一种收费公路串列式收费队列管理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种收费公路收费站串列式收费系统，包括第一车辆检测装置、信息诱导屏和第二车辆检测装置、电动栏杆及第三车辆检测装置，还包括队列管理器，队列管理器设置为用于根据第一车辆检测装置、第二车辆检测装置、第三车辆检测装置的测量数据，保持车辆收费数据队列先进先出并含有主、副队列，并能在不同收费模式切换过程中准确识别每个收费亭对应车辆的收费数据和是否已缴费状态的装置，实现在非复式收费、复式收费及模式转换过程中的准确收费。
【专利说明】
一种收费公路串列式收费队列管理系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及收费公路的收费系统技术领域，特别涉及一种收费公路串列式收费队列管理系统，可用于收费公路的入口串列自助发卡和收费公路的出口串列式收费。
【背景技术】
[0002]随着高速公路和经济的快速发展，选择收费公路的车辆日益增多，过大的车流量会造成收费站的拥堵。为缓解这种拥堵，一些收费公路采用串列式收费亭，即在一条收费车道上设置两个或多个收费亭，这样同时为两辆或多辆车服务，从而提高收费车道的通行能力。按照相关技术要求，计重及车型分类设备一般安装在收费岛头距主收费亭或发卡机20?23米位置，而复式收费亭或复式发卡机距主收费亭下游5?15米处(一般复式收费亭为一个或两个)，车辆通过岛头计重秤车型分类设备的光幕，该车辆测量的车型及重量数据就会加入先进先出队列的队尾，岛头光幕与主收费亭之间可能有I?5辆已完成测量待收费(或发卡)车辆，主收费亭与复式收费亭之间也可能有I?3辆已完成测量待收费(或发卡)车辆。每离开复式收费亭或复式发卡机一台车，就要删除先进先出队列的队头数据。由于是串列式收费(或发卡)，可能会出现各收费亭获取的车辆车型及重量数据与实际缴费的车辆车型及重量数据不匹配的情况，这样就要求有串列式收费队列管理器，在车辆各种行驶状态下实现准确的找出各收费亭服务的车辆对应该车测量的车型及重量数据，标识已收费车辆数据，以免错收或漏收，影响收费效率和防止作弊的发生。
[0003]为了解决上述问题，许多收费公路开始寻求串列式收费亭的优化。随着串列式收费亭改造的推进，一些问题也渐渐浮出。串列式收费亭能保证车辆先进先出，进行排队，但不能保证队列中车辆有规律的选择主收费亭或复式收费亭。一旦没有按原定的方式选择，就可能造成错收、漏收等问题，反而影响收费站通行效率。另，从平峰时期的单收费模式切换到串列式收费模式时往往需要清空收费车道的车辆再进行模式转换，即繁琐又危险。
[0004]目前，大部分收费道路在进行串列式收费时，为了能保证队列的有序进出，信息能够对应，通常采用以下几种方式:
[0005]I)人工引导的方式。目前许多收费站为了确保收费亭服务的车辆车型及重量数据与车辆检测的车型及重量数据匹配，通过现场工作人员的指引来诱导车辆进入各收费亭，如设工作人员在主收费亭与复式收费亭间现场指引，或是主收费亭的收费员用指示牌对到来车辆进行指引。串列式收费亭能保证车辆先进先出，进行排队，但不能保证队列中编号1、
3、5的车辆停在在复式收费亭收费，2、4、6的车辆停在主收费亭收费。一旦车辆对收费亭的选择不适当可能会降低收费站的通行效率和造成错收、漏收和收费作弊等情况，如出口处车辆选择较近的主收费亭会使远处复式收费亭处于空闲状态而后面车无法使用的浪费、通过主收费亭的车辆倒回主收费亭缴费或等待复式收费亭收费车辆多于I辆等情况，原因是在主收费亭和在复式收费亭待缴费车辆的车型及重量数据和先进先出队列里的车型及重量数据无法时时匹配好。这种方式不但会造成人力资源的浪费，更对工作人员的安全带来较大的隐患。除此，收费时，需要人工进行车辆信息的比对，确认无误后进行收费，这种方法不仅增加了收费员的工作量，还降低了工作效率，一旦收费员不够，严重影响正常秩序，因此对工作人员依赖非常大。
[0006]2)为了加快收费速度，一些高速公路在主收费亭与复式收费亭之间增加车牌识别系统，通过图像识别技术标识通过主收费亭的车辆是否收过费，然后复式收费亭根据通过车辆标记和人工识别车牌号比较来判定哪些车辆已完成收费，哪些需要收费。这种方法虽然有效的减少工作强度，但在车辆排队时，由于车辆跟车很近、大车遮挡后面小车等情况，很难保证每辆车都能被抓拍到，同时图像采集部分受环境影响较大，影响了车牌识别准确率，在天气、光线等不佳的情况下，反而可能会因为误报、漏报而需要人工核对，增加了工作量。
