一种基于信息化感知及诱导技术的智慧收费站系统

技术领域

本发明涉及收费站系统，具体的说是一种基于信息化感知及诱导技术的智慧收费站系统。

背景技术

ETC交易失败，MTC车辆误闯ETC车道以及事故发生等异常事件会导致收费队伍堵塞，在引发局部交通系统性瘫痪的同时易引发二次交通事故，给人民群众生活带来严重的财产损失和人身危害。目前对于异常事件处理主要采取被动处理的方式，即人工发现-人工处理，虽然也能起到解决异常事件的作用，但是问题发现速度慢，效率低下，对于交通堵塞及由异常事件引发的二次事故等无法有效避免。因此，必须从交通效率、结构、生命财产、环境多方面因素综合考虑经济性、技术先进性和安全性，做到诱导、预防与主动处理，减少异常事件的发生与异常事件带来的不良后果。

其中，上述异常事件发生会导致交通堵塞，具体为：常见的异常事件发生主要有以下几种情况，一种是ETC车辆交易失败将车道堵塞，一种是MTC车辆误闯ETC车道导致车道堵塞，一种是车道内部或匝道处发生交通事故影响车辆通行。传统手段对这些异常情况，存在发现问题迟，处理速度慢，解决问题手段单一的问题。

其中，现有的收费站系统对于异常事件处理存在一定的问题，具体为：随着时代发展，技术手段日新月异，收费站面临的问题也同样不同往日。其一，ETC系统的使用使得收费站人工更为减少，通行效率更高，但是其交易成功率无法达到100％，无法实现真正的无人化闭环管理，易引发二次交通事故；其二，MTC车辆无法通过ETC车道收费，当该类型车辆误闯ETC车道时，会导致ETC车道堵塞；其三，现有收费站系统仅聚焦于收费站岛内车道异常，很难系统性的解决整个收费广场区域及收费车道内发生的异常事件。

综上所述，现行收费站系统存在着效率不高、鲁棒性低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于信息化感知及诱导技术的智慧收费站系统，以解决传统电子收费站中对ETC交易失败、MTC车辆误闯ETC车道、收费匝道车祸等容易导致交通堵塞的异常事件，存在发现问题迟、处理速度慢、解决问题手段单一的问题。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于信息化感知及诱导技术的智慧收费站系统，其特征在于，包括：后台数据处理模块，以及分别与后台数据处理模块通讯连接的预交易模块、全息信息感知模块、车辆诱导模块和交易验证模块；其中，将收费岛前预设距离以内的车道路段划定为管控区域，预交易模块设置在管控区域的入口位置，该入口位置优选位于收费岛前约200米处；后台数据处理模块优选采用高性能服务器；

所述预交易模块能够与通过的车辆进行ETC交易，并将车辆交易信息上传至后台数据处理模块，所述车辆交易信息包含三种情况，即：车辆为ETC交易成功车辆、车辆为ETC交易失败车辆、车辆为MTC车辆；

在接收到车辆交易信息后，所述后台数据处理模块能够通过全息信息感知模块持续跟踪所述ETC交易失败车辆和MTC车辆，并通过车辆诱导模块向被跟踪的车辆发布车辆诱导信息，以将ETC交易失败车辆和MTC车辆引导至收费岛的人工收费通道，以解决其交易异常问题；其中，所述全息信息感知模块对ETC交易失败车辆和MTC车辆的跟踪功能可以用多种现有的道路监控系统实现，在此不再赘述。所述车辆诱导模块可以采用多种车辆诱导信息的信息发布方式，包括但不限于：信息发布屏、RSU路侧通信单元、车站广播、车载电台等方式，且车辆诱导模块还可用于接入包括且不限于车路协同、自动驾驶、手机导航平台等其它智慧交通系统。

所述交易验证模块安装在收费岛的ECT收费通道；所述交易验证模块获取行驶至ECT收费通道的车辆的车辆信息，并依据后台数据处理模块接收到的车辆交易信息，验证该车辆是否为在所述预交易模块成功完成ECT交易的ETC交易成功车辆，如果是，则对该车辆进行放行。

