一种高速公路应急车道限行系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种高速公路应急车道限行系统及方法，其系统包括RFID电子标签载入过闸信息；地感线圈装置感应行驶车辆，生成触发信号；天线模块接收触发信号，根据触发信号启动RFID读写装置；RFID读写装置感应行驶车辆上RFID电子标签的过闸信息，生成标签信号；控制器将标签信号的数据与预存标签数信号的数据进行对比核对，当数据核对成功，则生成开闸信号；当数据核对失败时，则生成关闸信号；自动道闸根据关闸信号控制栏杆围住应急车道；还根据开闸信号控制栏杆抬升，打开应急车道。相对现有技术，本发明智能进行车辆识别，识别效率高，对特定车辆进行应急车道放行，防止其他车辆随意驶入应急车道，保持应急车道畅通，便于应急救援。
【专利说明】
一种高速公路应急车道限行系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及交通设施技术领域，特别涉及一种高速公路应急车道限行系统及方法。
【背景技术】
[0002]现有的带有RFID技术应用在各种门禁，但是缺乏一种能在高速公路上布设的智能道闸，再者高速路上的车辆随意驶入应急车道，对高速路的紧急救援造成不必要的困扰，所以有必要对这一问题进行解决。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种智能进行车辆识别，识别效率高，对特定车辆进行应急车道放行，防止其他车辆随意驶入应急车道，保持应急车道畅通，便于应急救援的高速公路应急车道限行系统及方法。
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种高速公路应急车道限行系统，包括RFID电子标签、地感线圈装置、天线模块、RFID读写装置、控制器和自动道闸；
[0005]所述RFID电子标签，其置于行驶车辆上，用于载入过闸信息；
[0006]所述地感线圈装置，其置于道闸前方的道路地表下，用于感应行驶车辆，生成触发信号；
[0007]所述天线模块，其与所述地感线圈装置连接，用于接收触发信号，根据触发信号启动RFID读写装置；
[0008]所述RFID读写装置，其与行驶车辆上的RFID电子标签连接，其置于道闸的控制机箱内，用于感应行驶车辆上RFID电子标签的过闸信息，生成标签信号；
[0009]所述控制器，其与所述RFID读写装置通过线路连接，用于将标签信号的数据与预存标签数信号的数据进行对比核对，当数据核对成功，则生成开闸信号；当数据核对失败时，则生成关闸信号；
[0010]所述自动道闸，其置于应急道路上，并与所述控制器连接，用于根据关闸信号控制栏杆围住应急车道;还用于根据开闸信号控制栏杆抬升，打开应急车道。
[0011]本发明的有益效果是:通过RFID电子标签、地感线圈装置、天线模块、RFID读写装置、控制器和自动道闸协调运作，能对车辆进行识别，RFID电子标签和RFID读写装置能提升识别效率，通过RFID读写装置识别，控制器控制自动道闸对特定车辆进行应急车道放行;没有通过RFID读写装置识别的车辆，控制器则控制自动道闸进行闭闸，防止其他车辆随意驶入应急车道，保持应急车道畅通，便于应急救援。
[0012]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0013]进一步，还包括LED显示屏，所述LED显示屏置于所述自动道闸的一侧，并与所述控制器连接，所述LED显示屏用于当数据核对成功时，显示过闸车辆信息;所述LED显示屏还用于显示实时路况、天气或者广告。
[0014]采用上述进一步方案的有益效果是:LED显示屏能显示通过车辆的信息，以及显示实时路况、天气或者广告，便于进入应急车道的车辆了解应急车道其他车辆的信息，同时便于其他车辆了解实时路况、天气或者广告。
[0015]进一步，还包括服务器，所述服务器用于向所述控制器发送预存标签信号，对所述控制器的预存标签信号的数据进行更新，所述控制器还用于向所述服务器发送通过自动道闸的RF ID电子标签的标签信号。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果是:通过服务器能对控制器进行数据更新，服务器和控制器数据统一，便于特定车辆及时通过应急车道，同时控制器向所述服务器发送通过自动道闸的RFID电子标签的标签数据，便于服务器对通过应急车道的车辆进行及时监控。