[0007]3)国内山东高速股份有限公司实用新型了一种计重复式收费车道系统(专利号为CN103198532A)，通过在一个收费车道设立多个收费单元，每个收费单元包括一个收费亭以及电动栏杆，通过诱导屏和自动栏杆，让一队列车按顺序逐一进入收费站，保证每次每个亭只有一辆车收费，这样能确保车辆有序的进出各收费亭。这种方法需要当一队列的车辆均完成缴费驶出收费站，下一队列再进入，这样车道利用率降低，且一旦出现车身较长，占用两个收费单元时，会出现问题;每个单元都需增加电动栏杆和车辆检测器，增加了收费站的修建成本。
[0008]4)在正常收费模式与串联式收费车道模式互相切换时，目前高速公路收费站采用的是人工阻拦前进车辆，待清空收费车道的车辆后，再做切换。这种方法较为繁琐，严重影响车辆的通行效率，也较危险。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的实用新型目的是针对现有收费公路收费站串列式收费系统的技术不足，同时考虑到实际运作中可能出现收费亭车道计算机关闭、或交接班时计算机并未正常工作的情况，现采用一种基于队列管理器的方法，提供一种完善、模式无缝切换、能准确识别每个收费亭对应车辆的车型及重量数据和缴费状态的收费公路串列式收费队列管理系统。该系统可运用在收费公路各收费站出、入口处。
[0010]为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为:
[0011]—种收费公路串列式收费队列管理系统，包括设在收费公路收费站入口车道或出口车道岛头的第一车辆检测装置、设在主收费亭后方的信息诱导屏和第二车辆检测装置、设在复式收费亭后方的电动栏杆及第三车辆检测装置，还包括队列管理器，所述队列管理器设置为用于根据第一车辆检测装置、第二车辆检测装置、第三车辆检测装置获取的数据，保持车辆收费数据队列先进先出并含有主、副队列，并能在不同收费模式及模式切换过程中准确识别出处在收费亭位置所对车辆的由第一车辆检测器测量的数据，并将测量数据发送给对应收费亭内的车道计算机和能识别该车缴费状态的装置;所述第一车辆检测装置用于完成车辆分离、通过该位置的车辆检测、车辆行进方向判别及计重与车型分类;所述第二车辆检测装置用于实现车辆分离、通过该位置的车辆检测、行进方向判别功能和/或抓拍并识别通过该位置的车辆车牌;所述第三车辆检测装置用于检测驶过该位置的车辆。
[0012]进一步地，所述主、副队列采用镶嵌管理的方式，主队列为车辆通过第一车辆检测装置且没有离开第三车辆检测装置所组成的先进先出的车辆车型及重量数据队列;所述副队列为通过第二车辆检测装置且没有离开第三车辆检测装置的车辆组成的先进先出的车辆车型及重量数据队列，所述主队列队头数据为对应在复式收费亭位置处车辆的车型及重量数据，处在副队列长度加I位置的主队列数据为对应在主收费亭位置处车辆的车型及重量数据。
[0013]进一步地，所述主、副队列采用串列管理的方式，所述主队列为车辆通过第一车辆检测装置且没有离开第二车辆检测装置所组成的先进先出的车辆车型及重量数据队列;所述副队列为通过第二车辆检测装置且没离开第三车辆检测装置所组成的先进先出的车辆车型及重量数据队列，所述主队列队头数据为对应在主收费亭处车辆的车型及重量数据，所述副队列队头数据为对应在复式收费亭处车辆的车型及重量数据。
[0014]进一步地，所述主、副队列采用镶嵌管理的方式，所述车辆通过第一车辆检测装置就在主队列队尾增加一条由第一车辆检测装置检测的车辆车型及重量数据;所述车辆倒过第一车辆检测装置，就删除主队列队尾一条车辆车型及重量数据;所述车辆通过第二车辆检测装置就在副队列队尾增加一条主队中处在副队列长度加I位置的车辆车型及重量数据;所述车辆倒过第二车辆检测装置，就删除副队列队尾一条车辆车型及重量数据;所述车辆通过第三车辆检测装置就删除主队列、副队列队头一条车辆车型及重量数据，同时主队列与副队列所有数据向前移动I位，所述队列管理器将副队列队头数据发送到副亭车道计算机中，副亭车道计算机完成收费后将该车已缴费标记发给队列管理器，队列管理器标记副队列队头数据为已缴费状态，所述队列管理器将处在副队列长度加I位置的主队列数据发送到主亭车道计算机中，主亭车道计算机完成收费后将该车已缴费标记发给队列管理器，队列管理器在主队列标记该数据为已缴费状态，所述队列管理器根据副队列队头数据为已缴费状态，控制电动栏杆升起，否则落杆或不抬杆。
