ETC无人值守车道系统的制作方法

本发明涉及交通运输领域，尤其涉及一种ETC无人机收费系统。

背景技术：

随着社会的高速发展，高速公路的车辆日益增多，为了使车辆快速通行，减少交通阻塞，给收费工作带来很大压力。

目前，北京市高速公路联网收费系统的收费方式多样化，但是现有收费系统还有如下问题需要完善：

1)ETC系统设备故障引起的电子交易无法进行问题；

2)非ETC车辆误入ETC专用车道问题；

3)OBU或IC卡失效引起的车辆放行问题；

4)某些单一功能车道的通行效率问题。

由于现行收费方式没有考虑这些问题，现有的收费系统无法很好地解决这些问题。为此，有必要设计一个具备充分容错能力的自动收费的ETC无人机收费系统，代替人工操作，从而保证由于上述问题带来无法正常处理放行车辆的问题的解决，提高收费车道的通行能力，减少收费站的交通压力，提高北京市高速公路路网的通行服务质量。

目前在ETC专用车道模式下，对于一些ETC系统设备失效引起的未交易车辆，需要交由人工收费系统进行后续处理，因此需要在ETC车道配专人进行辅助作业或由相邻MTC车道收费员兼任，当由MTC车道收费员兼任处理ETC车道问 题时需要收费员离开MTC收费亭到ETC车道处理，MTC收费工作暂停，。在这种收费模式下，要求人员的操作技术熟练，如果操作不熟练或MTC车道工作繁忙时会导致未交易车辆不能正常地快速通过收费站，从而增加了车辆通过收费站的时间，降低了车辆通行速度，甚至还有可能造成收费站拥堵，也提高了ETC车道的运营成本，收费员人身安全也存在隐患。

目前在ETC专用车道模式下，会有以下几种情况会影响通行速度。

1、非ETC车(没有OUB和卡)误入，系统在ETC天线区域设定的时间内没有检测到OBU信息，就认定该车辆为非ETC车辆。

2、验证没有通过车辆，车辆验证未通过包括：OBU未启用、OBU非法拆卸、OBU挂失、卡挂失、卡禁用、余额不足等

3、ETC天线交易失败。ETC天线交易失败的1和2两种情况发生时系统可进行声光报警，同时费显显示信息，如果是栏杆前置方式下，提示车辆进入MTC车道；如果是栏杆后置方式下，车辆需要在人工引导下倒离车道或抬杆后停在路边等待收费员处理，会有安全问题。

针对第3种情况目前一般的处理方式有：车辆倒车重试、车道再安装一个天线可以重试交易、收费员协助在亭内刷卡或在其它人工车道处理。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种ETC无人值守车道系统，其特征在于：包括ETC天线、无人机自助刷卡模块、入口无人机自助领通行券模块、微波天线信息采集模块、车道设备控制模块、收费业务处理模块、收费岛、自动栏杆和车道摄像机，所述收费业务处理模块分别与所述无人机自助刷卡模块、微波天线信息采集模块、车道设备控制模块连接，所述无人机自助刷卡模 块、微波天线信息采集模块采集不同通行介质车辆信息传给业务处理模块，所述业务处理模块完成收费后发送指定给车道设备控制模块控制车道设备并提示车辆通行。

其中，所述微波天线信息采集模块包括4个线圈，线圈1为触发线圈，位于车辆入口处，线圈2为检测线圈，判断车辆是前进或倒离车道，位于线圈1和3之间，线圈3为检测线圈，判断无人机前是否有车辆，位于无人机处，线圈4为通过线圈，位于自动栏杆处，检测车辆已经通过。

其中，所述天线通讯区域保证在6米的范围内。

其中，收费岛的宽度缩小在1.6米范围。

通过本实用新型，提高了车辆通行速度，减少了人工操作，并且使得收费更加简单快捷。

附图说明

图1为与本实用新型的实施例一致的栏杆后置ETC无人值守车道系统图；

图2为与本实用新型的实施例一致的栏杆后置MTC车道系统图；

图3为与本实用新型的实施例一致的栏杆前置ETC无人值守车道系统图；

图4为与本实用新型的实施例一致的栏杆前置MTC车道系统图。

两种车道布局依据广场收费岛建设条件和车流量大小情况选择实施。栏杆后置通行速度快、进行出口现金收费时对于司机不是太方便，在入口车道配备自助领取通行券模块后不需要人工干预能自动或自助处理基本所有异常情况。标杆前置通行速度慢，但对于入口和出口都适用，对于需要人工现金收费的异常情况处理更方便灵活。

其中图1和图2中的附图标记含义如下：1：手动栏杆；2：车牌识别；3：无人机；4：交通灯；5：车道摄像机；6：自动栏杆；7：线圈4；8：线圈3；9：线圈2；10：线圈1；11：ETC天线；12：ETC混合车道；13：手动栏杆；14：收费亭；15：交通灯；16：车牌识别；17：自动栏杆；18：车道摄像机；19：MTC车道

图3和图4中的附图标记含义如下：1：手动栏杆；2：车牌识别；3：无人机；4：交通灯；5：车道摄像机；6：自动栏杆；7：线圈4；8：线圈3；9：线圈2；10：线圈1；11：ETC天线；12：混合车道；13：手动栏杆；14：收费亭；15：交通灯；16：车牌识别；17：自动栏杆；18：车道摄像机；19：MTC车道。

