专利名称：一种电子不停车收费车道自助刷卡系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子不停车收费车道系统，具体涉及电子不停车收费车道自助刷
卡系统。
背景技术：
目前，在道路收费系统领域，存在两种收费方式，一种是人工电脑收费方式(MTC)，一种是电子不停车收费方式(ETC)。人工电脑收费方式(MTC)中，车辆通过道路收费站时，由收费员或通过自助设备完成发卡或收费过程。电子不停车收费方式(ETC)中，车辆通过道路收费站时，车辆通过车载设备(0BE)在通信覆盖区域内与天线进行微波通信，自动完成交易过程，实现不停车通行。现有的ETC车道系统按微波信号覆盖区域和栏杆位置，可以分为单交易区栏杆前置ETC系统、单交易区栏杆后置ETC系统和双通信区栏杆前置ETC系统三种。栏杆前置是指栏杆在收费岛前部；栏杆后置则是指栏杆在收费岛后部。现有的ETC车道系统存在以下缺陷 (1)当车辆车载设备失效，或者车道天线故障，或者两者通讯不良，车辆不能通行时，只能转到人工收费车道处理，从而降低了 ETC车道的通行效率； (2)当ETC车道主控机当机，所有车辆将无法从ETC车道通行，并且系统无报警，从而造成车道堵塞现象； (3)车辆跟车通行时，因前车对后车遮挡以致系统无法抓拍后车车牌； (4)车辆不能通行时，车主无法及时与收费站监控员进行沟通。 专利权号为ZL 200510101197. 9的中国发明专利提供了 "一种双通信区电子不停
车收费车道系统及其实现方法"和专利权号为ZL 200520067262.6的中国实用新型专利
提供了"一种双通信区电子不停车收费车道系统"，这种方法采用了两组不同发射角的无线
通信装置，并通过逻辑处理电路相连接，两组装置覆盖的通信区(远通信区、近通信区)部
分重叠，解决了跟车干扰、倒车、恶意插队及车辆通行速度低等问题，但无法解决因天线、标
签、主控机故障造成车辆需转到人工电脑收费(MTC)车道处理。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种电子不停车收费车道自助刷卡系统及其收费方法，能够在设备故障时(0BE、微波天线、主控机)，或者天线与OBE通讯不良时，车辆仍能从ETC车道通行的电子不停车收费车道进行自助刷卡。[0009] 本实用新型的目的通过下述技术方案实现 —种电子不停车收费车道自助刷卡系统，包括主控机、路侧读写设备、自动栏杆机、车辆检测传感器、费额显示器和信号共享切换器，其特征在于还包括用于电子不停车收费车道中无法自动完成交易的车辆进行自助刷卡交易的自助刷卡设备，自助刷卡设备和路侧读写设备分别与主控机连接，自动栏杆机、车辆检测传感器、费额显示器均与信号共享切
换器连接，信号共享切换器与主控机连接，自助刷卡设备安装在自动栏杆机前方。[0011] 上述的电子不停车收费车道自助刷卡系统，所述主控机可以有两台，其中一台主控机与路侧读写设备连接，作为ETC主控机；另一台主控机与自助刷卡设备连接，作为自助刷卡主控机；信号共享切换器分别与两台所述主控机连接，所述信号共享切换器来自接收两台主控机的指令，并根据指令控制自动栏杆机及费额显示器，采集车辆检测传感器信号，并转发至两台所述主控机。 上述的电子不停车收费车道自助刷卡系统，所述车辆检测传感器按功能分为通信区车辆检测传感器、自助刷卡区车辆检测传感器和降杆车辆检测传感器；通信区车辆检测传感器用于判断是否有车辆进入通信覆盖区域；自助刷卡区车辆检测传感器用于判断是否有车辆进入自助刷卡区域；降杆车辆检测传感器用于判断车辆是否离开收费车道。 上述的电子不停车收费车道自助刷卡系统，还包括图像抓拍摄像机和车牌识别模块，图像抓拍摄像机用于当车辆离开收费车道时，对车尾进行抓拍，抓拍摄像机通过分频器与两台主控机连接；车牌识别模块与自助刷卡主控机连接。 上述的电子不停车收费车道自助刷卡系统，所述路侧读写设备包括微波天线，所
