CN109615719A - 基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于道路安全运输预警监控***的货运车辆不停车收费***及方法，它包括监控***、数据加密传输装置、电子收费结算后台之间信息交互，不停车收费***包括感应装置、工控机和视频输入设备，视频输入设备通过工控机与感应装置相连，数据加密传输装置包括数据加密传输模块和实时称重模块，实时称重模块分别与数据加密传输模块信号连接，同时数据加密传输模块与工控机通讯连接，工控机与电子收费结算后台连接，摄像机经特殊布局和算法，拍摄货运车辆前车牌和后车牌，识别准确率超过百分之九十五。本发明***结构简单，安装快捷、简便，不拆卸或改动车辆结构，适于所有货车快速通过高速公路ETC通道，真正能够实现货运车辆不停车收费。

Description

基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***及方法

技术领域：

本发明涉及智能交通技术领域，尤其是涉及一种基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***及其方法。

背景技术

随着ETC收费的发展，ETC车道越来越多，然而ETC车道目前更适用于小型汽车及客运车辆等快速收费结算。实际生活中我们发现，很多大型货运车辆经常会拥堵在高速出口附近，阻碍高速公路的高效运行。造成拥堵的主要原因是：货运车辆一般都需要在人工通道通过地磅采集重量，然后才能结算收费，其过程比较缓慢，而拥堵的出口进一步导致小汽车没办法正常行驶到收费港湾，最终造成整个高速公路入口的拥堵。除了拥堵问题外，货运车辆在称重过程中还容易受到司机人为因素干扰，导致车辆称重不准确，最终导致道路通行费收取不正确，影响国家财产流失，损害高速公路运营公司利益。其中，公开号为CN105139461A的专利公开了一种全车型ETC***，该专利提出了通过在收费站入口和出口安装了地磅的前提下，实现载重货运车辆的ETC通行，但该技术方案并不能很好的利用目前的现有ETC设施来实现快速通行的目的。

传统的ETC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需停车而能交纳道路通行费的目的，但这种方式并不适用于货运车辆，货运车辆不同于小客车，其负重吨位行驶的里程数也是影响收费的重要因素之一，如果只选用微波进行短程通讯，运载重量、负重里程等信息还是无法进行统计，从而还需要地磅等装置进行数据采集，然后计算出收费金额，费时费力，且这个过程需要货车上地磅，在地磅上需要减速停车，这些都影响通行效率，因此，需要发明出一种不改变车辆结构、不影响行车安全、结构简单、并可进行远程监控的道路安全运输预警监控***的货运车辆电子不停车收费***，用以解决上述问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费方法，它由下列步骤实现：

步骤一：***初始化，车道保持开启状态，车辆驶入车道后通过车辆上装载的数据加密传输装置与工控机逐渐接近直至信号连通，数据加密传输装置将货车信息通过数据加密传输模块发送至工控机；

步骤二：工控机接收信号后将信号发送至电子收费结算后台的同时控制感应装置开始工作，感应装置感应到车辆后，视频输入设备开始工作，对货车的车头及车尾进行拍摄；

步骤三：视频输入设备拍摄后的信息传送至数据库进行数据比对，根据数据比对结果选择进入步骤四或步骤五；

步骤四：所述步骤三中，步骤一中数据加密传输模块发送至工控机的信息比对结果相同，车道控制器保持道路畅通，电子收费结算后台进行计算并收取货车的通行费用；

步骤五：所述步骤三中，步骤一中数据加密传输模块发送至工控机的信息比对结果不相同，则电子收费结算后台暂停工作，工控机发出关闭栏杆封闭车道指令，车道控制器封锁车道，通讯信号灯发出禁止通行信号。

进一步地，所述步骤一中数据加密传输装置将货车载重、车辆信息数据发送至工控机。

进一步地，所述步骤三中视频输入设备拍摄后的信息传送至数据库进行数据比对，当拍摄图片的入射角大于30°时，进行图像模拟化对比；当拍摄图片的入射角小于等于30°时，进行字形拟合对比。

