專利名稱：一種電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子不停車收費車道系統(tǒng)，具體涉及電子不停車收費車道自助刷
卡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在道路收費系統(tǒng)領(lǐng)域，存在兩種收費方式，一種是人工電腦收費方式(MTC)，一種是電子不停車收費方式(ETC)。人工電腦收費方式(MTC)中，車輛通過道路收費站時，由收費員或通過自助設(shè)備完成發(fā)卡或收費過程。電子不停車收費方式(ETC)中，車輛通過道路收費站時，車輛通過車載設(shè)備(0BE)在通信覆蓋區(qū)域內(nèi)與天線進行微波通信，自動完成交易過程，實現(xiàn)不停車通行?，F(xiàn)有的ETC車道系統(tǒng)按微波信號覆蓋區(qū)域和欄桿位置，可以分為單交易區(qū)欄桿前置ETC系統(tǒng)、單交易區(qū)欄桿后置ETC系統(tǒng)和雙通信區(qū)欄桿前置ETC系統(tǒng)三種。欄桿前置是指欄桿在收費島前部；欄桿后置則是指欄桿在收費島后部?，F(xiàn)有的ETC車道系統(tǒng)存在以下缺陷 (1)當(dāng)車輛車載設(shè)備失效，或者車道天線故障，或者兩者通訊不良，車輛不能通行時，只能轉(zhuǎn)到人工收費車道處理，從而降低了 ETC車道的通行效率； (2)當(dāng)ETC車道主控機當(dāng)機，所有車輛將無法從ETC車道通行，并且系統(tǒng)無報警，從而造成車道堵塞現(xiàn)象； (3)車輛跟車通行時，因前車對后車遮擋以致系統(tǒng)無法抓拍后車車牌； (4)車輛不能通行時，車主無法及時與收費站監(jiān)控員進行溝通。 專利權(quán)號為ZL 200510101197. 9的中國發(fā)明專利提供了 "一種雙通信區(qū)電子不停
車收費車道系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法"和專利權(quán)號為ZL 200520067262.6的中國實用新型專利
提供了"一種雙通信區(qū)電子不停車收費車道系統(tǒng)"，這種方法采用了兩組不同發(fā)射角的無線
通信裝置，并通過邏輯處理電路相連接，兩組裝置覆蓋的通信區(qū)(遠(yuǎn)通信區(qū)、近通信區(qū))部
分重疊，解決了跟車干擾、倒車、惡意插隊及車輛通行速度低等問題，但無法解決因天線、標(biāo)
簽、主控機故障造成車輛需轉(zhuǎn)到人工電腦收費(MTC)車道處理。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)及其收費方法，能夠在設(shè)備故障時(0BE、微波天線、主控機)，或者天線與OBE通訊不良時，車輛仍能從ETC車道通行的電子不停車收費車道進行自助刷卡。[0009] 本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn) —種電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，包括主控機、路側(cè)讀寫設(shè)備、自動欄桿機、車輛檢測傳感器、費額顯示器和信號共享切換器，其特征在于還包括用于電子不停車收費車道中無法自動完成交易的車輛進行自助刷卡交易的自助刷卡設(shè)備，自助刷卡設(shè)備和路側(cè)讀寫設(shè)備分別與主控機連接，自動欄桿機、車輛檢測傳感器、費額顯示器均與信號共享切
換器連接，信號共享切換器與主控機連接，自助刷卡設(shè)備安裝在自動欄桿機前方。[0011] 上述的電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，所述主控機可以有兩臺，其中一臺主控機與路側(cè)讀寫設(shè)備連接，作為ETC主控機；另一臺主控機與自助刷卡設(shè)備連接，作為自助刷卡主控機；信號共享切換器分別與兩臺所述主控機連接，所述信號共享切換器來自接收兩臺主控機的指令，并根據(jù)指令控制自動欄桿機及費額顯示器，采集車輛檢測傳感器信號，并轉(zhuǎn)發(fā)至兩臺所述主控機。 上述的電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，所述車輛檢測傳感器按功能分為通信區(qū)車輛檢測傳感器、自助刷卡區(qū)車輛檢測傳感器和降桿車輛檢測傳感器；通信區(qū)車輛檢測傳感器用于判斷是否有車輛進入通信覆蓋區(qū)域；自助刷卡區(qū)車輛檢測傳感器用于判斷是否有車輛進入自助刷卡區(qū)域；降桿車輛檢測傳感器用于判斷車輛是否離開收費車道。 上述的電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，還包括圖像抓拍攝像機和車牌識別模塊，圖像抓拍攝像機用于當(dāng)車輛離開收費車道時，對車尾進行抓拍，抓拍攝像機通過分頻器與兩臺主控機連接；車牌識別模塊與自助刷卡主控機連接。 上述的電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，所述路側(cè)讀寫設(shè)備包括微波天線，所
