CN208654860U - 一种混合模式车道系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混合模式车道系统，包括：沿车道行驶方向设置的第一天线、光栅组、称重设备、栏杆、感应器和第二天线，所述混合模式车道系统还包括收费设备；所述第一天线与收费设备相连接；所述光栅组与收费设备相连接；所述称重设备与收费设备相连接；所述感应器与收费设备相连接；所述第二天线与收费设备相连接；所述栏杆与收费设备相连接。该系统通过同时满足货车客车混合排队称重及收费，从而实现允许货车高速通过，大大提高公路的通行能力，降低收费管理成本的技术效果。

Description

一种混合模式车道系统

技术领域

本实用新型实施例涉及ETC车道相关技术，尤其涉及一种混合模式车道系统。

背景技术

ETC(Electronic Toll Collection)是不停车电子收费系统，ETC专用车道是给那些装了ETC车载器的车辆使用的，采用电子收费方式，ETC不停车收费系统是目前世界上最先进的路桥收费方式，通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不停车而能交纳路桥费的目的，车辆在通过收费站时，通过车载设备实现车辆识别、信号写入并自动从预先绑定的IC卡或银行帐户上扣除相应资金，是国际上正在努力开发并推广普及的一种用于道路、大桥和隧道的电子收费系统，车主只要在车辆前挡风玻璃或控制台上安装感应卡并预存费用，通过收费站时便不用人工缴费，也无须停车，高速费将从卡中自动扣除。

目前，在高速公路收费中，主要采用两种方式，第一种为采用基于称重技术的人工收费系统，第二种为ETC不停车收费系统。在实际使用中，现有的称重收费系统与ETC不停车收费系统独立工作，均具有明显的应用局限性。称重收费系统安装于收费车道，主要针对于货车，需要停车进行人工收费，因此造成收费站堵塞等现象，收费与通行效率较低。ETC不停车收费系统安装于独立的ETC收费车道，主要针对于客车，可以在不停车的情况下，按照车型自动完成收费工作，收费与通行效率较高，但是其不能对货车进行收费，车道利用率较低。

实用新型内容

本实用新型提供一种混合模式车道系统，以实现货车不停车收费，而且能同时满足货车客车混合排队称重及收费。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种混合模式车道系统，包括：沿车道行驶方向设置的第一天线、光栅组、称重设备、栏杆、感应器和第二天线，所述混合模式车道系统还包括收费设备；

所述第一天线与收费设备相连接，构成传递车辆类型信号的第一线路；

所述光栅组与收费设备相连接，构成传递车辆行驶方向信号的第二线路；

所述称重设备与收费设备相连接，构成用于获取车辆重量信号的第三线路；

所述感应器与收费设备相连接，构成传递车辆离开信号的第四线路；

所述第二天线与收费设备相连接，构成传递第二缴费信号的第五线路；

所述栏杆与收费设备相连接，构成传递抬杆信号的第六线路。

本实用新型通过安装一套系统实现针对ETC客车和ETC货车的收费，解决目前ETC系统中不能有效的实现货车不停车收费、不能同时满足货车客车混合排队称重及收费等问题。实现货车不停车收费，而且能同时满足货车客车混合排队称重及收费，从而允许货车高速通过，大大提高公路的通行能力，降低收费管理的成本效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的一种混合模式车道系统的示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的一种混合模式车道系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种混合模式车道系统的示意图。该系统适用于既可以通行客车(客车是对小型车辆的统称，用于指代扣费时只需考虑形式里程，无需考虑重量的车辆类型)，又可以通行货车(用于指代扣费需要考虑行驶里程，又需要考虑重量的车辆)的车道。

其中，本实施例提供的车道是指安装有ETC(Electronic Toll Collection，电子不停车收费系统)的车道。ETC通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与设置在收费站ETC车道上的微波天线之间建立短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而交纳高速公路通行费的目的。高速公路通行费是通过对公路使用者直接收取车辆通行费来补偿公路建设及维护投资的一种公路基础设施成本回收方式。一般的，对不同类型的车辆采用不同的收费标准。最主要的区别是，货车的收费标准是结合里程计费和计重收费，需要结合货车的车辆重量和每公里的单价进行计费；客车的收费标准都是里程计费，需要根据每公里的单价进行计费，客车具体的每公里单价又有所不同。

