一种基于“自由交通流”模式的高速公路货车预检计重智慧收费系统
本发明公开了一种基于“自由交通流”模式的高速公路货车预检计重智慧收费系统，包括：三车道货车预检系统、治超点和无人值守收费站；三车道货车预检系统由三个车道的第一智慧动态称重系统组成；第一智慧动态称重系统包括摄像机、动态称重传感器组、线圈、机柜、LED显示屏和物联网传输端；无人值守收费站由三个车道的第二智慧动态称重系统组成；第二智慧动态称重系统包括摄像机、动态称重传感器组、物联网传输端、光幕、LED显示屏和机柜。本发明能够有效减少由于路面不平及车辆重心不稳引起的称重偏差，为治超部门和高速公路收费系统提供在线实时服务。
发明专利
CN201910302067.3
2019-04-16
CN110060363A
2019-07-26
G07B15/06(2011.01)
东南大学
赵池航;朱小艳;李彦伟;张婧;钱子晨;毛迎兵;钱倩
211189 江苏省南京市江宁区东南大学路2号
南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
王安琪
1.一种基于“自由交通流”模式的高速公路货车预检计重智慧收费系统，其特征在于，包括：三车道货车预检系统、治超点和无人值守收费站；三车道货车预检系统由三个车道的第一智慧动态称重系统组成；第一智慧动态称重系统包括摄像机1#和2#、动态称重传感器组1#、线圈、机柜1#、LED显示屏1#和物联网传输端1#；所述摄像机1#和2#、动态称重传感器组1#、线圈、LED显示屏1#分别和机柜1#内的工控机的输入端相连，机柜1#内的工控机的输出端和物联网传输端1#相连；摄像机1#和2#采集货车车牌信息；动态称重传感器组1#感知车辆重量信息；线圈通过车辆经过时产生的震荡信号检测有车辆经过并分离车辆；LED显示屏1#实时显示货车车牌、重量以及是否超重等信息；物联网传输端1#将货车车牌、重量和是否超重等信息上传至高速公路管理部门的云端数据服务器；治超点供高速公路管理部门对超重货车进行执法；无人值守收费站由三个车道的第二智慧动态称重系统组成；第二智慧动态称重系统包括摄像机3#和4#、动态称重传感器组2#、物联网传输端2#、光幕、LED显示屏2#和机柜2#；摄像机3#和4#采集货车车牌信息；动态称重传感器组2#感知车辆重量信息；光幕传感器将多个光电传感器等距离地排列在发射器和接收器上，所产生的测量光线在测量区域形成一道幕墙，对货车进行外围轮廓扫描获得剖面尺寸后通过串口把光幕可编程控制器与机柜中的控制器相连，从而可以检测车辆到达、分离车辆以及得出货车的长度和宽度信息；物联网传输端2#将货车车牌、车型、重量等信息上传至云端数据服务器；LED显示屏2#实时显示货车的车牌、车型、重量等信息。 2.如权利要求1所述的基于“自由交通流”模式的高速公路货车预检计重智慧收费系统，其特征在于，三车道货车预检系统的三个车道的第一智慧动态称重系统分别包括两台车牌识别摄像机1#和2#，安装于道路前进方向的后方与道路方向垂直的龙门架上；动态称重传感器组1#采用两排四根压电石英传感器铺设方案，压电石英传感器交错排列连接；每排压电石英传感器间的距离为0.45m，每根压电石英传感器的长度为2m；LED显示屏1#安装于道路前进方向的前方与道路方向垂直的龙门架上。 3.如权利要求1所述的基于“自由交通流”模式的高速公路货车预检计重智慧收费系统，其特征在于，治超点位于预检岛台和无人值守收费站之间，距预检岛台和收费站的距离分别为0.5km和1.5km。 4.如权利要求1所述的基于“自由交通流”模式的高速公路货车预检计重智慧收费系统，其特征在于，无人值守收费站的第二智慧动态称重系统的摄像机3#和4#安装于收费站后方与道路方向垂直的龙门架上；动态称重传感器组2#采用四排八根压电石英传感器铺设方案，每排由两根沿道路方向铺设的压电石英传感器串行连接；每排压电石英传感器间的距离为0.45m，每根压电石英传感器的长度为2m；光幕距第一排压电石英传感器的距离为0.5m；LED显示屏2#安装于收费站前方与道路方向垂直的龙门架上。 5.如权利要求1所述的基于“自由交通流”模式的高速公路货车预检计重智慧收费系统，其特征在于，货车从三车道预检系统通过后，若为超重货车，云端数据服务器实时提醒治超点工作人员货车超重，治超点工作人员将超重货车按路面指引标识引导至治超点进行执法；若为非超重货车，货车正常通行。 6.如权利要求1所述的基于“自由交通流”模式的高速公路货车预检计重智慧收费系统，其特征在于，压电石英传感器采用瑞士kistler 9195GC51的高精度压电石英传感器组。 7.如权利要求1所述的基于“自由交通流”模式的高速公路货车预检计重智慧收费系统，其特征在于，三车道货车预检系统的第一智慧动态称重系统的动态称重传感器组采用两排四根压电石英传感器铺设方案，四根传感器每两个为一组，交错排序，在一定程度上减少了车辆震动带来的误差且降低了施工成本；无人值守收费站的第二智慧动态称重系统的动态称重传感器组采用四排八根压电石英传感器的铺设方案，八根传感器每两个为一组，会测出四组结果，对四组结果分别进行分析，如果有一种结果与其他三种结果相差过大，可以舍弃，取其他几组的测量数据进行融合算法，得到最后的测量结果；这种排布方式保证了称重结果的真实可靠，进一步降低了称重的误差。 8.如权利要求7所述的基于“自由交通流”模式的高速公路货车预检计重智慧收费系统，其特征在于，第一智慧动态称重系统和第二智慧动态称重系统的称重算法如下：设t时刻第i组传感器的权重为货车碾压传感器的速度为多传感器融合权重为μi；则t时刻的称重数据xt为： 约束条件为：