CN203287950U

CN203287950U - 一种在计重模式下的电子不停车收费***

Info

Publication number: CN203287950U
Application number: CN2013201371654U
Authority: CN
Inventors: 黄亮亮; 刘金福; 邓永强; 张佳贺
Original assignee: Beijing Wanji Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Wanji Technology Co Ltd
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2023-03-25

Abstract

本实用新型实施例提供一种在计重模式下的电子不停车收费***，主要包括：预读设备RSU、车辆称重平台、交易设备RSU、自动栏杆器。***将称重技术与ETC技术通过合理有效的技术手段相结合，攻克了非ETC车辆误入和数据缓存队列的技术难题，通过对车辆进行高精度称重，并将称重结果传输到ETC自动收费***，结合车辆的里程信息，对货车等需要计重收费的车辆进行自动计重收费，对不需要计重收费的客车进行按车型、里程收费，实现了货车和客车共用的ETC车道，极大的提高了高速公路的通行效率。

Description

一种在计重模式下的电子不停车收费***

技术领域

本实用新型关于智能交通技术，特别是关于车辆电子收费技术，具体的讲是一种在计重模式下的电子不停车收费***。

背景技术

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***，第二种为ETC不停车收费***。在实际使用中，现有的称重收费***与ETC不停车收费***独立工作，均具有明显的应用局限性。称重收费***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***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。因此如何快速高效的实现所有车辆的ETC不停车收费，极大地提高高速公路通行效率是一个亟待解决的问题。

基于以上需求，如能设计一套***，在不停车的情况下，完成车辆计重和车型识别，并由ETC***完成车辆的电子交易扣费，从而实现货车与客车共用ETC车道收费的功能。

但是，就整套***的特性来说，其整体收费过程要求在不停车及无人值守的情况下自动完成计重、车型识别以及及扣费交易，对准确性有着极高的要求，而实现上述功能面临着以下两个技术难题：

（一）在以往的ETC不停车收费***实践中，虽然ETC车道都安装了ETC专用车道等提示标识，但是还是会经常出现无OBU、OBU损坏或余额不足等异常车辆驶入ETC车道的情况。

由于***的特性，必须完成有效计重后方可进行扣费交易，因此***要求ETC交易***必须后置，即ETC交易***距离计重***中心至少18m以上。在这种情况下，一旦有异常车辆驶入，只能由人工引导倒车进入MTC车道进行收费，从而造成车辆拥堵、车道通行效率降低、人力成本上升等一系列问题。

（二）在实际运行中，会出现当某辆称重完成的车辆到达ETC交易***通信区域时,车道内还存在其他的车辆（如大货车后跟随小货车），此时***就会出现有一条ETC数据，多条称重数据的情况，导致ETC数据与称重数据无法一一对应，从而造成扣费错误。而***扣费是通过电子交易完成的，与传统的人工收费相比，在出现异常情况时无法立即进行处理，容易出现扣费争议，降低***的可靠性和稳定性。

截至到目前，类似***技术方案已有厂家提出，申请专利号：201210027647，专利名称：ETC计重收费***及方法，在技术方案中，其前端射频天线的通信区域与称重区域重叠，并且前端没有配置自动栏杆器。

综上所述，我方提出了一种在计重模式下的电子不停车收费***。

实用新型内容

本实用新型提供了一种在计重模式下的电子不停车收费***，将称重技术与ETC技术通过合理有效的技术手段相结合，有效解决非ETC车辆误入和数据缓存队列错误的技术难题，实现货车和客车共用的ETC车道，极大的提高高速公路收费车道的通行效率。

本实用新型的目的是，提供一种在计重模式下的电子不停车收费***。其有益效果在于，有效解决了非ETC车辆误入和数据缓存队列的技术难题，通过对车辆进行高精度称重，并将称重结果传输到ETC自动收费***，结合车辆的里程信息，对货车等需要计重收费的车辆进行自动计重收费，对不需要计重收费的客车进行按车型、里程收费，实现了货车和客车共用的ETC车道，极大的提高高速公路的通行效率。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型提供的一种在计重模式下的电子不停车收费***的结构示意图，由图1可知，所述***包括：车载设备OBU100、预读设备RSU200、前置自动栏杆器301、车辆称重平台400、交易设备RSU600、车道控制器501以及后置自动栏杆器701。其中预读设备RSU200包括：预读RSU天线201和预读RSU天线控制器202，车辆称重平台400包括称重器401、胎型识别器402、红外车辆分离器403及计重控制器404，交易设备RSU200包括：交易RSU天线601和交易RSU 天线控制器602，