[0017]进一步，所述服务器与所述控制器通过电讯信号无线连接。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是:服务器与所述控制器通过电讯信号无线连接，便于对道闸的设定，无需线路排布，提升了便利性。
[0019]进一步，所述天线模块、RFID读写装置和控制器均置于所述自动道闸的道闸机箱内。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是:天线模块、RFID读写装置和控制器置于自动道闸的道闸机箱内，提升信号传输效率。
[0021]进一步，所述地感线圈装置包括多个感应线圈和中央处理器，多个感应线圈沿车道方向依次间隔设定距离置于自动道闸前方，多个所述感应线圈均与所述中央处理器通过线路连接，所述中央处理器与所述控制器通过线路连接，多个所述感应线圈均用于感应行驶车辆，依次生成触发信号;所述中央处理器用于接收多个触发信号，根据相邻两个触发信号之间的时间差和相邻两个感应线圈之间的设定距离计算得出车辆速度，并依据车辆速度计算出车辆通过应急车道所需时间，所述控制器根据车辆通过应急车道所需时间控制所述自动道闸的开闸时间和闭闸时间。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是:多个感应线圈对行驶车辆的感应，当标签信号的数据与预存的数据进行对比核对成功，再通过中央处理器和控制器可以实现对自动道闸的开闸时间控制，当车辆通过自动道闸，则通过控制器对自动道闸的闭闸时间进行控制，有效防止其他没有RFID电子标签的车辆跟随进入应急车道，保持应急车道畅通，便于应急救援。
[0023]进一步，所述自动道闸包括第一道闸和第二道闸，所述第一道闸和第二道闸置于应急车道的两端；当所述第一道闸根据开闸信号控制栏杆抬升，打开应急车道;携带RFID电子标签的行驶车辆通过第一道闸，且经过所述中央处理器计算出行驶车辆通过应急车道所需时间后，所述控制器控制第二道闸进行闭闸围住应急车道。
[0024]采用上述进一步方案的有益效果是:通过控制器控制第一道闸和第二道闸开闸和闭闸，能有效防止其他没有RFID电子标签的车辆跟随进入应急车道，保持应急车道畅通，便于应急救援。
[0025]本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下:一种高速公路应急车道限行方法，包括以下步骤:
[0026]步骤S1.RFID电子标签置于行驶车辆上，并载入过闸信息；
[0027]步骤S2.地感线圈装置感应行驶车辆，生成触发信号；
[0028]步骤S3.天线模块接收触发信号，根据触发信号启动RFID读写装置；
[0029]步骤S4.RFID读写装置感应行驶车辆上RFID电子标签的过闸信息，生成标签信号；
[0030]步骤S5.控制器将标签信号的数据与预存标签数信号的数据进行对比核对，当数据核对成功，则生成开闸信号；当数据核对失败时，则生成关闸信号；
[0031]步骤S6.自动道闸根据关闸信号控制栏杆围住应急车道；以及根据开闸信号控制栏杆抬升，打开应急车道。
[0032]本发明的有益效果是:通过RFID电子标签、地感线圈装置、天线模块、RFID读写装置、控制器和自动道闸协调运作，能对车辆进行识别，RFID电子标签和RFID读写装置能提升识别效率，通过RFID读写装置识别，控制器控制自动道闸对特定车辆进行应急车道放行;没有通过RFID读写装置识别的车辆，控制器则控制自动道闸进行闭闸，防止其他车辆随意驶入应急车道，保持应急车道畅通，便于应急救援。
[0033]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0034]进一步，还包括以下步骤:LED显示屏在当数据核对成功时，显示过闸车辆信息；LED显示屏还显示实时路况、天气或者广告。
[0035]采用上述进一步方案的有益效果是:LED显示屏能显示通过车辆的信息，以及显示实时路况、天气或者广告，便于进入应急车道的车辆了解应急车道其他车辆的信息，同时便于其他车辆了解实时路况、天气或者广告。
[0036]进一步，还包括以下步骤:服务器向所述控制器发送预存标签数信号，对所述控制器的预存标签数信号的数据进行更新，所述控制器向所述服务器发送通过自动道闸的RFID电子标签的标签信号。
[0037]采用上述进一步方案的有益效果是:通过服务器能对控制器进行数据更新，服务器和控制器数据统一，便于特定车辆及时通过应急车道，同时控制器向所述服务器发送通过自动道闸的RFID电子标签的标签数据，便于服务器对通过应急车道的车辆进行及时监控。
[0038]进一步，所述服务器与所述控制器通过电讯信号无线连接。
