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种可切换的高速公路收费ETC车道系统，该系统为双栏杆双天线型ETC车道系统，其特征在于，包括：

第一车道天线和第二车道天线，所述第一车道天线和第二车道天线为路边单元RSU，且均与天线控制器相连，用以与车载单元OBU进行通信联络；

车辆检测器组，包括若干感应线圈,所述车辆检测器组与车道控制器相连，用以对车辆的驶入、存在、离开进行检测；

第一自动栏杆机和第二自动栏杆机，通过开启或关闭实现对车辆的放行或禁行；

车道控制组，包括天线控制器、车道控制器以及车道工控机，所述天线控制器和所述车道控制器均与所述车道工控机相连；

所述第一车道天线和所述第二车道天线在协同工作时，所述车辆检测器组检测到车辆驶入，第一车道天线发出询问信号并在经过询问时间t0时，若未接收到应答信号则将无应答信号反馈给所述天线控制器，天线控制器判定此车辆为无卡签车辆，所述天线控制器统计预设时间段T内第一车道天线交易的车辆数量N1以及第二车道天线交易的车辆数量N2以判定是否需要对下一时段的第一车道天线发出的询问信号的询问时间进行调整并在判定需要对下一时段的询问时间进行调整时根据该时段的交易的车辆数量计算下一时间段询问时间调整参数；

当所述天线控制器判定需对下一时段的询问时间进行调整时，按照如下公式计算下一时间段询问时间调整参数Ki以对下一时间段的询问时间进行调整，设定

所述天线控制器设有预设对比参数K01以及K02，其中K01＜K02，所述天线控制器根据调整参数Ki对下一时间段的询问时间进行调整时，

若Ki＜K01，所述天线控制器将下一时间段的询问时间调整为

若K01≤Ki＜K02，所述天线控制器将下一时间段的询问时间调整为t1＝t0；

若Ki≥K02，所述天线控制器将下一时间段的询问时间进行调整为t1＝Ki×α2×t0；

其中，t0为预设的本时段内的询问时间，α1、α2表示换算系数，α1＞α2；

所述天线控制器对下一时间段的询问时间进行调整时，计算N1与N2的比值σ，设定σ＝N1/N2，

所述天线控制器设有第一比值σ1和第二比值σ2，其中σ1＜σ2，天线控制器将σ分别与σ1和σ2进行比对，

若σ＜σ1，所述天线控制器判定比值过小，所述第一车道天线交易得车辆数量过少，需要减小第一车道天线的询问时间；

若σ1≤σ≤σ2，所述天线控制器判定比值符合标准，所述第一车道天线和所述第二车道天线交易得车辆达到平衡；

若σ＞σ2，所述天线控制器判定比值过大，所述第一车道天线交易得车辆数量过多，需要增加第一车道天线的询问时间。

2.根据权利要求1所述的可切换的高速公路收费ETC车道系统，其特征在于，还包括第一车牌识别仪和第二车牌识别仪，用以对车牌号以及车辆信息进行识别，所述第一车牌识别仪和第二车牌识别仪通过小交换机与所述车道工控机相连；

第一信息显示屏和第二信息显示屏，用以对车辆信息和交易信息进行显示，所述第一信息显示屏和第二信息显示屏与所述车道工控机相连。

3.根据权利要求2所述的可切换的高速公路收费ETC车道系统，其特征在于，所述车道工控机安装有车道软件，通过对车道软件的操作，可实现如下车道模式的切换，

模式一：栏杆前置、天线前置的广东省标ETC专用车道模式，此种工作模式下，第一车道天线、车辆检测器组、第一车牌识别仪、第一信息显示屏、第一自动栏杆机协同工作；

模式二：天线前置、栏杆后置的国标ETC专用车道模式，此种工作模式下，第一车道天线、车辆检测器组、第一车牌识别仪、第二车牌识别仪、第一信息显示屏、第二信息显示屏、第二自动栏杆机协同工作；

