一种基于多智能体的高速公路收费系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多智能体的高速公路收费系统，包括设置在收费段进口的称重平台，以及用于接收称重平台的车辆载荷信号的中央控制系统，中央控制系统根据高速公路收费标准分析车辆载荷信号，并控制收费系统实现自主扣费，称重平台包括嵌设在地面的承重底板，以及若干组均匀设置在承重底板内部的压电机构，每组压电机构由关于承重底板中线对称分布的两个压电石英传感器组成，承重底板的进车端和出车端均设有用于检测车辆轮轴组数量的红外对射器，红外对射器还连接有计数器，计数器触发压电石英传感器的开启工作和关闭工作。本方案使用多组传感器，增加称重的次数，可避免车重不均造成的误差，从而提高称重的准确性，避免收费纠纷。

A Highway Toll Collection System and Method Based on Multi-Agent

The invention discloses a highway toll collection system based on multi-agent, which includes a weighing platform set at the entrance of toll section and a central control system used to receive the vehicle load signal of the weighing platform. The central control system analyses the vehicle load signal according to the toll standard of the highway, and controls the toll collection system to realize the self-deduction of fees. The weighing platform includes the vehicle load signal embedded on the ground. The load-bearing base plate and several groups of piezoelectric mechanisms evenly arranged inside the load-bearing base plate are composed of two piezoelectric quartz sensors symmetrically distributed in the middle line of the load-bearing base plate. Both the inlet and outlet ends of the load-bearing base plate are equipped with infrared counters for detecting the number of vehicle wheelsets. The infrared counters are also connected, and the counters trigger piezoelectric quartz sensors. Opening and closing of the device. In this scheme, multiple sensors are used to increase the weighing times, which can avoid the errors caused by uneven vehicle weight, thus improving the accuracy of weighing and avoiding charging disputes.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多智能体的高速公路收费系统及方法
本专利技术涉及高速公路收费
，具体为一种基于多智能体的高速公路收费系统及方法。
技术介绍
高速公路是社会经济发展的必然产物，近年来，随着中国经济的快速发展，公路的发展越来越快，车辆的增加也更为迅速，但现在，高速公路收费系统基本上是一个绊脚石，司机面临排队在高峰时期的高成本问题，它严重阻碍了道路快速高效的功能，同时也造成了环境污染和能源浪费，并且部分车辆超载问题严重，导致国家经济损失严重，并且也造成了安全隐患。随着高速公路系统越来越成熟，现有的高速公路收费系统的称重平台在称重时，当车辆的第一组轮轴处于称重平台时，压电石英传感器即产生载荷信号，顺次计算车辆的其余多组轮轴重量，将多组轮轴重量求和即为车辆的总重，但是众所周知，动态称重时除汽车的真实重量外还有其他许多因素，如汽车结构及载荷状况、车辆行驶状态、路面状况等会产生干扰，严重影响测量结果，并且汽车在行驶过程中均会产生振动，一般来说引起振动的原因主要有两个，一个是路面的不平整度；另一个是汽车自身原因。汽车振动的形式主要有汽车自身的振动、路面颠簸引起的振动、车辆与路面尤其是与称重平台的耦合引起的振动以及冲击性振动等。所以上述方式测量轮轴重量时，轮轴并不处于统一的振动频率和幅度上，使得轮轴数据无法作为有效的称重数据使用，在现有的承重系统内无法排除此误差数据，严重影响称重的准确性，车辆的载重测量误差大，导致车辆的总重远大于或者远小于实际重量，不能精准的判断超载现象，还容易引起缴费纠纷。
