一種同一車道兼容兩種射頻標準的ETC系統的實現電子不停車收費的方法技術方案

本發明專利技術公開了一種同一車道兼容兩種射頻標準的ETC系統，沿收費島ETC車道行車方向，車道地面依次設有第一地感線圈、第二地感線圈、第三地感線圈、第四地感線圈和第五地感線圈，所述ETC系統包括五組光柵，沿收費島ETC車道行車方向，分別是第一光柵、第二光柵、第三光柵、第四光柵和第五光柵，每組光柵包括光源部件和接收部件，光源部件和接收部件分別位于車道兩側相對的位置，第一光柵和第二光柵設于第一地感線圈處，第三光柵和第四光柵設于第二地感線圈處，第五光柵設于第五地感線圈處，第一射頻天線設于收費島第一交易區域的一側，第二射頻天線設于第三地感線圈上方。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于智能交通
，特別涉及一種在同一車道兼容兩種射頻標準的ETC系統。
技術介紹
電子不停車收費(ETC)系統是國際上正在努力推廣普及的用于道路、大橋和隧道的電子收費技術。ETC系統使用RFID(radiofrequencyidentification)技術來實現車輛與收費車道控制機之間的無線數據通訊。國際上，ETC系統使用的通訊頻段主要有3種，915MHz，2.45GHz，5.8GHz。其中915MHz和2.45GHz頻段在移動通訊、醫療、科研等領域具有廣泛應用，其頻段爭用嚴重，所以背景噪音較大，信號較為發散，收斂性不高，數據的通訊能力較低。相對于915MHz和2.45GHz頻段,5.8GHz頻段專用性強，背景噪音小，信號收斂性高，數據的通訊能力高。2007年5月實施的ETC&DSRC中國國家標準GB/T20851-2007以及2007年10月國家交通部頒布的《收費公路聯網收費技術要求》，規定了我國ETC系統的短程通信頻段為5.8GHz。2015年9月28日，我國除西藏、海南以外，所有省市、自治區高速公路實現了ETC全國聯網。國際上，從已建成的ETC應用系統來看，915MHz主要應用于北美地區，5.8GHz主要應用于歐洲、亞洲及大洋洲地區，香港采用2.45GHz，并使用自由流收費方式，不設置電動欄桿,車道上傳流水信息，通過后臺賬戶扣款實現不停車收費。某省某大橋收費系統，由于頻臨香港和大陸，為了使香港、大陸兩地不同標準體系的ETC用戶都能使用不停車收費系統，在同一車道需兼容2.45GHz和5.8GHz電子不停車收費系統，在我國ETC
尚屬首例。隨著我國公安部915MHz電子車牌標準體系的即將建立，今后基于915MHz的電子不停車收費系統也將普及，同一車道兼容915MHz和5.8GHz電子不停車收費系統的需求也將普遍出現。目前我國電子不停車收費系統，收費車道普遍采用地感線圈作為車輛感知的技術手段，由于地感線圈本身有1―2米的寬度，且地感線圈信號的產生與消失存在一定的延時，多個車輛在交易區域內，通過地感線圈進行車輛的分車，車輛的跟車距離需大于2米以上，從而導致出現跟車干擾問題。另外，鄰道干擾問題也是目前ETC車道普遍存在的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術存在的缺失和不足，而提出一種同一車道兼容2.45GHz和5.8GHz電子不停車收費系統的方法。同一車道兼容2.45GHz和5.8GHz電子不停車收費系統的方法包括：一、2.45GHz和5.8GHz兼容電子不停車收費系統車道設備布局同一車道，2.45GHz和5.8GHz兼容電子不停車收費系統，車道設備布局包括：(一)2.45GHz電子不停車交易系統2.45GHz的天線頻率較低，信號較為發散，收斂性不高，5.8GHz的天線頻率高，信號收斂性高。為了防止干擾，將兩種射頻信號通訊區域完全分開，在車道長度有限的條件下，將2.45GHz的交易系統放置于車道前端，靠近島頭位置，將5.8GHz的交易系統放置于后端。