结合图1，本实施例提供的一种混合模式车道系统，具体包括：沿车道行驶方向设置的第一天线101、光栅组102、称重设备103、栏杆104、感应器105和第二天线106，混合模式车道系统还包括收费设备107。

第一天线101与收费设备107相连接，构成传递车辆类型信号的第一线路。

本实施例，第一天线101可以是微波天线，用于与安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签进行微波专用短程通讯，实现对车载电子标签进行读写。车载电子标签中存储的数据包括但不限于对应的车辆通行数据、车辆类型数据、余额数据和扣费数据。本实施例，如图1所示，阴影部分108对应第一天线101的通信范围。若车辆进入第一天线101的通信范围内，第一天线101可以搜索通信范围内的车载电子标签，并与该车载电子标签进行微波专用短程通讯，进而对其进行读写。第一天线101的覆盖范围控制在一辆车的范围内(在前车未触发到光栅组102时，第一天线101读不到后续车辆的标签的，第一天线在使用时一般范围调整在6米左右)。当在第一天线101的通信范围内，存在多个车载电子标签时，第一天线101可以先筛选出离其最近的车载电子标签，在此范围内第一天线再对车载电子标签其进行读写处理，即至少可以实现：读取车辆通行数据、车辆类型数据和余额数据，写入扣费数据等。本实施例第一天线101根据读取的车载电子标签的车辆类型数据生成车辆类型信号并发送给收费设备107。

光栅组102与收费设备107相连接，构成传递车辆行驶方向信号的第二线路。本实施例中，光栅可以是由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件，用于感测车辆驶过不同光栅位置的先后顺序，并对应生成行驶方向信号并发送给收费设备107。

称重设备103与收费设备107相连接，构成用于获取车辆重量信号的第三线路。其中，称重设备103是一组安装的传感器和含有软件的电子仪器，用以测量动态轮胎力和车辆通过时间，并提供计算轮重、轴重、车辆重量的数据。称重设备103根据计算得到的货车的轮重、轴重、车辆重量等数据整合成至少包括车辆重量的车辆重量信号，并将该车辆重量信号通过第三线路发送给收费设备107。

感应器105与收费设备107相连接，构成传递车辆离开信号的第四线路。具体的，感应器105用于在到车辆经过时识别车辆位置，并生成车辆离开信号，并将车辆离开信号通过第四线路发送至收费设备107。本实施例中，感应器105可以为地感线圈、地磁传感器或光栅，地感线圈为一个振荡电路。当有符合规格大小的金属物(如车辆)经过时，由于空间介质发生变化引起了振荡频率的变化(有金属物体时振荡频率升高)，这个变化就作为车辆经过“地感线圈”的证实信号，同时这个信号的开始和结束之间的时间间隔又可以用来测量汽车的移动速度。地磁传感器可用于检测车辆的存在和车型识别。地磁传感器利用车辆通过道路时对地球磁场的影响来完成车辆检测的传感器与目前常用的地磁线圈(又称地感线圈)检测器相比，具有安装尺寸小、灵敏度高、施工量小、使用寿命长，对路面的破坏小等优点。

第二天线106与收费设备107相连接，构成传递第二缴费信号的第五线路。其中，第二天线106为微波天线，用于与安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签进行微波专用短程通讯，实现对车载电子标签进行读写。

栏杆104与收费设备107相连接，构成传递抬杆信号的第六线路。其中，栏杆104又称挡车器，是专门用于道路上限制机动车行驶的通道出入口管理设备，现广泛应用于公路收费站、停车场系统管理车辆通道，用于管理车辆的出入。

收费设备107为车道计算机，用于计算高速公路通行费并利用计算机联网技术与银行或其他第三方支付机构进行后台结算处理，同时管理排队车辆队列。

需要注意的是，本实施例第一线路、第二线路、第三线路、第四线路、第五线路和第六线路的构成方式不作限定，可以是无线连接或有线连接。

本实施例中，所述收费设备107管理排队车辆并实现收费的具体方式为：

收费设备107根据行驶方向信号判断车辆进入混合模式车道的顺序，建立车辆缓冲队列。当一辆车辆进入混合模式车道时，车辆沿车道行驶方向通过光栅组102，光栅组102通过第二线路向收费设备107传递车辆正向行驶的信号，收费设备107在车辆缓冲队列的末端按序添加新车辆编号，并将新车辆编号与收费设备107通过称重设备103接收到车辆重量信号中的车辆重量数据关联保存。当队列尾车辆退出混合模式车道时，车辆逆向通过光栅组102，光栅组102通过第二线路向收费设备107传递车辆逆向行驶的信号，收费设备107删除车辆缓冲队列信号的末尾车辆编号以及末尾车辆编号相关的车辆重量数据。