进一步地，所述步骤四中，则电子收费结算后台暂停工作后，车辆驶出感应装置感应区域，工控机发出关闭栏杆封闭车道指令，车道控制器封锁车道，通讯信号灯发出禁止通行信号。

进一步地，所述步骤五中，车辆驶出的感应区域包括主感应装置区域和/或副感应装置的感应区域。

进一步地，所述步骤五中，车辆驶出感应区域后，车道控制器封锁车道，通讯信号灯发出禁止通行信号。

进一步地，所述步骤三中视频输入设备拍摄后的图片信息与数据库通过图片信息内的文字笔画形状进行信息比对。

进一步地，所述数据库内比对信息包括“挂”字形状信息以及“挂”字笔画形状信息。

一种能够实现基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费方法的***，它包括监控***、数据加密传输装置、电子收费结算后台之间信号连接，所述监控***包括感应装置、工控机和视频输入设备，所述视频输入设备通过工控机与感应装置相连，所述感应装置设置在车辆驶入方向路面下，所述数据加密传输装置包括数据加密传输模块和实时称重模块，所述实时称重模块分别与数据加密传输模块信号连接，同时数据加密传输模块与工控机通讯连接，所述工控机与电子收费结算后台连接。

进一步地，所述数据加密传输装置还包括信息存储模块，所述信息存储模块与数据加密传输模块信号连接。

进一步地，它还包括车道控制器，所述车道控制器与工控机信号连接，所述工控机控制车道控制器开启或关闭。

进一步地，它还包括通讯信号灯，所述通讯信号灯与车道控制器通过信号切换开关同步切换信号。

进一步地，所述感应装置距离视频输入设备水平距离1-20米。

进一步地，所述感应装置距离视频输入设备水平距离为9.72+n米，所述n为视频输入设备的焦距。

进一步地，所述感应装置包括主感应装置和副感应装置，所述副感应装置设置在主感应装置车辆驶入方向上的两侧，且所述主感应装置到视频输入设备的水平距离为9.72+n米，所述n为视频输入设备的焦距。

进一步地，所述视频输入设备设置在感应装置沿车道方向上的两侧。

进一步地，所述视频输入设备在车辆驶入方向的入口处设置有两个或两个以上，且视频输入设备高低错落设置。

进一步地，所述视频输入设备的设置高度为0.3-0.8米和1.1-1.8米之间，且装置在高度为0.3-0.8米的视频输入设备与装置在高度为1.1-1.8米的视频输入设备之间轴线所呈角度为30-55°。

进一步地，所述数据加密传输模块内装置有LORA芯片。

通过实施本发明中技术方案可以获得如下效果：

(1)本发明结构简单，费用低廉，不改变运输车辆原有结构，不影响行车安全，属于简单实用的道路安全运输预警监控***。

(2)摄像机拍摄后车牌采用个算法和地感布置的触发，能获取车牌的正确率达到百分之九十五以上。

(3)通过货运车辆综合监管平台的数据和高速收费车道设备收到的信息做比对。可以避免车辆在高速收费服务区换挂车导致进入收费站和出收费站载重不一样而导致通信费减少。

(4)***工作稳定，且续航时间长，在大量信号同时收发传输时不会串线。

附图说明

图1为本发明中基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***的结构示意图之一；

图2为本发明中基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***的结构示意图之二；

图3为本发明中基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***的工作流程示意图；

图4为本发明中基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***的图片识别流程示意图；

图5为本发明中基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***的视频输入设备13拍摄状态示意图。

图例：1.监控***；2.数据加密传输装置；3.电子收费结算后台；4.车道控制器；5.数据库；11.感应装置；12.工控机；13.视频输入设备；21.数据加密传输模块；22.信息存储模块；23.实时称重模块；231.车载重量应力检测传感器；232.称重控制器；41.通讯信号；42.信号切换开关；111.主感应装置；112.副感应装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。

如图1、图2所示，本实施例中提供了一种基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***，这里所说的不停车收费***在外部形式上与现行的ETC***类似，但其组成、工作方式、功能、以及社会贡献度与ETC均不相同，由于之前没有该类型的产品，所以在此为方便理解，将其与ETC进行对照说明，它包括，监控***1、数据加密传输装置2和电子收费结算后台3，其中监控***1和电子收费结算后台3都是设置在收费岗处，而数据加密传输装置2是设置在过岗的货车上的，在货车接近收费岗时，数据加密传输装置2发出的信号逐渐被监控***1所获取，从而上述三者之间能够进行信号连接，监控***1在***中的作用是在货车驶入不停车收费***时能够清楚记录并识别该货车的车辆信息，如车牌、型号、颜色等信息，本方案中的监控***1包括感应装置11、工控机12和视频输入设备13，感应装置11通过工控机12与视频输入设备13相连，感应装置11设置在车辆驶入方向路面下，当感应装置11感应到车辆信号时会将感应信号传至工控机12，工控机12得到感应装置11发出的信号后，控制视频输入设备13开始工作，视频输入设备13启动并开始拍摄驶入货车的车辆信息。