述微波天線采用頂掛或路側(cè)方式安裝；所述自助刷卡設(shè)備包括電子支付卡讀寫模塊，電子支付卡讀寫模塊用于讀寫電子支付卡。 上述的電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，所述自助刷卡設(shè)備還包括對講設(shè)備，用于車主與收費站監(jiān)控員進行對話； 所述自動欄桿機位于收費島前端；所述車輛檢測傳感器為感應(yīng)線圈、紅外裝置、視頻檢測裝置或激光裝置。 本實用新型還提供了一種電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)的收費方法，在車道
系統(tǒng)的控制下，根據(jù)車輛的位置及交易狀態(tài)進行交易權(quán)的切換，放行正常交易車輛或攔截非法車輛，當(dāng)因為設(shè)備故障或信號不良而不能通行時，可以進行自助刷卡處理后放行。具體
包括如下步驟 (1)當(dāng)車輛檢測傳感器檢測到車輛時，激活微波天線，ETC主控機通過微波天線嘗試與車輛中的0BE進行交易； (2)當(dāng)車輛到達(dá)自助刷卡區(qū)域時，主控機啟動車牌識別模塊對車牌進行識別，自動
交易仍不能完成時，則轉(zhuǎn)入步驟(3);若已完成自動交易，則轉(zhuǎn)入步驟(4); (3)由持卡人通過電子支付卡與自助刷卡設(shè)備進行刷卡，自助刷卡主控機通過自
助刷卡設(shè)備讀取電子支付卡，并與有效的電子支付卡進行交易； (4)交易成功后，車輛放行，生成交易記錄； (5)當(dāng)降桿車輛檢測傳感器感應(yīng)到車輛駛離時，啟動抓拍攝像機對車尾進行抓拍，車輛駛離后欄桿自動降下。 上述的收費方法的步驟(3)中，自助刷卡設(shè)備檢測到電子支付卡，讀取電子支付卡的內(nèi)容，并對電子支付卡有效性進行校驗，如果電子支付卡無效則顯示交易不成功原因并提示轉(zhuǎn)人工收費車道處理。 上述的收費方法的步驟(3)中交易成功后，自助刷卡主控機向ETC主控機發(fā)送交易成功信息，同時生成交易記錄，在搶奪車道控制權(quán)(車道控制權(quán)即對自動欄桿機的控制)后抬欄桿放行車輛。 上述的收費方法的步驟(1)中，ETC主控機監(jiān)測自助刷卡主控機是否關(guān)機，如果自助刷卡主控機已關(guān)機且ETC主控機無車道控制權(quán)，則ETC主控機搶占車道控制權(quán)(即對自動欄桿機的控制)；步驟(2)中當(dāng)自動交易仍不能完成，且自助刷卡主控機無車道控制權(quán)時，則自助刷卡主控機搶占車道控制權(quán)。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果 (1)利用自助刷卡設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)天線故障或OBE讀寫失敗等特殊情況時，車主可采用自助刷卡的方式通行，從而減少車輛在ETC車道倒車、長時間停留或變換車道等操作，提高車道的異常處理能力，增加用戶滿意度。 (2)采用雙主控機聯(lián)動互補的運行模式，以保證在ETC主控機出現(xiàn)問題時，自助刷卡主控機可以自動接管交易權(quán)，實現(xiàn)車輛自助刷卡通行，大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和容錯能力。 (3)對車輛進行后抓拍，使車輛通行圖像信息更加全面、可靠，有效解決跟馳車輛距離較近時，因前車對后車遮擋以致干擾系統(tǒng)抓拍的問題； (4)具備對講功能，在車輛不能通行時，車主可以及時與收費站監(jiān)控進行溝通；[0031] (5)具有語音提示功能。