述微波天线采用顶挂或路侧方式安装；所述自助刷卡设备包括电子支付卡读写模块，电子支付卡读写模块用于读写电子支付卡。 上述的电子不停车收费车道自助刷卡系统，所述自助刷卡设备还包括对讲设备，用于车主与收费站监控员进行对话； 所述自动栏杆机位于收费岛前端；所述车辆检测传感器为感应线圈、红外装置、视频检测装置或激光装置。 本实用新型还提供了一种电子不停车收费车道自助刷卡系统的收费方法，在车道
系统的控制下，根据车辆的位置及交易状态进行交易权的切换，放行正常交易车辆或拦截非法车辆，当因为设备故障或信号不良而不能通行时，可以进行自助刷卡处理后放行。具体
包括如下步骤 (1)当车辆检测传感器检测到车辆时，激活微波天线，ETC主控机通过微波天线尝试与车辆中的0BE进行交易； (2)当车辆到达自助刷卡区域时，主控机启动车牌识别模块对车牌进行识别，自动
交易仍不能完成时，则转入步骤(3);若已完成自动交易，则转入步骤(4); (3)由持卡人通过电子支付卡与自助刷卡设备进行刷卡，自助刷卡主控机通过自
助刷卡设备读取电子支付卡，并与有效的电子支付卡进行交易； (4)交易成功后，车辆放行，生成交易记录； (5)当降杆车辆检测传感器感应到车辆驶离时，启动抓拍摄像机对车尾进行抓拍，车辆驶离后栏杆自动降下。 上述的收费方法的步骤(3)中，自助刷卡设备检测到电子支付卡，读取电子支付卡的内容，并对电子支付卡有效性进行校验，如果电子支付卡无效则显示交易不成功原因并提示转人工收费车道处理。 上述的收费方法的步骤(3)中交易成功后，自助刷卡主控机向ETC主控机发送交易成功信息，同时生成交易记录，在抢夺车道控制权(车道控制权即对自动栏杆机的控制)后抬栏杆放行车辆。 上述的收费方法的步骤(1)中，ETC主控机监测自助刷卡主控机是否关机，如果自助刷卡主控机已关机且ETC主控机无车道控制权，则ETC主控机抢占车道控制权(即对自动栏杆机的控制)；步骤(2)中当自动交易仍不能完成，且自助刷卡主控机无车道控制权时，则自助刷卡主控机抢占车道控制权。 本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果 (1)利用自助刷卡设备，当出现天线故障或OBE读写失败等特殊情况时，车主可采用自助刷卡的方式通行，从而减少车辆在ETC车道倒车、长时间停留或变换车道等操作，提高车道的异常处理能力，增加用户满意度。 (2)采用双主控机联动互补的运行模式，以保证在ETC主控机出现问题时，自助刷卡主控机可以自动接管交易权，实现车辆自助刷卡通行，大大提高系统的稳定性、可靠性和容错能力。 (3)对车辆进行后抓拍，使车辆通行图像信息更加全面、可靠，有效解决跟驰车辆距离较近时，因前车对后车遮挡以致干扰系统抓拍的问题； (4)具备对讲功能，在车辆不能通行时，车主可以及时与收费站监控进行沟通；[0031] (5)具有语音提示功能。
图1是本实用新型电子不停车收费车道自助刷卡系统的一种布局示意图。[0033] 图2是本实用新型电子不停车收费车道自助刷卡系统结构示意图。[0034] 图3是本实用新型电子不停车收费车道自助刷卡系统电子收费方法流程图。[0035] 图4是本实用新型电子不停车收费车道自助刷卡系统自助刷卡收费方法流程图。
