高速馬路不停車計(jì)重收費(fèi)(EWTC)車道控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真

本文格式為Word版，下載可任意編輯——高速馬路不停車計(jì)重收費(fèi)(EWTC)車道控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真第五章EWTC車道交通仿真驗(yàn)證與通行能力分析

其次章EWTC系統(tǒng)概述

2.1EWTC系統(tǒng)簡介

2.1.1EWTC系統(tǒng)定義

電子不停車計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)，簡稱EWTC（ElectronicWeightTollCollection）系統(tǒng)，即在這種收費(fèi)系統(tǒng)下，通過EWTC車道的車輛利用安裝于車前的唯一標(biāo)識(shí)的車載設(shè)備即車載單元（onboardunit，OBU）和設(shè)置在收費(fèi)車道上的路測單元（roadsideunit，RSU）之間進(jìn)行雙向的通信和信息交換，其中交換的信息包括車輛信息、稱重信息，經(jīng)過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)采集來的信息的分析處理，自動(dòng)完成費(fèi)用的計(jì)算和扣除。

EWTC系統(tǒng)利用射頻技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)等高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛不停車計(jì)重自動(dòng)通行收費(fèi)，大大提高了收費(fèi)站的通行能力。

2.1.2EWTC系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)布局

EWTC系統(tǒng)主要采用入口計(jì)重，出口收費(fèi)的模式，采用雙天線稱臺(tái)后置的方案，主要設(shè)備包括路測單元RSU、費(fèi)額顯示屏、報(bào)警器、自動(dòng)欄桿、圖像抓拍攝像機(jī)、字符疊加器、車輛檢測器、車輛分開器、計(jì)重設(shè)備等，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)布局圖如下圖XXX：

ABC監(jiān)視器V控制柜磁帶機(jī)集線器服務(wù)器管理機(jī)ABAB控制柜報(bào)警器收費(fèi)亭控制柜規(guī)律線圈信號(hào)燈工作站收費(fèi)島車輛分開器前置顯示屏攝像機(jī)后置顯示屏前置RSU天線

C自動(dòng)欄桿EWTC車道收費(fèi)島動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)后置RSU天線車輛分開器MTC車道收費(fèi)島

第五章EWTC車道交通仿真驗(yàn)證與通行能力分析

A攝像機(jī)字符疊加器RSU天線天線控制器費(fèi)額顯示器B計(jì)重設(shè)備3.4.2車道控制器

車道控制器作為EWTC車道主要控制設(shè)備，與自動(dòng)欄桿、費(fèi)額顯示器、車輛檢測器、攝像機(jī)、交通信號(hào)燈、路測單元、字符疊加器等設(shè)備相連，并根據(jù)相應(yīng)條件對(duì)上述車道外圍設(shè)備進(jìn)行控制。所有需要被檢測和控制的外設(shè)都需要通過各自的控制和通訊端口與車道控制器相連。所連接的外設(shè)能夠穩(wěn)定、高效的保證車道系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

車道控制器融合自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)管理、計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)等眾多先進(jìn)技術(shù)于一體的電腦收費(fèi)控制機(jī)，適用于各種封閉或開放式路橋收費(fèi)系統(tǒng)。車道控制器整機(jī)由安裝了車道控制軟件的工控機(jī)為主控中心，對(duì)各外設(shè)進(jìn)行控制和監(jiān)測，并將收費(fèi)的各種數(shù)據(jù)、以及各種設(shè)備的修復(fù)狀況等信息存儲(chǔ)于工控機(jī)內(nèi)，隨時(shí)通過傳輸網(wǎng)絡(luò)向收費(fèi)站監(jiān)控中心傳送，并接收監(jiān)控中心的各種指令。

HC車輛檢測器視頻采集卡自動(dòng)欄桿報(bào)警器車輛分開器P交通信號(hào)燈地感線圈

第五章EWTC車道交通仿真驗(yàn)證與通行能力分析

（4）查看車道過車記錄。（5）正常關(guān)閉車道系統(tǒng)。

（6）查看車道入口車輛稱重記錄和出口收費(fèi)記錄。

（7）操作人員在系統(tǒng)檢測完畢后，按下“正常工作〞切換鍵，系統(tǒng)可自動(dòng)恢復(fù)。

4.2車道控制系統(tǒng)規(guī)律設(shè)計(jì)