在本方案中视频输入设备13以摄像头举例，但并不局限于摄像头一种实施方式，同样的感应装置可以选用感应线圈、红外线感应装置或光学传感器中的一种或几种进行组合，在这里以感应线圈进行举例说明。

安装在货车上的数据加密传输装置2包括了数据加密传输模块21和实时称重模块23，实时称重模块23分别与数据加密传输模块21信号连接，同时数据加密传输模块21与工控机12通讯连接，并且工控机12与电子收费结算后台3连接，其中实时称重模块23可以选用车载重量应力检测传感器231，这种检测传感器可以是应变式应力检测传感器、压阻式应力检测传感器或电容式应力检测传感器其中的一种或几种，在实际中，可以将车载重量应力检测传感器231安装在运输车辆的车架上，具体的安装数量、位置可以根据车型、底盘结构决定，通常情况数量为4-8个，在确定好安装数量之后可以将车载重量应力检测传感器231均匀的安装在车架上，尽可能准确的测量出车载货物重量值，车载重量应力检测传感器231通过传输电缆或无线通讯模块将收集到的信息发送至称重控制器232。

数据加密传输模块21安装在货运车辆前挡风玻璃上，用来接所述收称重控制器232的载重数据，并将数据传递给电子收费结算后台3。

这里的称重控制器232采用PLC微处理器，并辅助一些其他的芯片，如：加速度检测芯片，温度补偿芯片，重力检测芯片等，同时称重控制器232也可以加设带有无线发射和接收功能的模块，使得称重控制器232可以通过无线通讯的方式与车载重量应力检测传感器231进行无线通讯连接，从而避免了由于外部环境的变化对传输电缆的传输效果影响，能提高一定的准确度。称重控制器223具有与车载重量应力检测传感器231相容的3个有线通道以及4个无线传输输入通道、A/D转换装置、显示处理输入信号，并通过软件进行综合处理，进行各路通道求和得到货运车辆实时载货总重。

同时，称重控制器232还可连接电子支付卡的读卡器，使得称重控制器232内能够***电子支付卡，包含车辆信息和进站信息，进站信息由监控***1根据货运车辆进入高速收费口，直接通过平台经网络给称重控制器232下行进站信息。

称重控制器232可以安装在货车驾驶室内并进行防水、防震、散热处理，如设置防尘罩在称重控制器232外部，并将称重控制器232设置在高于驾驶室底面的位置，将通风散热孔设置在防尘罩的底部，这样即使有液体泼溅也不容易影响到称重控制器232安全工作，举例说明，在这里可以将称重控制器232安装在副驾驶室储物箱周围，称重控制器232通过RS232/RS485串口与配套北斗或GPS连接，通信协议采取JT/T808-2011，北斗或GPS装置为车载式北斗或GPS装置，从而实现对货车的定位功能。

优选的，数据加密传输装置2还包括信息存储模块22，信息储存模块22中存储有车牌号、车主姓名、从业资格证号、发动机号、车辆核载吨位、行车速度、行车时间、所装载货物信息、车辆类型等信息，其中车牌号、车主姓名、从业资格证号、发动机号、车辆核载吨位、车辆类型信息为写保护类型的只读数据，这样信息存储模块22就相当于车辆的“身份证”，每辆车都有其特定的身份信息，这样做可以使车辆能够真正做到“一车一证”，同时，信息存储模块22与数据加密传输模块21信号连接，通过数据加密传输模块21完成对信号储存模块22中信息的读取传输工作。

当货车驶入高速时，在高速入口的收费岗处，安装在货车上的数据加密传输装置2中的数据加密传输模块21将信息存储模块22中的车辆信息连同由实时称重模块23所获取的装载货物信息一并传输至收费岗处的监控***1，监控***1接收信息，并将该信息上传至货运车辆综合监管平台进行储存备案；当前述货车驶出高速时，安装在车辆上的数据加密传输装置2再次进行货车驶入高速时的信息传输，并通过监控***1进行信息比对，当驶入时车辆信息与驶出时车辆信息一致时，感应装置11开始工作，并且***内其他装置开始工作，进行前文中不停车收费***感应装置11工作后的后续工作。

