一种隧道内行车全程监测系统及其监测方法

摘要

本发明提供一种隧道内行车全程监测方法，包括：车辆选择隧道的一个车道进入隧道内；车辆进入隧道并从发卡装置上方驶过；发卡主机内拨卡机构预先将一个电子卡片传送至卡托中；摄像机记录经过车辆的车牌号，距离传感器检测车辆底盘的高度；发卡主机内第一升降机构迅速推动卡托以及电子卡片到达相应的高度；电子卡片内电磁铁启动工作，随即使得电子卡片吸附在车辆底盘；电子卡片跟随车辆走完隧道的全程，采集车辆的移动速度和移动轨迹；从收卡装置上方驶过，电子卡片内阅读器读取到设置于收卡装置上的电子标签，从而触发电磁铁停止工作；电子卡片脱离车辆并掉落至收卡主机内；相比传统的定点抓拍方式，实现了全程监测，免除监测死角。

权利要求

1.一种隧道内行车全程监测系统，其特征在于，包括发卡装置、收卡装置以及电子卡片；

所述发卡装置设置于隧道入口的每个车道的中部，所述发卡装置包括发卡机壳，所述发卡机壳朝向车辆驶入方向一侧设置有摄像机，所述发卡机壳上表面靠近摄像机一端设置有距离传感器，所述摄像机用于记录通过车辆的车牌号，所述距离传感器用于检测通过车辆的底盘高度；所述发卡机壳上表面远离摄像机一端设置有发卡主机，所述发卡主机用于根据底盘高度将电子卡片发出并记录相应的车牌号；

所述电子卡片包括塑性外壳，所述塑性外壳上侧内壁设置有电磁铁，所述电磁铁下侧设置有电路板，所述电路板上设置有处理器、阅读器、信号采集模块、速度传感器以及位置传感器，所述信号采集模块用于通过速度传感器和位置传感器实时采集电子卡片的移动速度和位移轨迹并上报至处理器，所述电路板下侧设置有可充电锂电池，所述电子卡片通过电磁铁吸附于车辆的底盘上；所述处理器与阅读器、信号采集模块以及可充电锂电池分别电性连接，所述信号采集模块与速度传感器以及位置传感器分别电性连接；

所述收卡装置设置于隧道出口的每个车道的中部，所述收卡装置包括收卡机壳，所述收卡机壳朝向车辆驶入的方向一侧设置有电子标签，所述收卡机壳远离电子标签一侧设置有收卡主机；当所述阅读器跟随电子卡片经过电子标签时，读取到电子标签，并触发电磁铁停止工作，电子卡片从车辆的底盘脱离并掉落至收卡主机;所述发卡主机包括机箱，所述机箱内两侧分别设置有卡箱和第一升降机构，所述第一升降机构上配置有卡托，所述机箱上对应卡托上方设置有出口；所述卡托设置于卡箱的开口处一侧，所述卡箱的开口处上侧设置有拨卡机构；所述卡箱外壁设置有第二升降机构，所述第二升降机构上连接有托板，所述托板伸入卡箱内运动，所述托板上表面设置有弹性件，所述弹性件上叠设有若干电子卡片;所述第一升降机构为电动推杆或电动气缸，所述第二升降机构包括滚珠丝杆、丝杆螺母、固定轴承以及减速电机，两个所述固定轴承固定于卡箱上下两端，所述丝杆螺母固定于两个固定轴承之间，所述减速电机连接于滚珠丝杆一端，所述丝杆螺母配置于滚珠丝杆上且连接托板。

2.根据权利要求1所述的一种隧道内行车全程监测系统，其特征在于，所述发卡装置和收卡装置埋设于车道上，所述发卡装置和收卡装置高出地面10mm以内。

3.根据权利要求1所述的一种隧道内行车全程监测系统，其特征在于，所述电路板上还设置有无线模块，所述无线模块用于实时将信号采集模块采集到的移动速度以及位移轨迹发送至监测中心。

4.根据权利要求1所述的一种隧道内行车全程监测系统，其特征在于，所述电路板上还设置有存储器，所述存储器用于存储信号采集模块采集到的移动速度以及位移轨迹。

5.根据权利要求1所述的一种隧道内行车全程监测系统，其特征在于，所述可充电锂电池与塑性外壳下侧内壁之间还设置有无线充电线圈，所述无线充电线圈的输出端与可充电锂电池相连。

6.一种使用如权利要求1所述的隧道内行车全程监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、车辆选择隧道的一个车道进入隧道内；