具体实施方式

如图1所示，其中混合车道为ETC无人值守车道系统的运行车道，而MTC车道为人工收费车道。由图中可以看出本实用新型提出的收费岛不需要设置收费亭、要小于MTC车道的收费岛的宽度，这样更有利于车辆通过也节省空间占用。ETC指电子不停车收费。MTC车道指人工半自动收费车道，MTC车道系统能够实现半自动收费和电子收费两种收费模式。

其中，ETC无人值守车道系统包括ETC天线、无人机自助刷卡模块、入口无人机自助领通行券模块、微波天线信息采集模块、车道设备控制模块、收费业务处理模块、收费岛、自动栏杆和车道摄像机。收费业务处理模块分别与无人机自助刷卡模块、入口无人机自助领通行券模块、微波天线信息采集模块、车道设备控制模块连接。无人机自助刷卡模块、入口无人机自助领通行券模块、微波天线信息采集模块采集不同通行介质车辆信息传给业务处理模块，业务处 理模块完成收费后发送指定给车道设备控制模块控制车道设备并提示车辆通行。

所述通行介质包括：条码通行券、国标电子收费IC卡。

ETC无人值守车道系统，可应用于高速公路收费、桥梁收费、隧道收费、停车场收费等领域。该系统将不停车收费(ETC)、无人机收费和人工半自动收费相结合，有效利用人力资源、均衡车道车流量，解决不同类型车分车道通行，为用户通行带来便利。

无人值守机是构成混合车道的关键设备，它可以在无人值守的条件下，实现对天棚灯、交通灯、栏杆机等机电设备的控制，该设备集成了热转印打印机、非接触IC卡读写器、字符叠加器等设备，与车牌自动识别设备等外部机电设备组成一个有机的整体，完成高速公路入口无人值守的发票和刷卡功能。

a)为了保证ETC车辆通行速度，天线通讯区域保证在6米的范围内。

b)线圈总数是4个。所述微波天线信息采集模块包括4个线圈，线圈1为触发线圈，位于车辆入口处，线圈2为检测线圈，判断车辆是前进或倒离车道，位于线圈1和3之间，线圈3为检测线圈，判断无人机前是否有车辆，位于无人机处，线圈4为通过线圈，位于自动栏杆处，检测车辆已经通过。

c)使用无人入口机设备，因为可以不需要收费亭，收费岛的宽度可以缩小在1.6米范围。

实施例一、

正常ETC交易流程

费额显示器显示默认信息；

车辆驶上线圈1，车牌自动识别设备抓拍车牌，系统界面显示抓拍车牌， 计算机抓拍车辆图像，图像保存为*.jpeg文件，并上传至分中心；系统界面显示线圈1有车辆进入；栏杆后置时RSU与OBU提前开始交易，上线圈1时交易结束可区分为交易成功车辆和交易失败车辆。栏杆前置时RSU与OBU开始进行交易；

交易成功后，交易记录保存车道数据库中，同时上传给分中心传输软件；

系统界面显示ETC车辆交易成功图标，并含有车牌号，车牌号从OBU读取；

如果该车辆是队列中的首车，费额显示器显示交易成功消息，栏杆打开，交通灯变绿；

车辆继续往前，压上线圈3，对于交易失败车辆系统提示请自助刷卡；配备自助领取通行券模块时提示请自助刷卡或按键领取通行券；

车辆驶上线圈4，如果车辆队列中该车后面没有完成交易的ETC车辆，交通灯变红；

车辆驶离线圈4，如果车辆队列中该车后面没有完成交易的ETC车辆，栏杆落下。

实施例二

刷卡交易流程

当ETC交易失败后，例如OBU未插卡车辆、未检测到OBU车辆、交易超时失败车辆等，车辆继续往前，压上线圈2车道界面根据线圈检测到的信息，显示车辆位置；

车辆继续往前，压上线圈3，无人机语音及文字提示请自助刷卡或按键取通行券；

由司机自助刷IC卡，刷卡成功，栏杆抬起，交通灯变绿；

车辆驶上线圈4，如果车辆队列中该车后面没有完成交易的ETC车辆，交通灯变红；

车辆驶离线圈4，如果车辆队列中该车后面没有完成交易的ETC车辆，栏杆落下。

实施例三

入口异常过车流程(配备自助领取通行券模块)

当ETC和自助刷卡交易失败时，例如：非ETC车辆误入，OUB或卡验证未通过(OBU未启用、OBU非法拆卸、OBU挂失、卡挂失、卡禁用、余额不足)，车辆停在无人机前；系统提示请按键领取通行券出口进行现金收费；

司机按无人机上的取券按键，无人机打印通行券，通行券内容包括：收费站名、车道号、时间、识别设备识别的车牌号、车型(卡内上次过车车型)、二维条码，二维条码内容加密；

通行券打印成功后，系统界面和费显进行相应的提示，系统记录一条交易入本地数据库；

司机领取通行券后，栏杆抬起，交通灯变绿。在栏杆前置时如果领取通行券也失败则不用倒车就可进入MTC车道进行人工处理。

车辆前行驶上线圈4，如果队列中该车后没有交易成功车辆，交通灯变红；

车辆驶离线圈4，如果队列中该车后没有完成ETC的交易成功车辆，栏杆落下。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而 且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。