基于ETC和MTC的停車場(chǎng)收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720008

摘要：本文針對(duì)我國(guó)停車場(chǎng)人工半自動(dòng)收費(fèi)（MTC）系統(tǒng)的架構(gòu)，在ETC（電子不停車收費(fèi)子系統(tǒng)）技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計(jì)一款融合控制器，實(shí)現(xiàn)MTC與ETC系統(tǒng)的銜接，保證ETC模式下的高速通行。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明，系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，能有效提高停車場(chǎng)車道通行效率。

關(guān)鍵詞：停車場(chǎng)收費(fèi)系統(tǒng)；MTC；ETC；融合控制器

目前，MTC系統(tǒng)（Manual Toll Collection，即人工半自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)）在我國(guó)的停車場(chǎng)采用的比較普遍，該系統(tǒng)通行效率低下，具有高油耗高污染的缺點(diǎn)，增加了汽車的尾氣排放量，進(jìn)而加大了環(huán)境污染，不符合綠色低碳的理念。ETC（電子不停車收費(fèi)）系統(tǒng)以其高效率的車輛通過能力，在高速公路收費(fèi)車道中廣泛被使用。鑒于此，引入ETC技術(shù)來提高停車場(chǎng)收費(fèi)車道通行效率是一個(gè)趨勢(shì)。但是，ETC專用收費(fèi)車道造價(jià)較高，且相同車道跟車的缺點(diǎn)也無(wú)法解決。因此，ETC并不完全適用于停車場(chǎng)的車道環(huán)境。

針對(duì)國(guó)內(nèi)停車場(chǎng)MTC收費(fèi)系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀，在ETC（電子不停車收費(fèi)子系統(tǒng)）技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文提出了一套以嵌入式技術(shù)作為核心，融合MTC與ETC技術(shù)的停車場(chǎng)車道系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

1 融合車道系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

融合車道收費(fèi)系統(tǒng)以MTC系統(tǒng)為基礎(chǔ)，引入ETC技術(shù)，一條收費(fèi)車道上有MTC與ETC兩套設(shè)備，可以依據(jù)進(jìn)入停車場(chǎng)的車輛類型來選擇對(duì)應(yīng)的收費(fèi)模式。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示。與原來的MTC單一車道收費(fèi)系統(tǒng)相比，加入了ETC設(shè)備收費(fèi)系統(tǒng)。地感1、2采集的信號(hào)原來由MTC設(shè)備處理，而現(xiàn)在由融合控制器進(jìn)行處理，它是新增的設(shè)備，目的是將MTC與ETC兩個(gè)收費(fèi)系統(tǒng)銜接起來，進(jìn)而以設(shè)計(jì)的規(guī)則判決閘機(jī)工作狀態(tài)。地感5采集的信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)閘機(jī)自動(dòng)回落，也可以實(shí)現(xiàn)車輛通行計(jì)數(shù)的功能。

1.2 收費(fèi)系統(tǒng)工作流程

1.2.1 入場(chǎng)工作流程

1.2.2 出場(chǎng)工作流程

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)融合控制器接收的信號(hào)有ETC和MTC控制信號(hào)、閘機(jī)信號(hào)和車輛預(yù)檢測(cè)信號(hào)共五路信號(hào)，輸出信號(hào)有一路是用來控制閘機(jī)動(dòng)作的。

硬件總體結(jié)構(gòu)，如圖4所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)融合控制器的軟件多進(jìn)程框架如圖5所示。

系統(tǒng)啟動(dòng)后創(chuàng)建一個(gè)task_start進(jìn)程，該進(jìn)程的任務(wù)是創(chuàng)建一個(gè)核心的應(yīng)用進(jìn)程，同時(shí)維護(hù)watchdog，確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)運(yùn)行崩潰，能夠自行重啟。Task_key_read進(jìn)程的任務(wù)是負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)ETC和MTC控制信號(hào)、閘機(jī)信號(hào)，系統(tǒng)可以按照輸入的信號(hào)狀態(tài)來設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)記值。task_door_control任務(wù)與task_key_read任務(wù)同步運(yùn)行，可以根據(jù)不同車輛進(jìn)入車道的狀態(tài)來控制道閘的關(guān)閉或開啟。task_led任務(wù)可以實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)，刷新顯示燈的工作模式，顯示當(dāng)前車道狀態(tài)。

4 車道狀態(tài)模擬測(cè)試

ETC與MTC車輛按照先后順序依次進(jìn)場(chǎng)，將可能出現(xiàn)的情形繪制模擬測(cè)試用例表，如下表所示。

輸入的各種信號(hào)通過不同的按鍵進(jìn)行模擬，在實(shí)驗(yàn)室完成了的初步的測(cè)試。由上表可以看出，本邏輯算法在收費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用過程中能夠滿足基本的調(diào)度要求。

5 結(jié)語(yǔ)

本文完成了MTC與ETC車道收費(fèi)系統(tǒng)的整合以及系統(tǒng)融合控制器的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室測(cè)試與現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)調(diào)測(cè)試，系統(tǒng)能夠滿足MTC車輛的低速通行，也能保證ETC車輛的高速通行。本設(shè)計(jì)以較低成本將ETC技術(shù)引入停車場(chǎng)收費(fèi)系統(tǒng)，達(dá)到了提高停車場(chǎng)車道通行效率的目的。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

李宇（1981），男，滿族，遼寧撫順人，碩士，講師，廣西大學(xué)畢業(yè)，二級(jí)單位：汽車技術(shù)學(xué)院，研究方向：機(jī)電控制。