本發(fā)明涉及交通運輸領域，尤其涉及一種ETC無人機收費系統(tǒng)。

背景技術：

隨著社會的高速發(fā)展，高速公路的車輛日益增多，為了使車輛快速通行，減少交通阻塞，給收費工作帶來很大壓力。

目前，北京市高速公路聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)的收費方式多樣化，但是現(xiàn)有收費系統(tǒng)還有如下問題需要完善：

1)ETC系統(tǒng)設備故障引起的電子交易無法進行問題；

2)非ETC車輛誤入ETC專用車道問題；

3)OBU或IC卡失效引起的車輛放行問題；

4)某些單一功能車道的通行效率問題。

由于現(xiàn)行收費方式?jīng)]有考慮這些問題，現(xiàn)有的收費系統(tǒng)無法很好地解決這些問題。為此，有必要設計一個具備充分容錯能力的自動收費的ETC無人機收費系統(tǒng)，代替人工操作，從而保證由于上述問題帶來無法正常處理放行車輛的問題的解決，提高收費車道的通行能力，減少收費站的交通壓力，提高北京市高速公路路網(wǎng)的通行服務質量。

目前在ETC專用車道模式下，對于一些ETC系統(tǒng)設備失效引起的未交易車輛，需要交由人工收費系統(tǒng)進行后續(xù)處理，因此需要在ETC車道配專人進行輔助作業(yè)或由相鄰MTC車道收費員兼任，當由MTC車道收費員兼任處理ETC車道問 題時需要收費員離開MTC收費亭到ETC車道處理，MTC收費工作暫停，。在這種收費模式下，要求人員的操作技術熟練，如果操作不熟練或MTC車道工作繁忙時會導致未交易車輛不能正常地快速通過收費站，從而增加了車輛通過收費站的時間，降低了車輛通行速度，甚至還有可能造成收費站擁堵，也提高了ETC車道的運營成本，收費員人身安全也存在隱患。

目前在ETC專用車道模式下，會有以下幾種情況會影響通行速度。

1、非ETC車(沒有OUB和卡)誤入，系統(tǒng)在ETC天線區(qū)域設定的時間內沒有檢測到OBU信息，就認定該車輛為非ETC車輛。

2、驗證沒有通過車輛，車輛驗證未通過包括：OBU未啟用、OBU非法拆卸、OBU掛失、卡掛失、卡禁用、余額不足等

3、ETC天線交易失敗。ETC天線交易失敗的1和2兩種情況發(fā)生時系統(tǒng)可進行聲光報警，同時費顯顯示信息，如果是欄桿前置方式下，提示車輛進入MTC車道；如果是欄桿后置方式下，車輛需要在人工引導下倒離車道或抬桿后停在路邊等待收費員處理，會有安全問題。

針對第3種情況目前一般的處理方式有：車輛倒車重試、車道再安裝一個天線可以重試交易、收費員協(xié)助在亭內刷卡或在其它人工車道處理。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實用新型提出了一種ETC無人值守車道系統(tǒng)，其特征在于：包括ETC天線、無人機自助刷卡模塊、入口無人機自助領通行券模塊、微波天線信息采集模塊、車道設備控制模塊、收費業(yè)務處理模塊、收費島、自動欄桿和車道攝像機，所述收費業(yè)務處理模塊分別與所述無人機自助刷卡模塊、微波天線信息采集模塊、車道設備控制模塊連接，所述無人機自助刷卡模 塊、微波天線信息采集模塊采集不同通行介質車輛信息傳給業(yè)務處理模塊，所述業(yè)務處理模塊完成收費后發(fā)送指定給車道設備控制模塊控制車道設備并提示車輛通行。

其中，所述微波天線信息采集模塊包括4個線圈，線圈1為觸發(fā)線圈，位于車輛入口處，線圈2為檢測線圈，判斷車輛是前進或倒離車道，位于線圈1和3之間，線圈3為檢測線圈，判斷無人機前是否有車輛，位于無人機處，線圈4為通過線圈，位于自動欄桿處，檢測車輛已經(jīng)通過。