这里，使用GPS或北斗的意义在于，可以通过本***实现对车辆的单台定位、上报、报警，实现对道路运输车辆的“三超一疲劳”进行预警监控，同时将预警监控数据同步到省级监管平台达到数据共享。

优选的，本***还包括车道控制器5，这里的车道控制器5可以是升降形路障，也可以是能够抬起或落下的活动栏杆，或是翻板型路障等装置，车道控制器5与工控机12信号连接，工控机12控制车道控制器5开启或关闭。优选的，本***还还包括通讯信号灯51，通讯信号灯51与车道控制器5通过信号切换开关52同步切换信号。这样在有车辆闯岗或是监控***1通过车载的数据加密传输装置2获得的车辆的初始、最终信息不一致或是监控***1获取信息与实际视频输入设备13拍摄的信息不匹配时通讯信号灯51与车道控制器5同时进行反应，车道控制器5封锁该车道，通讯信号灯51由通行转态变换至禁行状态，在这里可以参考绿色为通行状态，红色为禁行状态，进一步的可以由颜色结合信号灯内显示的图案进行显示。

由于货车的车辆体积不确定，现将视频输入设备13设置在距离感应装置11水平距离1-20米的位置。这样，在感应装置11感应到货车驶入或驶出时，视频输入设备13能够拍到，且更加清晰的识别出货车车牌及货车后面的文字。

优选的感应装置11距离视频输入设备13水平距离为9.72+n米，其中n为视频输入设备13的焦距。经反复试验得出，当感应装置11距视频输入设备13的水平距离为9.72米时，视频输入设备13能够拍到清晰、全部的车辆信息。

另外，视频输入设备13有多个，分别布置在高度为0.3-0.8米的区域内和1.1-1.8米的区域内，且装置在高度为0.3-0.8米区域内的的视频输入设备13与装置在高度为1.1-1.8米的视频输入设备13之间轴线所呈角度为30-55°。这种设置方式可以提升视频输入设备13对车牌的识别几率，当视频输入设备13拍摄时入射角大于30度的时候，汉字识别中会有很大误差，例如：“挂”字，在图像中由于拍摄角度重叠或拉伸呈现的图形会和“桂”字很像，这个时候，需要拿数据库中的多角度图片对比也就是需要进行图像模拟化对比，在入射角小于30°时，进行字形拟合对比。

而设定视频输入设备13在两个高度范围内的装置轴线角度可以使视频输入装置13与车牌之间的入射角尽可能的保持在30°内，经多次尝试，通过调整到该角度之后，两个角度范围下的字形拟合对比和图像模拟化对比配合使用情况下，车牌的误识别率至少能够降低10％。

在工程案列中，识别中重点关注的是如何处理信息。货车后车牌，例如:京A1234挂，识别步骤为：先划分区块即：省份+字母+数字+汉字——省份匹配——字母匹配——数字匹配——汉字匹配。重点关注的是汉字匹配，汉字匹配中，重点关注挂字。汉字拟合步骤见图4所示，视频输入设备13获得照片后，先通过程序计算照片的入射角度，当入射角小于30°时，采用汉字字形拟合，反之采用图像模拟化对比。

针对视频输入设备13拍摄的图片进行比对，以视频输入设备13和车牌的角度来确定识别方式：

当入射角度超过30°抓拍到的照片，按照模拟对比的方法进行查找车辆信息，如图5所示，当角度小于等于30°时采用汉字拟合方式来进行处理车牌信息。夹角的确定是根据车辆在运动过程中，车速V和通过摄像头最佳拍摄角度能够拍到的清晰图片。当速度在15KM/h内通过拍摄区域，经过实验数据采集照片，照片清晰度最佳时候的夹角为30°。

设定入射角位A，摄像头高度为H，车速为V，能提取到最清晰照片的时间为t，根据公式tanA＝H/vt计算。得出角度A，当A小于等于30°时候，用汉字模拟匹配的方式进行比对。能达到识别率超过95％并趋于100％。当A大于30°时候，采用模拟比对的方式，可以更加清晰的分辨出车牌信息，以达到降低误识别率10％的效果，下面通过表1内的实际测试阶段数据进行说明，但表1内的数值不对本技术方案的实施起限制作用：