S2、车辆进入隧道内时减速，并从发卡装置上方驶过；

S3、发卡主机内拨卡机构预先将一个电子卡片传送至卡托中；

S4、首先摄像机记录经过车辆的车牌号，然后距离传感器检测车辆底盘的高度；

S5、发卡主机内第一升降机构迅速推动卡托以及电子卡片到达相应的高度；

S6、电子卡片内电磁铁启动工作，随即使得电子卡片吸附在车辆底盘；

S7、电子卡片跟随车辆走完隧道的全程，通过速度传感器和位置传感器实时采集车辆的移动速度和移动轨迹；

S8、到达收卡装置，并从收卡装置上方驶过，电子卡片内阅读器读取到设置于收卡装置上的电子标签，从而触发电磁铁停止工作；

S9、电子卡片脱离车辆并掉落至收卡主机内，行程结束。

说明书

一种隧道内行车全程监测系统及其监测方法

技术领域

[0001] 本发明属于隧道交通技术领域，具体涉及一种隧道内行车全程监测系统及其监测方法。

背景技术

[0002] 交通是国家基础建设重要的设施，在国民经济发展中占有十分重要的地位。地面交通包括路基、涵洞、桥梁、隧道等，隧道作为交通线上重要的组成部分，近些年随着我国社会经济快速发展、隧道也越来越多，因此隧道内严禁变换车道，更不能进行超车，以防止隧道内经常交通事故。隧道内特别是出隧道口光线差，并且隧道内通常只有两三条车道，因此如何科学合理的设置对隧道内进行监测就显得格外重要。

[0003] 专利一种隧道内危险车辆的识别系统及方法(申请号为CN201811564191.9)，公开了一种隧道内危险车辆的识别系统及方法，该系统包括：至少两个激光雷达单元，摄像机抓拍单元及数据处理单元；激光雷达单元，摄像头抓拍单元，信息提示单元分别与数据处理单元连接；激光雷达单元，述摄像头抓拍单元分别沿车辆行驶方向先后设置在隧道内壁上；激光雷达单元，用于采集车辆数据信息；数据处理单元，用于根据车辆数据信息识别车辆是否为危险车辆，若车辆为危险车辆，则向摄像头抓拍单元发送抓拍指令；摄像头抓拍单元，用于根据抓拍指令抓拍车辆的图片，以获取车辆抓拍信息；数据处理单元，还用于根据识别出的危险车辆所属的类型，危险类型及车辆抓拍信息构建车辆识别结果信息。能够准确识别出危险车辆；但是这种方法仅仅局限于抓拍摄像头安装的位置处的识别，没有办法做到车辆通过隧道全程的情况。

[0004] 为了解决上述问题，提出一种隧道内行车全程监测系统及其监测方法。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种隧道内行车全程监测系统及其监测方法，以解决现有的隧道内交通监测设备仅仅只能对固定地点的车辆进行监测识别，但是没有办法做到全程监测的问题。

[0006] 本发明提供了如下的技术方案：

[0007] 一种隧道内行车全程监测系统，包括发卡装置、收卡装置以及电子卡片；所述发卡装置设置于隧道入口的每个车道的中部，所述发卡装置包括发卡机壳，所述发卡机壳朝向车辆驶入方向一侧设置有摄像机，所述发卡机壳上表面靠近摄像机一端设置有距离传感器，所述摄像机用于记录通过车辆的车牌号，所述距离传感器用于检测通过车辆的底盘高度；所述发卡机壳上表面远离摄像机一端设置有发卡主机，所述发卡主机用于根据底盘高度将电子卡片发出并记录相应的车牌号；所述电子卡片包括塑性外壳，所述塑性外壳上侧内壁设置有电磁铁，所述电磁铁下侧设置有电路板，所述电路板上设置有处理器、阅读器、信号采集模块、速度传感器以及位置传感器，所述信号采集模块用于通过速度传感器和位置传感器实时采集电子卡片的移动速度和位移轨迹并上报至处理器，所述电路板下侧设置有可充电锂电池，所述电子卡片通过电磁铁吸附于车辆的底盘上；所述处理器与阅读器、信号采集模块以及可充电锂电池分别电性连接，所述信号采集模块与速度传感器以及位置传感器分别电性连接；所述收卡装置设置于隧道出口的每个车道的中部，所述收卡装置包括收卡机壳，所述收卡机壳朝向车辆驶入的方向一侧设置有电子标签，所述收卡机壳远离电子标签一侧设置有收卡主机；当所述阅读器跟随电子卡片经过电子标签时，读取到电子标签，并触发电磁铁停止工作，电子卡片从车辆的底盘脱离并掉落至收卡主机。

