CN103400422A - 类自由流电子不停车收费车道系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了类自由流电子不停车收费车道系统及方法，所述系统包括主控机、门架以及与主控机连接的路侧读写设备、自动栏杆机和多组车辆检测传感器；所述自动栏杆机设在收费岛后端，并处于常开状态；所述门架设置在收费岛前端且位于通信区后方，并设有信息提示器件和标识器件；所述方法为车辆进入车道时，微波天线尝试与车辆进行交易处理，交易成功时生成交易记录，栏杆保持常开状态放行车辆；交易失败时，门架上的信息提示器件产生提示信息，以示车辆不要继续前行，从旁边预留空间驶离车道通过其他方式处理；若未交易成功的车辆前行并通过门架，自动栏杆机落杆拦截车辆。本发明的车道系统让车辆获得类似自由流的通行速度和体验。

Description

类自由流电子不停车收费车道系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电子不停车收费车道系统，尤其是一种类自由流电子不停车收费车道系统及方法，属于车辆不停车收费领域。

背景技术

目前，在我国的道路电子不停车收费(Electric Toll Collection，ETC)应用领域中，由于受运营环境所影响，在电子不停车收费车道上往往设置了自动栏杆机，采用的是非自由流的车道通行模式；而根据自动栏杆机的安装位置，又分为岛头模式和岛内模式。同时，无论是岛头模式还是岛内模式，车道上的自动栏杆机通常采用常闭模式，即在车辆交易成功时，才抬起栏杆放行，否则保持栏杆的闭合状态以拦截车辆。为此，在岛头模式和岛内模式中，虽然栏杆常闭模式可有效防止非法车辆的闯关逃费行为，大大保障路段业主合法收益，但是栏杆闭合状态时所存在的阻吓作用，使得大部分车辆用户在车辆进入车道时均会下意识地进行减速，以确保车辆不因车速过快或交易异常而撞杆，其不足之处主要体现在：

1)电子不停车收费车道的车辆行驶车速受抑制，最高车速值往往仅能达到30公里/小时左右；

2)通行过程中需多次进行加、减速，致使车辆用户无法获得所期待的驾驶体验；

3)电子不停车收费车道的通行能力和通行效率优势未能完全发挥。

因此，上述非自由流的车道通行模式难以满足车辆用户的需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种能够在非自由车道运营环境下可达到类似自由流车道的通行速度和驾驶体验的类自由流电子不停车收费车道系统。

本发明的另一目的在于提供一种类自由流电子不停车收费车道系统实现的类自由流电子不停车收费方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

类自由流电子不停车收费车道系统，包括主控机和路侧读写设备，所述主控机与路侧读写设备连接，所述路侧读写设备包括可在车道上投射出至少一个通信区的微波天线以及天线控制器，所述微波天线与天线控制器连接，其特征在于：所述系统还包括自动栏杆机、门架以及多组车辆检测传感器，所述自动栏杆机设置在收费岛后端，并处于常开状态；所述门架设置在收费岛前端且位于通信区后方，并设有信息提示器件；所述自动栏杆机、信息提示器件以及每组车辆检测传感器分别与主控机连接。

作为一种实施方案，所述系统还包括设置在收费岛前端并位于车道上方的天线支架，所述路侧读写设备采用顶挂或侧挂的方式安装在天线支架上，所述微波天线处于关闭待触发状态或常开状态。

作为一种实施方案，所述系统还包括设备机柜，所述主控机安装在设备机柜内。

作为一种实施方案，所述门架为实物门架或虚拟门架。

具体的，所述实物门架为龙门架、悬臂或单立柱，所述虚拟门架为可视化的幕墙或可视化的地面标识。

作为一种实施方案，所述门架还设有标识器件。

具体的，所述信息提示器件包括信息显示牌和声光报警器，所述标识器件为白炽灯、LED灯管、反光膜或可视化波频射线器件。

作为一种实施方案，所述车辆检测传感器包括用于检测车辆是否进入车道的第一组车辆检测传感器、用于检测车辆是否处于微波天线投射的通信区的第二组车辆检测传感器、用于检测车辆是否通过门架的第三组车辆检测传感器和用于检测车辆是否驶离车道的第四组车辆检测传感器；所述第一组车辆检测传感器设置在微波天线投射的通信区前方位置，所述第二组车辆检测传感器设置在微波天线投射的通信区内，所述第三组车辆检测传感器设置在门架的后方位置，所述第四组车辆检测传感器设置在自动栏杆机的后方位置。