所述的预读设备RSU200，与所述的车道控制器501相连接，搜索所述车辆是否安装有所述车载设备OBU100及所述车载设备OBU100是否合法，并将所述的相关信息传输至所述的车道控制器501。

所述的车道控制器501，与所述的前置自动栏杆器301相连接，接收所述的预读设备RSU200传输的信息；

所述的前置自动栏杆器301，与所述的车道控制器501相连接，拦截预读异常车辆，放行预读成功车辆；

所述的车辆称重平台400，与所述的车道控制器501相连接，当装有所述车载设备OBU100的车辆驶入时，采集车辆的称重信息、位置信息以及车型信息，并将所述的称重信息、位置信息以及所述的车型信息传输至所述的车道控制器501，其中，所述的车型信息包括车辆的轴型；

所述的交易设备RSU600，与所述的车道控制器501相连接，搜索所述车载设备OBU100信息，并将所述车载设备OBU100的信息传输至所述的车道控制器501；

所述的车道控制器501，与所述的后置自动栏杆器701相连接，比较所述的预读设备RSU200和所述的交易设备RSU600上传的信息，如一致，根据所述车载设备OBU100信息、称重信息、位置信息以及车型信息生成所述装有OBU车辆的计费信息，并将所述的计费信息传输至所述的交易设备RSU600；

所述的交易设备RSU600，与装有所述车载设备OBU100的车辆相连接，根据所述的计费信息对所述的OBU进行扣费；

所述的后置自动栏杆器701，与所述的车道控制器501相连接，扣费完成后放行所述的车辆。

图4为本实用新型实施例提供的一种在计重模式下的电子不停车收费***的工作流程图，由图4可知，该流程图主要包括：

S1：获取线圈信号；

S2：根据所述的线圈信号判断是否有车驶入，判断为是时，执行步骤S3，否则，返回执行步骤S1；

S3：预读设备RSU搜索车辆是否安装有OBU，判断OBU信息是否合法；

S4：根据所述预读设备RSU所判断的结果，判断为车辆安装有OBU，且各项信息合法，执行步骤S6，否则提示当前车辆执行步骤S5；

S5：车辆根据提示，自动驶入人工车道缴费；

S6：获取光栅信号；

S7：根据所述的光栅信号判断是否有车驶入，判断为是时，执行步骤S8，否则，返回执行步骤S1；

S8：称重器开始称重；

S9：判断光栅是否收尾？当判断为是时，执行步骤S10，否则返回执行步骤S8；

S10：判断车辆是否到达交易区域，当判断为是时，执行步骤S11；

S11：RSU获取OBU信息；

S12：判断OBU信息是否与预读设备读取的OBU信息以及称重信息匹配？当判断为是时，执行步骤S13，否则返回执行步骤S11；当前车辆执行S15；

S13：RSU执行交易操作，对OBU进行扣费；

S41：判断扣费交易是否成功，成功，则本次较易结束，否则引入非ETC车道进行人工扣费；

S15：车辆已驶出交易区域，且未匹配成功，引入非ETC车道进行人工扣费。

实施方案如下：

1.一种在计重模式下的电子不停车收费***，其特征是；所述的在计重模式下的电子不停车收费***包括：车载设备OBU、预读设备RSU、前置自动栏杆器、车辆称重平台、交易设备RSU、车道控制器以及后置自动栏杆器；

所述的预读设备RSU，与所述的车道控制器相连接，其通信区域设置在收费岛前端，不与称重区域重叠，搜索车辆是否安装有所述车载设备OBU及所述车载设备OBU是否合法，并将所述的相关信息传输至所述的车道控制器；

所述的车道控制器，与所述的前置自动栏杆器相连接，接收所述的预读设备RSU传输的信息；

所述的前置自动栏杆器，与所述的车道控制器相连接，安装在收费岛前端，拦截预读异常车辆，放行预读成功车辆；

所述的车辆称重平台，与所述的车道控制器相连接，当装有所述车载设备OBU的车辆驶入时，采集车辆的称重信息、位置信息以及车型信息，并将所述的称重信息、位置信息以及所述的车型信息传输至所述的车道控制器；其中，所述的车型信息包括车辆的轴型；