[0008] 优选的，所述发卡主机包括机箱，所述机箱内两侧分别设置有卡箱和第一升降机构，所述第一升降机构上配置有卡托，所述机箱上对应卡托上方设置有出口；所述卡托设置于卡箱的开口处一侧，所述卡箱的开口处上侧设置有拨卡机构；所述卡箱外壁设置有第二升降机构，所述第二升降机构上连接有托板，所述托板伸入卡箱内运动，所述托板上表面设置有弹性件，所述弹性件上叠设有若干电子卡片。

[0009] 优选的，所述第一升降机构为电动推杆或电动气缸，所述第二升降机构包括滚珠丝杆、丝杆螺母、固定轴承以及减速电机，两个所述固定轴承固定于卡箱上下两端，所述丝杆螺母固定于两个固定轴承之间，所述减速电机连接于滚珠丝杆一端，所述丝杆螺母配置于滚珠丝杆上且连接托板。

[0010] 优选的，所述发卡装置和收卡装置埋设于车道上，所述发卡装置和收卡装置高出地面10mm以内。

[0011] 优选的，所述电路板上还设置有无线模块，所述无线模块用于实时将信号采集模块采集到的移动速度以及位移轨迹发送至监测中心。

[0012] 优选的，所述电路板上还设置有存储器，所述存储器用于存储信号采集模块采集到的移动速度以及位移轨迹。

[0013] 优选的，所述可充电锂电池与塑性外壳下侧内壁之间还设置有无线充电线圈，所述无线充电线圈的输出端与可充电锂电池相连。

[0014] 一种隧道内行车全程监测系统的监测方法，包括以下步骤：

[0015] S1、车辆选择隧道的一个车道进入隧道内；

[0016] S2、车辆进入隧道内时减速，并从发卡装置上方驶过；

[0017] S3、发卡主机内拨卡机构预先将一个电子卡片传送至卡托中；

[0018] S3、首先摄像机记录经过车辆的车牌号，然后距离传感器检测车辆底盘的高度；

[0019] S4、发卡主机内第一升降机构迅速推动卡托以及电子卡片到达相应的高度；

[0020] S5、电子卡片内电磁铁启动工作，随即使得电子卡片吸附在车辆底盘；

[0021] S6、电子卡片跟随车辆走完隧道的全程，通过速度传感器和位置传感器实时采集车辆的移动速度和移动轨迹；

[0022] S7、到达收卡装置，并从收卡装置上方驶过，电子卡片内阅读器读取到设置于收卡装置上的电子标签，从而触发电磁铁停止工作；

[0023] S8、电子卡片脱离车辆并掉落至收卡主机内，行程结束。

[0024] 本发明的有益效果是：

[0025] 本发明的一种隧道内行车全程监测系统及其监测方法，通过发卡装置和收卡装置，在车辆通过隧道时，将电子卡片发至车辆并在车辆离开隧道时收回；电子卡片跟随车辆移动并通过速度传感器以及位置传感器记录移动速度和位移轨迹，从而方便监控中心进行全程监测，相比传统的定点抓拍方式，实现了全程监测，免除监测死角。

附图说明

[0026] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0027] 图1是本发明整体工作示意图；

[0028] 图2是车辆通过发卡装置示意图；

[0029] 图3是发卡装置内部示意图；

[0030] 图4是电子卡片结构示意图；

[0031] 图5是本发明方法流程示意图。

具体实施方式

[0032] 实施例1

[0033] 如图1所示，隧道内行车全程监测系统，包括发卡装置1、收卡装置2以及电子卡片3，发卡装置1和收卡装置2埋设于车道上，发卡装置1和收卡装置2高出地面10mm以内。

[0034] 如图2所示，发卡装置1设置于隧道4入口的每个车道5的中部，发卡装置1包括发卡机壳11，发卡机壳11朝向车辆驶入方向一侧设置有摄像机111，发卡机壳11上表面靠近摄像机111一端设置有距离传感器112，摄像机111用于记录通过车辆的车牌号，距离传感器112用于检测通过车辆的底盘高度；发卡机壳11上表面远离摄像机111一端设置有发卡主机12，发卡主机12用于根据底盘高度将电子卡片3发出并记录相应的车牌号。