具体的，所述每组车辆检测传感器采用至少一个车辆检测传感器构成，所述每个车辆检测传感器为地感线圈、地磁装置、红外装置、视频检测装置或激光装置。

本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

类自由流电子不停车收费车道系统实现的类自由流电子不停车收费方法，其特征在于包括以下步骤：

1)车辆进入车道，第一组车辆检测传感器检测到车辆到达，微波天线尝试与车辆中的车载电子标签建立通信链路及完成交易处理业务，进入步骤2)；

2)当第二组车辆检测传感器检测到车辆处于微波天线投射的通信区内时，若车辆在微波天线投射的通信区内交易成功，系统控制门架的信息提示器件作出交易成功的提示信息；此时车辆继续前行，并生成交易记录，进入步骤4)；若车辆在微波天线投射的通信区内交易失败时，系统控制门架的信息提示器件作出交易失败的提示信息，此时车辆若从旁边预留空间退出车道，信息提示器件所产生的交易失败提示信息消除，系统切换回初始状态；否则，进入步骤3)；

3)当第三组车辆检测传感器检测到未交易成功的车辆通过门架时，系统控制自动栏杆机关闭以拦截车辆，被拦截车辆经过处理后驶离车道，信息提示器件所产生的交易失败提示信息消除，系统切换回初始状态并等待新的车辆到达；

4)当第三组车辆检测传感器检测到交易成功的车辆通过门架时，信息提示器件所产生的交易成功提示信息消除，进入步骤5)；

5)当第四组车辆检测传感器检测到车辆驶离车道后，系统切换回初始状态并等待新的车辆到达。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明的类自由流电子不停车收费车道系统中，自动栏杆机设置在收费岛后端，并处于常开状态，仅当车辆无法交易且冲过限制区时才进行落杆操作，既避免了栏杆对车辆的平稳通行所带来的消极影响，也能继续保持对闯关逃费车辆的有效拦截，使车辆在电子不停车收费车道能获得类似自由流的通行速度，解决了现有技术采用常闭模式对车辆的通行车速产生较大抑制的问题。

2、本发明的类自由流电子不停车收费车道系统，在正常状态下不设任何障碍，从而使车辆用户在驾车时可在安全车速范围内具有更大提速空间，可获得更好的通行体验；同时，在收费异常状态出现时，也可对车辆进行有效拦截，符合我国当前的车道收费运营模式特点。

3、本发明的类自由流电子不停车收费车道系统，其设置的门架上装有提示和标识器件，这些器件既对误入车辆、未能正常交易或交易车辆提供提示信息外，也给ETC车道提供更为凸显的标识作用，大大提高广场的车辆疏导、指引处理效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的类自由流电子不停车收费车道系统结构示意图。

图2为本发明实施例1的类自由流电子不停车收费车道系统实现的类自由流电子不停车收费方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

在本实施例中，采用龙门架作为门架，采用信息显示牌和声光报警器作为龙门架上的信息提示器件，采用白炽灯作为龙门架上的标识器件，采用地感线圈作为车辆检测传感器。

如图1所示，本实施例的类自由流电子不停车收费车道系统包括主控机1、设备机柜2、路侧读写设备3、天线支架4、龙门架5、信息显示牌6、声光报警器7、白炽灯8、自动栏杆机9、第一组车辆检测传感器10、第二组车辆检测传感器11、第三组车辆检测传感器12和第四组车辆检测传感器13，所述设备机柜2位于路侧，所述天线支架4和龙门架5设置在收费岛前端，所述天线支架4位于车道上方且位于龙门架5前方，所述天线支架4与龙门架5之间的距离F为3米，所述自动栏杆机9设置在收费岛后端。

所述主控机1安装在设备机柜2内，是整个车道系统的控制核心，其与路侧读写设备3、信息显示牌6、声光报警器7、白炽灯8、自动栏杆机9、第一组车辆检测传感器10、第二组车辆检测传感器11、第三组车辆检测传感器12和第四组车辆检测传感器13连接，用于根据整个系统的业务处理流程完成对这些设备的控制及信息交互操作。

所述路侧读写设备3采用顶挂或侧挂方式安装在天线支架4上，包括微波天线以及天线控制器，所述天线控制器与微波天线连接，所述微波天线在车辆没进入车道时处于关闭待触发状态，当触发开启后可在车道上投射出通信区14，通信区14前沿与天线支架4之间的距离B为8m。

