一种高速ETC车道运行的远程监测系统 |
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| 申请号 | CN201710428850.5 | 申请日 | 2017-06-08 | 公开(公告)号 | CN107248286A | 公开(公告)日 | 2017-10-13 |
| 申请人 | 安徽和力成信息科技有限公司; | 发明人 | 徐家荣; 陈小峰; 吕之兰; 胡敏; 宋玉柱; 胡春林; 胡乃可; 刘永良; 夏昱元; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种高速ETC车道运行的远程监测系统，包括 数据采集 前端和远程监测终端，数据采集前端包括数据采集模 块 、重量 传感器 和视频摄像机组，数据采集模块和重量传感器通过ZigBee路由器把数据传输到远程监测终端的ZigBee接收模块，视频摄像机组通过数字光端机把视频 信号 信息传输到远程监测终端的视频接收模块；远程监测终端的ZigBee接收模块和视频接收模块把接收到的信息传输到 数据处理 模块，数据处理模块按照规则库的规则，得出结果显示在数据显示模块上，视频接收器接收到的视频信息通过远程监测终端的监控中心电脑显示在监视器上。本发明实现对ETC车道工作情况的实时监测，防止因ETC车道工作异常造成的收费误差。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高速ETC车道运行的远程监测系统，其特征在于，包括数据采集前端和远程监测终端，数据采集前端包括数据采集模块、重量传感器和视频摄像机组，数据采集模块和重量传感器通过ZigBee路由器把数据传输到远程监测终端的ZigBee接收模块，视频摄像机组通过数字光端机把视频信号信息传输到远程监测终端的视频接收模块；远程监测终端的ZigBee接收模块和视频接收模块把接收到的信息储存在数据储存模块，数据储存模块把信息传输到数据处理模块，数据处理模块按照规则库的规则，与数据库中的数据信息进行对照，得出结果显示在数据显示模块上，视频接收器接收到的视频信息通过远程监测终端的监控中心电脑显示在监视器上。 |
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| 说明书全文 | 一种高速ETC车道运行的远程监测系统技术领域[0001] 本发明属于高速公路监测技术领域，具体是一种高速ETC车道运行的远程监测系统。 背景技术[0002] 近年来，伴随着我国社会经济的飞速发展，国家对于公路交通大力投入，使我国高速公路里程迅速增加，伴随着大量高速公路的建成，高速公路的收费问题变得异常重要。由于科技的发展，ETC收费平台已被广泛使用。 [0003] ETC收费平台实施不停车收费，可以允许车辆高速通过，故可大大提高公路的通行能力；公路收费走向电子化，可降低收费管理的成本，有利于提高车辆的营运效益；同时也可以大大降低收费口的噪声水平和废气排放。由于通行能力得到大幅度的提高，所以，可以缩小收费站的规模，节约基建费用和管理费用。 [0004] 为了能够充分发挥电子不停车收费系统的优势，ETC收费平台就应当要一直处于正常工作状态，因此，需要对ETC收费平台的运行情况进行实时监测，当ETC收费平台不能够正常工作时，管理部门应当能够即时发现问题，并快速排除故障。另外，管理部门还需要对ETC收费平台的工作结果进行评判，即是否存在错误收费的情况。 [0005] ETC的全称为Electronic Toll Collection，即电子不停车收费系统。ETC专用车道即全称均为ETC收费平台，是利用车辆自动识别技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网路进行收费数据的处理，实现不停车自动收费的全电子收费系统。 [0006] ETC专用车道(Automatic Vehicle Identification简称AVI)，又称电子收费系统Electronic Toll Collection System，简称ETC系统。没有人工收费平台，专门供应给安装了车载器(OBU)的ETC车辆。 [0007] ETC不停车收费系统是目前世界上最先进的路桥收费方式。通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。 [0008] 贴有标识卡的汽车进入不停车收费车道前，会有标志牌提示其降低车速。