专利名称：一种兼容计重式收费的etc车道系统及实现方法
技术领域：
本发明涉及车辆电子收费技术领域，尤其涉及一种兼容计重式收费的ETC 车道系统及实现方法。
背景技术：
ETC (Electronic Toll collection)系统是电子不停车收费系统，拥有合法身 份的用户，在使用ETC车道时，可以以30km/h的速度不停车通过，ETC系统 自动完成车辆识别与扣款等操:作。该技术可以减低收费站堵塞情况，可以緩和 高速公路快速通行与收费站堵塞之间的矛盾。计重收费是指对货车按重量进行 计费，收取通行费，与正常车型通行费率相比， 一般实行超重多收、空载少收 的计费原则。该技术可以有效抑制货车超载的情况，延长公路使用寿命，减少 交通事故的发生。
目前的人工半自动收费(MTC)系统，通常引入计重收费设备，对进出高 速公路的货车进行停车称重，在出口按载重结合车型进行计费，达到超重多收、 空载少收的目的。但在ETC车道，因ETC设计的目的是不停车通过，而MTC 车道的计重收费过程则要求车辆停车称重或緩慢地通过称重区，两者存在冲突， 因此在实施ETC车道的同时，目前基本上都采取暂不按称重收费的方式进行 ETC车道建设，这无疑为货车治理超重提供了漏洞。怎样在ETC车道兼容非计 重式和计重式收费，提高车道快速通行能力是一个急待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种兼容计重式收费的ETC车道系统及实现方法，实 现在同一条ETC车道中对计重车辆和非计重车辆分别进行车辆IC卡自动扣费交 易，控制车辆放行的操作，提高了 ETC车道快速通行能力。
本发明实施例提供的一种兼容计重式收费的ETC车道系统，包括非计重 车辆收费子系统和计重车辆收费子系统，其中所述非计重车辆收费子系统，用于与车载电子标签通信，识别车辆类别，
判断车辆相关信息是否有效，对车辆相关信息有效的计重车辆放行通过；或者 对车辆相关信息有效的非计重车辆完成自动信息读写、扣费、放行过程；
所述计重车辆收费子系统，用于与车载电子标签通信，识别车辆类别，对 计重车辆称重，完成自动信息读写、扣费、放行过程；或者对非计重车辆放行 通过。
所述非计重车辆收费子系统在ETC车道中设置的区域位于所述计重车辆 收费子系统设置区域的前端；或者所述计重车辆收费子系统在ETC车道中设置 的区域位于所述非计重车辆收费子系统设置区域的前端。
进一步，所述非计重车辆收费子系统包括
第一地感线圈装置，用于检测车辆行驶的位置，触发第一微波天线收费装 置工作；
第一微波天线收费装置，用于与车载电子标签通信，识别车辆类别，判断 车辆相关信息是否有效，并对车辆相关信息有效的非计重车辆完成自动信息读 写、扣费过程；
第一栏杆机，用于对扣费交易成功的非计重车辆抬杠》i^亍，或对车载电子 标签中车辆相关信息有效的计重车辆抬杠放行；
第一费额显示器，用于指示车辆通行方向，并显示经过的非计重车辆的扣 费交易信息。
进一步，所述计重车辆收费子系统包括
称重设备，用于对计重车辆进行称重，发送称重结果信息给第二微波天线 收费装置；
第二地感线圈装置，用于检测车辆行驶的位置，触发所述第二微波天线收 费装置工作；
第二微波天线收费装置，用于与车载电子标签通信，根据所迷称重结果信 息对计重车辆进行自动信息读写、扣费过程；
第二栏杆机，用于对扣费交易成功的非计重车辆和计重车辆抬杠放行，或对车载电子标签中车辆相关信息有效的非计重车辆抬杠放行；
第二费额显示器，用于显示经过的计重车辆的扣费交易信息。
