本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)及高速公路收費(fèi)，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的高速公路自助車道通行方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)在，越來越多的高速路收費(fèi)站按照節(jié)約化、智慧化的思路，采用“無亭化”的設(shè)計(jì)思路。高速公路收費(fèi)站自助車道依靠車牌抓拍設(shè)備、車型識(shí)別設(shè)備、一體化欄桿機(jī)、自助發(fā)卡機(jī)、自助繳費(fèi)機(jī)、路側(cè)單元(road?side?unit，rsu)等多種先進(jìn)設(shè)備及技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無人化自助領(lǐng)卡、自助繳費(fèi)、電子不停車收費(fèi)(electronic?toll?collection，etc)的多元化收費(fèi)站系統(tǒng)。

2、圖1是典型的高速公路欄桿后置的一種現(xiàn)有自助車道系統(tǒng)布局，該系統(tǒng)適用于高速公路收費(fèi)站入口和出口，在收費(fèi)站入口，自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備被用作發(fā)卡設(shè)備；在收費(fèi)站出口，自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備被用作繳費(fèi)設(shè)備。收費(fèi)站出口為例，車輛駛?cè)胲嚨篮?，首先觸發(fā)車型識(shí)別設(shè)備識(shí)別車型和車牌等信息，在車輛到達(dá)rsu交易區(qū)域后，安裝了etc的車輛會(huì)自動(dòng)通過車載單元與路側(cè)單元進(jìn)行通信完成交易，未安裝etc的車輛可以在繳費(fèi)設(shè)備可獲取寫入了識(shí)別的車輛信息的cpc卡，基于識(shí)別出的信息與cpc卡中的信息來計(jì)算通行費(fèi)，并可以通過移動(dòng)支付、掃碼支付等靈活的支付方式來完成交易。然后車輛觸發(fā)車檢線圈(即圖1中的存在線圈)、車道攝像機(jī)抓拍，后臺(tái)根據(jù)車牌判斷交易結(jié)果控制信息顯示屏，顯示車輛通行信息，根據(jù)頭車的交易結(jié)果，進(jìn)行欄桿控制。如果交易成功，則抬桿，車輛觸發(fā)車通過線圈，后臺(tái)根據(jù)通過線圈上報(bào)的信號(hào)，判斷車輛駛離。再根據(jù)下一輛車的交易結(jié)果，進(jìn)行欄桿控制和信息顯示。

3、自助車道一般無人值守，也不必須安裝etc，司乘人員可以直接采用移動(dòng)支付或刷卡等非現(xiàn)金方式就可以進(jìn)行自自助繳費(fèi)，可以實(shí)現(xiàn)高速公路基于物聯(lián)網(wǎng)的快捷支付。但當(dāng)自助車道中的車輛由于種種原因交易失敗，導(dǎo)致無法過車，這時(shí)就需要人工遠(yuǎn)程處理。而對(duì)于一些設(shè)備故障引起的交易失敗，由于收費(fèi)員不懂相關(guān)技術(shù)，無法進(jìn)行及時(shí)處理，這反而會(huì)降低自助車道的過車效率，且在車流高峰易造成收費(fèi)站擁堵。現(xiàn)有技術(shù)無法解決自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)導(dǎo)致車道無法使用的問題。

4、此外，現(xiàn)有技術(shù)無法解決跟車車檢無變化導(dǎo)致無法識(shí)別后車的問題。檢測(cè)車輛的到達(dá)或駛離情況通常是依據(jù)埋于地下的車感線圈信號(hào)來判定的。當(dāng)車輛行駛至車感線圈上方時(shí)，會(huì)觸發(fā)車感線圈產(chǎn)生信號(hào)，此時(shí)可判斷有車輛存在；而當(dāng)車輛駛離車感線圈時(shí)，線圈信號(hào)消失，據(jù)此判斷無車。然而，由于存在線圈的寬度在0.5米以上，當(dāng)后車緊緊跟隨前車時(shí)，就有可能出現(xiàn)前車尚未完全駛離線圈，后車卻已經(jīng)行駛到線圈之上的情況，這樣便無法準(zhǔn)確區(qū)分是前車尚未離開，還是后車已經(jīng)抵達(dá)。

5、因此，如何實(shí)現(xiàn)高速公路自助車道的高效通行是一個(gè)有待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本方法提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的高速公路自助車道高效通行方法及高可用系統(tǒng)，以消除或改善現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或更多個(gè)缺陷。

