一种收费公路串列式收费队列管理系统技术方案

本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及收费公路的收费系统
，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。
技术介绍
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1~5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1~3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。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。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：1）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1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。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。3）国内山东高速股份有限公司技术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。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。
技术实现思路
本技术的技术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。为实现上述技术目的，本技术采用的技术方案为：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、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。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1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。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。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1位置的车辆车本文档来自技高网...

【技术保护点】
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)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(1)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(1)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。

【技术特征摘要】
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(1)、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(1)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(1)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、副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(1)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1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、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(1)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(1)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0.05~1m的双光幕（5）或单光幕与两条及以上相距0.1m~1m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RJ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟铭，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44