[发明专利]面向自由流收费及车路协同的智慧门架系统及应用

权利要求书

1.面向自由流收费及车路协同的智慧门架系统，其特征在于：包括路侧信息采集终端系统、自由流收费系统、虚拟站边缘计算系统、车路协同交互系统、诱导信息发布系统、行车道控制系统、电力保障管理系统、门架安全监控系统和云端；

所述路侧信息采集终端系统设置在道路上方，并与虚拟站边缘计算系统通讯连接，用于采集路况和环境信息，并传送给虚拟站边缘计算系统；

所述自由流收费系统包括智慧门架系统内的ETC读取装置，以及设置在车辆内的ETC设备，ETC读取装置与虚拟站边缘计算系统通讯连接，ETC读取装置采集车辆信息和ETC信息，并传送给虚拟站边缘计算系统，虚拟站边缘计算系统根据车辆的重量、车型信息，以及车辆的行驶路程、路径信息给出扣费结果，在云端上执行与车辆内ETC设备捆绑的消费路径上扣费；

所述车路协同交互系统设置在道路上方，采集路上车流量情况，并传送给虚拟站边缘计算系统；

所述虚拟站边缘计算系统将处理结果反馈给诱导信息发布系统和行车道控制系统，即时展示给车辆驾驶人员，引导行驶；

所述诱导信息发布系统设置在道路上方，为驾驶员提供路况信息、气象预告信息、管控信息；

所述行车道控制系统设置在道路上方，为驾驶员提供实时车速、道路通行状态管控信息；

所述电力保障管理系统为路侧信息采集终端系统、自由流收费系统、虚拟站边缘计算系统、车路协同交互系统、诱导信息发布系统、行车道控制系统、门架安全监控系统提供电力保障；

所述门架安全监控系统监控门架运行状态、防止出现如盗窃、车辆撞击损毁意外事件；

所述云端通过有线网络与所述虚拟站边缘计算系统进行数据交互，交互内容包括所述的路侧信息采集终端系统、所述的自由流收费系统、所述的车路协同交互系统、所述的诱导信息发布系统、所述的行车道控制系统、所述的电力保障管理系统、所述的门架安全监控系统产生的数据以及经过所述的虚拟站边缘计算系统对上述的各个系统产生数据重新分析计算后的数据，使所述的云端实时准确获取上述内容，同时将所述的云端的控制指令等数据下发到所述虚拟站边缘计算系统；

所述云端通过无线网络与所述的车路协同交互系统进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的面向自由流收费及车路协同的智慧门架系统，其特征在于：所述的车路协同交互系统包含5G和V2X通讯单元，该通讯单元可与道路上的车辆进行数据交互，并把交互后的数据通过无线网络再次交互给所述的云端，最终实现云端与道路上的车辆进行数据交互。

3.根据权利要求1所述的面向自由流收费及车路协同的智慧门架系统，其特征在于：所述路侧信息采集终端系统包括路况信息采集系统单元和环境监测系统单元；

所述路况信息采集系统单元利用毫米波雷达进行车道级数据量采集，采集数据包含：车道平均车速、车道占有率、车辆排队长度、逆行、超速报警；

所述环境监测系统单元包含温湿度传感器单元、雨雪冰传感器单元、大气压传感器单元、光照度传感器单元、空气质量传感器单元、环境噪声传感器单元、风速传感器单元、风向传感器单元和雨量传感器单元。

4.根据权利要求1所述的面向自由流收费及车路协同的智慧门架系统，其特征在于：所述自由流收费系统包括车辆图像采集单元、车辆信息识别单元和ETC收费单元；

所述车辆图像采集单元利用高清全景相机监测道路监控区分道路异常、稽查缴费抓逃取证情况；

所述车辆信息识别单元具有高清车牌识别系统、车辆轮廓识别、实现车辆计时、计费、违章抓拍功能；

所述ETC收费单元包括DSRC设备和ETC相控阵天线，ETC相控阵天线安装在车辆内部，DSRC设备安装在行车道路的门架内，当车辆行驶到安装有DSRC设备门架内，车道闸打开，让车辆通行。