圖1是本實用新型電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)的一種布局示意圖。[0033] 圖2是本實用新型電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。[0034] 圖3是本實用新型電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)電子收費方法流程圖。[0035] 圖4是本實用新型電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)自助刷卡收費方法流程圖。
具體實施方式下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)說明，但本實用新型的實施方式不限于此。 如圖2所示，本實施方式中，電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)包括主控機(11、12)、路側(cè)讀寫設(shè)備(RSE)6、自動欄桿機5、車輛檢測傳感器(1、2、3、4)、費額顯示器8、自助刷卡設(shè)備7、信號共享切換器15、攝像機13，車牌識別模塊14等。兩臺主控機之間可以通過網(wǎng)絡(luò)交換機16進行通信，兩臺主控機能夠互相監(jiān)控，當(dāng)一臺主控機當(dāng)機，另外一臺能夠馬上接管車道交易權(quán)。RSE與其中一套主控機連接，自助刷卡設(shè)備、車牌識別模塊與另外一套主控機連接，車輛檢測傳感器、自動欄桿機、費額顯示器均與信號共享切換器連接，信號共享切換器與兩臺主控機連接。攝像機用于當(dāng)車輛離開降桿線圈時，對車尾進行抓拍。所述車牌識別模塊用于識別車輛車牌。 所述主控機由車道計算機及接口組成，是車道控制設(shè)備的核心。處理從車道設(shè)備采集的信息，控制系統(tǒng)的整個工作流程。兩套主控機的其中一套主控機負(fù)責(zé)ETC車道設(shè)備的控制，一套主控機負(fù)責(zé)自助刷卡設(shè)備的控制。兩套主控機通過網(wǎng)絡(luò)及信號共享切換器實現(xiàn)車道協(xié)同控制。自動欄桿機位于收費島前端，用于攔截未交易車輛。[0039] RSE包括微波天線及天線控制器，所述微波天線可采用頂掛或路側(cè)安裝方式。車輛檢測傳感器可以是感應(yīng)線圈、紅外裝置、視頻檢測裝置、激光裝置等檢測裝置。信號共享切換器可同時接收兩臺主控機發(fā)出的指令，并根據(jù)指令內(nèi)容控制欄桿機及費額顯示器，可采集車輛檢測傳感器信號，并轉(zhuǎn)發(fā)至兩臺主控機。 本實施方式中，車輛檢測傳感器按功能分為通信區(qū)車輛檢測傳感器、自助刷卡區(qū)車輛檢測傳感器和降桿車輛檢測傳感器。通信區(qū)車輛檢測傳感器根據(jù)通信覆蓋區(qū)域設(shè)置，用于判斷是否有車輛進入通信覆蓋區(qū)域，可利用兩個或以上的傳感器組合判斷車輛的行駛方向。自助刷卡區(qū)車輛檢測傳感器用于判斷是否有車輛進入自助刷卡區(qū)域。降桿車輛檢測傳感器用于判斷車輛是否離開車道。 本實施方式中，費額顯示器包括顯示屏、車輛通行燈、語音模塊，還可能包括聲光報警器。顯示屏用于顯示車輛入口、車型、費額、余額等或提示轉(zhuǎn)自助刷卡的原因；車輛通行燈用于指揮車輛行駛或停止；語音模塊用于語音提示；聲光報警器用于提醒站場管理人員注意該車道異常情況。 本實施方式中，自助刷卡設(shè)備包括電子支付卡讀寫模塊、對講設(shè)備，還可包括LED屏幕。電子支付卡讀寫模塊用于讀寫電子支付卡，對講設(shè)備用于車主與站監(jiān)控員進行對話，LED屏幕用于提示用戶操作。 利用上述電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)實現(xiàn)的電子收費及自助刷卡方法，在車道系統(tǒng)的控制下，放行完成交易的車輛，當(dāng)出現(xiàn)車輛無法正常自動交易時，持電子支付卡的車輛可以進行自助刷卡后放行，而不影響后續(xù)的ETC車輛正常交易和自動通過。[0044] 實施例電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)的一種布局示意圖如圖1所示，包括主控機(11， 12) 、 RSE6、自動欄桿機5、車輛檢測傳感器(1、2、3、4)、費額顯示器8、自助刷卡設(shè)備7、信號共享切換器15、網(wǎng)絡(luò)交換機16。 RSE6與主控機11連接，自動欄桿機5、車輛檢測傳感器(1、2、3、4)、費額顯示器8與信號共享切換器15連接，信號共享切換器與主控機11及12同時連接。自助刷卡設(shè)備7位于收費島前端，自動欄桿機5位于收費島前端。