替代实施例中，车辆缓冲队列的车辆编号还关联存储对应的车辆的类型数据。

本实施例的车道不根据车辆类型进行分流，即同一车道可以通过不同类型的车辆，如货车和客车等。本实施例每一次只对车辆缓冲队列中首辆未交易车辆信息对应的车辆进行收费。根据第一天线101提供的车辆类型信号，收费设备107可以判断车辆缓冲队列中首辆未交易车辆信息的车辆类型，若首辆未交易车辆信息对应车辆为货车，则从车辆缓冲队列信号中获取与该首辆未交易车辆信息关联的车辆重量数据，结合第一天线101提供的车辆通行数据来计算首辆未交易车辆信息货车需要交纳的高速公路通行费，并生成扣费信号。收费设备107控制第一天线101和车载电子标签通讯对首辆未交易车辆信息货车进行扣费，扣费成功后，生成扣费成功信号。第一天线101根据扣费成功信号对所述车载电子标签写入扣费数据并修改余额数据。同时，收费设备107根据扣费成功信号向栏杆104发送栏杆控制信号，以控制栏杆104抬起，从而对已交纳高速公路通行费的货车放行。收费设备107接收到车辆离开信号后，删除车辆缓冲队列中队列头的车辆编号及其对应的车辆重量数据。

若首辆未交易车辆信息对应车辆为客车，则从车辆缓冲队列信号中删除与该首辆未交易车辆信息关联的车辆重量数据，仅使用第一天线101提供的车辆通行数据来计算首辆未交易车辆信息客车需要交纳的高速公路通行费，并生成扣费信号。收费设备107控制第一天线101和车载电子标签通讯对首辆未交易车辆信息客车进行扣费，扣费成功后，生成扣费成功信号。第一天线101根据扣费成功信号对所述车载电子标签写入扣费数据并修改余额数据。同时，收费设备107根据扣费成功信号向栏杆104发送栏杆控制信号，以控制栏杆104抬起，从而对已交纳高速公路通行费的客车放行。收费设备107接收到车辆离开信号后，删除车辆缓冲队列中队列头的车辆编号。

替代实施例中，该扣费成功信号可以是由第一天线101生成，也可以是第二天线106产生。第一天线101或第二天线106扣费成功后由收费设备107确定生成扣费成功信号。

本实施例通过安装一套系统实现针对ETC客车和ETC货车的收费，解决目前ETC系统中不能有效的实现货车不停车收费、不能同时满足货车客车混合排队称重及收费等问题。实现货车不停车收费，而且能同时满足货车客车混合排队称重及收费，从而允许货车高速通过，大大提高公路的通行能力，降低收费管理的成本效果。

实施例二

图2为本实用新型实施例二提供的一种混合模式车道系统的示意图。本实施在上述实施例的基础上进一步细化。

本实施例中，光栅组细化为沿车道行驶方向设置有第一光栅1021和第二光栅1022；所述第一光栅1021与第二光栅1022分别与收费设备107相连接。所述第一光栅1021和第二光栅1022间隔0.5米。具体的，第一光栅或第二光栅被遮挡时，会向收费设备传递电平信号。收费设备通过同一车辆触发第一光栅和第二光栅的先后顺序判定车辆是在沿车道方向行驶，或逆向行驶。若车辆为沿车道方向行驶，收费设备则在车辆缓冲队列的队尾增加一个元素，用于存储车辆编号和车辆信号；若车辆为逆向行驶，收费设备则在车辆缓冲队列的队尾删除一个元素。