所述信息显示牌6采用附着方式安装在龙门架5上，用于为车辆用户提示信息，包括显示屏、通行灯和语音模块，所述显示屏用于显示车辆的车型、车牌、费额、余额、通行诱导提示等信息；所述通行灯用于指挥车辆前行或停止，初始状态为红色，在车辆可前行时显示绿色，否则维持红色状态；所述语音模块用于实现语音提示。

所述声光报警器7采用附着方式安装在龙门架5或信息显示牌6上，用于为车辆用户提供声光警示；

所述白炽灯8采用附着、侧挂或顶挂方式安装在龙门架5上，主要是用于提高龙门架5的辨识度，特别是光度不佳的环境下能让车辆用户知道龙门架5的大概位置所在。

所述的自动栏杆机9处于常开状态，其与龙门架5之间的距离G不小于给定车道最高限速所对应的车辆最短安全制动距离，用于对误入或未交易成功的车辆进行落杆拦截。

所述第一组车辆检测传感器10设置在微波天线投射的通信区14前方位置，其与天线支架4之间的距离A为11m，用于检测车辆是否进入车道，若检测到车辆进入车道，则触发微波天线开启。

所述第二组车辆检测传感器11设置在微波天线投射的通信区14内，其前沿与第一组车辆检测传感器10后沿之间的间隔C为2.5米，用于检测车辆是否驶入微波天线投射的通信区14。

所述第三组车辆检测传感器12设置在龙门架5的后方位置，其前沿与第二组车辆检测传感器11前沿之间的间隔D为8.7米，用于检测车辆是否通过龙门架5。

所述第四组车辆检测传感器13设置在自动栏杆机9的后方位置，其前沿与自动栏杆机9的栏杆臂在车道平面上的投影大致重叠，用于检测车辆是否驶离车道。

上述第一组车辆检测传感器10、第二组车辆检测传感器11、第三组车辆检测传感器12和第四组车辆检测传感器13，每组车辆检测传感器所采用的地感线圈为一个。

如图1和图2所示，本实施例实现的类自由流电子不停车收费方法，包括以下步骤：

1)车辆进入车道，第一组车辆检测传感器10检测到车辆到达，触发路侧读写设备3的微波天线开启，微波天线尝试与车辆中的车载电子标签建立通信链路及完成交易处理业务，进入步骤2)；

2)当第二组车辆检测传感器11检测到车辆处于通信区14内时，若车辆在通信区14内交易成功，系统控制信息显示牌6显示交易成功的提示信息并发出语音提示和控制声光报警器7发出交易成功的闪灯提示，此时车辆继续前行，并生成交易记录，进入步骤4)；若车辆在通信区14内交易失败时，系统控制信息显示牌6显示交易失败的提示信息并发出语音提示和控制声光报警器7发出交易失败的闪灯提示并发出警报信号，此时车辆若从旁边预留空间退出车道，信息显示牌6交易失败的提示信息和声光报警器7交易失败的闪灯提示会消除，且声光报警器7停止发出警报信号，系统切换回初始状态；否则，进入步骤3)；

3)当第三组车辆检测传感器12检测到未交易成功的车辆通过龙门架5时，系统控制自动栏杆机9关闭以拦截车辆，被拦截车辆经过处理后驶离车道，信息显示牌6交易失败的提示信息和声光报警器7交易失败的闪灯提示会消除，且声光报警器7停止发出警报信号，系统切换回初始状态并等待新的车辆到达。

4)当第三组车辆检测传感器12检测到交易成功的车辆通过龙门架5时，信息显示牌6交易成功的提示信息和声光报警器7交易成功的闪灯提示会消除，进入步骤5)；

5)当第四组车辆检测传感器13检测到车辆驶离车道后，系统切换回初始状态并等待新的车辆到达。

上述步骤4)中，被拦截车辆经过处理后驶离车道可以采用人工指示车辆驶离或车辆用户自行倒车使车辆驶离。

实施例2：

本实施例的主要特点是：所述微波天线处于常开状态，所述第一组传感器10用于检测车辆是否进入车道。其余同实施例1。

实施例3：

本实施例的主要特点是：所述第一组车辆检测传感器10、第二组车辆检测传感器11、第三组车辆检测传感器12和第四组车辆检测传感器13均可由两个或以上的车辆检测传感器构成，每个车辆检测传感器还可以为地磁装置、红外装置、视频检测装置或激光装置。其余同实施例1或2。