从而，本发明能够通过预交易模块在收费岛足够远的前方位置将车辆分类为ETC交易成功车辆、ETC交易失败车辆、MTC车辆，并通过全息信息感知模块持续跟踪ETC交易失败车辆和MTC车辆，以通过用车辆诱导模块向被跟踪车辆发布车辆诱导信息的方式，将被跟踪车辆引导至收费岛的人工收费通道，以避免ETC交易失败车辆和MTC车辆行驶到ECT收费通道造成堵塞的问题，能够有效提高智慧收费站系统的安全与效率。

优选的：所述智慧收费站系统还包括通行信息显示器和补交易模块；所述通行信息显示器和补交易模块均安装在收费岛的ECT收费通道，并分别与后台数据处理模块通讯连接；

所述通行信息显示器用于显示行驶至ECT收费通道的车辆的通行提示信息；

在所述交易验证模块验证到行驶至ECT收费通道的车辆不是ETC交易成功车辆时，所述补交易模块与该车辆再次进行ETC交易，如果该车辆的ETC交易成功，则对该车辆进行放行，否则，通过所述通行信息显示器上显示的通行提示信息提示该车辆行驶至人工收费通道。

从而，解决了ETC交易失败车辆和MTC车辆没有被车辆诱导模块引导至人工收费通道，而是仍然进入ECT收费通道的问题。

优选的：所述预交易模块为跨设在车道上并安装有ETC交易天线的门架。

作为本发明的优选实施方式：所述全息信息感知模块还能够对监控区域进行视频图片拍摄，并以此对监控区域进行车辆交通事故事件检测；其中，将位于收费岛前且覆盖管控区域的车道路段划定为监控区域；所述全息信息感知模块可以采用多种传感器实现，包括但不限于事件检测摄像机、全景摄像球机、红外摄像机等，其用于对道路数据进行收集与整合，结合视频图像检测，实现视频图片拍摄及事件检测功能。

所述后台数据处理模块接收全息信息感知模块输出的事件检测报文，并通过车辆诱导模块向进入所述监控区域的车辆发布车辆诱导信息，以将该车辆引导至能够规避全息信息感知模块所检测到的交通事故的车道，例如：全息信息感知模块检测到部分车道堵塞时，将车辆诱导至为未堵塞车道；又如：全息信息感知模块检测到匝道发生车祸时，可以提示车祸车辆靠边处理，提示其他车辆降速、绕行，还可以主动接通交管12123主动报警，同时通知工作人员进行人工处理。

从而，本发明能够避免发生交通事故造成堵塞的问题，有效提了高智慧收费站系统的安全与效率。

优选的：所述智慧收费站系统还包括AR管理信息综合展示平台；

所述后台数据处理模块接收全息信息感知模块输出的监控区域的视频图像和事件检测报文，并转发给所述AR管理信息综合展示平台；

参见图3，所述AR管理信息综合展示平台将所述视频图像实时显示在它的展示大屏幕上，并通过AR增强现实技术将所述事件检测报文中的事件检测信息叠加于视频图像之上进行实时显示，并在切换不同摄像机拍摄的视频图像时做到事件检测信息的无缝衔接；由此，能够供管理人员查看，以用于实时展现道路情况，并用于管理人员视察管理成果，以及用于管理人员处理异常事件，还可以用于交通局处理交通事故事件、用于路政局进行道路维护工作、用于设置系统参数、归纳展示系统的采集成果；其中，在展示大屏幕上显示的视频图像及事件检测信息可以根据需要选择，例如显示匝道行车信息和异常事件信息。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明设有后台数据处理模块、预交易模块3、全息信息感知模块、车辆诱导模块和交易验证模块5，能够通过预交易模块3在收费岛1足够远的前方位置将车辆4分类为ETC交易成功车辆4-1、ETC交易失败车辆4-2、MTC车辆4-3，并通过全息信息感知模块持续跟踪ETC交易失败车辆4-2和MTC车辆4-3，以通过用车辆诱导模块向被跟踪车辆发布车辆诱导信息的方式，将被跟踪车辆引导至收费岛1的人工收费通道1-1，以避免ETC交易失败车辆4-2和MTC车辆4-3行驶到ECT收费通道1-2造成堵塞的问题，能够有效提高智慧收费站系统的安全与效率。

