一种高速公路收费站排队引导方法与系统与流程

1.本发明涉及高速公路收费相关技术领域，更具体的说是涉及一种高速公路收费站排队引导方法与系统。

背景技术：

2.收费站是用来对通行车辆收取通行费用的设施。收费道路或收费立体交叉必须设置收费站。收费站的设置位置一般有两种：一种是直接设在主线上，也称为路障式，多用于主线收费路段的起、终点处；另一种是设在立体交叉所道或连接线上，一般用于主线收费路段之间的工通式立体交叉，以控制被交道路上的车辆进、出主线的收费。随着公众出行需求的快速增长，高速公路成为公众出行的重要途径，但随着机动车数量的快速增多，收费站面临不同程度的拥堵，驾驶人员等待时间较长，特别是重大节假日、旅游季节，高速公路收费站拥堵情况更为突出，严重影响了公众的顺畅出行。目前，部分地区有高速公路收费站分阶段拥堵管理措施，但是目前收费站工作人员通过目测或者观看建设在广场的视频摄像机判断车辆的排队长度，不能准确地判断等待时间。
3.高速收费站在实际运行过程中，容易由于等待时间较长而出现插队、变道等现象，进而容易导致交通事故的发生。然而单纯以排队长度作为等待时间的参考依据，存在较大的判断误差，通常不同的队伍由于密度并不相同，因此如何准确预测每个队伍的等待时长，则成为困扰驾驶人员的常见问题。因此如何有效引导驾驶人员提前合理变道，选择更优的车道进行排队，提高交通安全性，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种高速公路收费站排队引导方法与系统。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种高速公路收费站排队引导方法，包括以下步骤：
7.步骤1、将高速收费口对应的每条车道分别划分为若干路段，在每一路段上均设置预埋式红外传感器和高清摄像头，获取单位时间内每个预埋式红外传感器的电平信号，以及每个高清摄像头拍摄的图像数据；
8.步骤2、依据单位时间内每个预埋式红外传感器的电平信号，计算每一路段上的车辆前进速度；
9.步骤3、依据每个高清摄像头拍摄的图像数据，进行数据处理，获得每一路段上的车辆统计数据；
10.步骤4、依据每一路段上的车辆前进速度和车辆统计数据，计算得到通过每一路段的预测时间；
11.步骤5、通过每一路段的预测时间，计算通过整条车道的预测时间；
12.步骤6、比较每条车道的预测时间，获取最短预测时间对应的最优车道；
13.步骤7、将每条车道的预测时间及最优车道在快速路渐变处进行展示，为即将进入
排队队伍的驾驶人员提供参考依据，选取最优的车道进行排队。
14.可选的，所述步骤1中，对每条车道进行划分的方式为等距离划分或距离递增式划分。
15.可选的，所述高清摄像头拍摄的图像数据具体为，高清摄像头在单位时间开始时刻拍摄的对应路段上车道的图像数据。
16.可选的，所述步骤2中，每一路段上的车辆前进速度为：单位时间内预埋式红外传感器的电平信号的高电平数量/单位时间。
17.可选的，所述步骤3中，数据处理的方法为：对图像数据进行预处理；以车辆作为特征点，利用椭圆拟合法和hough变换法对预处理后的图像数据进行特征点分析；识别图像中的特征点；对识别出的特征点进行计数，计数结果为对应路段上的车辆统计数据。
18.可选的，所述步骤5中，还包括：计算从当前路段到达高速收费口的预测时间；所述步骤7中，还包括：将从当前路段到达高速收费口的预测时间在当前路段进行展示。
19.本发明还提供一种高速公路收费站排队引导系统，包括：处理器、显示器、设置在每条车道每一路段的预埋式红外传感器和高清摄像头；所述处理器分别与显示器、设置在每条车道每一路段的预埋式红外传感器、高清摄像头连接；
20.所述预埋式红外传感器安装在每一路段靠近高速收费口一侧的地面以下，所述高清摄像头设置在预埋式红外传感器上方的监控支架上；
21.所述显示器设置在快速路渐变处，用于显示每条车道的预测时间及最优车道。
22.可选的，所述显示器还设置在每一路段处，用于显示从当前路段到达高速收费口的预测时间。