2.45GHz電子不停車交易系統包括2.45GHz的天線設備，2.45GHz的交易區域，2.45GHz交易系統的觸發設備包括2組光柵組合和一個地感線圈,以及電子屏蔽網。2.45GHz天線安裝在立柱上，立柱設置在收費島的一側，2.45G交易區域從天線位置向左前方伸展，交易區域長度為4～6m。沿ETC車道行車方向，第一個地感線圈位于交易區域的前沿，第一個地感線圈對應位置設置2組光柵，2組光柵的距離在30～40cm，每組光柵包括光源部件和接收部件，2組光柵用來識別倒車，觸發2.45GHz車輛的交易。電子屏蔽網設置在2.45GHz天線的另一側收費島的中間位置，長度覆蓋整個2.45GHz交易區域，高度超過天線立柱，用來防止2.45GHz的鄰道干擾。(二)5.8GHz電子不停車交易系統5.8GHz電子不停車交易系統包括5.8GHz天線設備，5.8GHz的交易區域，以及5.8G交易系統的觸發設備包括2組光柵組合和若干個地感線圈。5.8GHz采用相控陣天線，通過雷達技術原理，能對交易的車載標簽(OBU)準確定位，能夠精確的設置通訊區域，只對在通訊范圍內的標簽進行交易。5.8GHz相控陣天線安裝在立柱的橫桿上，位于ETC車道正中上空位置，5.8GHz的交易區域從天線位置向正前方伸展，交易區域長度為6～9m,5.8GHz的交易區域與2.45GHz的交易區域在物理上完全分開。在5.8GHz交易區域的前沿位置設置第二個地感線圈，第二個地感線圈對應位置設置2組光柵，2組光柵的距離在30～40cm，每組光柵包括光源部件和接收部件,2組光柵用來識別倒車，觸發5.8GHz車輛的交易。在天線的正下發位置設置第3個地感線圈，第三個線圈用來截止5.8GHz車輛的交易。(三)輔助外設和系統2.45GHz和5.8GHz兼容電子不停車收費系統還包括車牌識別儀，收費亭，收費亭中間位置對應的地感線圈，電動欄桿，電動欄桿位置對應的地感線圈和光柵,以及連接2.45GHz和5.8GHz交易系統的統一的電子收費平臺。車牌識別儀對準第一個地感線圈，電動欄桿放置于收費亭后端。車道電子收費平臺安裝在車道控制機上，車道控制機安裝在收費亭內。二、同一車道兼容2.45GHz和5.8GHz電子不停車收費系統的工作流程：(1)車輛到達線圈21，通過光柵11,12的組合判斷車輛的行駛方向，如正向行駛，則建立交易隊列，啟動車牌識別對車牌進行識別，打開2.45GHz的天線，搜索2.45GHz車輛的標簽，如搜到標簽則關閉2.45GHz的天線，記錄交易流水，打開電動欄桿，放行車輛。(2)車輛到達線圈22，通過13,14兩套光柵組合判斷方向，如正向行駛，且已經搜到2.45GHz的標簽，打開5.8GHz的天線，搜索5.8GHz的標簽，搜索成功，只記錄5.8GHz的標簽號，不進行5.8Hz的ETC交易，放行車輛。(3)車輛到達線圈22，通過13,14兩套光柵組合判斷方向，如正向行駛，如未搜到2.45GHz的標簽，則判定車輛無2.45GHz的標簽，打開5.8GHz的天線，搜索5.8GHz的標簽，如搜到5.8GHz的標簽，進行5.8GHz的ETC交易，交易成功，關閉5.8GHz的天線，記錄交易流水，打開電動欄桿，放行車輛。(4)車輛到達線圈23，如果還未搜索到5.8GHz的標簽，判定車輛無5.8GHz的標簽，關閉5.8GHz的天線本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種同一車道兼容兩種射頻標準的ETC系統，其特征在于，沿收費島ETC車道行車方向，車道地面依次設有第一地感線圈、第二地感線圈、第三地感線圈、第四地感線圈和第五地感線圈，第一地感線圈與第二地感線圈之間形成第一交易區域，第二地感線圈與第三地感線圈之間形成第二交易區域，所述ETC系統包括五組光柵，沿收費島ETC車道行車方向，分別是第一光柵、第二光柵、第三光柵、第四光柵和第五光柵，每組光柵包括光源部件和接收部件，光源部件和接收部件分別位于車道兩側相對的位置，第一光柵和第二光柵設于第一地感線圈處，第三光柵和第四光柵設于第二地感線圈處，第五光柵設于第五地感線圈處，第一射頻天線設于收費島第一交易區域的一側，第二射頻天線設于第三地感線圈上方。