其中，所述天線通訊區(qū)域保證在6米的范圍內。

其中，收費島的寬度縮小在1.6米范圍。

通過本實用新型，提高了車輛通行速度，減少了人工操作，并且使得收費更加簡單快捷。

附圖說明

圖1為與本實用新型的實施例一致的欄桿后置ETC無人值守車道系統(tǒng)圖；

圖2為與本實用新型的實施例一致的欄桿后置MTC車道系統(tǒng)圖；

圖3為與本實用新型的實施例一致的欄桿前置ETC無人值守車道系統(tǒng)圖；

圖4為與本實用新型的實施例一致的欄桿前置MTC車道系統(tǒng)圖。

兩種車道布局依據(jù)廣場收費島建設條件和車流量大小情況選擇實施。欄桿后置通行速度快、進行出口現(xiàn)金收費時對于司機不是太方便，在入口車道配備自助領取通行券模塊后不需要人工干預能自動或自助處理基本所有異常情況。標桿前置通行速度慢，但對于入口和出口都適用，對于需要人工現(xiàn)金收費的異常情況處理更方便靈活。

其中圖1和圖2中的附圖標記含義如下：1：手動欄桿；2：車牌識別；3：無人機；4：交通燈；5：車道攝像機；6：自動欄桿；7：線圈4；8：線圈3；9：線圈2；10：線圈1；11：ETC天線；12：ETC混合車道；13：手動欄桿；14：收費亭；15：交通燈；16：車牌識別；17：自動欄桿；18：車道攝像機；19：MTC車道

圖3和圖4中的附圖標記含義如下：1：手動欄桿；2：車牌識別；3：無人機；4：交通燈；5：車道攝像機；6：自動欄桿；7：線圈4；8：線圈3；9：線圈2；10：線圈1；11：ETC天線；12：混合車道；13：手動欄桿；14：收費亭；15：交通燈；16：車牌識別；17：自動欄桿；18：車道攝像機；19：MTC車道。

具體實施方式

如圖1所示，其中混合車道為ETC無人值守車道系統(tǒng)的運行車道，而MTC車道為人工收費車道。由圖中可以看出本實用新型提出的收費島不需要設置收費亭、要小于MTC車道的收費島的寬度，這樣更有利于車輛通過也節(jié)省空間占用。ETC指電子不停車收費。MTC車道指人工半自動收費車道，MTC車道系統(tǒng)能夠實現(xiàn)半自動收費和電子收費兩種收費模式。

其中，ETC無人值守車道系統(tǒng)包括ETC天線、無人機自助刷卡模塊、入口無人機自助領通行券模塊、微波天線信息采集模塊、車道設備控制模塊、收費業(yè)務處理模塊、收費島、自動欄桿和車道攝像機。收費業(yè)務處理模塊分別與無人機自助刷卡模塊、入口無人機自助領通行券模塊、微波天線信息采集模塊、車道設備控制模塊連接。無人機自助刷卡模塊、入口無人機自助領通行券模塊、微波天線信息采集模塊采集不同通行介質車輛信息傳給業(yè)務處理模塊，業(yè)務處 理模塊完成收費后發(fā)送指定給車道設備控制模塊控制車道設備并提示車輛通行。

所述通行介質包括：條碼通行券、國標電子收費IC卡。

ETC無人值守車道系統(tǒng)，可應用于高速公路收費、橋梁收費、隧道收費、停車場收費等領域。該系統(tǒng)將不停車收費(ETC)、無人機收費和人工半自動收費相結合，有效利用人力資源、均衡車道車流量，解決不同類型車分車道通行，為用戶通行帶來便利。