23.经由上述的技术方案可知，本发明公开提供了一种高速公路收费站排队引导方法与系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：
24.本发明对每条车道均划分为若干路段，预测车辆通过每个路段所需要的时间，并将每个路段所需时间进行相加得到每条车道的预测时长，依据每条车道的预测时长选出最优车道，并将每条车道的预测时长和最优车道提前进行展示，供驾驶人员在进入排队队伍之前，选取最优的车道进行排队，能够更快的到达高速收费口，减少中途变道的几率，提高高速收费口车辆运行效率的同时，降低了交通事故风险。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
26.图1为本发明的方法步骤示意图；
27.图2为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.本发明实施例公开了一种高速公路收费站排队引导方法，参见图1，包括以下步骤：
30.步骤1、将高速收费口对应的每条车道分别划分为若干路段，在每一路段上均设置预埋式红外传感器和高清摄像头，获取单位时间内每个预埋式红外传感器的电平信号，以及每个高清摄像头拍摄的图像数据，所述图像数据具体为，高清摄像头在单位时间开始时刻拍摄的对应路段上车道的图像数据。
31.在具体实施过程中，通常高速收费口采取的是n+1模式，包括n个etc通道和一个人工混合通道，每个收费通道均对应一条车道，对每条车道均进行划分，划分的方式可以为等距离划分或距离递增式划分。
32.其中，等距离划分可选取距离为200米，即从高速收费口至快速路渐变处，每隔200m划分为一个路段。所述距离递增式划分可以选取距离由远及近依次为100m、300m、600m等。
33.在本实施例中，以等距离划分为例，将每一条车道均划分为m个路段，在每个路段处均设置预埋式红外传感器和高清摄像头。在下面具体的实施例中，同样是以等距离划分为例进行的说明。
34.步骤2、依据单位时间内每个预埋式红外传感器的电平信号，计算每一路段上的车辆前进速度；
35.每一路段上的车辆前进速度为：单位时间内预埋式红外传感器的电平信号的高电平数量/单位时间。例如，单位时间可选取为两分钟，获取目标路段的预埋式红外传感器两分钟内的电平信号，将高电平数量除以二，即可得到该路段上的车辆前进速度，单位为辆/min，表示一分钟该路段可通过的车辆数目。
36.步骤3、依据每个高清摄像头拍摄的图像数据，进行数据处理，获得每一路段上的车辆统计数据；
37.所述数据处理的方法为：对图像数据进行预处理，所述预处理包括剪裁等，对拍摄的图像剪裁得到仅包含目标路段的图像数据；以车辆作为特征点，利用椭圆拟合法和hough变换法对预处理后的图像数据进行特征点分析；识别图像中的特征点；对识别出的特征点进行计数，计数结果为对应路段上的车辆统计数据。
38.步骤4、依据每一路段上的车辆前进速度和车辆统计数据，计算得到通过每一路段的预测时间；
39.步骤5、通过每一路段的预测时间，求和得到通过整条车道的预测时间；
40.步骤6、比较每条车道的预测时间，获取最短预测时间对应的最优车道；
41.步骤7、将每条车道的预测时间及最优车道在快速路渐变处进行展示。
42.在一种实施例中，所述步骤5中，还包括：计算从当前路段到达高速收费口的预测时间；对应的在步骤7中，还包括：将从当前路段到达高速收费口的预测时间在当前路段进行展示。即在每个路段处展示从当前位置到达高速收费口的预测时间，供驾驶人员进行参考。
43.在另一实施例中，还公开一种高速公路收费站排队引导系统，参见图2，包括：处理
器、显示器、设置在每条车道每一路段的预埋式红外传感器和高清摄像头；所述处理器分别与显示器、设置在每条车道每一路段的预埋式红外传感器、高清摄像头连接；
44.所述预埋式红外传感器安装在每一路段靠近高速收费口一侧的地面以下，所述高清摄像头设置在预埋式红外传感器上方的监控支架上；