[0035] 如图3所示，发卡主机12包括机箱121，机箱121内两侧分别设置有卡箱122和第一升降机构123，第一升降机构123上配置有卡托124，机箱121上对应卡托124上方设置有出口；卡托124设置于卡箱122的开口处一侧，卡箱122的开口处上侧设置有拨卡机构126；卡箱122外壁设置有第二升降机构125，第二升降机构125上连接有托板124，托板124伸入卡箱
122内运动，托板124上表面设置有弹性件127，弹性件127上叠设有若干电子卡片3，第一升降机构123为电动推杆或电动气缸，第二升降机构125包括滚珠丝杆、丝杆螺母、固定轴承以及减速电机，两个固定轴承固定于卡箱122上下两端，丝杆螺母固定于两个固定轴承之间，减速电机连接于滚珠丝杆一端，丝杆螺母配置于滚珠丝杆上且连接托板124。

[0036] 如图4所示，电子卡片3包括塑性外壳31，塑性外壳31上侧内壁设置有电磁铁32，电磁铁32下侧设置有电路板33，电路板33上设置有处理器、阅读器、信号采集模块、速度传感器34以及位置传感器35，信号采集模块用于通过速度传感器34和位置传感器35实时采集电子卡片3的移动速度和位移轨迹并上报至处理器，电路板33下侧设置有可充电锂电池36，电子卡片3通过电磁铁32吸附于车辆的底盘上；处理器与阅读器、信号采集模块以及可充电锂电池分别电性连接，信号采集模块与速度传感器34以及位置传感器35分别电性连接；电路板33上还设置有无线模块，无线模块用于实时将信号采集模块采集到的移动速度以及位移轨迹发送至监测中心；可充电锂电池36与塑性外壳31下侧内壁之间还设置有无线充电线圈37，无线充电线圈37的输出端与可充电锂电池36相连，方便进行充电，并且无接头。

[0037] 收卡装置2设置于隧道4出口的每个车道5的中部，收卡装置2包括收卡机壳21，收卡机壳21朝向车辆驶入的方向一侧设置有电子标签22，收卡机壳21远离电子标签一侧设置有收卡主机；当阅读器跟随电子卡片3经过电子标签时，读取到电子标签，并触发电磁铁32停止工作，电子卡片3从车辆的底盘脱离并掉落至收卡主机。

[0038] 如图5所示，该实施例隧道内行车全程监测系统的监测方法，包括以下步骤：

[0039] S1、车辆选择隧道4的一个车道5进入隧道4内；

[0040] S2、车辆进入隧道4内时减速，并从发卡装置1上方驶过；

[0041] S3、发卡主机12内拨卡机构126预先将一个电子卡片3传送至卡托124中；

[0042] S3、首先摄像机111记录经过车辆的车牌号，然后距离传感器112检测车辆底盘的高度；

[0043] S4、发卡主机12内第一升降机构123迅速推动卡托124以及电子卡片3到达相应的高度；

[0044] S5、电子卡片3内电磁铁32启动工作，随即使得电子卡片3吸附在车辆底盘；

[0045] S6、电子卡片3跟随车辆走完隧道4的全程，通过速度传感器34和位置传感器35实时采集车辆的移动速度和移动轨迹；

[0046] S7、到达收卡装置2，并从收卡装置2上方驶过，电子卡片3内阅读器读取到设置于收卡装置2上的电子标签3，从而触发电磁铁32停止工作；

[0047] S8、电子卡片3脱离车辆并掉落至收卡主机内，行程结束；

[0048] S9、行程过程中，无线模块实时将信号采集模块采集到的移动速度以及位移轨迹发送至监测中心；

[0049] S10、监测中心根据位移轨迹和预设正常行驶轨迹判断车辆是否变道，根据移动速度和预设限速判断车辆是否超速；

[0050] S11、将变道或超速的车辆车牌号进行提取保存。

[0051] 实施例2

[0052] 如图1所示，隧道内行车全程监测系统，包括发卡装置1、收卡装置2以及电子卡片3，发卡装置1和收卡装置2埋设于车道上，发卡装置1和收卡装置2高出地面10mm以内。

[0053] 如图2所示，发卡装置1设置于隧道4入口的每个车道5的中部，发卡装置1包括发卡机壳11，发卡机壳11朝向车辆驶入方向一侧设置有摄像机111，发卡机壳11上表面靠近摄像机111一端设置有距离传感器112，摄像机111用于记录通过车辆的车牌号，距离传感器112用于检测通过车辆的底盘高度；发卡机壳11上表面远离摄像机111一端设置有发卡主机12，发卡主机12用于根据底盘高度将电子卡片3发出并记录相应的车牌号。