所述的交易设备RSU，与所述的车道控制器相连接，搜索所述车载设备OBU信息，并将所述车载设备OBU的信息传输至所述的车道控制器；

所述的车道控制器，与所述的后置自动栏杆器相连接，并将所述的计费信息传输至所述的交易设备RSU；

所述的交易设备RSU，与装有所述车载设备OBU的车辆相连接，根据所述的计费信息对所述的OBU进行扣费；

所述的后置自动栏杆器，与所述的车道控制器相连接，扣费完成后放行所述的车辆。

2.一种在计重模式下的电子不停车收费***，其特征是，所述的预读设备RSU具体包括预读RSU天线和预读RSU天线控制器；

其中，所述的预读RSU天线，与所述的预读RSU天线控制器相连，发送微波信号搜索来车是否安装有车载设备OBU，读取OBU的车辆信息、过站信息、卡内余额等信息，并向所述的预读RSU天线控制器发送信号；

所述的预读RSU天线控制器，当接到所述信号时，对所述的信号进行处理，并将处理后的信息传输至所述车道控制器。

3.一种在计重模式下的电子不停车收费***，其特征是，所述的车辆称重平台具体包括：红外车辆分离器、称重器、胎型识别器、计重控制器；

其中所述的红外车辆分离器，与所述的计重控制器相连接，感应预读成功并放行的车辆，并向所述计重控制器发送感应信号；

其中所述的称重器，其实现形式包括但不限于：双台面称重台、石英传感器、薄型秤台、压电膜传感器、称重弯板、单秤台、联体秤台、轴重秤、整车汽车衡；

其中所述的胎型识别器，与所述的计重控制器相连接，感应所述车辆的各个轴的胎型；

其中所述的计重控制器，接收所述称重平台中其他设备所传输的感应信号并进行处理，形成完成的车辆称重信息传输至车道控制器。

4.一种在计重模式下的电子不停车收费***，其特征是，所述的交易设备RSU具体包括交易RSU天线及交易RSU天线控制器。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种在计重模式下的电子不停车收费***的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种在计重模式下的电子不停车收费***实施例一的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种在计重模式下的电子不停车收费***实施例二的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种在计重模式下的电子不停车收费***实施例三的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种在计重模式下的电子不停车收费***的工作流程图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例，详细介绍本实用新型提供的一种在计重模式下的电子不停车收费***。

实施例一：

图2为本实用新型实施例提供的一种在计重模式下的电子不停车收费***实施例一的示意图，由图2可知，所述的预读RSU天线201安装高度距离地面6m，预读RSU的有效通信区域6m左右，通信区域末端距离称重器上秤端5m左右，保证通信区域末端与上秤端之间同时仅可容纳一辆车。

在实施例一中，所述称重器401的实现方式包括但不限于：双台面称重台、薄型秤台、石英传感器、压电膜传感器、称重弯板、单秤台、联体秤台、轴重秤、整车汽车衡。

当安装OBU的车辆进入预读RSU天线201的预读区域时，OBU即开始响应预读RSU天线201的微波信号并回复微波信号，此时预读RSU天线201与OBU建立专用短程通信链路，专用短程通信链路建立以后，预读RSU天线控制器202通过预读RSU天线201发送指令，预读RSU天线201发送微波信号读取OBU的车辆信息、过站信息、卡内余额，并将获得的上述信息上传至车道控制器 501。车道控制器501根据OBU车辆信息中的卡片信息判断是否合法OBU，根据车型、过站信息、卡内余额初步判断车辆是否余额不足。

如果车辆合法，并且余额充足，则车道控制器501控制前置自动拦杆器301抬杆，否则报警提示车辆驶入人工收费车道缴费。

当车辆通过前置自动拦杆器301后，进入称重区域。

计重控制器404，用于采集和计算车辆通过称重***的轮胎对地压力动态数据，并且实时获取车辆的轴位置信息。车辆通过称重器时，首先触发红外车辆分离器403，然后车辆通过称重器401，并对传感器产生压力，胎型识别器，可以判断出车辆各轴的胎型。当计重控制器404收到称重器401发回的数据时，分别判断出轴重、轴速、轴型等信息，并根据数据时序关系分辨出倒车等车辆行驶状态，统计正确的车辆信息，并将车辆称重的结果进行存储，并发送给车道控制器501，与外界进行数据交互的单元。