[0039]采用上述进一步方案的有益效果是:服务器与所述控制器通过电讯信号无线连接，便于对道闸的设定，无需线路排布，提升了便利性。
[0040]进一步，所述天线模块、RFID读写装置和控制器均置于所述自动道闸的道闸机箱内。
[0041 ]采用上述进一步方案的有益效果是:天线模块、RFID读写装置和控制器置于自动道闸的道闸机箱内，提升信号传输效率。
【附图说明】
[0042]图1本发明一种高速公路应急车道限行系统的模块连接示意图；
[0043]图2为本发明一种高速公路应急车道限行方法的流程图。
[0044]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0045]1、RFID 电子标签，
[0046]2、地感线圈装置，21、感应线圈，22、中央处理器；
[0047]3、天线模块，4、RFID读写装置，5、控制器；
[0048]6、自动道闸，61、第一道闸，62、第二道闸；
[0049]7、LED显示屏，8、服务器。
【具体实施方式】
[0050]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0051]如图1所示，一种高速公路应急车道限行系统，包括RFID电子标签1、地感线圈装置
2、天线模块3、RFID读写装置4、控制器5和自动道闸6;
[0052]所述RFID电子标签I，其置于行驶车辆上，用于载入过闸信息；
[0053]所述地感线圈装置2，其置于道闸前方的道路地表下，用于感应行驶车辆，生成触发信号；
[0054]所述天线模块3，其与所述地感线圈装置2连接，用于接收触发信号，根据触发信号启动RFID读写装置4;
[0055]所述RFID读写装置4，其与行驶车辆上的RFID电子标签I连接，其置于道闸的控制机箱内，用于感应行驶车辆上RFID电子标签I的过闸信息，生成标签信号；
[0056]所述控制器5，其与所述RFID读写装置4通过线路连接，用于将标签信号的数据与预存标签数信号的数据进行对比核对，当数据核对成功，则生成开闸信号；当数据核对失败时，则生成关闸信号；
[0057]所述自动道闸6，其置于应急道路上，并与所述控制器5连接，用于根据关闸信号控制栏杆围住应急车道;还用于根据开闸信号控制栏杆抬升，打开应急车道。
[0058]优选的，还包括LED显示屏7，所述LED显示屏7置于所述自动道闸6的一侧，并与所述控制器5连接，所述LED显示屏7用于当数据核对成功时，显示过闸车辆信息;所述LED显示屏7还用于显示实时路况、天气或者广告。
[0059]优选的，还包括服务器8，所述服务器8用于向所述控制器5发送预存标签数信号，对所述控制器5的预存标签数信号进行更新，所述控制器5还用于向所述服务器8发送通过自动道闸6的RFID电子标签I的标签信号。
[0060]优选的，所述服务器8与所述控制器5通过电讯信号无线连接。
[0061]优选的，所述天线模块3、RFID读写装置4和控制器5均置于所述自动道闸6的道闸机箱内。
[0062]优选的，所述地感线圈装置2包括多个感应线圈21和中央处理器22，多个感应线圈21沿车道方向依次间隔设定距离置于自动道闸6前方，多个所述感应线圈21均与所述中央处理器22通过线路连接，所述中央处理器22与所述控制器5通过线路连接，多个所述感应线圈21均用于感应行驶车辆，依次生成触发信号;所述中央处理器22用于接收多个触发信号，根据相邻两个触发信号之间的时间差和相邻两个感应线圈21之间的设定距离计算得出车辆速度，并依据车辆速度计算出车辆通过应急车道所需时间，所述控制器5根据车辆通过应急车道所需时间控制所述自动道闸6的开闸时间和闭闸时间。
[0063]优选的，所述自动道闸6包括第一道闸61和第二道闸62，所述第一道闸61和第二道闸62置于应急车道的两端；当所述第一道闸61根据开闸信号控制栏杆抬升，打开应急车道；携带RFID电子标签I的行驶车辆通过第一道闸61，且经过所述中央处理器22计算出行驶车辆通过应急车道所需时间后，所述控制器5控制第二道闸62进行闭闸围住应急车道。
[0064]如图2所示，一种高速公路应急车道限行方法，包括以下步骤:
[0065]步骤S1.RFID电子标签I置于行驶车辆上，并载入过闸信息；
[0066]步骤S2.地感线圈装置2感应行驶车辆，生成触发信号；
[0067]步骤S3.天线模块3接收触发信号，根据触发信号启动RFID读写装置4;
[0068]步骤S4.RFID读写装置4感应行驶车辆上RFID电子标签I的过闸信息，生成标签信号；