表1

表1中提供了实验测试阶段的几个实例供参考，实验中的数据均是由实地实例进行测试得出的，实验中使用本方案中提供的***对不同地区的车牌进行测试，实现了对该车辆信息、载重、行程、里程、车速、缴费金额进行监控检测，实测条件当过站车速在15KM/h内、拍摄入射角在30°内时，识别结果均正确，只有当车速在35KM/h且拍摄入射角在45°时，产生了一次未识别出的情况，而在第二次实验时，以相同实验条件，***完成正确识别动作，通过实验证明在现行的汽车过站通行速度，即人工通道5KM/h，ETC通道20KM/h，本***均能够进行准确识别。

与现行的过站收费***相比较，现行过站收费***对货车的识别率均无法达到本方案的识别率，其未识别、误识别率均超过本***，同时现行的过站收费***对于车辆信息、行驶信息、载货状态等信息均无法统计，以现行的过站收费***，无法为今后的智能交通的实现提供基础。

优选的，感应装置11包括主感应装置111和副感应装置112，其中副感应装置112可以是1个或是多个，副感应装置112设置在主感应装置111车辆驶入方向上的两侧，换言之也就是将主、副感应装置111、112沿着车道方向进行设置，在副感应装置11数量大于等于2时，副感应装置112对称地设置在主感应装置111两侧，并且此时主感应装置111与视频输入设备13的水平距离为9.72+n米，同样的n为视频输入设备13的焦距。

优选的，视频输入设备13设置在感应装置11沿车道方向上的两侧，也就是说在有车辆驶入的时候，多个视频输入设备13可以同时对车辆的前后进行拍摄，车辆前方的视频输入设备13拍摄车辆的前车牌与车辆车头的照片，用于比对车辆信息，而设置在收费岗处车尾后方的视频输入设备13则需要拍摄后车牌与车尾部的图片信息。

进一步优选的，设置在收费岗处车尾后方的视频输入设备13在车辆驶入方向的入口处设置有两个或两个以上，且视频输入设备高低错落设置。这是因为设置在车尾后方的视频输入设备13不仅要将后车牌信息拍下，而且还要将车尾处的图片信息拍下，这就需要视频输入设备13有很大的广角，但是在这里还是有个问题，货车在经过长时间的运输工作后，车牌一般都会很脏，这直接影响了视频输入设备13对车牌的识别工作，并且后车牌的设置位置一般都在车体以下的阴影位置，后车牌处与车尾处的亮度相差非常大，如果选择车尾处对焦，则后车牌处阴影位置的亮度不足以使得视频输入设备13将正常状态下的后车牌识别出来，如果此时后车牌再有污损，则更无法识别，但如果将视频输入设备13与后车牌的位置进行对焦，则车尾处的亮度太高，以至于车尾上喷涂的车牌号信息被高亮淹没，从而无法识别，因此在车尾后方设置两个视频输入设备13，两个视频输入设备13分别对焦于货车车尾部与后车牌处，使得车尾上的车牌号信息与后车牌上的车牌号信息都能够被识别出来，而且这样做还可以防止货车司机换牌、车斗、货物。通过采用上述技术方案，后车牌拍摄的识别精度在没有算法分析支持的前提下亦可达到识别精准度到百分之九十五以上。通过优化数据库中比对信息，如：将后车牌包含数字和汉字“挂”以及汉字“挂”的结构、笔画分别作为比对条件，这样在无遮挡的条件下，***识别率趋于100％。

视频输入设备13将拍摄到的货运车辆前后车牌通过网线传输给工控机12，结合所述工控机12的经数据加密传输模块21接收到的车辆信息，最终传输到监控***1，根据载重数据对货运车辆实现不同载重量及不同里程的快速收费结算。

如图3所示，本实施例中还提供一种基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费方法，基于本实施例中***，该方法由下列步骤实现：

步骤一：***初始化，车道保持开启状态，车辆驶入车道后通过车辆上装载的数据加密传输装置2与工控机12逐渐接近直至信号连通，数据加密传输装置2将货车信息通过数据加密传输模块21发送至工控机12；数据加密传输装置2将货车载重、车辆信息数据发送至工控机12。

步骤二：工控机12接收信号后将信号发送至电子收费结算后台3的同时控制感应装置11开始工作，感应装置11感应到车辆后，视频输入设备13开始工作，对货车的车头及车尾进行拍摄；