[0015]进一步地，所述主、副队列采用串列管理的方式，所述车辆通过第一车辆检测装置就在主队列队尾增加一条由第一车辆检测装置检测的车辆车型及重量数据，车辆倒出第一车辆检测装置就删除主队列队尾一条车辆车型及重量数据;所述车辆通过第二车辆检测装置就删除主队列队头一条车辆车型及重量数据，同时将主队列所有数据向前移动I位，所删除的主队列队头的一条车辆车型及重量数据加入副队列队尾;所述车辆倒过第二车辆检测装置，就删除副队列队尾一条车辆车型及重量数据，同时将副队列删除的一条车辆车型及重量数据加入主队列队头，主队列所有数据向后移动I位;所述车辆通过第三车辆检测装置就删除副队列队头一条车辆车型及重量数据，同时副队列所有数据向前移动I位，所述队列管理器将副队列队头数据发送到副亭车道计算机中，副亭车道计算机完成收费后将该车已缴费标记发给队列管理器，队列管理器标记副队列队头数据为已缴费状态，所述队列管理器将主队列队头数据发送到主亭车道计算机中，主亭车道计算机完成收费后将该车已缴费标记发给队列管理器，队列管理器标记主队列队头数据为已缴费状态，所述队列管理器根据副队列队头数据为已缴费状态，控制电动栏杆升起，否则落杆或不抬杆。
[0016]进一步地，所述第一车辆检测装置包括超声波检测器或光幕、垂直于行车方向且平行设置在车道上的轮轴传感器及计重秤，用于检测并分离车辆、计数、车型分类及计重和测量车辆行进方向；所述第二车辆检测装置位于主收费亭和复式收费亭之间且与主收费亭相距1.5?3.5m，包括超声波检测器或距离为0.05?Im的双光幕或单光幕与两条及以上相距
0.1m?Im的轮轴传感器的组合，用于实现车辆分离、检测和行驶方向判别;所述第三车辆检测装置包括环形线圈和/或位于所述环形线圈上方的光幕，用于检测通过车辆，使队列管理器删除队列队头数据，确保每通过一辆车，就删除该车辆的车型及重量数据，避免出现因车辆底盘较高而出现多删而使队列与实际信息错位的情况。
[0017]进一步地，所述第二车辆检测装置还包括一个环形感应线圈，设置于双光幕或单光幕所对应车道内的位置，用于避免人员遮挡光幕而出现错误检测的情况。
[0018]进一步地，所述第二车辆检测装置还包括车牌抓拍与识别装置，用于抓拍并识别通过双光幕或单光幕位置的车辆车牌，通过前后两台车车牌号对比判断是否为倒车，进一步提高队列的正确性。
[0019]进一步地，所述队列管理器为独立的含多个通信接口的工控机或单片机，同时与第一车辆检测装置、第二车辆检测装置、第三车辆检测装置、主亭车道计算机、副亭车道计算机、信息诱导屏和电动栏杆通过RS232或RS485或RJ45进行通信，用于接收各车辆检测装置的检测数据，为主亭车道计算机、副亭车道计算机提供对应车辆的车型及重量数据，同时接收主亭车道计算机或副亭车道计算机已完成收费信息并在主队列或副队列中标记对应已完成收费车辆的数据，并根据队列队头数据标记状态，控制电动栏杆起落，维持队列正确性，防止未收费车辆冲卡。
[0020]进一步地，所述队列管理器与主亭车道计算机或副亭车道计算机共用一套设备，可同时与第一车辆检测装置、第二车辆检测装置、第三车辆检测装置、副亭车道计算机或主亭车道计算机、信息诱导屏和电动栏杆通过RS232或RS485或RJ45进行通信，用于接收各车辆检测装置的检测数据，为主亭车道计算机、副亭车道计算机提供对应车辆的车型及重量数据，同时接收主亭车道计算机或副亭车道计算机已完成收费信息并在主队列或副队列中标记对应已完成收费车辆的数据，并根据队列队头数据标记状态，控制电动栏杆起落，维持队列正确性，防止未收费车辆冲卡。
[0021]进一步地，所述的信息诱导屏根据副队列有无车辆的车型及重量数据显示不同状态，车辆驶入收费车道后，若复式收费亭未被占用，副队列中无数据，则信息诱导屏显示“通行”，提示驾驶员前行至复式收费亭;若复式收费亭被占用，则信息诱导屏显示“已占用”，提示驾驶员前方有车辆，让其自行决定是否前进。
[0022]当车辆驶过主收费亭后发现前方车辆在复式收费亭需等候因此倒回主收费亭时，第二车辆检测装置可测得该车的行进方向。若检测为后退方向，则清除副队列的新增的队尾数据，副队列长度减I。同理，第一车辆检测装置和第三车辆检测装置均可测得车辆行车方向。通过第一车辆检测装置，主队列新增队尾数据，长度加I，倒回第一车辆检测装置，删除主队列新增队尾数据，长度减I;通过第三车辆检测装置，删除副队列队头数据，长度减I。
[0023]当行驶车辆车身较长(如半挂车等)，可以通过第一车辆检测装置和二车辆检测装置来识别是否为车身较长的货车，避免因车身较长遮挡住车辆检测装置，干扰检测而出现队列的混乱，维持队列的准确性。
[0024]非高峰时段，采用非复式收费的情况下，仅使用一个收费亭即可，建议使用复式收费亭，由于“先进先出”的模式，停在复式收费亭的车辆车型及重量数据可以和队列中队头的车辆车型及重量数据对应起来；当到高峰时段，切换到复式收费模式，开启两个收费亭，副队列生成，即可通过主、副队列比对出到达收费亭的车辆在队列中的位置，这样可以实现模式的无缝切换。