当汽车通过第一个装有收发器的门架(还装有摄像机和红外线探测器)时，收发器与电子标识卡通过高频的微波进行双向确认。 [0009] 收发器首先验证电子标识卡的有效性，并读取卡内的数据计算费额。如果该卡无法被识别(包括无效)或余额不足，门架前方的拦杆不会升起，同时系统发出警告提示司机进入右侧的半自动收费车道交费。如果一切正常，门架前方的拦杆自动升起，汽车在通过第二个装有收发器的门架时电子标识卡内的信息被修改，完成收费过程。 [0010] ETC不停车收费系统的整个收费系统由四个部分组成： [0011] 第一部分，电子标识卡是一种有源电子射频卡，功率约为1/1000瓦，其内存可作到存储包括车辆型号、车牌照号、车主的相关资料等各种信息，是一个完善的汽车身份卡和信用卡。 [0012] 第二部分，收发器是一种带有微波线路的装置，用它与标识卡之间建立高方向性的高频微波通讯。它有很强的抗干扰性能和快速的通讯能力。 [0013] 第三部分，进行通讯处理的微处理器，它将来自标识卡的信息进行解释并传至车道控制器，从而取得该车的有关资料并进行相应处理，对来自车道控制器的数据信息经分析后可对标识卡内的数据进行必要的修改。 [0014] 第四部分，车道控制器，根据卡上的信息，判定通过车辆是否有正常通过的权力，还可判断卡的有效性，并起动相应的交通标志，也可以发出警告给车主必要的提示。如果发生违章闯关现象也可驱动抓拍系统进行违章取证等。 [0015] ETC收费道比MTC收费岛向前加长7米，主要的ETC车道设备均安装在这加长的7米道头上。 [0016] ETC车道主要组成设备有：路侧读写控制器(RSU)、车载机(OBU)、通行信号灯、报警器、字符叠加器、费额显示器、自动栏杆机、车道计算机(含显示器、键盘、主机)、车道控制器、雨棚信号灯、车辆检测器、地感线圈、摄像机，读卡机具等。 发明内容[0017] 为了实现对ETC车道工作情况的实时监测，防止因ETC车道工作异常造成的收费误差，本发明提供一种高速ETC车道运行监测系统。 [0018] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现： [0019] 一种高速ETC车道运行的远程监测系统，包括数据采集前端和远程监测终端，数据采集前端包括数据采集模块、重量传感器和视频摄像机组，数据采集模块和重量传感器通过ZigBee路由器把数据传输到远程监测终端的ZigBee接收模块，视频摄像机组通过数字光端机把视频信号信息传输到远程监测终端的视频接收模块；远程监测终端的ZigBee接收模块和视频接收模块把接收到的信息储存在数据储存模块，数据储存模块把信息传输到数据处理模块，数据处理模块按照规则库的规则，与数据库中的数据信息进行对照，得出结果显示在数据显示模块上，视频接收器接收到的视频信息通过远程监测终端的监控中心电脑显示在监视器上。 [0020] 进一步地，所述重量传感器的弹性体上粘贴有应变计。 [0021] 进一步地，所述视频摄像机组的视频摄像机为WAT-902H3高清摄像机。 [0022] 进一步地，所述数字光端机为STV-1000视音频光端机。 [0023] 本发明的有益效果： [0024] 1、本发明数据采集模块首先对车载器模块的数据信息进行采集，采集后通过无线网络ZigBee路由器传输到远程终端的ZigBee接收模块，然后与终端数据库中提取的该车牌号所对应的信息进行比照，以确定车载器所提供信息是否真实有效，若为真实有效信息，接下来应该来判断该真实信息是否与通过重量传感器和视频摄像机组获取的车辆实际信息相符合，这样就可以避免车辆安装带有虚假信息的车载器通过ETC车道而造成的高速收费损失； [0025] 2、本发明数据采集模块以从车载器模块读取的真实有效且与实际情况相符合的车辆信息作为资格向ETC车道发出请求通过的信号，从ETC车道的反馈信息能够判断出ETC车道的工作状态是否存在异常，如此一来，就即时发现ETC车道工作的异常情况； [0026] 3、本发明采用高清视频摄像机组不仅能够清楚地记录车辆的车牌号码、车辆类型、而且能够清楚地监测车辆经过ETC车道的每一环节，这样有助于对ETC车道的实时监测； [0027] 4、本发明采用重量传感器来监测车辆的重量情况，结合车辆类型，根据高速收费依据，能够计算出车辆所需要缴纳的过路费额，与ETC车道费额显示牌上显示的费额相比较，以此来实时监测ETC车道工作情况，防止出现收费误差。附图说明 [0028] 图1为本发明一种高速ETC车道运行的远程监测系统的结构示意框图； [0029] 图2为本发明的数据采集模块、ETC车道模块和车载器模块的工作流程图。 