[0069]步骤S5.控制器5将标签信号的数据与预存标签数信号的数据进行对比核对，当数据核对成功，则生成开闸信号；当数据核对失败时，则生成关闸信号；
[0070]步骤S6.自动道闸6根据关闸信号控制栏杆围住应急车道；以及根据开闸信号控制栏杆抬升，打开应急车道。
[0071 ] 优选的，还包括以下步骤:LED显示屏7在当数据核对成功时，显示过闸车辆信息；LED显示屏7还显示实时路况、天气或者广告。
[0072]优选的，还包括以下步骤:服务器8向所述控制器5发送预存标签数信号，对所述控制器5的预存标签数信号的数据进行更新，所述控制器5向所述服务器8发送通过自动道闸6的RFID电子标签I的标签信号。
[0073]优选的，所述服务器8与所述控制器5通过电讯信号无线连接。
[0074]优选的，所述天线模块3、RFID读写装置4和控制器5均置于所述自动道闸6的道闸机箱内。
[0075]优选的，所述地感线圈装置2包括多个感应线圈21和中央处理器22，多个感应线圈21沿车道方向依次间隔设定距离置于自动道闸6前方，多个所述感应线圈21均与所述中央处理器22通过线路连接，所述中央处理器22与所述控制器5通过线路连接，多个所述感应线圈21均用于感应行驶车辆，依次生成触发信号;所述中央处理器22用于接收多个触发信号，根据相邻两个触发信号之间的时间差和相邻两个感应线圈21之间的设定距离计算得出车辆速度，并依据车辆速度计算出车辆通过应急车道所需时间，所述控制器5根据车辆通过应急车道所需时间控制所述自动道闸6的开闸时间和闭闸时间。
[0076]优选的，所述自动道闸6包括第一道闸61和第二道闸62，所述第一道闸61和第二道闸62置于应急车道的两端；当所述第一道闸61根据开闸信号控制栏杆抬升，打开应急车道；携带RFID电子标签I的行驶车辆通过第一道闸61，且经过所述中央处理器22计算出行驶车辆通过应急车道所需时间后，所述控制器5控制第二道闸62进行闭闸围住应急车道。
[0077]实施本技术方案，RFID电子标签I置于行驶车辆上，并载入过闸信息；地感线圈装置2感应行驶车辆，生成触发信号;天线模块3接收触发信号，根据触发信号启动RFID读写装置4启动;RFID读写装置4感应行驶车辆上RFID电子标签I的过闸信息，生成标签信号；控制器5将标签信号的数据与预存的数据进行对比核对，当数据核对成功，则生成开闸信号；当数据核对失败时，则生成关闸信号；自动道闸6根据关闸信号控制栏杆围住应急车道;还用于根据开闸信号控制栏杆抬升，打开应急车道;LED显示屏7在当数据核对成功时，显示过闸车辆信息;LED显示屏7还显示实时路况、天气或者广告;服务器8向所述控制器5发送标签数据，对所述控制器5保存的标签数据进行更新，所述控制器5向所述服务器8发送通过自动道闸6的RFID电子标签I的标签数据。
[0078]通过RFID电子标签1、地感线圈装置2、天线模块3、RFID读写装置4、控制器5和自动道闸6协调运作，能对车辆进行识别，RFID电子标签I和RFID读写装置4能提升识别效率，通过RFID读写装置4识别，控制器5控制自动道闸6对特定车辆进行应急车道放行；没有通过RFID读写装置4识别的车辆，控制器5则控制自动道闸6进行闭闸，防止其他车辆随意驶入应急车道，保持应急车道畅通，便于应急救援；
[0079]地感线圈装置2，由两个或三个埋设在应急车道地下的感应线圈21，且设置在应急车道进口处，还包括中央处理器22构成。
[0080]行驶车辆以此通过每个感应线圈21时，感应线圈21感应到行驶车辆并生成触发信号传输到中央处理器22中，中央处理器22根据两次或三次接受信号的时间间隔At，以及相邻两个感应线圈21的距离AS，便可求出车辆的行驶速度v = AS/At。
[0081]在应急车道内行驶的车辆速度一般在60km/h左右，以本应急车道设置间隔10m为例，车辆通过大约需要19s，足够道闸一轮升降，故在车辆进入应急车道之后，在通过第一道闸61驶向第二道闸62期间，中央处理器计算车辆通过下一个道闸所需时间t = 100/v，需多留出时间，以3s为宜，待携带有许可标签的车辆在此时间内通过第二道闸62后闭闸封闭车道。