[0054] 如图3所示，发卡主机12包括机箱121，机箱121内两侧分别设置有卡箱122和第一升降机构123，第一升降机构123上配置有卡托124，机箱121上对应卡托124上方设置有出口；卡托124设置于卡箱122的开口处一侧，卡箱122的开口处上侧设置有拨卡机构126；卡箱122外壁设置有第二升降机构125，第二升降机构125上连接有托板124，托板124伸入卡箱
122内运动，托板124上表面设置有弹性件127，弹性件127上叠设有若干电子卡片3，第一升降机构123为电动推杆或电动气缸，第二升降机构125包括滚珠丝杆、丝杆螺母、固定轴承以及减速电机，两个固定轴承固定于卡箱122上下两端，丝杆螺母固定于两个固定轴承之间，减速电机连接于滚珠丝杆一端，丝杆螺母配置于滚珠丝杆上且连接托板124。

[0055] 如图4所示，电子卡片3包括塑性外壳31，塑性外壳31上侧内壁设置有电磁铁32，电磁铁32下侧设置有电路板33，电路板33上设置有处理器、阅读器、信号采集模块、速度传感器34以及位置传感器35，信号采集模块用于通过速度传感器34和位置传感器35实时采集电子卡片3的移动速度和位移轨迹并上报至处理器，电路板33下侧设置有可充电锂电池36，电子卡片3通过电磁铁32吸附于车辆的底盘上；处理器与阅读器、信号采集模块以及可充电锂电池分别电性连接，信号采集模块与速度传感器34以及位置传感器35分别电性连接；电路板上还设置有存储器，存储器用于存储信号采集模块采集到的移动速度以及位移轨迹，电路板33上还设置有无线模块；可充电锂电池36与塑性外壳31下侧内壁之间还设置有无线充电线圈37，无线充电线圈37的输出端与可充电锂电池36相连，方便进行充电，并且无接头。

[0056] 收卡装置2设置于隧道4出口的每个车道5的中部，收卡装置2包括收卡机壳21，收卡机壳21朝向车辆驶入的方向一侧设置有电子标签22，收卡机壳21远离电子标签一侧设置有收卡主机；当阅读器跟随电子卡片3经过电子标签时，读取到电子标签，并触发电磁铁32停止工作，电子卡片3从车辆的底盘脱离并掉落至收卡主机。

[0057] 如图5所示，该实施例隧道内行车全程监测系统的监测方法，包括以下步骤：

[0058] S1、车辆选择隧道4的一个车道5进入隧道4内；

[0059] S2、车辆进入隧道4内时减速，并从发卡装置1上方驶过；

[0060] S3、发卡主机12内拨卡机构126预先将一个电子卡片3传送至卡托124中；

[0061] S3、首先摄像机111记录经过车辆的车牌号，然后距离传感器112检测车辆底盘的高度；

[0062] S4、发卡主机12内第一升降机构123迅速推动卡托124以及电子卡片3到达相应的高度；

[0063] S5、电子卡片3内电磁铁32启动工作，随即使得电子卡片3吸附在车辆底盘；

[0064] S6、电子卡片3跟随车辆走完隧道4的全程，通过速度传感器34和位置传感器35实时采集车辆的移动速度和移动轨迹；

[0065] S7、到达收卡装置2，并从收卡装置2上方驶过，电子卡片3内阅读器读取到设置于收卡装置2上的电子标签3，从而触发电磁铁32停止工作；

[0066] S8、电子卡片3脱离车辆并掉落至收卡主机内，行程结束；

[0067] S9、行程过程中，将信号采集模块采集到的移动速度以及位移轨迹发存储在存储器中，监测中心定期通过无线模块读取移动速度以及位移轨迹；如此设置相比实施例1更加省电，但是时效性较差；

[0068] S10、监测中心根据位移轨迹和预设正常行驶轨迹判断车辆是否变道，根据移动速度和预设限速判断车辆是否超速；

[0069] S11、将变道或超速的车辆车牌号进行提取保存。

[0070] 图中标记为：

[0071] 1发卡装置11发卡机壳111摄像机112距离传感器12发卡主机121机箱122卡箱123第一升降机构124卡托125第二升降机构126拨卡机构127弹性件

[0072] 2收卡装置21收卡机壳

[0073] 3电子卡片31塑性外壳32电磁铁33电路板34速度传感器35位置传感器36可充电锂电池37无线充电线圈

[0074] 4隧道

[0075] 5车道。

[0076] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。