[0025]该系统同理可应用于收费站入口，通过比对主、副队列获得准确对应发卡机和复式发卡机的车辆数据，实现模式的无缝切换。
[0026]本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果:
[0027](I)本实用新型采用队列管理的方法，实现在各收费亭位置处车辆的车型及重量数据与队列管理器发送给个收费亭的车型及重量数据准确对应，避免车辆因选择不同收费亭而引起的信息不匹配。
[0028](2)本实用新型解决了以往复式收费模式切换的不合理问题，无需提前清空收费车道的车辆，能简单的实现模式的无缝切换。
[0029](3)本实用新型解决了当车辆发现前方复式收费亭或复式发卡机有停车车辆，倒回主收费亭或发卡机时，仍能保证所提供的车型及重量等信息与对应车辆准确匹配。
[0030](4)本实用新型有强的适应性，能够适应各种极端情况，如当某台车道计算机无法正常工作时能够维护队列，或当司机或收费员在车道行走时不影响车辆的正常检测。
[0031](5)本实用新型能够实现自动标记已收费车辆，避免漏收、错收、多收及徇私舞弊的情况。
[0032](6)本实用新型可以在现有人工复式收费设施的基础上，增加第二车辆检测装置和队列管理器，实现串列式收费队列管理系统，能大大降低收费站的改造成本和提高车道通行能力。
【附图说明】
[0033]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0034]图1是本实用新型实施例的串列式收费列管理系统工作原理示意图。
[0035]图2是本实用新型实施例的整体结构示意图。
[0036]图3?8是复式收费系统队列管理过程原理示意图。
[0037]图9?10是复式收费系统硬件连接示意图。
[0038]图中标识为:1-第一车辆检测装置;2-第二车辆检测装置;3-第三车辆检测装置；4-轮轴传感器;5-光幕;6-计重秤;7-主收费亭;8-信息诱导屏;9-队列管理器;10-复式收费亭；11-电动栏杆;12-主亭车道计算机;13-副亭车道计算机;14-环形线圈。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和具体实施例对本实用新型的【实用新型内容】作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于此实施例。除非特别说明，本实用新型采用的材料和加工方法为本技术领域常规材料和加工方法。
[0040]实施例1
[0041]如图1和图2所示，一种收费公路串列式收费队列管理系统，包括设在收费公路收费站入口车道或出口车道岛头的第一车辆检测装置1、设在主收费亭7或发卡机后方的信息诱导屏8和第二车辆检测装置2、设在复式收费亭10或复式发卡机后方的电动栏杆11及第三车辆检测装置3，还包括队列管理器9，所述队列管理器9设置为用于根据第一车辆检测装置
1、第二车辆检测装置2、第三车辆检测装置3获取的数据，保持车辆收费数据队列先进先出并含有主、副队列，并能在不同收费模式及模式切换过程中准确识别出处在收费亭位置所对车辆的由第一车辆检测器I测量的数据，并将测量数据发送给对应收费亭内的车道计算机和能识别该车缴费状态的装置;所述第一车辆检测装置I用于完成车辆分离、通过该位置的车辆检测、车辆行进方向判别、计重与车型分类;所述第二车辆检测装置2用于实现车辆分离、通过该位置的车辆检测、行进方向判别功能和/或抓拍并识别通过该位置的车辆车牌;所述第三车辆检测装置3用于检测驶过该位置的车辆后自动清除队列管理器队头的车辆数据。概述而言即:所述第一车辆检测装置I与队列管理器9结合判断新进收费站的车辆数据是否加入主队列；第二车辆检测装置2与队列管理器9结合决定副队列的长短;第三车辆检测装置3与队列管理器9结合删除已缴费开离收费站的车辆数据。车道计算机与队列管理器9结合标识已缴费的车辆。
[0042]具体而言，如图3?图5所示，所述主、副队列采用镶嵌管理的方式，主队列为车辆通过第一车辆检测装置I且没有离开第三车辆检测装置3所组成的先进先出的车辆车型及重量数据队列;所述副队列为通过第二车辆检测装置2且没有离开第三车辆检测装置3的车辆组成的先进先出的车辆车型及重量数据。所述主队列队头数据为对应在复式收费亭10位置处车辆的车型及重量数据，处在副队列长度加I位置的主队列数据为对应在主收费亭7位置处车辆的车型及重量数据。