具体实施方式下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。 如图2所示，本实施方式中，电子不停车收费车道自助刷卡系统包括主控机(11、12)、路侧读写设备(RSE)6、自动栏杆机5、车辆检测传感器(1、2、3、4)、费额显示器8、自助刷卡设备7、信号共享切换器15、摄像机13，车牌识别模块14等。两台主控机之间可以通过网络交换机16进行通信，两台主控机能够互相监控，当一台主控机当机，另外一台能够马上接管车道交易权。RSE与其中一套主控机连接，自助刷卡设备、车牌识别模块与另外一套主控机连接，车辆检测传感器、自动栏杆机、费额显示器均与信号共享切换器连接，信号共享切换器与两台主控机连接。摄像机用于当车辆离开降杆线圈时，对车尾进行抓拍。所述车牌识别模块用于识别车辆车牌。 所述主控机由车道计算机及接口组成，是车道控制设备的核心。处理从车道设备采集的信息，控制系统的整个工作流程。两套主控机的其中一套主控机负责ETC车道设备的控制，一套主控机负责自助刷卡设备的控制。两套主控机通过网络及信号共享切换器实现车道协同控制。自动栏杆机位于收费岛前端，用于拦截未交易车辆。[0039] RSE包括微波天线及天线控制器，所述微波天线可采用顶挂或路侧安装方式。车辆检测传感器可以是感应线圈、红外装置、视频检测装置、激光装置等检测装置。信号共享切换器可同时接收两台主控机发出的指令，并根据指令内容控制栏杆机及费额显示器，可采集车辆检测传感器信号，并转发至两台主控机。 本实施方式中，车辆检测传感器按功能分为通信区车辆检测传感器、自助刷卡区车辆检测传感器和降杆车辆检测传感器。通信区车辆检测传感器根据通信覆盖区域设置，用于判断是否有车辆进入通信覆盖区域，可利用两个或以上的传感器组合判断车辆的行驶方向。自助刷卡区车辆检测传感器用于判断是否有车辆进入自助刷卡区域。降杆车辆检测传感器用于判断车辆是否离开车道。 本实施方式中，费额显示器包括显示屏、车辆通行灯、语音模块，还可能包括声光报警器。显示屏用于显示车辆入口、车型、费额、余额等或提示转自助刷卡的原因；车辆通行灯用于指挥车辆行驶或停止；语音模块用于语音提示；声光报警器用于提醒站场管理人员注意该车道异常情况。 本实施方式中，自助刷卡设备包括电子支付卡读写模块、对讲设备，还可包括LED屏幕。电子支付卡读写模块用于读写电子支付卡，对讲设备用于车主与站监控员进行对话，LED屏幕用于提示用户操作。 利用上述电子不停车收费车道自助刷卡系统实现的电子收费及自助刷卡方法，在车道系统的控制下，放行完成交易的车辆，当出现车辆无法正常自动交易时，持电子支付卡的车辆可以进行自助刷卡后放行，而不影响后续的ETC车辆正常交易和自动通过。[0044] 实施例电子不停车收费车道自助刷卡系统的一种布局示意图如图1所示，包括主控机(11， 12) 、 RSE6、自动栏杆机5、车辆检测传感器(1、2、3、4)、费额显示器8、自助刷卡设备7、信号共享切换器15、网络交换机16。 RSE6与主控机11连接，自动栏杆机5、车辆检测传感器(1、2、3、4)、费额显示器8与信号共享切换器15连接，信号共享切换器与主控机11及12同时连接。自助刷卡设备7位于收费岛前端，自动栏杆机5位于收费岛前端。天线6安装在安装支架10且位于车道的上方；后抓拍摄像机13安装在支架10上，可位于车道正上方亦可侧装；安装支架10位于收费岛前端，安装支架10位于自动栏杆机5前距离B为1. 