以上所述，仅为本发明专利优选的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，如门架还可以为虚拟门架(可视化的幕墙、可视化的地面标识)或其他实物门架(悬臂、单立柱)；标识器件还可以为LED灯管、反光膜、可视化波频射线器件等。同时，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.类自由流电子不停车收费车道系统，包括主控机和路侧读写设备，所述主控机与路侧读写设备连接，所述路侧读写设备包括可在车道上投射出至少一个通信区的微波天线以及天线控制器，所述微波天线与天线控制器连接，其特征在于：所述系统还包括自动栏杆机、门架以及多组车辆检测传感器，所述自动栏杆机设置在收费岛后端，并处于常开状态；所述门架设置在收费岛前端且位于通信区后方，并设有信息提示器件；所述自动栏杆机、信息提示器件以及每组车辆检测传感器分别与主控机连接。

2.根据权利要求1所述的类自由流电子不停车收费车道系统，其特征在于：所述系统还包括设置在收费岛前端并位于车道上方的天线支架，所述路侧读写设备安装在天线支架上，所述微波天线处于关闭待触发状态或常开状态。

3.根据权利要求1所述的类自由流电子不停车收费车道系统，其特征在于：所述系统还包括设备机柜，所述主控机安装在设备机柜内。

4.根据权利要求1所述的类自由流电子不停车收费车道系统，其特征在于：所述门架为实物门架或虚拟门架。

5.根据权利要求4所述的类自由流电子不停车收费车道系统，其特征在于：所述实物门架为龙门架、悬臂或单立柱，所述虚拟门架为可视化的幕墙或可视化的地面标识。

6.根据权利要求1所述的类自由流电子不停车收费车道系统，其特征在于：所述门架还设有标识器件。

7.根据权利要求6所述的类自由流电子不停车收费车道系统，其特征在于：所述信息提示器件包括信息显示牌和声光报警器，所述标识器件为白炽灯、LED灯管、反光膜或可视化波频射线器件。

8.根据权利要求1所述的类自由流电子不停车收费车道系统，其特征在于：所述车辆检测传感器包括用于检测车辆是否进入车道的第一组车辆检测传感器、用于检测车辆是否处于微波天线投射的通信区的第二组车辆检测传感器、用于检测车辆是否通过门架的第三组车辆检测传感器和用于检测车辆是否驶离车道的第四组车辆检测传感器；所述第一组车辆检测传感器设置在微波天线投射的通信区前方位置，所述第二组车辆检测传感器设置在微波天线投射的通信区内，所述第三组车辆检测传感器设置在门架的后方位置，所述第四组车辆检测传感器设置在自动栏杆机的后方位置。

9.根据权利要求8所述的类自由流电子不停车收费车道系统，其特征在于：所述每组车辆检测传感器采用至少一个车辆检测传感器构成，所述每个车辆检测传感器为地感线圈、地磁装置、红外装置、视频检测装置或激光装置。

10.类自由流电子不停车收费车道系统实现的类自由流电子不停车收费方法，其特征在于包括以下步骤：

1)车辆进入车道，第一组车辆检测传感器检测到车辆到达，微波天线尝试与车辆中的车载电子标签建立通信链路及完成交易处理业务，进入步骤2)；

2)当第二组车辆检测传感器检测到车辆处于微波天线投射的通信区内时，若车辆在微波天线投射的通信区内交易成功，系统控制门架的信息提示器件作出交易成功的提示信息；此时车辆继续前行，并生成交易记录，进入步骤4)；若车辆在微波天线投射的通信区内交易失败时，系统控制门架的信息提示器件作出交易失败的提示信息，此时车辆若从旁边预留空间退出车道，信息提示器件所产生的交易失败提示信息消除，系统切换回初始状态；否则，进入步骤3)；

3)当第三组车辆检测传感器检测到未交易成功的车辆通过门架时，系统控制自动栏杆机关闭以拦截车辆，被拦截车辆经过处理后驶离车道，信息提示器件所产生的交易失败提示信息消除，系统切换回初始状态并等待新的车辆到达；

4)当第三组车辆检测传感器检测到交易成功的车辆通过门架时，信息提示器件所产生的交易成功提示信息消除，进入步骤5)；

5)当第四组车辆检测传感器检测到车辆驶离车道后，系统切换回初始状态并等待新的车辆到达。

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