EWTC入口車道主要由ETC區(qū)域和稱重區(qū)域兩部分構(gòu)成。ETC區(qū)域主要實(shí)現(xiàn)對(duì)車道車輛的實(shí)時(shí)控制，稱重區(qū)域主要實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的動(dòng)態(tài)稱重并完成稱重?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸。EWTC出口車道只有ETC區(qū)域，主要完成稱重車輛的計(jì)費(fèi)交易。因此出口EWTC車道控制系統(tǒng)規(guī)律設(shè)計(jì)較入口處更為繁雜，本部分主要詳細(xì)介紹入口車道控制系統(tǒng)規(guī)律設(shè)計(jì)。

4.2.1車輛識(shí)別規(guī)律設(shè)計(jì)

車輛識(shí)別是EWTC系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。EWTC系統(tǒng)的交易都依靠于天線對(duì)電子標(biāo)簽（OBU）的讀取，只有在天線正常獲取了數(shù)據(jù)后，才能對(duì)需要交易的車輛進(jìn)行識(shí)別。EWTC車道系統(tǒng)入口設(shè)置有前后兩處天線，前置天線主要負(fù)責(zé)讀取車載卡車輛信息，保證合法車輛駛?cè)隕WTC收費(fèi)站。后置天線主要是為了獲取稱重信息和計(jì)費(fèi)信息并顯示在費(fèi)額顯示屏上。因此EWTC車道車輛的識(shí)別比普通的ETC車輛識(shí)別更為繁雜。只有兩個(gè)天線完美協(xié)同才能完成出口收費(fèi)站對(duì)車輛的計(jì)重收費(fèi)。

為了儉約資源，同時(shí)判斷車輛的駛?cè)?，我們設(shè)置地感線圈用以控制對(duì)RSU天線的開啟和關(guān)閉。地感線圈設(shè)置在通信區(qū)域前后，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)天線的開啟和關(guān)閉控制。天線的開啟和關(guān)閉都是由天線控制器進(jìn)行控制的，而天線控制器是由車道控制器進(jìn)行控制。當(dāng)車輛觸發(fā)地感線圈，車輛檢測器將檢測到的信號(hào)傳遞到車道控制器中，實(shí)現(xiàn)對(duì)天線控制器的控制。車輛識(shí)別詳細(xì)過程及原理涉及到EWTC系統(tǒng)通信子系統(tǒng)的內(nèi)容，在此不作詳細(xì)介紹。前后置天線對(duì)車輛的識(shí)別過程如下圖所示。

第五章EWTC車道交通仿真驗(yàn)證與通行能力分析

置了兩個(gè)地感線圈，這兩個(gè)線圈同抬桿線圈一起協(xié)同判斷，有效的防止了砸車行為的發(fā)生，其具體線圈規(guī)律分析，將在下節(jié)中做介紹。

人工處理狀態(tài)下，車輛在欄桿區(qū)域工作流程如下：

①人工處理狀態(tài)下，車道報(bào)警器嚴(yán)重報(bào)警，人工進(jìn)行關(guān)注，交通信號(hào)燈轉(zhuǎn)換紅色，阻止車輛通行。

②人工處理狀態(tài)下，抬桿線圈失效，若此時(shí)車輛檢測器檢測到了抬桿線圈2或者抬桿線圈3的規(guī)律變化，說明即將有車通過欄桿，此時(shí)欄桿保持原狀，防止出現(xiàn)砸車現(xiàn)象。若車輛檢測器未檢測到這兩個(gè)線圈規(guī)律變化，則自動(dòng)欄桿落下進(jìn)行攔截。

③對(duì)違規(guī)車輛進(jìn)行人工處理，對(duì)處理的車輛進(jìn)行人工抬桿放行，未被處理的車輛進(jìn)行記錄，待出口收費(fèi)站進(jìn)行處理。

④人工處理完畢，自動(dòng)欄桿抬起，車輛放行后ETC區(qū)域恢復(fù)正常工作狀態(tài)。動(dòng)態(tài)稱重區(qū)域根據(jù)人工處理后結(jié)