步骤三：视频输入设备13拍摄后的信息传送至数据库6进行数据比对，根据比对结果选择进入步骤四或步骤五，比对结果相同则进入步骤四，比对结果不相同则进入步骤五；视频输入设备13拍摄后的图片信息与数据库6通过图片信息内的文字笔画形状进行信息比对。

步骤四：所述步骤三中，比对结果与步骤一中数据加密传输模块21发送至工控机12的信息相同，车道控制器5控制栏杆打开，电子收费结算后台3进行计算并收取货车的通行费用，此时车辆可以正常通过收费岗；

步骤五：所述步骤三中，比对结果与步骤一中数据加密传输模块21发送至工控机12的信息不相同，则电子收费结算后台3暂停工作，车道控制器5控制栏杆关闭，通讯信号灯51发出禁止通行信号，此时车辆不能通过收费岗。

在电子收费结算后台3计费时是根据监控***1从数据加密传输装置2处获得的实时载重数据进行扣费结算道路通行费，并且电子收费结算后台3能够通过监控***1和工控机12获得的车辆信息作对比，从而确定车辆是否在服务区换挂车，逃避道路通行费。

其中，步骤四也可以是，当电子收费结算后台3暂停工作后，车辆驶出感应装置11感应区域，车道控制器5控制栏杆关闭，通讯信号灯51发出禁止通行信号。当货车在通过收费岗时，信息比对不一致，但其主动停车接受检查，未驶出感应装置11的感应区域，则车道控制器5可以选择不启动，此时工作人员可以进行初步检查，核对信息，并移交相关部门处理，但无论此时车道控制器5是否启动，通讯信号灯51均应当变化状态，发出不能通行的警示信息。

进一步的，在步骤四中，车辆驶出的感应区域包括主感应装置111区域和/或副感应装置112的感应区域，车道控制器5控制栏杆关闭，通讯信号灯51发出禁止通行信号。当货车体量过大，车身较长时，则需要主、副感应装置111、112进行配合以延长感应区域，这样能够避免车身在感应区域内行进，但由于长度过长，感应装置无法及时感应到货车是否驶离感应区域，这样就避免了货车车头已经驶出收费岗，但感应装置11还未监测到货车驶出。

进一步的，数据库6内比对信息包括“挂”字形状信息以及“挂”字笔画形状信息。“挂”字形状信息以及“挂”字笔画形状信息对于识别货车的非常重要，在现行的拍照识别***中都有一个负责存储比对比对信息的数据库，在数据库中通常储存的比对信息是各个省份的简称、字母以及数字，如“京、津、冀、湘、皖、赣，A、B、C，1、2、3”等，在识别过程中，字母和数字的辨识度均非常高，但在省份简称的识别上准确率不尽如人意，在之后的技术改进中，在该省份区域内将该省的简称设置为优先比对对象，这也就使得监测***在识别对比的过程中优先将“挂”字与省份简称进行比对。

举例说明：当一辆货车其车牌号为“冀A12345挂”在其驶入广西境内，设置在广西的收费***很容易将挂字识别成广西的简称“桂”，从而造成大量的误识别，影响收费岗正常工作，另外字体组成结构相似的也容易识别错误，如陕西省的简称：“陕”、海南省：“琼”、浙江省：“浙”等字体都容易识别错误；同时“挂”在识别时，还容易与“E”、“F”混淆。

并且货车车主通常会把车牌号放大书写在车尾的车体上，这样方便视频监控的拍摄，但是有很多车型的车体尾部并不是平整的，书写的字体会随着车体不平整的***或凹陷形成转折等样式，这也就影响了书写在车体上的内容无法呈现常态下的样式，字体的变形也导致了视频监控***的误识别，通过本方案采取将“挂”字形状信息以及“挂”字笔画形状信息分别进行比对的手段，可在多元比对后得出汉字字形以及笔画比对后的综合结果，大大提高了视频监控的准确率，通过将视频输入设备13与数据库6进行优化，使得本***能够做到95％以上趋于100％的超高识别率。

同时，本***中的数据加密传输模块21中采用的传输芯片为LORA芯片，使用该芯片的好处在于：大车流下的数据不串线、抗干扰能力强、传输稳定、节能，在收费岗处通常车流密集，这也就使得当大量无线传输信号进行传输时容易发生信号串线、接收器信号拥堵等问题，且通过收费岗时，为保障能够流畅的过岗，信号传输的稳定性也是至关重要的，时有时无或时强时弱的间歇性信号很容易造成识别失误，这会引起车辆无法正常的流畅过岗，则会造成交通拥堵，甚至引发交通事故，同时对于货运车辆来说，其运营时间不固定，这也就需要随车设备应当是续航能力强的，因此在此特选用该芯片作为模块的通讯芯片。