[0043]具体而言，所述车辆通过第一车辆检测装置I就在主队列队尾增加一条由第一车辆检测装置I检测的车辆车型及重量数据;所述车辆倒过第一车辆检测装置，就删除主队列队尾一条车辆车型及重量数据;所述车辆通过第二车辆检测装置2就在副队列队尾增加一条主队中处在副队列长度加I位置的车辆车型及重量数据;所述车辆倒过第二车辆检测装置2，就删除副队列队尾一条车辆车型及重量数据;所述车辆通过第三车辆检测装置3就删除主队列、副队列队头一条车辆车型及重量数据，同时主队列与副队列所有数据向前移动一位。所述队列管理器9将副队列队头数据发送到副亭车道计算机13中，副亭车道计算机13完成收费后将该车已缴费标记发给队列管理器9，队列管理器9标记副队列队头数据为已缴费状态。所述队列管理器9将处在副队列长度加I位置的主队列数据发送到主亭车道计算机12中，主亭车道计算机12完成收费后将该车已缴费标记发给队列管理器9，队列管理器9在主队列标记该数据为已缴费状态。所述队列管理器9根据副队列队头数据为已缴费状态，控制电动栏杆11升起，否则落杆或不抬杆。
[0044]具体而言，所述第一车辆检测装置I包括超声波检测器或光幕5、垂直于行车方向且平行设置在车道上的两个轮轴传感器4及计重秤6，第一车辆检测装置I与主收费亭7或发卡机相距20?23m，用于检测并分离车辆、计数、车型分类及计重和测量车辆行进方向；所述第二车辆检测装置2位于主收费亭7和复式收费亭10之间且与主收费亭7相距1.5?3.5m，包括超声波检测器或距离为0.05?Im的双光幕5，用于实现车辆分离、检测和行驶方向判别;所述第三车辆检测装置3包括环形线圈14和/或位于所述环形线圈14上方的光幕5，用于检测通过车辆来发送给队列管理器9来完成收费后的数据清除功能。
[0045]具体而言，所述第二车辆检测装置2还包括一个环形感应线圈，设置于双光幕5所对应的车道内位置，用于避免人员遮挡光幕而出现错误检测的情况，同时，所述第二车辆检测装置2还包括车牌抓拍与识别装置，用于抓拍并识别通过双光幕5位置的车辆车牌，通过前后两台车车牌号对比判断是否为倒车，进一步提高队列的正确性。
[0046]具体而言，所述队列管理器9为独立的含多个通信接口的工控机或单片机，同时与第一车辆检测装置1、第二车辆检测装置2、第三车辆检测装置3、主亭车道计算机12、副亭车道计算机13、信息诱导屏8和电动栏杆11通过RS232或RS485或RJ45进行通信，用于接收各车辆检测装置的检测数据，为主亭车道计算机12、副亭车道计算机13提供对应停在主收费亭7和复式收费亭10车辆的车型及重量数据，同时接收主亭车道计算机12或副亭车道计算机13已完成收费信息并在主队列或副队列中标记对应已完成收费车辆的数据，并根据队列队头数据标记状态，控制电动栏杆11起落，维持队列正确性，防止未收费车辆冲卡。
[0047]队列管理的具体方式如图3至图8所示，以收费道路出口为例，在非高峰时段，采用非复式收费模式，车辆开行至复式收费亭10进行缴费，当队列中的队头数据标记为“已缴费”时，电动栏杆11抬起，否则落下或不抬杆。到了高峰时段，切换到复式收费模式，第二车辆检测装置2开始计数，生成副队列，如图3所示，一辆车驶入岛头，通过第一车辆检测装置I，采集的车型及重量数据等发送到队列管理器9，队列管理器9的主队列新增该车数据(序号①)。由于前方复式收费亭10处无车辆，副队列无信息，信息诱导屏8显示“通行”，表示复式收费亭10为“空闲”状态应前行至复式收费亭10缴费;如图4所示，第一辆车驶过主收费亭7和第二车辆检测装置2后前去复式收费亭10缴费，队列管理器9的副队列新增该车数据(序号①)；第二辆车驶入岛头通过第一车辆检测装置I，其车型及重量数据发送至队列管理器9，主队列队尾新增第二辆车的数据(序号②)；如图5所示，第一辆车缴费完成，驶过电动栏杆11和第三车辆检测装置3后，副队列删除队头数据(序号①)，即为第一辆车对应数据，此时已通过第二车辆检测装置2的第二辆车为副队列队头(序号②)，该车之前在主收费亭7缴费后，主亭车道计算机12将该车已缴费标记发给队列管理器9，标记为“已缴费”，第三辆车驶入岛头，通过第一车辆检测装置I后采集的车型及重量数据发送到队列管理器9，新增主队列队尾数据(序号③)，对应为第三辆车的数据，以此类推。副队列的队头数据对应为停在复式收费亭10的车辆数据，主队列中副队列长度加I位的数据对应停在主收费亭7的车辆数据。通过队列管理器9将准确数据发送到主收费亭7的主亭车道计算机12和复式收费亭10的副亭车道计算机13实现数据的对应。
[0048]若出现倒车的情况，如图6所示，第二辆车发现第一辆车已占用复式收费亭10，后面车未跟上来，因此选择倒回空闲的主收费亭7进行缴费，第二车辆检测装置2的双光幕5可检测出其行驶方向。正常情况下，车辆先驶过第一光幕，后驶过第二光幕，说明是前进方向，贝IJ副队列开始计数，新增副队列队尾数据(序号②)；如图7所示，此时第二辆车先驶过第二光幕，再驶过第一光幕，说明是后退方向，车辆在倒车，则清除副队列队尾新增的数据(序号②)，副队列长度减一个单位。