5米。车辆检测传感器1用于判断是否有车辆进入前通信覆盖区域9，车辆检测传感器3用于判断是否有车辆进入自助刷卡区域。降杆车辆检测传感器4设置于自动栏杆机5之后，其前沿与栏杆臂在车道平面上的投影大致重叠，用于判断车辆是否离开。车辆检测传感器1与安装支架10距离A为11米，车辆检测传感器1和车辆检测传感器2之间的间隔C为2. 5米。通信覆盖区域9前沿到安装支架10距离E为8米。车辆检测传感器3的前沿与自动栏杆机5的距离D为4米。自助刷卡设备7与自动栏杆机5的距离F为3. 5米。车牌识别模块14与自动栏杆机机5的距离G为4米。 在车道系统的控制下，根据车辆的位置及交易状态进行交易权的切换，当车辆无法自动通行时，可以通过自助刷卡处理后放行，而不影响后续的ETC车辆正常交易和自动通过。
图3为电子不停车收费车道自助刷卡系统电子收费方法流程图。说明如下[0047] 图3中所述本方指ETC主控机，对方指自助刷卡主控机。 第一步ETC主控机监测自助刷卡主控机是否关机，如果自助刷卡主控机已关机且ETC主控机无控制权，则ETC主控机抢占控制权； 第二步自助刷卡主控机有降栏杆动作，则ETC主控机抢占控制权； 第三步车辆检测传感器检测到车辆到达，通过信号共享切换器将车辆到达信号送到两台主控机； 第四步ETC主控机接到车辆到达的信号，打开RSE，检测0BE ; 第五步如果发现0BE，则与之尝试交易，如果未发现OBE车辆检测传感器一直传
回有车辆到达的信号，则RSE不停地重复检测通讯区域内是否有OBE ; 第六步交易成功后，ETC主控机向自助刷卡主控机发送交易状态信息，同时生成 交易记录，抢占车道控制权并抬栏杆放行； 第七步当交易失败后，ETC主控机向自助刷卡主控机发送交易状态信息，同时当 本方无控制权且自助刷卡主控机无发出抬栏杆指令时，则抢占车道控制权，之后提示交易 失败原因并根据失败原因进行自助刷卡或转人工收费车道处理； 第八步车辆离开时抓拍车尾图像； 第九步判断是否仍有已交易成功的车辆未离开，如果有则重复第八步，如果没有 则降下栏杆，流程回到第一步 图4为电子不停车收费车道自助刷卡系统自助刷卡收费方法流程图。说明如下 图4中所述本方指自助刷卡主控机，对方指ETC主控机。 第一步自助刷卡主控机检测到ETC主控机已关机且本方无控制权，则自助刷卡 主控机抢占控制权； 第二步根据车辆检测传感器传回的信号判断是否有车辆进入自助刷卡交易区， 如果有则启动抓拍及车牌识别，如果没有则重复当前步骤； 第三步自助刷卡设备检测到电子支付卡，读取电子支付卡的内容，并对电子支付 卡有效性(包括支付卡是否合法，余额是否足够等信息，只要能完成交易，即为有效)进行 校验，如果电子支付卡无效则显示交易不成功原因并提示转人工收费车道处理，如果电子 支付卡合法则继续进行下一步； 第四步若发现该卡已在ETC中交易，则自助刷卡主控机抢夺车道控制权，抬栏杆 放行； 第五步若该支付卡未在ETC中交易，则将车牌识别结果与支付卡车牌比对，比对 一致，或者不一致但监控员干预允许交易，则尝试交易； 第六步交易成功后，自助刷卡主控机向ETC主控机发送交易成功信息，同时生成 交易记录，在抢夺车道控制权后抬栏杆放行； 第七步监控员不允许交易或者交易失败时，在自助刷卡主控机无控制权时且 ETC主控机无发送降杆指令时，则自助刷卡主控机抢占车道控制权； 第八步自助刷卡主控机抢占车道控制权后，显示交易不成功原因并提示转人工 收费车道； 第九步降杆车辆检测传感器检测到有车辆离开后，对车辆尾部进行抓拍； 第十步判断是否仍有已交易成功的车辆未离开，如果有则重复第九步，如果没有