第二，本发明通过增设通行信息显示器6和补交易模块7，利用补交易模块7与行驶至ECT收费通道1-2的ETC交易失败车辆4-2再次进行ETC交易，并利用通行信息显示器6上显示的通行提示信息提示与交易验证模块5再次交易失败的车辆4行驶至人工收费通道1-1，以解决ETC交易失败车辆4-2和MTC车辆4-3没有被车辆诱导模块引导至人工收费通道1-1，而是仍然进入ECT收费通道1-2的问题。

第三，本发明通过用全息信息感知模块对监控区域进行车辆交通事故事件检测，并通过车辆诱导模块向进入监控区域的车辆4发布车辆诱导信息，以将该车辆4引导至能够规避全息信息感知模块所检测到的交通事故的车道，能够避免发生交通事故造成堵塞的问题，有效提了高智慧收费站系统的安全与效率。

第四，本发明通过设置AR管理信息综合展示平台，将监控区域的视频图像实时显示在它的展示大屏幕上，并通过AR增强现实技术将事件检测报文中的事件检测信息8叠加于视频图像之上进行实时显示，以供管理人员查看，能够方便管理人员实时查看道路情况、视察管理成果、处理异常事件。

综上所述，本发明可实现对异常情况的及时分类处理，对路面车辆、收费站工作人员等采用不同的方式进行指挥诱导，以在无异常事件时减少异常事件的发生概率，并在异常事件发生后及时发现、及时处理，以降低异常事件对收费站运营带来的不良影响。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明的智慧收费站系统的电路原理框图；

图2为本发明的智慧收费站系统在收费站的布置示意图；

图3为本发明中展示大屏幕上显示的视频图像和事件检测信息的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本发明进行详细说明，以帮助本领域的技术人员更好的理解本发明的发明构思，但本发明权利要求的保护范围不限于下述实施例，对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明之发明构思的前提下，没有做出创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一

如图1和图2所示，本发明公开的是一种基于信息化感知及诱导技术的智慧收费站系统，包括：后台数据处理模块，以及分别与后台数据处理模块通讯连接的预交易模块3、全息信息感知模块、车辆诱导模块和交易验证模块5；其中，将收费岛1前预设距离以内的车道路段划定为管控区域2，预交易模块3设置在管控区域2的入口位置，该入口位置优选位于收费岛1前约200米处；后台数据处理模块优选采用高性能服务器；

所述预交易模块3能够与通过的车辆4进行ETC交易，并将车辆交易信息上传至后台数据处理模块，所述车辆交易信息包含三种情况，即：车辆4为ETC交易成功车辆4-1、车辆4为ETC交易失败车辆4-2、车辆4为MTC车辆4-3；

在接收到车辆交易信息后，所述后台数据处理模块能够通过全息信息感知模块持续跟踪所述ETC交易失败车辆4-2和MTC车辆4-3，并通过车辆诱导模块向被跟踪的车辆发布车辆诱导信息，以将ETC交易失败车辆4-2和MTC车辆4-3引导至收费岛1的人工收费通道1-1，以解决其交易异常问题；其中，所述全息信息感知模块对ETC交易失败车辆4-2和MTC车辆4-3的跟踪功能可以用多种现有的道路监控系统实现，在此不再赘述。所述车辆诱导模块可以采用多种车辆诱导信息的信息发布方式，包括但不限于：信息发布屏、RSU路侧通信单元、车站广播、车载电台等方式，且车辆诱导模块还可用于接入包括且不限于车路协同、自动驾驶、手机导航平台等其它智慧交通系统。

所述交易验证模块5安装在收费岛1的ECT收费通道1-2；所述交易验证模块5获取行驶至ECT收费通道1-2的车辆4的车辆信息，并依据后台数据处理模块接收到的车辆交易信息，验证该车辆4是否为在所述预交易模块3成功完成ECT交易的ETC交易成功车辆4-1，如果是，则对该车辆4进行放行。