[0082]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高速公路应急车道限行系统，其特征在于:包括RFID电子标签(I)、地感线圈装置⑵、天线模块(3)、RFID读写装置(4)、控制器(5)和自动道闸(6); 所述RFID电子标签(I)，其置于行驶车辆上，用于载入过闸信息； 所述地感线圈装置(2)，其置于道闸前方的道路地表下，用于感应行驶车辆，生成触发信号； 所述天线模块(3)，其与所述地感线圈装置(2)连接，用于接收触发信号，根据触发信号启动RFID读写装置(4); 所述RFID读写装置(4)，其与行驶车辆上的RFID电子标签(I)连接，其置于道闸的控制机箱内，用于感应行驶车辆上RFID电子标签(I)的过闸信息，生成标签信号； 所述控制器(5)，其与所述RFID读写装置(4)通过线路连接，用于将标签信号的数据与预存标签数信号的数据进行对比核对，当数据核对成功，则生成开闸信号；当数据核对失败时，则生成关闸信号； 所述自动道闸(6)，其置于应急道路上，并与所述控制器(5)连接，用于根据关闸信号控制栏杆围住应急车道;还用于根据开闸信号控制栏杆抬升，打开应急车道。2.根据权利要求1所述一种高速公路应急车道限行系统，其特征在于:还包括LED显示屏(7)，所述LED显示屏(7)置于所述自动道闸(6)的一侧，并与所述控制器(5)连接，所述LED显示屏(7)用于当数据核对成功时，显示过闸车辆信息;所述LED显示屏(7)还用于显示实时路况、天气或者广告。3.根据权利要求1或2—种高速公路应急车道限行系统，其特征在于:还包括服务器(8)，所述服务器(8)用于向所述控制器(5)发送预存标签信号，对所述控制器(5)的预存标签信号的数据进行更新，所述控制器(5)还用于向所述服务器(8)发送通过自动道闸(6)的RFID电子标签(I)的标签信号。4.根据权利要求1所述一种高速公路应急车道限行系统，其特征在于:所述天线模块(3)、RFID读写装置(4)和控制器(5)均置于所述自动道闸(6)的道闸机箱内。5.根据权利要求1所述一种高速公路应急车道限行系统，其特征在于:所述地感线圈装置(2)包括多个感应线圈(21)和中央处理器(22)，多个感应线圈(21)沿车道方向依次间隔设定距离置于自动道闸(6)前方，多个所述感应线圈(21)均与所述中央处理器(22)通过线路连接，所述中央处理器(22)与所述控制器(5)通过线路连接，多个所述感应线圈(21)均用于感应行驶车辆，依次生成触发信号;所述中央处理器(22)用于接收多个触发信号，根据相邻两个触发信号之间的时间差和相邻两个感应线圈(21)之间的设定距离计算得出车辆速度，并依据车辆速度计算出车辆通过应急车道所需时间，所述控制器(5)根据车辆通过应急车道所需时间控制所述自动道闸(6)的开闸时间和闭闸时间。6.根据权利要求5所述一种高速公路应急车道限行系统，其特征在于:所述自动道闸(6)包括第一道闸(61)和第二道闸(62)，所述第一道闸(61)和第二道闸(62)置于应急车道的两端；当所述第一道闸(61)根据开闸信号控制栏杆抬升，打开应急车道;携带RFID电子标签(I)的行驶车辆通过第一道闸(61)，且经过所述中央处理器(22)计算出行驶车辆通过应急车道所需时间后，所述控制器(5)控制第二道闸(62)进行闭闸围住应急车道。7.—种高速公路应急车道限行方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤S1.RFID电子标签(I)置于行驶车辆上，并载入过闸信息； 步骤S2.地感线圈装置(2)感应行驶车辆，生成触发信号； 步骤S3.天线模块(3)接收触发信号，根据触发信号启动RFID读写装置(4); 步骤S4.RFID读写装置(4)感应行驶车辆上RFID电子标签(I)的过闸信息，生成标签信号； 步骤S5.控制器(5)将标签信号的数据与预存标签信号的数据进行对比核对，当数据核对成功，则生成开闸信号；当数据核对失败时，则生成关闸信号； 步骤S6.自动道闸(6)根据关闸信号控制栏杆围住应急车道；以及根据开闸信号控制栏杆抬升，打开应急车道。8.根据权利要求7所述一种高速公路应急车道限行方法，其特征在于，还包括以下步骤:LED显示屏(7)在当数据核对成功时，显示过闸车辆信息；LED显示屏(7)还显示实时路况、天气或者广告。9.根据权利要求7或8所述一种高速公路应急车道限行方法，其特征在于，还包括以下步骤:服务器(8)向所述控制器(5)发送预存标签信号，对所述控制器(5)的预存标签信号的数据进行更新，所述控制器(5)向所述服务器(8)发送通过自动道闸(6)的RFID电子标签(I)的标签信号。10.根据权利要求7所述一种高速公路应急车道限行方法，其特征在于，所述天线模块(3)、RFID读写装置(4)和控制器(5)均置于所述自动道闸(6)的道闸机箱内。
【文档编号】G07C9/00GK105957211SQ201610440989
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】魏硕, 李文勇, 余子威, 杨岸磊, 雷腾
【申请人】桂林电子科技大学