無人值守機是構成混合車道的關鍵設備，它可以在無人值守的條件下，實現(xiàn)對天棚燈、交通燈、欄桿機等機電設備的控制，該設備集成了熱轉印打印機、非接觸IC卡讀寫器、字符疊加器等設備，與車牌自動識別設備等外部機電設備組成一個有機的整體，完成高速公路入口無人值守的發(fā)票和刷卡功能。

a)為了保證ETC車輛通行速度，天線通訊區(qū)域保證在6米的范圍內。

b)線圈總數(shù)是4個。所述微波天線信息采集模塊包括4個線圈，線圈1為觸發(fā)線圈，位于車輛入口處，線圈2為檢測線圈，判斷車輛是前進或倒離車道，位于線圈1和3之間，線圈3為檢測線圈，判斷無人機前是否有車輛，位于無人機處，線圈4為通過線圈，位于自動欄桿處，檢測車輛已經(jīng)通過。

c)使用無人入口機設備，因為可以不需要收費亭，收費島的寬度可以縮小在1.6米范圍。

實施例一、

正常ETC交易流程

費額顯示器顯示默認信息；

車輛駛上線圈1，車牌自動識別設備抓拍車牌，系統(tǒng)界面顯示抓拍車牌， 計算機抓拍車輛圖像，圖像保存為*.jpeg文件，并上傳至分中心；系統(tǒng)界面顯示線圈1有車輛進入；欄桿后置時RSU與OBU提前開始交易，上線圈1時交易結束可區(qū)分為交易成功車輛和交易失敗車輛。欄桿前置時RSU與OBU開始進行交易；

交易成功后，交易記錄保存車道數(shù)據(jù)庫中，同時上傳給分中心傳輸軟件；

系統(tǒng)界面顯示ETC車輛交易成功圖標，并含有車牌號，車牌號從OBU讀?。?/p>

如果該車輛是隊列中的首車，費額顯示器顯示交易成功消息，欄桿打開，交通燈變綠；

車輛繼續(xù)往前，壓上線圈3，對于交易失敗車輛系統(tǒng)提示請自助刷卡；配備自助領取通行券模塊時提示請自助刷卡或按鍵領取通行券；

車輛駛上線圈4，如果車輛隊列中該車后面沒有完成交易的ETC車輛，交通燈變紅；

車輛駛離線圈4，如果車輛隊列中該車后面沒有完成交易的ETC車輛，欄桿落下。

實施例二

刷卡交易流程

當ETC交易失敗后，例如OBU未插卡車輛、未檢測到OBU車輛、交易超時失敗車輛等，車輛繼續(xù)往前，壓上線圈2車道界面根據(jù)線圈檢測到的信息，顯示車輛位置；

車輛繼續(xù)往前，壓上線圈3，無人機語音及文字提示請自助刷卡或按鍵取通行券；

由司機自助刷IC卡，刷卡成功，欄桿抬起，交通燈變綠；

車輛駛上線圈4，如果車輛隊列中該車后面沒有完成交易的ETC車輛，交通燈變紅；

車輛駛離線圈4，如果車輛隊列中該車后面沒有完成交易的ETC車輛，欄桿落下。

實施例三

入口異常過車流程(配備自助領取通行券模塊)

當ETC和自助刷卡交易失敗時，例如：非ETC車輛誤入，OUB或卡驗證未通過(OBU未啟用、OBU非法拆卸、OBU掛失、卡掛失、卡禁用、余額不足)，車輛停在無人機前；系統(tǒng)提示請按鍵領取通行券出口進行現(xiàn)金收費；

司機按無人機上的取券按鍵，無人機打印通行券，通行券內容包括：收費站名、車道號、時間、識別設備識別的車牌號、車型(卡內上次過車車型)、二維條碼，二維條碼內容加密；

通行券打印成功后，系統(tǒng)界面和費顯進行相應的提示，系統(tǒng)記錄一條交易入本地數(shù)據(jù)庫；

司機領取通行券后，欄桿抬起，交通燈變綠。在欄桿前置時如果領取通行券也失敗則不用倒車就可進入MTC車道進行人工處理。

車輛前行駛上線圈4，如果隊列中該車后沒有交易成功車輛，交通燈變紅；

車輛駛離線圈4，如果隊列中該車后沒有完成ETC的交易成功車輛，欄桿落下。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而 且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權利要求及其等同物限定。