从而，本发明能够通过预交易模块3在收费岛1足够远的前方位置将车辆4分类为ETC交易成功车辆4-1、ETC交易失败车辆4-2、MTC车辆4-3，并通过全息信息感知模块持续跟踪ETC交易失败车辆4-2和MTC车辆4-3，以通过用车辆诱导模块向被跟踪车辆发布车辆诱导信息的方式，将被跟踪车辆引导至收费岛1的人工收费通道1-1，以避免ETC交易失败车辆4-2和MTC车辆4-3行驶到ECT收费通道1-2造成堵塞的问题，能够有效提高智慧收费站系统的安全与效率。

以上为本实施例一的基本实施方式，可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定：

优选的：所述智慧收费站系统还包括通行信息显示器6和补交易模块7；所述通行信息显示器6和补交易模块7均安装在收费岛1的ECT收费通道1-2，并分别与后台数据处理模块通讯连接；

所述通行信息显示器6用于显示行驶至ECT收费通道1-2的车辆4的通行提示信息；

在所述交易验证模块5验证到行驶至ECT收费通道1-2的车辆4不是ETC交易成功车辆4-1时，所述补交易模块7与该车辆4再次进行ETC交易，如果该车辆4的ETC交易成功，则对该车辆4进行放行，否则，通过所述通行信息显示器6上显示的通行提示信息提示该车辆4行驶至人工收费通道1-1。

从而，解决了ETC交易失败车辆4-2和MTC车辆4-3没有被车辆诱导模块引导至人工收费通道1-1，而是仍然进入ECT收费通道1-2的问题。

优选的：所述预交易模块3为跨设在车道上并安装有ETC交易天线的门架。

实施例二

在上述实施例一的基础上，本实施例二还采用了以下优选的实施方式：

所述全息信息感知模块还能够对监控区域进行视频图片拍摄，并以此对监控区域进行车辆交通事故事件检测；其中，将位于收费岛1前且覆盖管控区域2的车道路段划定为监控区域；所述全息信息感知模块可以采用多种传感器实现，包括但不限于事件检测摄像机、全景摄像球机、红外摄像机等，其用于对道路数据进行收集与整合，结合视频图像检测，实现视频图片拍摄及事件检测功能。

所述后台数据处理模块接收全息信息感知模块输出的事件检测报文，并通过车辆诱导模块向进入所述监控区域的车辆4发布车辆诱导信息，以将该车辆4引导至能够规避全息信息感知模块所检测到的交通事故的车道，例如：全息信息感知模块检测到部分车道堵塞时，将车辆4诱导至为未堵塞车道；又如：全息信息感知模块检测到匝道发生车祸时，可以提示车祸车辆靠边处理，提示其他车辆降速、绕行，还可以主动接通交管12123主动报警，同时通知工作人员进行人工处理。

从而，本发明能够避免发生交通事故造成堵塞的问题，有效提了高智慧收费站系统的安全与效率。

以上为本实施例二的基本实施方式，可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定：

优选的：所述智慧收费站系统还包括AR管理信息综合展示平台；

所述后台数据处理模块接收全息信息感知模块输出的监控区域的视频图像和事件检测报文，并转发给所述AR管理信息综合展示平台；

参见图3，所述AR管理信息综合展示平台将所述视频图像实时显示在它的展示大屏幕上，并通过AR增强现实技术将所述事件检测报文中的事件检测信息8叠加于视频图像之上进行实时显示，并在切换不同摄像机拍摄的视频图像时做到事件检测信息8的无缝衔接；由此，能够供管理人员查看，以用于实时展现道路情况，并用于管理人员视察管理成果，以及用于管理人员处理异常事件，还可以用于交通局处理交通事故事件、用于路政局进行道路维护工作、用于设置系统参数、归纳展示系统的采集成果；其中，在展示大屏幕上显示的视频图像及事件检测信息8可以根据需要选择，例如显示匝道行车信息和异常事件信息。

另外：

所述后台数据处理模块可以根据收集到的数据自动形成数据报表。所述后台数据处理模块也可以根据已有数据使用数据挖掘技术，不断优化车道调度策略，使得道路调度策略更加适应当前收费站前道路与收费站设施。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。