模式三：天线后置、栏杆后置的国标ETC混合车道模式，此种工作模式下，第二车道天线、车辆检测器组、第二车牌识别仪、第二信息显示屏、第二自动栏杆机协同工作；

模式四：前后双天线协同后置栏杆的改进型国标ETC混合车道模式，此种工作模式下，第一车道天线、第二车道天线、车辆检测器组、第一车牌识别仪、第二车牌识别仪、第一信息显示屏、第二信息显示屏、第二自动栏杆机协同工作，此种工作模式，通过第一车道天线和第二车道天线协同工作实现前后车牌识别智能比对，以补充第一车道天线未交易完成车辆的交易。

4.根据权利要求3所述的可切换的高速公路收费ETC车道系统，其特征在于，在所述模式四中，所述天线控制器设有预设询问时间t0和预设通过车辆数量N0，当所述车辆检测器组检测到车辆驶入，所述第一车道天线发出询问信号，第一车道天线按照接收到的通行介质类型判定车辆为OBU车辆或者CPC卡车辆，当经过询问时间t0，第一车道天线如未接收到应答信号则将无应答信号反馈给天线控制器，天线控制器判定此车辆为无卡签车辆，经过预设时间段T后，天线控制器统计第一车道天线交易的车辆数量N1以及第二车道天线交易的车辆数量N2，所述天线控制器将N1、N2分别与N0进行比对以判定是否需要对下一时段的询问时间进行调整，

若N1＜N0且N2＜N0，所述天线控制器判定无需对下一时段的询问时间进行调整；

若N1＞N0或N2＞N0，所述天线控制器判定需对下一时段的询问时间进行调整。

5.根据权利要求4所述的可切换的高速公路收费ETC车道系统，其特征在于，当所述天线控制器判定所述第一车道天线交易得车辆数量过少时，计算σ与σ1的差值Δσ并根据Δσ对调整后的询问时间进行修正，设定Δσ＝σ1-σ，所述天线控制器中设有第一预设比值差值Δσ1、第二预设比值差值Δσ2、第一预设修正系数γ1、第二预设修正系数γ2以及第三预设修正系数γ3，其中，Δσ1＜Δσ2，1.1＜γ1＜γ2＜γ3＜1.3，

若Δσ≤Δσ1，所述天线控制器使用γ1将询问时间t1修正至对应值；

若Δσ1＜Δσ≤Δσ2，所述天线控制器使用γ2将询问时间t1修正至对应值；

若Δσ2＜Δσ，所述天线控制器使用γ3将询问时间t1修正至对应值；

当所述天线控制器通过第s预设修正系数γs将询问时间t1修正至对应值时，设定s＝1，2，3，修正后的询问时间t1’＝t1×(1-γs)。

6.根据权利要求5所述的可切换的高速公路收费ETC车道系统，其特征在于，当所述天线控制器判定所述第一车道天线交易得车辆数量过多时，计算σ与σ2的差值的Δσ并根据Δσ对调整后的询问时间进行修正，设定Δσ＝σ-σ2，所述天线控制器中设有第四预设修正系数γ4、第五预设修正系数γ5以及第六预设修正系数γ6，其中，0.2＜γ4＜γ5＜γ6＜0.3，

若Δσ≤Δσ1，所述天线控制器使用γ4将询问时间t1修正至对应值；

若Δσ1＜Δσ≤Δσ2，所述天线控制器使用γ5将询问时间t1修正至对应值；

若Δσ2＜Δσ，所述天线控制器使用γ6将询问时间t1修正至对应值；

当所述天线控制器通过第q预设修正系数γq将询问时间t1至对应值时，设定q＝1，2，3，修正后的询问时间t1’＝t1×(1+γq)。

7.根据权利要求6所述的可切换的高速公路收费ETC车道系统，其特征在于，在下一时段T的通行中，所述天线控制器以调整后的询问时间控制所述第一车道天线发出询问信号的时间，并统计该时段第一车道天线交易的车辆数量以及第二车道天线交易的车辆数量以判定是否需要对下一时段的询问时间进行调整并在判定需要对下一时段的询问时间进行调整时根据该时段的交易的车辆数量计算下一时间段询问时间调整参数。

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