交易RSU天线601安装高度距离地面6m，交易RSU601的有效通信区域6m左右。

当车道控制器501接收到计重控制器404发送的车辆称重信息后，车道控制器501通过交易天线RSU控制器602控制交易RSU天线601开始工作，交易RSU天线601搜索交易区域内的OBU，若接收到区域内的OBU回复的VST信息，交易RSU天线601把该OBU的车辆信息通过交易天线RSU控制器602发送给车道控制器501，车道控制器501对比预读RSU天线201和交易RSU天线601上传的OBU车辆信息，判断该OBU是否与车道内首车车辆对应。若预读RSU天线201和交易RSU601的OBU车辆信息符合一致，则交易RSU天线601与此OBU建立专用短程通信链路。专用短程通信链路建立以后，交易RSU天线601读取OBU的车辆信息、过站信息，并通过交易RSU天线控制器602发送给车道控制器501，车道控制器501根据根据OBU信息及称重信息计算费额，如果是客车车型则按照里程计算费额，如果是货车则结合里程和计重控制器的重量计算出费额，并将消费信息发送至交易RSU。交易RSU天线601获取消费信息后，通过微波信号发送消费指令至OBU，进行卡片的消费和过站信息更新等操作，并将消费结果上传至车道控制器501。车道控制器501收到消费结果后，判断消费是否成功，若成功则由车道控制器501控制后置自动拦杆机器810抬杆放行，否则报警提示。

实施例二：

在实施例二中，所述称重器401的实现方式包括但不限于：双台面称重台、薄型秤台、石英传感器、压电膜传感器、称重弯板、单秤台、联体秤台、轴重秤、整车汽车衡。

图3为本实用新型实施例提供的一种在计重模式下的电子不停车收费***实施例二的示意图，由图3可知，预读RSU天线201安装高度距离地面6m，预读RSU天线201的有效通信区域6m左右，通信区域末端距离称重器上秤端5m左右，保证通信区域末端与上秤端之间同时仅可容纳一辆车。

当待检车辆触发线圈801时，***提示车辆进入。当车辆进入预读RSU天线201的通信区域时，预读RSU天线201如没有搜索到OBU的回复信号，则会把无OBU信息发送至车道控制器501，车道控制器501控制前置自动栏杆器301不抬杆拦截，提示车辆驶入人工收费车道缴费。

当预读RSU天线201搜索到OBU回复信号，此时预读RSU天线201与OBU建立专用短程通信链路，专用短程通信链路建立以后，预读RSU天线201发送微波信号读取OBU的车辆信息、过站信息、卡内余额，并通过预读RSU天线控制器202将获得的上述信息上传至车道控制器501。

车道控制器501根据OBU车辆信息中的卡片信息判断是否合法OBU，如果为非法OBU，则提示OBU非法，提示车辆车辆驶入人工收费车道缴费。

车道控制器501根据OBU内车辆的车型、过站信息、卡内余额初步判断车辆是否余额不足，如果余额不足则提示卡片余额不足，提示车辆驶入人工收费车道缴费。

如果车辆合法，并且余额充足，则车道控制器501控制前置自动拦杆器301抬杆放行，否则，提示车辆驶入人工收费车道缴费。

实施例三：

在实施例三中，所述称重器401的实现方式包括但不限于：双台面称重台、薄型秤台、石英传感器、压电膜传感器、称重弯板、单秤台、联体秤台、轴重秤、整车汽车衡。

图4为本实用新型实施例提供的一种在计重模式下的电子不停车收费***实施例三的示意图，由图4可知，预读RSU天线201安装高度距离地面6m，预读RSU天线201的有效预读区域6m左右。通信区域末端距离称重器上秤端5m左右，保证通信区域末端与上秤端之间同时仅可容纳一辆车。

当安装OBU的车辆A进入预读RSU天线201的预读区域时，OBU即开始响应预读RSU天线201的微波信号并回复微波信号，此时预读RSU天线201与OBU建立专用短程通信链路，专用短程通信链路建立以后，预读RSU天线201发送微波信号读取OBU的车辆信息、过站信息、卡内余额，并将获得的上述信息通过预读RSU天线控制器202上传至车道控制器501。车道控制器501根据OBU车辆信息中的卡片信息判断是否为合法OBU，根据车型、过站信息、卡内余额初步判断车辆A的OBU中是否余额不足。如果车辆A中的OBU合法，并且余额充足，则车道控制器501控制前置自动拦杆器301抬杆放行。

当车辆A通过前置自动拦杆器301后，进入称重区域，并触发红外车辆分离器403遮挡，计重控制器404检测到红外车辆分离器403的遮挡信号后发送红外车辆分离器403的遮挡信息至车道控制器501，车道控制器501将车辆A的OBU预读信息与红外车辆分离器403信号绑定为同一辆车。