进一步，所述非计重车辆收费子系统还包括第一摄像装置，用于通过第 一地感线圏装置或第一抓拍线圈控制，定点抓拍车辆图像；所述计重车辆收费 子系统还包括第二摄像装置，用于通过第二地感线圈装置或第二抓拍线圏控 制，定点抓拍车辆图像。
更进一步，所述兼容计重式收费的ETC车道系统采用双微波天线模式和双 栏杆模式，对计重车辆和非计重车辆都进行不停车扣费交易。
本发明实施例还提供的一种ETC车道兼容计重式收费的实现方法，在ETC 车道中设置非计重车辆收费区域和计重车辆收费区域，当有车辆进入所述ETC 车道时，读取车辆的车载电子标签，判断所述车辆是否是计重车辆，
如果是计重车辆，则在所述计重车辆收费区域对计重车辆完成称重、自动 信息读写、扣费、放行过程，而在所述非计重车辆收费区域直接放行计重车辆 通过；
如果是非计重车辆，则在所述非计重车辆收费区域对非计重车辆完成自动 信息读写、扣费、放行过程，而在所述计重车辆收费区域直接放行非计重车辆 通过《
进一步，在判断所述车辆是否是计重车辆步骤之前，还包括
读取车载电子标签，判断车辆相关信息是否有效，如果有效，则允许所述 车辆进入所述ETC车道通行，否则提示所述车辆从其它人工收费车道通行。
采用本发明的实施例，通过实际情况进行ETC车道布局设计，在保留现有 栏杆前置的ETC车道已有设施的基础上，仅需增加称重和计重交易设施即可。 本ETC车道布局满足目前国内高速公路建设ETC车道的收费岛长度要求，实现 既保留了非计重车使用ETC车道的快速通行能力，又增加了计重车不停车按重 量进行扣费交易的能力，真正解决了在ETC车道兼容非计重式和计重式自动收 费，提高快速通行能力的问题。
作为一种改进方案，本发明实施例充分考虑了 ETC车道流畅性问题，对无 电子标签或车辆信息无效的计重车辆不能进入到称重区域称重、交易，而是提示绕道相邻MTC车道交易。该方法的应用尽可能保证了车载电子标签有效的车 辆在ETC车道的通行效率，本发明的ETC车道可实现了非计重车辆30km/h, 计重车辆15km/h的不停车通行速度，真正体现了 ETC不停车的功能特性，设 计完全优于国内实际使用的需要。
图1是本发明实施例一提供的一种兼容计重式收费的ETC车道系统结构示 意图。
图2是本发明实施例一提供的一种兼容计重式收费的ETC车道系统详细布 局示意图。
图3是本发明实施例二提供的一种ETC车道兼容计重式收费的实现方法流 程图4是本发明实施例三提供的一种ETC车道兼容计重式收费的实现方法流 程图5是在本发明提供的ETC车道系统中对计重车辆进行收费的方法流程图； 图6是在本发明提供的ETC车道系统中对非计重车辆进行收费的方法流程图。
具体实施例方式
为使本发明更加容易理解，下面结合附图对本发明作进一步阐述，但附图 中的实施例不构成对本发明的任何限制。
本发明实施例提供的方法和ETC车道系统对非计重车，即非货车，仍按非 计重收费模式采用无线扣费快速通行；对计重车，即货车，则进入称重区域称 重，仍可以不停车按计重收费模式采用无线扣费快速通过，最大限度保证ETC 车道的通车效率。
本发明实施例4是供的一种兼容计重式收费的ETC车道系统，在ETC车道中， 按车辆行驶方向，将ETC车道分为非计重车辆收费区域(即A区)、称重区以 及计重车辆收费区域(即统称为B区)，系统判别逻辑与实施原理如下
1)当非计重车驶入ETC车道，非计重车不受B区设施的影响，在A区交
8易成功后，A区和B区的栏杆都抬起放行，非计重车直接通过A区和B区，保 持现有快速通过的能力；