实施例：

实施具体例如：当货车前车牌为京A12345，后车牌为京A1234挂。

在车辆初始安装道路安全运输预警监控***时该车辆登记在货运综合监管平台，包含车主信息、营运信息、车辆信息、车上相关设备信息等都包含在内。当货车装载货物整车质量为49T时，行驶进入京港澳高速北京入口，目的地为长沙。在行驶过程中，车辆受道路安全运输预警监控***监管，超速、疲劳驾驶等行为可以得到有效控制。当车辆在河南某服务区将挂车换成豫A1234挂时，车辆载重信息和出站的车牌信息不符，该车辆没办法通行，需要人工干预，看该车是否存在违规逃避通行费现象。如该车不换挂车，所有信息在车辆行驶出高速公路时，会与进入高速公路收费站时候的信息做一个比对。车牌识别中，货车进入收费车道后，触发地感线圈，一次同时拍摄出来前后车牌。本发明中利用数据加密传输模块，该模块中的芯片为LORA芯片，具有强抗干扰和长距离传输的物联网专用模块。车辆很多拥挤在收费站的时候，对车辆之间的抗干扰性能如何解决也是一大难题，能很好的将车辆所有信息给到车道，用于和后台数据作对比，这个是很关键的，没有有效对比，整个***还是会存在逃避通行费的现象。

本申请中涉及的装置可以进行如下参考：

其中，监控***1、电子收费结算后台3、车道控制器4以及数据库5的主体结构与选用装置可以参考现行ETC收费站使用的装置，数据加密传输装置2为带有LORA芯片的无线通讯装置利用扩频技术，其中监控***1在本***内的作用可以类比于ETC***中的路侧单元(RSU)，在数据加密传输装置2中的数据加密传输模块21内装置有搭载了LoRaWAN智能模组，数据加密传输装置2装置在货车上作为车载单元(OBU)终端；

感应装置11:红外线感应装置、电子感应装置、蓝牙距离感应装置、ps3感应装置、自动感应装置、平移门自动感应装置；

工控机12:ARK-V系列嵌入式工控机；

视频输入设备13:摄像头(SONY)；

数据加密传输模块21：天锐绿盾数据加密传输；

信息存储模块22：Fortinet存储模块；

车载重量应力检测传感器231：METTLER TOLEDO称重传感器/称重模块、应变片称重传感器/梁式称重传感器；

称重控制器232：珠海青禾称重控制器、梅特勒-托利多称重控制器、JS-300称重控制器；

通讯信号41：动物通讯信号、铁路通讯信号、中国铁路通讯信号；

信号切换开关42：ALPS SRRM系列信号切换开关、STS静态双电源切换开关；

主感应装置111、副感应装置112：可以采用感应线圈；

该感应线圈可以是：电磁感应器、地面感应线圈(埋于地表)。

以上装置举例并不局限其品牌型号，仅为更好的说明本***起说明作用，并且上述装置举例也不局限其装置的原理类型，应当理解为能够满足其工况、效果的装置便可以使用。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (19)

1.一种基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费方法，其特征在于，它由下列步骤实现：

步骤一：***初始化，车道保持开启状态，车辆驶入车道后通过车辆上装载的数据加密传输装置(2)与工控机(12)逐渐接近直至信号连通，数据加密传输装置(2)将货车信息通过数据加密传输模块(21)发送至工控机(12)；

步骤二：工控机(12)接收信号后将信号发送至电子收费结算后台(3)的同时控制感应装置(11)开始工作，感应装置(11)感应到车辆后，视频输入设备(13)开始工作，对货车的车头及车尾进行拍摄；

步骤三：视频输入设备(13)拍摄后的信息传送至数据库(6)进行数据比对，根据比对结果选择进入步骤四或步骤五；

步骤四：所述步骤三中，比对结果与步骤一中数据加密传输模块(21)发送至工控机(12)的信息相同，车道控制器(5)保持道路畅通，电子收费结算后台(3)进行计算并收取货车的通行费用；