天線6安裝在安裝支架10且位于車道的上方；后抓拍攝像機13安裝在支架10上，可位于車道正上方亦可側(cè)裝；安裝支架10位于收費島前端，安裝支架10位于自動欄桿機5前距離B為1. 5米。車輛檢測傳感器1用于判斷是否有車輛進入前通信覆蓋區(qū)域9，車輛檢測傳感器3用于判斷是否有車輛進入自助刷卡區(qū)域。降桿車輛檢測傳感器4設(shè)置于自動欄桿機5之后，其前沿與欄桿臂在車道平面上的投影大致重疊，用于判斷車輛是否離開。車輛檢測傳感器1與安裝支架10距離A為11米，車輛檢測傳感器1和車輛檢測傳感器2之間的間隔C為2. 5米。通信覆蓋區(qū)域9前沿到安裝支架10距離E為8米。車輛檢測傳感器3的前沿與自動欄桿機5的距離D為4米。自助刷卡設(shè)備7與自動欄桿機5的距離F為3. 5米。車牌識別模塊14與自動欄桿機機5的距離G為4米。 在車道系統(tǒng)的控制下，根據(jù)車輛的位置及交易狀態(tài)進行交易權(quán)的切換，當(dāng)車輛無法自動通行時，可以通過自助刷卡處理后放行，而不影響后續(xù)的ETC車輛正常交易和自動通過。
圖3為電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)電子收費方法流程圖。說明如下[0047] 圖3中所述本方指ETC主控機，對方指自助刷卡主控機。 第一步ETC主控機監(jiān)測自助刷卡主控機是否關(guān)機，如果自助刷卡主控機已關(guān)機且ETC主控機無控制權(quán)，則ETC主控機搶占控制權(quán)； 第二步自助刷卡主控機有降欄桿動作，則ETC主控機搶占控制權(quán)； 第三步車輛檢測傳感器檢測到車輛到達(dá)，通過信號共享切換器將車輛到達(dá)信號送到兩臺主控機； 第四步ETC主控機接到車輛到達(dá)的信號，打開RSE，檢測0BE ; 第五步如果發(fā)現(xiàn)0BE，則與之嘗試交易，如果未發(fā)現(xiàn)OBE車輛檢測傳感器一直傳
回有車輛到達(dá)的信號，則RSE不停地重復(fù)檢測通訊區(qū)域內(nèi)是否有OBE ; 第六步交易成功后，ETC主控機向自助刷卡主控機發(fā)送交易狀態(tài)信息，同時生成 交易記錄，搶占車道控制權(quán)并抬欄桿放行； 第七步當(dāng)交易失敗后，ETC主控機向自助刷卡主控機發(fā)送交易狀態(tài)信息，同時當(dāng) 本方無控制權(quán)且自助刷卡主控機無發(fā)出抬欄桿指令時，則搶占車道控制權(quán)，之后提示交易 失敗原因并根據(jù)失敗原因進行自助刷卡或轉(zhuǎn)人工收費車道處理； 第八步車輛離開時抓拍車尾圖像； 第九步判斷是否仍有已交易成功的車輛未離開，如果有則重復(fù)第八步，如果沒有 則降下欄桿，流程回到第一步 圖4為電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)自助刷卡收費方法流程圖。說明如下 圖4中所述本方指自助刷卡主控機，對方指ETC主控機。 第一步自助刷卡主控機檢測到ETC主控機已關(guān)機且本方無控制權(quán)，則自助刷卡 主控機搶占控制權(quán)； 第二步根據(jù)車輛檢測傳感器傳回的信號判斷是否有車輛進入自助刷卡交易區(qū)， 如果有則啟動抓拍及車牌識別，如果沒有則重復(fù)當(dāng)前步驟； 第三步自助刷卡設(shè)備檢測到電子支付卡，讀取電子支付卡的內(nèi)容，并對電子支付 卡有效性(包括支付卡是否合法，余額是否足夠等信息，只要能完成交易，即為有效)進行 校驗，如果電子支付卡無效則顯示交易不成功原因并提示轉(zhuǎn)人工收費車道處理，如果電子 支付卡合法則繼續(xù)進行下一步； 第四步若發(fā)現(xiàn)該卡已在ETC中交易，則自助刷卡主控機搶奪車道控制權(quán)，抬欄桿 放行； 第五步若該支付卡未在ETC中交易，則將車牌識別結(jié)果與支付卡車牌比對，比對 一致，或者不一致但監(jiān)控員干預(yù)允許交易，則嘗試交易； 第六步交易成功后，自助刷卡主控機向ETC主控機發(fā)送交易成功信息，同時生成 交易記錄，在搶奪車道控制權(quán)后抬欄桿放行； 第七步監(jiān)控員不允許交易或者交易失敗時，在自助刷卡主控機無控制權(quán)時且 ETC主控機無發(fā)送降桿指令時，則自助刷卡主控機搶占車道控制權(quán)； 第八步自助刷卡主控機搶占車道控制權(quán)后，顯示交易不成功原因并提示轉(zhuǎn)人工 收費車道； 第九步降桿車輛檢測傳感器檢測到有車輛離開后，對車輛尾部進行抓拍； 第十步判斷是否仍有已交易成功的車輛未離開，如果有則重復(fù)第九步，如果沒有