2)当计重车驶入ETC车道，在A区直接放行通过，在B区称重交易成功 后也快速;j文4于通过。
作为一种改进后的实施方式，为防止非法车辆进入ETC车道，造成车道堵 塞，在ETC车道的入口处可先读取车载电子标签，判断车辆相关信息是否有效， 例如车辆是否合法登记和入口信息是否正确，如果有效，则允许所述车辆进入 所述ETC车道通行，否则提示所述车辆从其它人工收费车道通行。
如图1所示，为本发明实施例一提供的一种兼容计重式收费的ETC车道系 统结构示意图。所述兼容计重式收费的ETC车道系统包括非计重车辆收费子 系统和计重车辆收费子系统，所述非计重车辆收费子系统在ETC车道中设置的 区域位于所述计重车辆收费子系统设置区域的前端，其中
所述非计重车辆收费子系统，用于与车载电子标签通信，识别车辆类别， 判断车辆相关信息是否有效，例如车辆是否合法登记和入口信息是否正确，对 车辆相关信息有效的计重车辆放行通过；或者对车辆相关信息有效的非计重车 辆完成自动信息读写、扣费、放行过程；
所述计重车辆收费子系统，用于与车载电子标签通信，识别车辆类别，对 计重车辆称重，完成自动信息读写、扣费、放行过程；或者对非计重车辆放行 通过。
具体的，所述非计重车辆收费子系统包括
第一地感线圏装置，即线圈A,设置在所述第一栏杆机前端，用于检测车 辆行驶的位置，触发第一微波天线收费装置工作；
第一微波天线收费装置，其服务器设置在收费亭中，通过微波天线A与车 载电子标签通信，读取安装在车辆挡风玻璃上的电子标签信息和IC卡内信息， 识别车辆类别，判断车辆相关信息是否有效，对车辆相关信息有效的非计重车 辆完成自动信息读写、扣费过程；或对车辆相关信息无效的车辆发出警报，提 示不能通过本ETC车道，需从旁边人工半自动收费(MTC)车道验证后通行；
第一栏杆机，即自动栏杆A,用于对扣费交易成功的非计重车辆抬杠放行，或对车载电子标签中车辆相关信息有效的计重车辆抬杠放行；
第一落杆线圏即线圏C，设置在所述第一栏杆机后端，用于在车辆通过
后，控制将自动栏杆A放下；
第一费额显示器，即费显A,设置在所述第一栏杆机前端车道旁，用于指
示车辆通行方向，对车辆相关信息无效的车辆提示从旁边人工半自动收费
(MTC)车道通行，而对车辆相关信息有效的非计重车辆显示扣费交易信息。 所述计重车辆收费子系统包括
称重设备，设置在所述第一栏杆机后端的地面上，采用弯板式称台和光栅 传感器对计重车辆进行称重，并发送称重结果信息给第二微波天线收费装置；
第二地感线圈装置，即线圏B或D，可设置在所述第一栏杆机前端或后端， 用于检测车辆行驶的位置，触发所述第二微波天线收费装置工作；
第二微波天线收费装置，其服务器设置在收费亭中，通过微波天线B与车 载电子标签通信，4艮据称重结果信息对计重车辆进行自动信息读写、扣费过程；
第二栏杆机，即自动栏杆B,用于对扣费交易成功的计重车辆抬杠放行， 或对车载电子标签中车辆相关信息有效的非计重车辆抬杠放行。作为一种实施 方式，该栏杆平时处于抬杠状态， 一旦计重车辆进入计重车辆收费区域后，栏 杆放下，直到计重车辆交易成功后抬杠放行，用于控制计重车辆的放行状态。
第二费额显示器，即费显B,设置在所述第二栏杆机前端车道旁，用于显 示经过的计重车辆的扣费交易信息。
如图2所示，为本发明实施例一提供的一种兼容计重式收费的ETC车道系 统详细布局示意图。
为了拍摄通行车辆的车牌、外形等，作为一种实施方式，所述非计重车辆 收费子系统还包括设置在所述第一栏杆机前端车道旁的第一摄像装置，用于 通过所述第一地感线圈装置或第一抓拍线圈控制，定点抓拍车辆图像；所述计 重车辆收费子系统还包括设置在所述第二栏杆机前端车道旁的第二摄像装置， 用于通过所述第二地感线圈装置或第二抓拍线圈控制，定点抓拍车辆图像。