2、本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的高速公路自助車道通行方法，所述方法應(yīng)用于基于物聯(lián)網(wǎng)的高速公路自助車道系統(tǒng)，所述自助車道系統(tǒng)包括：針對(duì)同一實(shí)體車道布置的車道設(shè)備和車道服務(wù)系統(tǒng)；所述車道設(shè)備包括：車型識(shí)別設(shè)備、前自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備、前車道攝像機(jī)、后自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備、后車道攝像機(jī)、rsu和一體化集成設(shè)備，所述一體化集成設(shè)備包括與所述后自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備對(duì)應(yīng)的第一車檢單元、與所述前自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備對(duì)應(yīng)的第二車檢單元、用于觸發(fā)后置欄桿起落的第三車檢單元、所述后置欄桿和費(fèi)用顯示設(shè)備；所述車道服務(wù)系統(tǒng)包括前外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)、后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)、前自助前端服務(wù)子系統(tǒng)和后自助前端服務(wù)子系統(tǒng)；其中，所述前外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)用于控制所述前車道攝像機(jī)，所述后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)用于控制所述后車道攝像機(jī)和所述一體化集成設(shè)備，所述前自助前端服務(wù)子系統(tǒng)用于控制所述前自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備，所述后自助前端服務(wù)子系統(tǒng)用于控制所述后自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備；所述方法包括以下步驟：

3、將獲得的進(jìn)入收費(fèi)站的車輛的車型識(shí)別信息通過tcp傳輸協(xié)議上報(bào)到所述后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)，由所述后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的后自助前端服務(wù)子系統(tǒng)，并經(jīng)由物聯(lián)網(wǎng)按照預(yù)設(shè)的第一轉(zhuǎn)發(fā)策略轉(zhuǎn)發(fā)至前自助前端服務(wù)子系統(tǒng)；

4、將前車道攝像機(jī)獲得的車輛的車牌識(shí)別信息通過tcp傳輸協(xié)議上報(bào)到所述前外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)和后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)，由所述前外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)和后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的前自助前端服務(wù)子系統(tǒng)和后自助前端服務(wù)子系統(tǒng)；

5、在前自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備對(duì)應(yīng)的第二車檢單元針對(duì)所述車輛產(chǎn)生車檢信號(hào)后，將所述車檢信號(hào)通過tcp傳輸協(xié)議上報(bào)到所述后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)，由所述后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的后自助前端服務(wù)子系統(tǒng)，并經(jīng)由物聯(lián)網(wǎng)按照預(yù)設(shè)的第二轉(zhuǎn)發(fā)策略轉(zhuǎn)發(fā)至所述前自助前端服務(wù)子系統(tǒng)，以觸發(fā)所述前自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備執(zhí)行交易；以及

6、在所述后自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備對(duì)應(yīng)的第一車檢單元針對(duì)所述車輛產(chǎn)生車檢信號(hào)后，將所述車檢信號(hào)通過tcp傳輸協(xié)議上報(bào)到所述后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)，由所述后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給所述后自助前端服務(wù)子系統(tǒng)，以所述后自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備基于車輛信息確定當(dāng)前車輛交易是否完成，在確定當(dāng)前車輛交易未完成的情況下執(zhí)行交易，并在確定交易完成后控制欄桿起落。

7、所述第一轉(zhuǎn)發(fā)策略為將攜帶所述車型識(shí)別信息的消息的主題中的與后自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備對(duì)應(yīng)的車道標(biāo)識(shí)修改為與前自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備對(duì)應(yīng)的車道標(biāo)識(shí)，消息的內(nèi)容不變。

8、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第二轉(zhuǎn)發(fā)策略為將攜帶所述車檢信號(hào)的消息的主題中的與后自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備對(duì)應(yīng)的車道標(biāo)識(shí)修改為與前自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備對(duì)應(yīng)的車道標(biāo)識(shí)，將消息內(nèi)容中的與前自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備對(duì)應(yīng)的第二車檢單元的標(biāo)識(shí)修改為當(dāng)前車檢信號(hào)上報(bào)流程中針對(duì)自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備設(shè)定的車檢單元的標(biāo)識(shí)。

9、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第一車檢單元和所述第二車檢單元為存在線圈，所述第三車檢單元為通過線圈。

10、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述方法還包括：車輛離開前自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備對(duì)應(yīng)的車檢單元后，將車輛相關(guān)信息通過物聯(lián)網(wǎng)共享至后自助前端服務(wù)子系統(tǒng)。所述車輛相關(guān)信息例如可包括車型、車牌信息和交易狀態(tài)信息。

11、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述方法還包括：利用交易隊(duì)列、待離開隊(duì)列和已離開隊(duì)列來記錄交易車輛；將開始交易且未交易成功的車輛加入到交易隊(duì)列；將交易成功且未駛離第三車檢單元的車輛加入到待離開隊(duì)列；將交易成功且已駛離第三車檢單元的車輛從待離開隊(duì)列移除并加入到已離開隊(duì)列。