45.所述显示器设置在快速路渐变处，所述显示器设置有n+1个，用于显示对应车道的预测时间及最优车道。所述显示器可选用led显示屏，设置在高清摄像头旁边位置。
46.在另一实施例中，所述显示器还设置在每一路段处，即在每一路段处均设置有n+1个显示器，用于显示从当前路段位置到达高速收费口的预测时间。在本实施例中，显示器共有(n+1)*m个。
47.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
48.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种高速公路收费站排队引导方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将高速收费口对应的每条车道分别划分为若干路段，在每一路段上均设置预埋式红外传感器和高清摄像头，获取单位时间内每个预埋式红外传感器的电平信号，以及每个高清摄像头拍摄的图像数据；步骤2、依据单位时间内每个预埋式红外传感器的电平信号，计算每一路段上的车辆前进速度；步骤3、依据每个高清摄像头拍摄的图像数据，进行数据处理，获得每一路段上的车辆统计数据；步骤4、依据每一路段上的车辆前进速度和车辆统计数据，计算得到通过每一路段的预测时间；步骤5、通过每一路段的预测时间，计算通过整条车道的预测时间；步骤6、比较每条车道的预测时间，获取最短预测时间对应的最优车道；步骤7、将每条车道的预测时间及最优车道在快速路渐变处进行展示。2.根据权利要求1所述的一种高速公路收费站排队引导方法，其特征在于，所述步骤1中，对每条车道进行划分的方式为等距离划分或距离递增式划分。3.根据权利要求1所述的一种高速公路收费站排队引导方法，其特征在于，所述高清摄像头拍摄的图像数据具体为，高清摄像头在单位时间开始时刻拍摄的对应路段上车道的图像数据。4.根据权利要求1所述的一种高速公路收费站排队引导方法，其特征在于，所述步骤2中，每一路段上的车辆前进速度为：单位时间内预埋式红外传感器的电平信号的高电平数量/单位时间。5.根据权利要求1所述的一种高速公路收费站排队引导方法，其特征在于，所述步骤3中，数据处理的方法为：对图像数据进行预处理；以车辆作为特征点，利用椭圆拟合法和hough变换法对预处理后的图像数据进行特征点分析；识别图像中的特征点；对识别出的特征点进行计数，计数结果为对应路段上的车辆统计数据。6.根据权利要求1所述的一种高速公路收费站排队引导方法，其特征在于，所述步骤5中，还包括：计算从当前路段到达高速收费口的预测时间；所述步骤7中，还包括：将从当前路段到达高速收费口的预测时间在当前路段进行展示。7.一种高速公路收费站排队引导系统，其特征在于，包括：处理器、显示器、设置在每条车道每一路段的预埋式红外传感器和高清摄像头；所述处理器分别与显示器、设置在每条车道每一路段的预埋式红外传感器、高清摄像头连接；所述预埋式红外传感器安装在每一路段靠近高速收费口一侧的地面以下，所述高清摄像头设置在预埋式红外传感器上方的监控支架上；所述显示器设置在快速路渐变处，用于显示每条车道的预测时间及最优车道。8.根据权利要求7所述的一种高速公路收费站排队引导系统，其特征在于，所述显示器还设置在每一路段处，用于显示从当前路段到达高速收费口的预测时间。

技术总结

本发明公开了一种高速公路收费站排队引导方法与系统，涉及高速公路收费相关技术领域，将高速收费口每条车道均划分为若干路段，在每一路段上均设置预埋式红外传感器和高清摄像头，获取单位时间内每个预埋式红外传感器的电平信号，以及每个高清摄像头拍摄的图像数据；依据电平信号计算每一路段上的车辆前进速度；对图像数据进行数据处理，获得每一路段上的车辆统计数据；计算得到通过每一路段的预测时间；通过每一路段的预测时间，计算通过整条车道的预测时间；选取最短预测时间对应的最优车道；将每条车道的预测时间及最优车道在快速路渐变处进行展示。本发明提高了高速收费口车辆运行效率的同时，降低了交通事故风险。降低了交通事故风险。降低了交通事故风险。