[0049]当行驶车辆车身较长如半挂车等，由于车辆无法完全通过车辆检测装置，遮挡可能会出现干扰检测的情况。按照《GB1589-2004》规定的道路车辆外廓尺寸，车身最长不得超过20m，因此如果车身较长的货车后简称“长货车”选择主收费亭7进行缴费时，车尾有可能会影响第一车辆检测装置I的光幕5工作。若长货车停在主收费亭7，车尾遮挡住第一车辆检测装置I的光幕5，此时若主队列中无车型及重量数据，信息诱导屏8显示“通行”，指导车辆前往要求复式收费亭10进行缴费，这样长货车通过第一车辆检测装置I后，主队列队尾新增一条车型及重量数据；当长货车选择复式收费亭10进行缴费时，不仅可能占用到主收费亭7，影响后面车辆前来缴费，还会因车身过长遮挡住第二车辆检测装置2的双光幕5，如图8。当长货车前往复式收费亭10缴费时，第二车辆检测装置2的双光幕5长时间被遮挡，而副队列中并无数据，则说明是长货车，主队列队头的车辆车型及重量数据加入副队列，副队列只含有长货车的车型及重量数据，由队列管理器9将该数据发送至副亭车道计算机13进行收费，队列保持正确性。
[0050]当第一辆车在复式收费亭缴费完成，可以通过读取通行卡信息后自动或手动清除该缴费车辆信息，也可通过第三车辆检测装置3的检测，发送命令到队列管理器9来自动清除副队列队头车辆车型及重量数据，副队列所有数据向前移动I位，第二辆车对应此时副队列的队头数据，第二辆车在主收费亭7完成缴费，则标记“已缴费”，副队列的队头连续为“已缴费”状态，则电动栏杆11一直抬起，等到第一、第二辆车通过第三车辆检测装置3清除数据，副队列所有数据向前移动I位，副队列队头数据未标记，电动栏杆11落下。
[0051]现场装置连接如图9所示，第一车辆检测装置1、第二车辆检测装置2和第三车辆检测装置3与队列管理器9相连，通过RS232或RS485或RJ45进行双向通信，队列管理器9与各车道计算机和信息诱导屏8和电动栏杆11相连，维护队列的准确性。这种方案在某个车道计算机停止工作的情况下，队列管理器9可以与其他正常工作的车道计算机相互通信，避免出现因为其中某收费亭的车道计算机无法正常工作而使整个串列式收费系统瘫痪的情况。
[0052]实施例2
[0053]为节约成本，本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同:所述主、副队列采用串列管理的方式，所述主队列为车辆通过第一车辆检测装置I且没有离开第二车辆检测装置2所组成的先进先出的车辆车型及重量数据队列;所述副队列为通过第二车辆检测装置2且没离开第三车辆检测装置3所组成的先进先出的车辆车型及重量数据队列。所述主队列队头数据为对应在主收费亭7处车辆的车型及重量数据，所述副队列队头数据为对应在复式收费亭10处车辆的车型及重量数据。
[0054]所述车辆通过第一车辆检测装置I就在主队列队尾增加一条由第一车辆检测装置I检测的车辆车型及重量数据;所述车辆倒过第一车辆检测装置I就删除主队列队队尾一条车辆车型及重量数据;所述车辆通过第二车辆检测装置2就删除主队列队头一条车辆车型及重量数据，同时将主队列所有数据向前移动I位，所删除的主队列队头的一条车辆车型及重量数据加入副队列队尾;所述车辆倒过第二车辆检测装置2，就删除副队列队尾一条车辆车型及重量数据，同时将副队列删除的一条车辆车型及重量数据加入主队列队头，主队列所有数据向后移动I位;所述车辆通过第三车辆检测装置3就删除副队列队头一条车辆车型及重量数据，同时副队列所有数据向前移动一位。所述队列管理器9将副队列队头数据发送到副亭车道计算机13中，副亭车道计算机13完成收费后将该车已缴费标记发给队列管理器9，队列管理器9标记副队列队头数据为已缴费状态。所述队列管理器9将主队列队头数据发送到主亭车道计算机12中，主亭车道计算机12完成收费后将该车已缴费标记发给队列管理器9，队列管理器9在主队列标记队头数据为已缴费状态。所述队列管理器9根据副队列队头数据为已缴费状态，控制电动栏杆11升起，否则落杆或不抬杆。
[0055]本实施例的主、副队列为两个独立的队列，车辆通过第二车辆检测装置2即可删除主队列队头数据，该数据进入副队列队尾。这种方案在主亭车道计算机12或副亭车道计算机13在维护或故障时，车道还能正常收费，系统可靠性高。
[0056]实施例3
[0057]为节约成本，本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同:所述第二车辆检测装置2为单光幕与2-4条及以上相距0.1m?Im的轮轴传感器4的组合，车辆进入方向仅由轮轴传感器4判定。