当安装OBU的车辆B进入预读RSU天线201的预读区域时，OBU即开始响应预读RSU天线201的微波信号并回复微波信号，此时预读RSU天线201与OBU建立专用短程通信链路，专用短程通信链路建立以后，预读RSU天线201发送微波信号读取OBU的车辆信息、过站信息、卡内余额，并将获得的上述信息通过预读RSU天线控制器202上传至车道控制器501。车道控制器501根据OBU车辆信息中的卡片信息判断是否为合法OBU，根据车型、过站信息、卡内余额初步判断车辆B中的OBU是否余额不足。如果车辆B中的OBU合法，并且余额充足，则车道控制器501控制前置自动拦杆器301抬杆放行。

当车辆A通过称重器004称重，车尾驶离红外车辆分离器403后，计重控制器404把车辆A的轴重、轴速、轴型、车总重等车辆的称重结果发送给车道控制器501。车道控制器501将车辆A的OBU信息和称重信息绑定。

当车辆B通过前置自动栏杆器301后，进入称重区域，并触发红外车辆分离器403遮挡，计重控制器501检测到红外车辆分离器403的遮挡信号后发送红外车辆分离器403的信息给车道控制器501，车道控制器501将车辆B的OBU预读信息与红外车辆分离器403的信号绑定为同一辆车。

当车道控制器501接收到计重控制器404发送的车辆A称重信息后，车道控制器501控制交易RSU天线601开始工作，交易RSU天线601搜索交易区域内的OBU，若接收到区域内的OBU回复的VST信息，交易RSU天线601把该OBU的车辆信息发送给车道控制器501，车道控制器501对比预读RSU天线控制器202和交易RSU天线控制器602上传的OBU车辆信息，判断该OBU是否与车道内车辆A的OBU信息相对应。若信息一致，则交易RSU天线601与车辆A的OBU建立专用短程通信链路。专用短程通信链路建立以后，交易RSU天线601读取车辆AOBU的车辆信息、过站信息，并发送给车道控制器501，车道控制器501根据根据车辆A中的OBU信息及称重信息计算费额，如果是客车车型则按照里程计算费额，如果是货车则结合里程和计重控制器的重量计算出费额，并将消费信息通过交易天线RSU控制器602发送至交易RSU天线601。交易RSU天线601获取消费信息后，通过微波信号发送消费指令至车辆A的OBU中，进行卡片的消费和过站信息更新等操作，并将消费结果上传至车道控制器501。车道控制器501收到消费结果后，判断消费是否成功，若成功则控制后置自动拦杆器701抬杆，否则报警提示。

当车辆B通过称重器401称重，车尾驶离红外车辆分离器403后，计重控制器404把车辆B的轴重、轴速、轴型、车总重等车辆的称重结果发送给车道控制器501。车道控制器501将车辆B的OBU信息和称重信息绑定。

当车道控制器501接收到计重控制器404发送的车辆B称重信息后，车道控制器501控制交易RSU天线601开始工作，交易RSU天线601搜索交易区域内的OBU，若接收到区域内的OBU回复的VST信息，交易RSU天线601把该OBU的车辆信息发送给车道控制器501，车道控制器501对比预读RSU天线控制器202和交易RSU天线控制器602上传的OBU车辆信息，判断该OBU是否与车道内车辆B的OBU信息相对应。若信息一致，则交易RSU天线601与车辆B的OBU建立专用短程通信链路。专用短程通信链路建立以后，交易RSU天线601读取车辆B中OBU的车辆信息、过站信息，并发送给车道控制器501，车道控制器501根据根据车辆B中的OBU信息及称重信息计算费额，如果是客车车型则按照里程计算费额，如果是货车则结合里程和计重控制器的重量计算出费额，并将消费信息通过交易天线RSU控制器602发送至交易RSU天线601。交易RSU天线601获取消费信息后，通过微波信号发送消费指令至车辆B的OBU中，进行卡片的消费和过站信息更新等操作，并将消费结果上传至车道控制器501。车道控制器501收到消费结果后，判断消费是否成功，若成功则控制后置自动拦杆器701抬杆，否则报警提示。

下表为车辆A与车辆B的数据对应列表：

序号	车号	OBU号	重量	轴数
					1（车辆A）	京A12345	08010101	20吨	4轴
2（车辆B）	京A67890	08020202	1.5吨	2轴

Claims

2.根据权利要求1所述的在计重模式下的电子不停车收费***，其特征是，所述的预读设备RSU具体包括预读RSU天线和预读RSU天线控制器；

3.根据权利要求1所述的在计重模式下的电子不停车收费***，其特征是，所述的车辆称重平台具体包括：红外车辆分离器、称重器、胎型识别器、计重控制器；

4.根据权利要求1所述的一种在计重模式下的电子不停车收费***，其特征是，所述的交易设备RSU具体包括交易RSU天线及交易RSU天线控制器。