上面实施例一所述兼容计重式收费的ETC车道系统采用双微波天线模式 和双栏杆模式，对计重车辆和非计重车辆都进行不停车扣费交易，最大限度保证车道的通车效率。
需要说明的是，所述计重车辆收费子系统在ETC车道中设置的区域也可以 位于所述非计重车辆收费子系统设置区域的前端，只是相关设备比如称重设备 设置的位置有点不同，但实现的原理和实施例一相同，这里不再重复说明。
如图3所示，为本发明实施例二提供的一种ETC车道兼容计重式收费的实 现方法，在ETC车道中设置非计重车辆收费区域和计重车辆收费区域，所述ETC 车道的前端设置非计重车辆收费区域，后端设置计重车辆收费区域；或者所述 ETC车道的前端设置计重车辆收费区域，后端设置非计重车辆收费区域；实现 方法包括如下步骤
步骤102、当有车辆进入所述ETC车道时，读耳又车辆的车载电子标签，判 断所述车辆是否是计重车辆，如果是计重车辆，则执行步骤103，否则执行步骤 104;
步骤103、在所迷计重车辆收费区域对计重车辆完成称重、自动信息读写、 扣费、放行过程，而在所述非计重车辆收费区域直接;改行计重车辆通过；
步骤104、在所述非计重车辆收费区域对非计重车辆完成自动信息读写、 扣费、放行过程，而在所述计重车辆收费区域直接放行非计重车辆通过。
如图4所示，为本发明实施例三还提供的一种ETC车道兼容计重式收费的 实现方法，与实施例二的区别在于在判断所述车辆是否是计重车辆步骤之前， 即步骤102之前还增加了
步骤101、读取车载电子标签，判断车辆相关信息是否有效，如果有效， 则允许所述车辆进入所述ETC车道通行，否则提示所述车辆从其它人工收费车 道通行。
如图5所示，例如当一辆需计重收费的车辆，即货车通过本发明实施例一 的ETC车道时，其实现方法流程如下
步骤201、当计重车辆进入非计重车辆收费A区域时，被第一地感线圏装 置，即线圈A检测到，触发第一微波天线收费装置工作。
步骤202、所述第一微波天线收费装置的微波天线A读出计重车辆的电子 标签信息和IC卡信息，根据这些信息，判断车辆相关信息是否有效，如果有效，则执行步骤204;如果无效，则执行步骤203;
步骤2(B、报警并指示车辆进入旁边人工半自动收费(MTC)车道验证后
通行》
步骤204、判断是否是计重车辆，如果是，执行步骤205，如果不是，则按 非计重计费方式对车辆扣费放行。
步骤205、判断该计重车辆是否为ETC车道中车辆队列的第一辆车，若是 (即在该计重车辆收费B区域无车)，则B区域栏杆降落，A区域栏杆抬起，将 所述计重车辆放行进入B区域；若不是(即在该计重车辆收费B区域有车)，则 等待B区域所有车辆离开后才将所述计重车辆放行进入B区域。
步骤206 、所述计重车辆进入B区Ji或后，系统不进^f亍车辆队列调整，A区 域栏杆降落，所述计重车辆通过砰台称重，系统将重量数据放入该车辆队列中 分析。
步骤207、当第二地感线圈装置检测到计重车辆通过，则触发第二微波天线 收费装置工作，通过微波天线B与车载电子标签通信，在车辆队列中查找到该 车，根据车辆的参数和重量数据计算车辆的收费额进行缴费，然后回写交易信
息；
步骤208、完成计重车辆扣费交易，则B区栏杆抬起让计重车辆通过，系统 调整车辆队列数据。
如图6所示，例如当一辆非计重车辆，即非货车通过本发明实施例一的ETC 车道时，其实现方法流程如下