技术实现思路
为了克服现有技术方案的不足，本专利技术提供一种基于多智能体的高速公路收费系统及方法，能有效的解决
技术介绍
提出的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于多智能体的高速公路收费系统，包括设置在收费段进口的称重平台，以及用于接收称重平台的车辆载荷信号的中央控制系统，所述中央控制系统根据高速公路收费标准分析车辆载荷信号，并控制收费系统实现自主扣费，所述称重平台包括嵌设在地面的承重底板，以及若干组均匀设置在承重底板内部的压电机构，每组所述压电机构由关于承重底板中线对称分布的两个压电石英传感器组成；所述承重底板的进车端和出车端均设有用于检测车辆轮轴组数量的红外对射器，所述红外对射器还连接有计数器，所述计数器触发压电石英传感器的开启工作和关闭工作。作为本专利技术一种优选的技术方案，在所述收费段进口还设有利用射频技术获取车辆信息的信息提取系统，所述信息提取系统包括设置在车辆驶入端的阅读器，以及设置在车辆内的应答器，在所述高速公路进口还设置有驱动阅读器工作的触发器，处于车辆驶入端的所述阅读器读取车载应答器是否有效，并提取车辆的车牌号信息、车型信息、车身重量信息和车辆轮轴信息。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述收费系统包括处于车辆驶出端的阅读器，以及设置在车辆驶出端触发阅读器工作的感应线圈，所述阅读器主要提取高速充值总额信息并且进行根据收费系统的信息进行扣费处理。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述触发器具体为处于车辆驶入端的感应线圈，所述应答器具体为车载电子标签。作为本专利技术一种优选的技术方案，信息提取系统和称重平台的具体工作连接方式为：首先，车辆进入信息提取系统，车辆下压感应线圈，感应线圈触发阅读器工作，并且将阅读器提取的车牌号、车型、车身重量和车辆轮轴信息发送给中央控制系统；然后，车辆进入车辆轮轴计数段，红外对射器检测车轮的存在，并且计数器对车辆车轮的检测电压信息进行计数，并且将计数结果与车辆轮轴信息进行实时对比；其后，将计数器对车轮检测信息的总数与车辆轮轴信息的轮轴信息相同时，则计数器触发压电石英传感器开启进行称重工作；最后，当车辆行驶到承重底板出车端的红外对射器时，红外对射器探测车轮的存在，计数器工作即触发压电石英传感器停止工作。本专利技术另外还提供一种基于多智能体的高速公路收费方法，包括如下步骤：步骤100、车辆压到驶入端触发线圈，启动读写天线，读写天线与车载电子标签进行通信，判别车辆电子标签是否有效，读取车辆的车牌号信息、车型信息、车身重量信息和车辆轮轴信息；步骤200、红外对射器检测车轮的存在，并且计数器对车轮检测电压信息进行计数，并且将计数结果与车辆轮轴信息进行实时对比；步骤300、利用压电石英传感器对车辆的车轮称重，计算车辆的重量结果；步骤400、车辆压到驶出端触发线圈，读写天线自动对车载电子标签进行扣费处理。作为本专利技术一种优选的技术方案，在步骤300中，压电石英传感器对车辆称重的具体步骤为：步骤301、将一组压电机构的两个压电石英传感器上的载荷读数进行求和处理，并且对车辆所有轮轴对应的多组压电石英传感器信号求和成为一个载荷信号；步骤302、把车辆称重过程中的所有载荷信号把在车辆的重量-时间坐标系内集成；步骤303、在重量-时间坐标系内描绘对应信号系统的坐标点形成的曲线，并且计算多个重量信号的信号平均值，即为车辆的重量信号值。作为本专利技术一种优选的技术方案，在步骤301中，将压电石英传感器信号集成为一个重量信号的具体步骤为：首先，将承重底板内的若干组压电机构进行标号，并且把两个压电石英传感器受力的载荷信号发送至中央处理系统；然后，将每组车辆轮轴对应的两个压电石英传感器的最大值进行求和处理，得到每组车辆轮轴的称重信号；最后，将所有组车辆轮轴的称重信号进行累加，即可得到车辆的总重信号。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述车辆在行驶的称重行驶的过程中，按照若干组压电石英传感器的标号顺序进行压电载荷的传送。