【技術特征摘要】
1.一種同一車道兼容兩種射頻標準的ETC系統，其特征在于，沿收費島ETC
車道行車方向，車道地面依次設有第一地感線圈、第二地感線圈、第三地感線
圈、第四地感線圈和第五地感線圈，
第一地感線圈與第二地感線圈之間形成第一交易區域，第二地感線圈與第
三地感線圈之間形成第二交易區域，
所述ETC系統包括五組光柵，沿收費島ETC車道行車方向，分別是第一光
柵、第二光柵、第三光柵、第四光柵和第五光柵，
每組光柵包括光源部件和接收部件，光源部件和接收部件分別位于車道兩
側相對的位置，
第一光柵和第二光柵設于第一地感線圈處，第三光柵和第四光柵設于第二
地感線圈處，第五光柵設于第五地感線圈處，
第一射頻天線設于收費島第一交易區域的一側，第二射頻天線設于第三地
感線圈上方。
2.如權利要求1所述的同一車道兼容兩種射頻標準的ETC系統，其特征在于，
第一射頻的頻率低于第二射頻的頻率，第二射頻天線采用相控陣天線。
3.如權利要求1所述的同一車道兼容兩種射頻標準的ETC系統，其特征在于，
還包括車牌識別儀，該車牌識別儀的鏡頭對準所述第一地感線圈。
4.如權利要求1所述的同一車道兼容兩種射頻標準的ETC系統，其特征在于，
還包括電子屏蔽網，該電子屏蔽網位于收費島第一交易區域與第一射頻天線相
對應的另一側，面積覆蓋第一射頻天線輻射范圍。
5.如權利要求1所述的同一車道兼容兩種射頻標準的ETC系統，其特征在于，
還包括電動欄桿和收費亭，該電動欄桿位于第五地感線圈。
6.如權利要求1所述的同一車道兼容兩種射頻標準的ETC系統，其特征在于，
其工作流程包括以下步驟：
A1，車輛到達第一地感線圈，通過第一光柵和第二光柵的組合判斷車輛的行
駛方向，如正向行駛，則建立交易隊列，啟動車牌識別儀對車輛的車牌進行
識別，打開第一射頻天線，搜索車輛的第一射頻標簽，若搜到第一射頻標簽
則進行第一射頻ETC交易，記錄交易流水，關閉第一射頻天線，打開電動欄
桿，放行車輛，同時，有步驟：
A2,車輛到達第二地感線圈，通過第三光柵和第四光柵組合判斷車輛行駛方
向，若正向行駛，且系統記錄第一射頻ETC交易成功，則打開第二射頻天線，
搜索第二射頻標簽，若搜索成功，則僅記錄第二射頻標簽，不進行第二射頻
ETC交易，放行車輛；
A3，當車輛到達第二地感線圈，通過第三光柵和第四光柵兩套光柵組合判斷
車輛行駛方向，若正向行駛，且系統未記錄搜到第一射頻標簽，則判定車輛
無第一射頻標簽，打開第二射頻天線，搜索第二射頻標簽，若搜到第二射頻
標簽，則進行第二射頻ETC交易，交易成功后，關閉第二射頻天線，記錄交
易流水，打開電動欄桿，放行車輛；
A4，當車輛到達第三地感線圈，如果系統未搜索到第二射頻標簽，則判定車
輛無第二射頻標簽，關閉第二射頻天線；
A5，當車輛到達第四地感線圈，若車輛既無第一射頻標簽，又無第二射頻標
簽，或者ETC交易失敗，此時進行人工收費處理，人工收費完成后，打開電
動欄桿，放行車輛；
A6，當車輛經過第五地感線圈，將車輛從交易隊列中刪除，如后續無交易成
功車輛，電動欄桿落桿。
7.如權利要求6所述的同一車道兼容兩種射頻標...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐青松，
申請(專利權)人：中海網絡科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31