步骤301、当非计重车辆进入非计重车辆收费A区域时，故第一地感线圈 装置，即线圏A检测到，触发第一微波天线收费装置工作。
步骤302、所述第一微波天线收费装置的微波天线A读出计重车辆的电子 标签信息和IC卡信息，根据这些信息，判断车辆相关信息是否有效，如果有效， 则执行步骤304;如杲无效，则执行步骤303;
步骤303、报警并指示车辆进入旁边人工半自动收费(MTC)车道验证后
通行0
步骤304、判断是否是计重车辆，如果是，则放行进入计重车辆收费B区域, 按计重计费方式对车辆扣费放行；如果不是，执行步骤305，步骤305、判断在计重车辆收费B区域是否有车，若B区域无车，则直接 在A区域进行扣费交易，交易成功后，A区栏杆抬起放行，B区栏杆默认为打 开状态，当小车经过A区域第一落杆线圏检测到后进行过车队列调整，清除队 列第一台车，A区栏杆降落。
若B区域只有小车(可能有二台以上小车正在通过)，则直接在A区域进 行扣费交易，交易成功后，A区栏杆抬起放行，B区栏杆默认为打开状态，当小 车经过A区域第一落杆线圈检测到后进行过车队列调整，清除队列第一台车， A区栏杆降落。
若B区域有计重车(B区计重车只允行一辆)，则等待B区车辆交易并离 开B区后后才能交易A区小车。
以上所述是本发明的实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范 围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的 前提下，还可以做出若干改进，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种兼容计重式收费的ETC车道系统，其特征在于，包括非计重车辆收费子系统和计重车辆收费子系统，其中所述非计重车辆收费子系统，用于与车载电子标签通信，识别车辆类别，判断车辆相关信息是否有效，对车辆相关信息有效的计重车辆放行通过；或者对车辆相关信息有效的非计重车辆完成自动信息读写、扣费、放行过程；所述计重车辆收费子系统，用于与车载电子标签通信，识别车辆类别，对计重车辆称重，完成自动信息读写、扣费、放行过程；或者对非计重车辆放行通过。
2、 才艮据权利要求1所述的兼容计重式收费的ETC车道系统，其特征在于，所述非计重车辆收费子系统在ETC车道中设置的区域位于所述计重车辆收费子系统设置区域的前端；或者所述计重车辆收费子系统在ETC车道中设置的区域位于所述非计重车辆收费子系统设置区域的前端。
3、 根据权利要求1所述的兼容计重式收费的ETC车道系统，其特征在于，所述非计重车辆收费子系统包括第一地感线圏装置，用于检测车辆行驶的位置，触发第一微波天线收费装置工作；第一^f效波天线收费装置，用于与车载电子标签通信，识别车辆类别，判断车辆相关信息是否有效，并对车辆相关信息有效的非计重车辆完成自动信息读写、扣费过程；第一栏杆机，用于对扣费交易成功的非计重车辆抬杠放行，或对车载电子标签中车辆相关信息有效的计重车辆抬杠放行；第一费额显示器，用于指示车辆通行方向，并显示经过的非计重车辆的扣费交易信息。
4、 根据权利要求1所述的兼容计重式收费的ETC车道系统，其特征在于，所述计重车辆收费子系统包括称重设备，用于对计重车辆进行称重，发送称重结果信息给第二微波天线 收费装置；第二地感线圈装置，用于^f全测车辆行驶的位置，触发所述第二^b皮天线收 费装置工作；第二微波天线收费装置，用于与车载电子标签通信，根据所述称重结果信 息对计重车辆进行自动信息读写、扣费过程；第二栏杆机，用于对扣费交易成功的计重车辆抬杠放行，或对车载电子标 签中车辆相关信息有效的非计重车辆抬杠放行；第二费额显示器，用于显示经过的计重车辆的扣费交易信息。