12、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述方法還包括：在當(dāng)前有車輛正在交易且第三車檢單元無信號(hào)的情況下，清空待離開隊(duì)列。

13、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述方法還包括：在第三車檢單元存在車檢信號(hào)且車檢信號(hào)無變化的情況下，如果接收到新的車牌識(shí)別信息，則在待離開隊(duì)列中清除上一輛車的信息，并把接收到的車牌標(biāo)識(shí)賦值給交易隊(duì)列中頭車；如果交易隊(duì)列中頭車交易成功并離開第一車檢單元?jiǎng)t將該頭車放入到待離開隊(duì)列；如果待離開隊(duì)列中的頭車離開第三車檢單元，則清除待離開隊(duì)列中的頭車信息，并放入已離開隊(duì)列中。

14、本發(fā)明的另一方面提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的高速公路自助車道系統(tǒng)，所述自助車道系統(tǒng)包括：針對(duì)同一實(shí)體車道布置的車道設(shè)備和車道服務(wù)系統(tǒng)；所述車道設(shè)備包括：車型識(shí)別設(shè)備、前自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備、前車道攝像機(jī)、后自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備、后車道攝像機(jī)、rsu和一體化集成設(shè)備，所述一體化集成設(shè)備包括與所述后自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備對(duì)應(yīng)的第一車檢單元、與所述前自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備對(duì)應(yīng)的第二車檢單元、用于觸發(fā)后置欄桿起落的第三車檢單元、所述后置欄桿和費(fèi)用顯示設(shè)備；所述車道服務(wù)系統(tǒng)包括前外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)、后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)、前自助前端服務(wù)子系統(tǒng)和后自助前端服務(wù)子系統(tǒng)；其中，所述前外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)用于控制所述前車道攝像機(jī)，所述后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)用于控制所述后車道攝像機(jī)和所述一體化集成設(shè)備，所述前自助前端服務(wù)子系統(tǒng)用于控制所述前自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備，所述后自助前端服務(wù)子系統(tǒng)用于控制所述后自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備；

15、所述后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)用于通過tcp傳輸協(xié)議接收車輛的車型識(shí)別信息，并通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的后自助前端服務(wù)子系統(tǒng)，并經(jīng)由物聯(lián)網(wǎng)按照預(yù)設(shè)的第一轉(zhuǎn)發(fā)策略轉(zhuǎn)發(fā)至前自助前端服務(wù)子系統(tǒng)；

16、所述前外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)和后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)用于通過tcp傳輸協(xié)議分別接收前車道攝像機(jī)和后車道攝像機(jī)獲得的車牌識(shí)別信息，并通過物聯(lián)網(wǎng)分別發(fā)送給對(duì)應(yīng)的前自助前端服務(wù)子系統(tǒng)和后自助前端服務(wù)子系統(tǒng)；

17、所述后外場(chǎng)控制服務(wù)子系統(tǒng)還用于通過tcp傳輸協(xié)議接收前自助發(fā)卡/繳費(fèi)設(shè)備對(duì)應(yīng)的第二車檢單元產(chǎn)生的車檢信號(hào)，并通過物聯(lián)網(wǎng)將所述車檢信號(hào)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的后自助前端服務(wù)子系統(tǒng)，并經(jīng)由物聯(lián)網(wǎng)按照預(yù)設(shè)的第二轉(zhuǎn)發(fā)策略將所述車檢信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至所述前自助前端服務(wù)子系統(tǒng)。

18、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括站級(jí)系統(tǒng)，所述站級(jí)系統(tǒng)包括：交易服務(wù)子系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)，所述交易服務(wù)子系統(tǒng)用于存儲(chǔ)交易數(shù)據(jù)、接收交易請(qǐng)求并基于交易數(shù)據(jù)處理交易請(qǐng)求，所述物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)用于在車道服務(wù)系統(tǒng)的各子系統(tǒng)之間提供物聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)。

19、本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的高速公路自助車道通行方法及系統(tǒng)，能夠解決卡機(jī)故障而導(dǎo)致車道無法使用的情況。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，還能夠更精準(zhǔn)判斷出跟車導(dǎo)致后車無法識(shí)別，準(zhǔn)確維護(hù)系統(tǒng)車輛隊(duì)列。

20、本發(fā)明的附加優(yōu)點(diǎn)、目的，以及特征將在下面的描述中將部分地加以闡述，且將對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在研究下文后部分地變得明顯，或者可以根據(jù)本發(fā)明的實(shí)踐而獲知。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)可以通過在說明書以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)到并獲得。

21、本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的是，能夠用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的目的和優(yōu)點(diǎn)不限于以上具體所述，并且根據(jù)以下詳細(xì)說明將更清楚地理解本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)的上述和其他目的。