本实施例中，第一天线101可以为相控阵天线。一般的，相控阵天线包括由天线子阵构成的发射天线阵、由天线子阵构成的接收天线阵、相控阵发射组件、相控阵接收组件、波控接口、通讯控制模块、地感接口、车速计算模块、车辆跟踪模块、电源通讯适配器和安全认证模块；其中，发射天线阵的天线子阵与接收天线阵的天线子阵分别通过馈线网络连接至相控阵发射组件和相控阵接收组件的各路射频信号处理单元。进一步的，通过对射频信号处理单元中的移相器和衰减器赋值，实现对各天线子阵的相位和幅值控制。另外，通讯控制模块负责基带的编码/解码、调制/解调、HDLC(High-Level Data Link Control，高级数据链路控制)/DSRC(Dedicated Short Range Communications，专用短程通信技术)通信流程控制。同时，地感线圈接口所采集的信号，可用于估算车辆位置和速度，并计算出波控指令。之后，通过波控接口，分别控制相控阵发射组件与相控阵接收组件的各路移相器和衰减器，实现数字波束跟踪车辆。另外，电源通讯适配器和安全认证模块，用于实现天线与上位机的有线远距离通讯连接，并安装有安全认证模块PSAM(Purchase Secure AccessModule，销售点终端安全存取模块)卡。

本实施例中，感应器105可以为地感线圈、光栅、激光或地磁。称重设备103支持连续称重。

在上述实施例的基础上，第二光栅1022可以复用称重设备103自身的光栅。

本实施例中，混合模式车道系统还包括费显设备；所述费显设备与所述收费设备相连，构成传递当前车辆指示信号的第七线路。费显设备包括前端费显110与后端费显111。前端费显110用于显示未完全通过光栅组102的车辆的交易信息，所述后端费显111用于显示车辆队列中未踩到感应器105的车辆的交易信息。

本实施例中，栏杆104前预设距离处设置有无感支付设备109，无感支付设备109与收费设备107相连；其中，无感支付设备109用于车辆通过其他方式进行缴费。其中，无感支付又称车牌付，是移动支付的一种。车主提前注册车辆和绑定账户后，收费设备107通过识别车牌后，在后台进行扣费。同时，无感支付设备109也支持扫码支付等多种支付方式。

本实施例通过安装一套系统实现针对ETC客车和ETC货车的收费，解决目前ETC系统中不能有效的实现货车不停车收费、不能同时满足货车客车混合排队称重及收费等问题。实现货车不停车收费，而且能同时满足货车客车混合排队称重及收费，从而允许货车高速通过，大大提高公路的通行能力，降低收费管理的成本效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种混合模式车道系统，其特征在于，包括：沿车道行驶方向设置的第一天线、光栅组、称重设备、栏杆、感应器和第二天线，所述混合模式车道系统还包括收费设备；

所述第一天线与收费设备相连接，构成传递车辆类型信号的第一线路；

所述光栅组与收费设备相连接，构成传递车辆行驶方向信号的第二线路；

所述称重设备与收费设备相连接，构成用于获取车辆重量信号的第三线路；

所述感应器与收费设备相连接，构成传递车辆离开信号的第四线路；

所述第二天线与收费设备相连接，构成传递第二缴费信号的第五线路；

所述栏杆与收费设备相连接，构成传递抬杆信号的第六线路。

2.根据权利要求1所述的混合模式车道系统，其特征在于，所述光栅组沿车道行驶方向设置有第一光栅和第二光栅；所述第一光栅与第二光栅分别与收费设备相连接。

3.根据权利要求2所述的混合模式车道系统，其特征在于，所述第一光栅和第二光栅间隔0.5米。

4.根据权利要求1所述的混合模式车道系统，其特征在于，所述第一天线为相控阵天线。

5.根据权利要求1所述的混合模式车道系统，其特征在于，所述感应器为地感线圈、光栅、激光或地磁。

6.根据权利要求1所述的混合模式车道系统，其特征在于，所述混合模式车道系统还包括无感支付设备；所述无感支付设备用于车辆通过预设方式进行缴费。

7.根据权利要求1所述的混合模式车道系统，其特征在于，所述混合模式车道系统还包括费显设备；所述费显设备与所述收费设备相连，构成传递当前车辆指示信号的第七线路。

8.根据权利要求7所述的混合模式车道系统，其特征在于，所述费显设备包括前端费显与后端费显。

9.根据权利要求8所述的混合模式车道系统，其特征在于，所述前端费显用于显示第一缴费信号，所述后端费显用于显示第二缴费信号。