則降下欄桿，流程回到第一步。 本實用新型可用于單交易區(qū)電子不停車收費車道系統(tǒng)和雙交易區(qū)電子不停車收 費車道系統(tǒng)。
權(quán)利要求一種電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，包括主控機、路側(cè)讀寫設(shè)備、自動欄桿機、車輛檢測傳感器、費額顯示器和信號共享切換器，其特征在于還包括用于電子不停車收費車道中無法自動完成交易的車輛進行自助刷卡交易的自助刷卡設(shè)備，自助刷卡設(shè)備和路側(cè)讀寫設(shè)備分別與主控機連接，自動欄桿機、車輛檢測傳感器、費額顯示器均與信號共享切換器連接，信號共享切換器與主控機連接，自助刷卡設(shè)備安裝在自動欄桿機前方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，其特征在于包括兩臺所 述主控機，其中一臺主控機與路側(cè)讀寫設(shè)備連接，作為ETC主控機；另一臺主控機與自助刷 卡設(shè)備連接，作為自助刷卡主控機；信號共享切換器分別與兩臺所述主控機連接，所述信號 共享切換器來自接收兩臺主控機的指令，并根據(jù)指令控制自動欄桿機及費額顯示器，采集 車輛檢測傳感器信號，并轉(zhuǎn)發(fā)至兩臺所述主控機。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，其特征在于所述車輛檢 測傳感器按功能分為通信區(qū)車輛檢測傳感器、自助刷卡區(qū)車輛檢測傳感器和降桿車輛檢 測傳感器；通信區(qū)車輛檢測傳感器用于判斷是否有車輛進入通信覆蓋區(qū)域；自助刷卡區(qū)車 輛檢測傳感器用于判斷是否有車輛進入自助刷卡區(qū)域；降桿車輛檢測傳感器用于判斷車輛 是否離開收費車道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，其特征在于還包括圖像 抓拍攝像機和車牌識別模塊，圖像抓拍攝像機用于當(dāng)車輛離開收費車道時，對車尾進行抓 拍，抓拍攝像機通過分頻器與兩臺主控機連接；車牌識別模塊與自助刷卡主控機連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項所述的電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，其特征在于 所述路側(cè)讀寫設(shè)備包括微波天線，所述微波天線采用頂掛或路側(cè)方式安裝。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，所述自助刷卡設(shè)備包括 電子支付卡讀寫模塊，電子支付卡讀寫模塊用于讀寫電子支付卡。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，其特征在于所述自助刷 卡設(shè)備還包括對講設(shè)備，用于車主與收費站監(jiān)控員進行對話。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，其特征在于所述自動欄 桿機位于收費島前端。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，其特征在于所述車輛檢 測傳感器為感應(yīng)線圈、紅外裝置、視頻檢測裝置或激光裝置。
專利摘要本實用新型提供電子不停車收費車道自助刷卡系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括主控機、路側(cè)讀寫設(shè)備、自動欄桿機、車輛檢測傳感器、費額顯示器、信號共享切換器和自助刷卡設(shè)備，自助刷卡設(shè)備和路側(cè)讀寫設(shè)備分別與主控機連接，自動欄桿機、車輛檢測傳感器、費額顯示器均與信號共享切換器連接，信號共享切換器與主控機連接。在車道系統(tǒng)的控制下，根據(jù)車輛的位置及交易狀態(tài)放行正常交易車輛或攔截非法車輛，當(dāng)出現(xiàn)車輛不能自動交易時，可以進行自助刷卡處理后通行。本實用新型能夠在設(shè)備(OBE、微波天線、主控機)故障時，或者天線與OBE通訊不良時，車輛仍能從ETC車道通行的電子不停車收費車道進行自助刷卡后通行。
文檔編號G07B15/00GK201489583SQ20092019413
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者何站穩(wěn), 劉伯海, 張建文, 王文熙, 王輝, 羅慶異, 邱淮 申請人:廣州華工信息軟件有限公司