具体实施方式[0030] 一种高速ETC车道运行的远程监测系统，如图1所示，包括安装在高速ETC车道的数据采集前端和安装在远程监控中心的远程监测终端，数据采集前端通过无线网络和信号传输设备连接远程监测终端； [0031] 数据采集前端包括数据采集模块、重量传感器和视频摄像机组，数据采集模块和重量传感器通过ZigBee路由器传输数据到远程监测终端，视频摄像机组通过数字光端机把视频信号信息传输到远程监测终端； [0032] 数据采集模块用来采集安装于车辆前方挡风玻璃上的车载器模块中的车辆数据信息，以及用来采集ETC车道模块的相关工作流程方面的信息；如图2所示，数据采集模块的工作方式为： [0033] 第一步，数据采集模块向车载器模块发出指令信号，读取车载器模块中的电子信息，包括车牌号码、车辆型号、是否具备通行资格、已存费用是否低于结算费额、是否存在违章记录等等一系列相关信息；数据采集模块将从车载器模块中读取的数据信息进行储存，并且通过ZigBee路由器进行无线传输，传送到远程监测终端； [0034] 第二步，数据采集模块以从车载器模块中读取的信息作为资格向ETC车道模块发出确认请求，ETC车道模块在信息确认后向数据采集模块反馈确认结果，该确认结果为允许通过、拒绝通过、没有响应三者之中的任一种，数据采集模块记录ETC车道模块的反馈信息，对该信息进行储存，同时通过ZigBee路由器进行无线传输，传送到远程监测终端，以此对ETC车道模块的工作状态进行评价； [0035] 重量传感器用来采集通行车辆的重量信息，重量传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置，重量传感器的结构组成包括仪表、称重传感器、连接件、限位装置及接线盒；重量传感器的工作原理为：被称重物或载重汽车置于承载器台面上，在重力作用下，通过承载器将重力传递至称重传感器，使称重传感器弹性体产生变形，贴附于弹性体上的应变计桥路失去平衡，输出与重量数值成正比例的电信号，经线性放大器将信号放大。再经A/D转换为数字信号，由仪表的微处理机(CPU)对重量信号进行处理后直接显示重量数据。配置打印机后，即可打印记录称重数据，如果配置计算机可将计量数据输入计算机管理系统进行综合管理； [0036] 在称重传感器的弹性体上粘贴有应变计，组成惠斯登电桥；在无负荷时，电桥处于平衡状态，输出为零；当弹性体承受载荷时，各应变计随之产生与载荷成比例的应变，由输出电压即可测出外载重量，通过仪表的通讯接口可以与上位机连接； [0037] 视频摄像机组包括若干个高清黑白视频摄像机，若干个高清黑白视频摄像机安装在ETC车道内，能够实现对途经车辆的全方位监控，高清摄像机用来记录车辆的车牌号码、车辆型号、车辆品牌、车辆外形状况和车辆通过ETC通道的整个动态全过程；视频摄像机组的视频数据通过数字光端机传输到远程监测终端； [0038] 远程监测终端包括ZigBee接收模块、视频接收模块、数据储存模块、数据处理模块、数据显示模块、规则库、数据库、监控中心电脑和监视器； [0039] ZigBee接收模块用来接收数据采集模块和重量传感器所传输的数据信息，视频接收模块用来接收视频摄像机组所传输的视频信息，ZigBee接收模块和视频接收模块所接收的信息都通过数据存储模块来存储，数据存储模块将数据传输到数据处理模块，数据处理模块按照规则库的规则处理数据，最后在显示模块显示处理数据的结果； [0040] 规则库的规则包括： [0041] S1：车载器显示的信息是否是真实有效的,如若车载器显示的信息不具有真实有效性，则直接启动报警装置，发出报警信号，拦截该车辆；如若车载器显示的信息为真实有效，判断该真实信息与车辆实际信息是否相符，如若不相符，则直接启动报警装置，发出报警信号，拦截该车辆；如若车载器显示的信息不仅真实有效，而且该真实信息与车辆信息相符合，则进行下一步； [0042] S2：ETC车道对车载器所提供的与车辆相符合的真实有效信息的响应情况：若没有响应或者拒绝通过，则提示ETC车道存在故障，需要进行维修；若允许通过，则显示ETC车道工作状态正常； [0043] 数据库中储存有实时更新的车辆信息，该车辆信息包括车牌号码、车主信息、ETC费用储值额等； [0044] 视频接收模块所接收的视频信息通过监控中心电脑的转换处理显示在监控中心的显示器上； [0045] ZigBee是一种无线连接，ZigBee具有如下特点：低功耗、成本低、时延短、网络容量大、可靠； |
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