[0058]实施例4
[0059]为节约成本，本实施例除下述特征外，其他均与实施例1相同:如图10所示，所述队列管理器9与主亭车道计算机12共用一套设备，可同时与第一车辆检测装置1、第二车辆检测装置2、第三车辆检测装置3、副亭车道计算机13、信息诱导屏8和电动栏杆11通过RS232或RS485或RJ45进行通信，用于接收各车辆检测装置的检测数据，为各车道计算机提供停在主收费亭7和复式收费亭10车辆的准确车型及计重数据并接收各车道计算机收费后的命令来标记收费数据，控制电动栏杆11起落，维持队列正确性。也即所述队列管理器9位于主亭车道计算机12中，由主亭车道计算机12向副亭车道计算机13发送副队列队头数据，副亭车道计算机13完成收费后将该车已缴费标记发回给主亭车道计算机12，主亭车道计算机12并根据副队列队头数据为已缴费状态，通知副亭车道计算机13控制电动栏杆11升起，否则落杆或不抬杆。
[0060]需要时，也可以将所述队列管理器9与副亭车道计算机13共用一套设备，其原理与本实施例相似，不再赘述。
[0061]这样无需单独增加队列管理器9设备，节约设备成本，但主亭车道计算机12或副亭车道计算机13故障时，就会影响整个收费系统的正常工作。
[0062]本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种收费公路串列式收费队列管理系统，包括设在收费公路收费站入口车道或出口车道岛头的第一车辆检测装置(I)、设在主收费亭(7)后方的信息诱导屏(8)和第二车辆检测装置(2)、设在复式收费亭(10)后方的电动栏杆(11)及第三车辆检测装置(3)，其特征在于:还包括队列管理器(9)，所述队列管理器(9)设置为用于根据第一车辆检测装置(1)、第二车辆检测装置(2)、第三车辆检测装置(3)获取的数据，保持车辆收费数据队列先进先出并含有主、副队列，并能在不同收费模式及模式切换过程中准确识别出处在收费亭位置所对车辆的由第一车辆检测器(I)测量的数据，并将测量数据发送给对应收费亭内的车道计算机和能识别该车缴费状态的装置;所述第一车辆检测装置(I)用于完成车辆分离、通过该位置的车辆检测、车辆行进方向判别及计重与车型分类;所述第二车辆检测装置(2)用于实现车辆分离、通过该位置的车辆检测、行进方向判别功能和/或抓拍并识别通过该位置的车辆车牌;所述第三车辆检测装置(3)用于驶过该位置的车辆检测。2.根据权利要求1所述的收费公路串列式收费队列管理系统，其特征在于:所述主、gij队列采用镶嵌管理的方式，所述主队列为车辆通过第一车辆检测装置(I)且没有离开第三车辆检测装置(3)所组成的先进先出的车辆车型及重量数据队列;所述副队列为通过第二车辆检测装置(2)且没有离开第三车辆检测装置(3)的车辆组成的先进先出的车辆车型及重量数据队列，所述主队列队头数据为对应在复式收费亭(10)位置处车辆的车型及重量数据，所述处在副队列长度加I位置的主队列数据为对应在主收费亭(7)位置处车辆的车型及重量数据。3.根据权利要求1所述的收费公路串列式收费队列管理系统，其特征在于:所述主、gij队列采用串列管理的方式，所述主队列为车辆通过第一车辆检测装置(I)且没有离开第二车辆检测装置(2)所组成的先进先出的车辆车型及重量数据队列;所述副队列为通过第二车辆检测装置(2)且没离开第三车辆检测装置(3)所组成的先进先出的车辆车型及重量数据队列，所述主队列队头数据为对应在主收费亭(7)处车辆的车型及重量数据，所述副队列队头数据为对应在复式收费亭(10)处车辆的车型及重量数据。4.根据权利要求1所述的收费公路串列式收费队列管理系统，其特征在于:所述第一车辆检测装置(I)包括超声波检测器或光幕(5)、垂直于行车方向且平行设置在车道上的轮轴传感器(4)及计重秤(6)，用于检测并分离车辆、计数、车型分类及计重和测量车辆行进方向；所述第二车辆检测装置(2)位于主收费亭(7)和复式收费亭(10)之间且与主收费亭(7)相距1.5?3.5m，包括超声波检测器或距离为0.05?Im的双光幕(5)或单光幕与两条及以上相距0.1m?Im的轮轴传感器(4)的组合，用于实现车辆分离、检测和行驶方向判别;所述第三车辆检测装置(3)包括环形线圈(14)和/或位于所述环形线圈(14)上方的光幕(5)，用于检测通过该位置车辆。5.根据权利要求4所述的收费公路串列式收费队列管理系统，其特征在于:所述第二车辆检测装置(2)还包括一个环形感应线圈，设置于双光幕或单光幕所对车道内的位置，用于避免人员遮挡光幕而出现错误检测的情况。6.