则降下栏杆，流程回到第一步。 本实用新型可用于单交易区电子不停车收费车道系统和双交易区电子不停车收 费车道系统。
权利要求一种电子不停车收费车道自助刷卡系统，包括主控机、路侧读写设备、自动栏杆机、车辆检测传感器、费额显示器和信号共享切换器，其特征在于还包括用于电子不停车收费车道中无法自动完成交易的车辆进行自助刷卡交易的自助刷卡设备，自助刷卡设备和路侧读写设备分别与主控机连接，自动栏杆机、车辆检测传感器、费额显示器均与信号共享切换器连接，信号共享切换器与主控机连接，自助刷卡设备安装在自动栏杆机前方。
2. 根据权利要求1所述的电子不停车收费车道自助刷卡系统，其特征在于包括两台所 述主控机，其中一台主控机与路侧读写设备连接，作为ETC主控机；另一台主控机与自助刷 卡设备连接，作为自助刷卡主控机；信号共享切换器分别与两台所述主控机连接，所述信号 共享切换器来自接收两台主控机的指令，并根据指令控制自动栏杆机及费额显示器，采集 车辆检测传感器信号，并转发至两台所述主控机。
3. 根据权利要求2所述的电子不停车收费车道自助刷卡系统，其特征在于所述车辆检 测传感器按功能分为通信区车辆检测传感器、自助刷卡区车辆检测传感器和降杆车辆检 测传感器；通信区车辆检测传感器用于判断是否有车辆进入通信覆盖区域；自助刷卡区车 辆检测传感器用于判断是否有车辆进入自助刷卡区域；降杆车辆检测传感器用于判断车辆 是否离开收费车道。
4. 根据权利要求2所述的电子不停车收费车道自助刷卡系统，其特征在于还包括图像 抓拍摄像机和车牌识别模块，图像抓拍摄像机用于当车辆离开收费车道时，对车尾进行抓 拍，抓拍摄像机通过分频器与两台主控机连接；车牌识别模块与自助刷卡主控机连接。
5. 根据权利要求1 4任一项所述的电子不停车收费车道自助刷卡系统，其特征在于 所述路侧读写设备包括微波天线，所述微波天线采用顶挂或路侧方式安装。
6. 根据权利要求5所述的电子不停车收费车道自助刷卡系统，所述自助刷卡设备包括 电子支付卡读写模块，电子支付卡读写模块用于读写电子支付卡。
7. 根据权利要求5所述的电子不停车收费车道自助刷卡系统，其特征在于所述自助刷 卡设备还包括对讲设备，用于车主与收费站监控员进行对话。
8. 根据权利要求5所述的电子不停车收费车道自助刷卡系统，其特征在于所述自动栏 杆机位于收费岛前端。
9. 根据权利要求5所述的电子不停车收费车道自助刷卡系统，其特征在于所述车辆检 测传感器为感应线圈、红外装置、视频检测装置或激光装置。
专利摘要本实用新型提供电子不停车收费车道自助刷卡系统，所述系统包括主控机、路侧读写设备、自动栏杆机、车辆检测传感器、费额显示器、信号共享切换器和自助刷卡设备，自助刷卡设备和路侧读写设备分别与主控机连接，自动栏杆机、车辆检测传感器、费额显示器均与信号共享切换器连接，信号共享切换器与主控机连接。在车道系统的控制下，根据车辆的位置及交易状态放行正常交易车辆或拦截非法车辆，当出现车辆不能自动交易时，可以进行自助刷卡处理后通行。本实用新型能够在设备(OBE、微波天线、主控机)故障时，或者天线与OBE通讯不良时，车辆仍能从ETC车道通行的电子不停车收费车道进行自助刷卡后通行。
文档编号G07B15/00GK201489583SQ20092019413
公开日2010年5月26日 申请日期2009年9月4日 优先权日2009年9月4日
发明者何站稳, 刘伯海, 张建文, 王文熙, 王辉, 罗庆异, 邱淮 申请人:广州华工信息软件有限公司