[发明专利]一种高速公路通行卡卡量监测装置及其卡量预测方法

权利要求书

1.一种高速公路通行卡卡量监测装置，其特征在于，包括色块组合图案(1)、摄像机(2)、计算机、支架(3)、信号电缆(4)；

其中，所述色块组合图案(1)横向布置于收费站入口车道上，且摄像机(2)通过支架(3)布置于车道上方，保证车辆(5)经过色块组合图案(1)时在摄像机(2)视角范围内；所述计算机通过信号电缆(4)与摄像机(2)相连，当车辆(5)经过色块组合图案(1)时，通过计算机对摄像机(2)所采集的图像信息进行处理分析，以判断车辆(5)是否通过收费站，即表明取走或归还一张通行卡；通过计算机实时监控收费站内各个发卡机的卡量变化，并根据卡量变化的历史信息预测收费站卡量的变化情况。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路通行卡卡量监测装置，其特征在于，所述色块组合图案(1)包含至少两种颜色色块，且各种颜色色块间隔布置。

3.根据权利要求1所述的一种高速公路通行卡卡量监测装置，其特征在于，所述摄像机(2)采用红外摄像机。

4.根据权利要求1所述的一种高速公路通行卡卡量监测装置，其特征在于，所述计算机包括客户端计算机(6)及远程服务器端计算机(7)，客户端计算机(6)与远程服务器端计算机(7)通过互联网络(8)实现信息传递。

5.一种高速公路通行卡卡量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对历史上的每一年，以月为单位计算收费站的取卡量或还卡量，形成一特征向量A_i＝[a_i1,…,a_ij,…,a_i12]，其中i表示某年，j表示某月，假设我们观察N年，则形成一特征向量集合A＝{A₁,…,A_N}；

S2：对于当前年的第1月至第l月，我们得到收费站取卡量或还卡量的特征向量B＝[b₁,…,b_l]，同样的，我们对于特征向量集合A中第i年的每个特征向量A_i也只取前l个月的元素值，形成特征向量A′_i＝[a_i1,…,a_il]，则新的特征向量集合表示为A′＝{A′₁,…,A′_N}；

S3：对特征向量集合A′中的每个元素A′_i，计算特征向量B与其的欧式距离，采用k近邻算法从A′中找出k个与特征向量B距离最近的特征向量，然后将它们对应到原先A中完整的特征向量中去，取出这k个完整的特征向量，并将这k个特征向量中对应的元素相加并取平均值得到一个预测向量C＝[c₁,…,c_l+1,…,c₁₂]，即估计得到当前年l月之后的每个月卡量预测值。

6.根据权利要求4所述的一种高速公路通行卡卡量预测方法，其特征在于，所述k取3-5个。

7.根据权利要求4所述的一种高速公路通行卡卡量预测方法，其特征在于，所述当前年l月之后的每个月卡量预测值的误差估计，用当前年前l个月的实际测量向量B与预测向量C中前l个元素的值取绝对值差值，然后对这l个差值取平均值得到。