根据权利要求4所述的收费公路串列式收费队列管理系统，其特征在于:所述第二车辆检测装置(2)还包括车牌抓拍与识别装置，用于抓拍并识别通过双光幕或单光幕位置的车辆车牌。7.根据权利要求1所述的收费公路串列式收费队列管理系统，其特征在于:所述队列管理器(9)为独立的含多个通信接口的工控机或单片机，同时与第一车辆检测装置(1)、第二车辆检测装置(2)、第三车辆检测装置(3)、主收费亭(7)的主亭车道计算机(12)、复式收费亭(10)的副亭车道计算机(13)、信息诱导屏(8)和电动栏杆(11)通过RS232或RS485或RJ45进行通信，用于接收各车辆检测装置的检测数据，为主亭车道计算机(12 )、副亭车道计算机(13)提供对应车辆的车型及重量数据，同时接收主亭车道计算机(12)或副亭车道计算机(13)已完成收费信息并在主队列或副队列中标记对应已完成收费车辆的数据，并根据队列队头数据标记状态，控制电动栏杆(11)起落，维持队列正确性，防止未收费车辆冲卡。8.根据权利要求1所述的收费公路串列式收费队列管理系统，其特征在于:所述队列管理器(9)与主亭车道计算机(12)或副亭车道计算机(13)共用一套设备，可同时与第一车辆检测装置(I)、第二车辆检测装置(2)、第三车辆检测装置(3)、信息诱导屏(8)、电动栏杆(11)、副亭车道计算机(13)或主亭车道计算机(12)通过RS232或RS485或RJ45进行通信，用于接收各车辆检测装置的检测数据，为主亭车道计算机(12)、副亭车道计算机(13)提供对应车辆的车型及重量数据，同时接收主亭车道计算机(12)或副亭车道计算机(13)已完成收费信息并在主队列或副队列中标记对应已完成收费车辆的数据，并根据队列队头数据标记状态，控制电动栏杆(11)起落，维持队列正确性，防止未收费车辆冲卡。9.根据权利要求2所述的收费公路串列式收费队列管理系统，其特征在于:所述车辆通过第一车辆检测装置(I)就在主队列队尾增加一条由第一车辆检测装置(I)检测的车辆车型及重量数据;所述车辆倒过第一车辆检测装置，就删除主队列队尾一条车辆车型及重量数据;所述车辆通过第二车辆检测装置(2)就在副队列队尾增加一条主队列中处在副队列长度加I位置的车辆车型及重量数据;所述车辆倒过第二车辆检测装置(2)，就删除副队列队尾一条车辆车型及重量数据;所述车辆通过第三车辆检测装置(3)就删除主队列、副队列队头一条车辆车型及重量数据，同时主队列与副队列所有数据向前移动一位，所述队列管理器(9)将副队列队头数据发送到副亭车道计算机(13)中，副亭车道计算机(13)完成收费后将该车已缴费标记发给队列管理器(9)，队列管理器(9)标记副队列队头数据为已缴费状态，所述队列管理器(9)将处在副队列长度加I位置的主队列数据发送到主亭车道计算机(12)中，主亭车道计算机(12)完成收费后将该车已缴费标记发给队列管理器(9)，队列管理器(9)在主队列标记该数据为已缴费状态，所述队列管理器(9)根据副队列队头数据为已缴费状态，控制电动栏杆(11)升起，否则落杆或不抬杆。10.根据权利要求3所述的收费公路串列式收费队列管理系统，其特征在于:所述车辆通过第一车辆检测装置(I)就在主队列队尾增加一条由第一车辆检测装置(I)检测的车辆车型及重量数据;所述车辆倒过第一车辆检测装置(I)就删除主队列队尾一条车辆车型及重量数据;所述车辆通过第二车辆检测装置(2)就删除主队列队头一条车辆车型及重量数据，同时将主队列所有数据向前移动I位，删除的主队列队头的一条车辆车型及重量数据加入副队列队尾;所述车辆倒过第二车辆检测装置(2)，就删除副队列队尾一条车辆车型及重量数据，同时将副队列删除的一条车辆车型及重量数据加入主队列队头，主队列所有数据向后移动一位;所述车辆通过第三车辆检测装置(3)就删除副队列队头一条车辆车型及重量数据，同时副队列所有数据向前移动一位，所述队列管理器(9)将副队列队头数据发送到副亭车道计算机(13)中，副亭车道计算机(13)完成收费后将该车已缴费标记发给队列管理器(9)，队列管理器(9)标记副队列队头数据为已缴费状态，所述队列管理器(9)将主队列队头数据发送到主亭车道计算机(12)中，主亭车道计算机(12)完成收费后将该车已缴费标记发给队列管理器(9)，队列管理器(9)标记主队列队头数据为已缴费状态，所述队列管理器(9)根据副队列队头数据为已缴费状态，控制电动栏杆(11)升起，否则落杆或不抬杆。
【文档编号】G07B15/06GK205540968SQ201620100356
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月30日
【发明人】刘伟铭
【申请人】华南理工大学