步骤五：所述步骤三中，比对结果与步骤一中数据加密传输模块(21)发送至工控机(12)的信息不相同，则电子收费结算后台(3)暂停工作，工控机(12)发出关闭栏杆封闭车道指令，车道控制器(5)封锁车道，通讯信号灯(51)发出禁止通行信号。

2.根据权利要求1所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费方法，其特征在于，所述步骤一中数据加密传输装置(2)将货车载重、车辆信息数据发送至工控机(12)。

3.根据权利要求1所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费方法，其特征在于，所述步骤三中视频输入设备(13)拍摄后的信息传送至数据库(6)进行数据比对，当拍摄图片的入射角大于30°时，进行图像模拟化对比；当拍摄图片的入射角小于等于30°时，进行字形拟合对比。

4.根据权利要求1所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费方法，其特征在于，所述步骤四中，则电子收费结算后台(3)暂停工作后，车辆驶出感应装置(11)感应区域，工控机(12)发出关闭栏杆封闭车道指令，车道控制器(5)封锁车道，通讯信号灯(51)发出禁止通行信号。

5.根据权利要求4所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费方法，其特征在于，所述步骤五中，车辆驶出的感应区域包括主感应装置(111)区域和/或副感应装置(112)的感应区域。

6.根据权利要求5所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费方法，其特征在于，所述步骤五中，车辆驶出感应区域后，车道控制器(5)封锁车道，通讯信号灯(51)发出禁止通行信号。

7.根据权利要求1所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费方法，其特征在于，所述步骤三中视频输入设备(13)拍摄后的图片信息与数据库(6)通过图片信息内的文字笔画形状进行信息比对。

8.根据权利要求7所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费方法，其特征在于，所述数据库(6)内比对信息包括“挂”字形状信息以及“挂”字笔画形状信息。

9.一种能够实现权利要求1-8任意一项中所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费方法的***，其特征在于，它包括监控***(1)、数据加密传输装置(2)、电子收费结算后台(3)之间信号连接，所述监控***(1)包括感应装置(11)、工控机(12)和视频输入设备(13)，所述视频输入设备(13)通过工控机(12)与感应装置(11)相连，所述感应装置(11)设置在车辆驶入方向路面下，所述数据加密传输装置(2)包括数据加密传输模块(21)和实时称重模块(23)，所述实时称重模块(23)分别与数据加密传输模块(21)信号连接，同时数据加密传输模块(21)与工控机(12)通讯连接，所述工控机(12)与电子收费结算后台(3)连接。

10.根据权利要求9所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***，其特征在于：所述数据加密传输装置(2)还包括信息存储模块(22)，所述信息存储模块(22)与数据加密传输模块(21)信号连接。

11.根据权利要求10所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***，其特征在于：它还包括车道控制器(5)，所述车道控制器(5)与工控机(12)信号连接，所述工控机(12)控制车道控制器(5)开启或关闭。

12.根据权利要求11所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***，其特征在于，它还包括通讯信号(51)，所述通讯信号灯(51)与车道控制器(5)通过信号切换开关(52)同步切换信号。

13.根据权利要求9所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***，其特征在于，所述感应装置(11)距离视频输入设备(13)水平距离1-20米。

14.根据权利要求13所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***，其特征在于，所述感应装置(11)距离视频输入设备(13)水平距离为9.72+n米，所述n为视频输入设备(13)的焦距。

15.根据权利要求14所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***，其特征在于，所述感应装置(11)包括主感应装置(111)和副感应装置(112)，所述副感应装置(112)设置在主感应装置(111)车辆驶入方向上的两侧，且所述主感应装置(111)到视频输入设备(13)的水平距离为9.72+n米，所述n为视频输入设备(13)的焦距。

16.根据权利要求9所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***，其特征在于：所述视频输入设备(13)设置在感应装置(11)沿车道方向上的两侧。

17.根据权利要求9所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***，其特征在于：所述视频输入设备(13)在车辆驶入方向的入口处设置有两个或两个以上，且视频输入设备高低错落设置。

18.根据权利要求17所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***，其特征在于：所述视频输入设备(13)的设置高度为0.3-0.8米和1.1-1.8米之间，且装置在高度为0.3-0.8米的视频输入设备(13)与装置在高度为1.1-1.8米的视频输入设备(13)之间轴线所呈角度为30-55°。

19.根据权利要求9所述的基于道路安全监控***的货运车辆不停车收费***，其特征在于：所述数据加密传输模块(21)内装置有LORA芯片。