5、 根据权利要求3或4所述的兼容计重式收费的ETC车道系统，其特征在于，所述非计重车辆收费子系统还包括第一摄像装置，用于通过所述第一地 感线圏装置或第一抓拍线圈控制，定点抓拍车辆图像；所述计重车辆收费子系统还包括第二摄像装置，用于通过所述第二地感 线圏装置或第二抓拍线圏控制，定点抓拍车辆图像。
6、 根据权利要求1至4任一项所述的兼容计重式收费的ETC车道系统， 其特征在于，所述兼容计重式收费的ETC车道系统采用双-微波天线^^式和双栏 杆模式，对计重车辆和非计重车辆都进行不停车扣费交易。
7、 一种ETC车道兼容计重式收费的实现方法，其特征在于，在ETC车道 中设置非计重车辆收费区域和计重车辆收费区域，当有车辆进入所述ETC车道 时，读取车辆的车载电子标签，判断所述车辆是否是计重车辆，如果是计重车辆，则在所述计重车辆收费区域对计重车辆完成称重、自动信息读写、扣费、放行过程，而在所述非计重车辆收费区域直接放行计重车辆通过；如果是非计重车辆，则在所述非计重车辆收费区域对非计重车辆完成自动 信息读写、扣费、放行过程，而在所述计重车辆收费区域直接放行非计重车辆 通过。
8、 根据权利要求7所述的实现方法，其特征在于，在判断所述车辆是否 是计重车辆步骤之前，还包括读取车载电子标签，判断车辆相关信息是否有效，如果有效，则允许所述 车辆进入所述ETC车道通行，否则提示所述车辆从其它人工收费车道通行。
9、 根据权利要求7所述的实现方法，其特征在于，所述ETC车道的前端 设置非计重车辆收费区域，后端设置计重车辆收费区域；或者所述ETC车道的 前端设置计重车辆收费区域，后端设置非计重车辆收费区域。
10、 根据权利要求7或9所述的实现方法，其特征在于，具体包括步骤当车辆进入所述ETC车道前端的非计重车辆收费区域时，读取车辆的车载 电子标签，识别车辆类别，判断是否是计重车辆，如果是计重车辆，则对计重 车辆放行，直接进入计重车辆收费区域；如果是非计重车辆，则对非计重车辆 完成自动信息读写、扣费、放行后进入计重车辆收费区域；当车辆进入所述ETC车道后端的计重车辆收费区域时，读取车辆的车载电 子标签，对计重车辆进行称重，根据称重结杲信息对计重车辆进行自动信息读 写、扣费、放行过程；或者对扣费交易成功的非计重车辆放行通过。
全文摘要
本发明实施例公开了一种兼容计重式收费的ETC车道系统及实现方法，其系统包括非计重车辆收费子系统和计重车辆收费子系统，其中所述非计重车辆收费子系统，用于与车载电子标签通信，识别车辆类别，判断车辆相关信息是否有效，对车辆相关信息有效的计重车辆放行通过；或者对车辆相关信息有效的非计重车辆完成自动信息读写、扣费、放行过程；所述计重车辆收费子系统，用于与车载电子标签通信，识别车辆类别，对计重车辆称重，完成自动信息读写、扣费、放行过程；或者对非计重车辆放行通过。可实现在同一条ETC车道中对计重车辆和非计重车辆分别进行车辆IC卡自动扣费交易，控制车辆放行的操作，提高了ETC车道快速通行能力。
文档编号G07B15/06GK101540067SQ20091003904
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月28日 优先权日2009年4月28日
发明者修战宇, 吴穗湘, 戴连贵, 李从凡, 源 杨, 邢万勇, 龙开红 申请人:广州新软计算机技术有限公司