作为本专利技术一种优选的技术方案，在步骤302中，在汽车称重过程中的所有重量信号重复步骤301即可得到。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术使用不停车缴费系统，缴费速度快，基本实现无人操作，提高收费效率，避免交通拥堵，减少排队时间，实现高速公路的快速高效功能；(2)本专利技术在车辆的所有轮轴全部处于称重平台时开始称重，从而保证在称重的过程中，所有轮轴处于同一振动频率，从而减少测量误差，提高对车辆称重测量的准确性；(3)本专利技术提供的车辆称重方法，使用多组传感器增加称重的次数，进一步从而提高称重的准确性，避免收费纠纷。附图说明图1为本专利技术的收费系统示意图；图2为本专利技术的收费方法示意图；图3为本专利技术的收费流程示意图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1所示，本专利技术提供了一种基于多智能体的高速公路收费系统，包括设置在收费进口的称重平台，以及用于接收称重平台的车辆载荷信号的中央控制系统，所述中央控制系统根据高速公路收费标准分析车辆载荷信号，并控制收费系统实现自主扣费。需要补充说明的是，中央控制系统还连接有报警情报模块，报警情报模块主要用于发出语音警报提醒车辆超载或者超限，当判断车辆超载或者超限时，报警情报模块发出语音警报，并且控制阻拦杆落下工作，限制车辆的通行。所述称重平台包括嵌设在地面的承重底板，以及若干组均匀设置在承重底板内部的压电机构，每组所述压电机构由关于承重底板中线对称分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多智能体的高速公路收费系统，包括设置在收费段进口的称重平台，以及用于接收称重平台的车辆载荷信号的中央控制系统，所述中央控制系统根据高速公路收费标准分析车辆载荷信号，并控制收费系统实现自主扣费，其特征在于：所述称重平台包括嵌设在地面的承重底板，以及若干组均匀设置在承重底板内部的压电机构，每组所述压电机构由关于承重底板中线对称分布的两个压电石英传感器组成；所述承重底板的进车端和出车端均设有用于检测车辆轮轴组数量的红外对射器，所述红外对射器还连接有计数器，所述计数器触发压电石英传感器的开启工作和关闭工作。

【技术特征摘要】
1.一种基于多智能体的高速公路收费系统，包括设置在收费段进口的称重平台，以及用于接收称重平台的车辆载荷信号的中央控制系统，所述中央控制系统根据高速公路收费标准分析车辆载荷信号，并控制收费系统实现自主扣费，其特征在于：所述称重平台包括嵌设在地面的承重底板，以及若干组均匀设置在承重底板内部的压电机构，每组所述压电机构由关于承重底板中线对称分布的两个压电石英传感器组成；所述承重底板的进车端和出车端均设有用于检测车辆轮轴组数量的红外对射器，所述红外对射器还连接有计数器，所述计数器触发压电石英传感器的开启工作和关闭工作。2.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的高速公路收费系统，其特征在于：在所述收费段进口还设有利用射频技术获取车辆信息的信息提取系统，所述信息提取系统包括设置在车辆驶入端的阅读器，以及设置在车辆内的应答器，在所述高速公路进口还设置有驱动阅读器工作的触发器，处于车辆驶入端的所述阅读器读取车载应答器是否有效，并提取车辆的车牌号信息、车型信息、车身重量信息和车辆轮轴信息。3.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的高速公路收费系统，其特征在于：所述收费系统包括处于车辆驶出端的阅读器，以及设置在车辆驶出端触发阅读器工作的感应线圈，所述阅读器主要提取高速充值总额信息并且进行根据收费系统的信息进行扣费处理。4.根据权利要求2所述的一种基于多智能体的高速公路收费系统，其特征在于：所述触发器具体为处于车辆驶入端的感应线圈，所述应答器具体为车载电子标签。5.根据权利要求2所述的一种基于多智能体的高速公路收费系统，其特征在于，信息提取系统和称重平台的具体工作连接方式为：首先，车辆进入信息提取系统，车辆下压感应线圈，感应线圈触发阅读器工作，并且将阅读器提取的车牌号、车型、车身重量和车辆轮轴信息发送给中央控制系统；然后，车辆进入车辆轮轴计数段，红外对射器检测车轮的存在，并且计数器对车辆车轮的检测电压信息进行计数，并且将计数结果与车辆轮轴信息进行实时对比；其后，将计数器对车轮检测信息的总数与车辆轮轴信息的轮轴信息相同时，则计数器触发压电石英传感器开启进行称重工作；最后...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欣，周冲，
申请(专利权)人：中国路桥工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11