高速公路聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)車道收費(fèi)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)分析

1、高速公路聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)車道收費(fèi)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)分析摘 要 高速公路收費(fèi)是確保高速公路營(yíng)運(yùn)正常 的一項(xiàng)措施，在信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的時(shí)代下， 高速公路車道收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)化正逐步完善。在高速公路收 費(fèi)系統(tǒng)中，主要有數(shù)據(jù)清分中心、收費(fèi)中心、收費(fèi)站 以及車道收費(fèi)這四個(gè)系統(tǒng)。其中車道收費(fèi)是整個(gè)系統(tǒng) 中的第一處理點(diǎn)以及數(shù)據(jù)源。本文基于這一背景，簡(jiǎn) 單闡述了車道收費(fèi)系統(tǒng)在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下的功能，分析了 收費(fèi)軟件設(shè)計(jì)需注意的幾點(diǎn)問題，并在此基礎(chǔ)上研究 了軟件實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)。旨在優(yōu)化收費(fèi)軟件設(shè)計(jì)，提升高速 公路收費(fèi)管理效率。【關(guān)鍵詞】高速公路 收費(fèi)系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) 車道收費(fèi)軟件的使用目的在于處理好車輛出入作 業(yè)，聯(lián)網(wǎng)是對(duì)信息的一種交互

2、，確保收費(fèi)合理性。車 道可分為出口與入口兩種，入口系統(tǒng)主要功能為讀寫 IC 卡、開啟與關(guān)閉自動(dòng)欄桿、轉(zhuǎn)換交通信號(hào)燈、為道 路監(jiān)控提供實(shí)時(shí)信息、上傳或下載車輛黑名單、入口 車輛相關(guān)數(shù)據(jù)的上傳等；而出口系統(tǒng)除上述功能外， 還需計(jì)算通行費(fèi)用并語音播報(bào)、更新費(fèi)率表、特殊車 輛記錄與抓拍、出口數(shù)據(jù)上傳等。在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下，我 國(guó)高速公路管理將更為規(guī)范化，通過車道收費(fèi)軟件的 設(shè)計(jì)與使用保障整個(gè)交通系統(tǒng)的正常運(yùn)作。本文以車 道收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為主線，作出如下分析。1 車道收費(fèi)軟件設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析1.1 突發(fā)狀況應(yīng)急處理設(shè)計(jì) 在現(xiàn)階段高速公路收費(fèi)環(huán)境中，不乏一些車輛為 了節(jié)省過路費(fèi)出現(xiàn)闖關(guān)現(xiàn)象，這種情況可能造成收

3、費(fèi) 的混亂。另外，車輛種類的不同在收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)方面也不 盡相同，例如在遇到公務(wù)車、軍警車、領(lǐng)導(dǎo)車隊(duì)（緊 急車）、欠款車等車輛時(shí)， 軟件需對(duì)這類車輛展開及時(shí) 劃分，確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。 且車輛還分為有卡與無卡兩種， 與收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)差異性相互組合時(shí)無形中極大增加了收費(fèi) 復(fù)雜性。1.2 用戶版本移植的復(fù)雜性 現(xiàn)階段收費(fèi)系統(tǒng)相當(dāng)于僅面向了業(yè)主這單一方 面，在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下，業(yè)主使用的車道收費(fèi)模式與軟件 設(shè)計(jì)密切相關(guān)。傳統(tǒng)收費(fèi)系統(tǒng)屬于非聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，若在 此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)首先要解決業(yè)主匹配問題。在聯(lián)網(wǎng) 情況下，可將收費(fèi)看做兩個(gè)以上高速公路業(yè)主（且行 駛路段為相連狀態(tài)）的聯(lián)合收費(fèi)，無論是在外設(shè)上還 是版本上都需有所改變。換言之

4、，要求收費(fèi)系統(tǒng)不僅 能夠起到既定作業(yè)的處理功能，還可靈活應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)狀況，做好適應(yīng)性與靈活性。2 收費(fèi)軟件的功能實(shí)現(xiàn)分析2.1 軟件實(shí)現(xiàn)方式 車輛在進(jìn)入到收費(fèi)系統(tǒng)之后，由于自身重量以及 車身行駛狀態(tài)會(huì)將線圈觸發(fā)，車輛隨即進(jìn)入到天線檢 測(cè)范圍。在信號(hào)被觸發(fā)之后， 車道程序會(huì)將天線開啟， 接收 CPU 與 OBU 傳來的信息同時(shí)實(shí)時(shí)處理。通過信 息交互，車輛 CPU 卡信息將實(shí)現(xiàn)被讀寫。首先收費(fèi)系統(tǒng)會(huì)驗(yàn)證 CPU 卡與車輛是否匹配， 并 查驗(yàn) OBU 有效性。之后訪問服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，了解車 道內(nèi)車輛是否處于黑名單或灰名單之中，若處于則根 據(jù)欠費(fèi)或漏繳情況作出合理判斷并打印單據(jù)（此操作 需聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)），在所

5、有檢驗(yàn)均合格后才能夠開始收費(fèi)操 作。收費(fèi)操作為交易核心，車輛在高速公路入口處收 費(fèi)為零元，出口處收費(fèi)根據(jù)駛?cè)肱c駛出情況按標(biāo)準(zhǔn)收 費(fèi)。最后，車輛在交易成功狀態(tài)下，費(fèi)額顯示器上會(huì) 將扣費(fèi)信息顯示出來并放行。2.2 數(shù)據(jù)上傳 數(shù)據(jù)上傳是聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下軟件的必要技能，也是聯(lián) 網(wǎng)時(shí)車道收費(fèi)核心功能。由于高速公路在軟件運(yùn)行條 件上相對(duì)惡劣，受到內(nèi)存等客觀條件影響較大，因此 在設(shè)計(jì)上可分為前臺(tái)與后臺(tái)兩方面展開傳送，通過UDP 通信協(xié)議完成。 但這是一種可靠性不強(qiáng)的傳輸協(xié) 議，因此需采用某種方式保障數(shù)據(jù)可靠性，例如 SendFlag標(biāo)志。具體上傳流程如下：當(dāng)高速公路入口處發(fā)卡或出口收費(fèi)信息出現(xiàn)時(shí)， 信息會(huì)被存至本

6、地?cái)?shù)據(jù)庫，將標(biāo)志定義為假并讓前臺(tái) 軟件向后臺(tái)發(fā)送傳送消息。后臺(tái)接收后則使用協(xié)議將 數(shù)據(jù)上傳，將標(biāo)志為真的記錄刪除。接著，當(dāng)收費(fèi)站 服務(wù)器收到信息后，需自動(dòng)檢索數(shù)據(jù)庫再操作數(shù)據(jù)， 成功后發(fā)送成功標(biāo)志至車道軟件。軟件收到成功信息 后，可將該記錄標(biāo)志設(shè)置為真。最后，車道收費(fèi)后臺(tái) 軟件會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送至收費(fèi)站服務(wù)器。此時(shí)若網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn) 故障，需重新檢查網(wǎng)絡(luò)是否處于聯(lián)通狀態(tài)。2.3 時(shí)間統(tǒng)一性的實(shí)現(xiàn)在收費(fèi)系統(tǒng)中，由于需使用到聯(lián)網(wǎng)功能，因此時(shí) 間的統(tǒng)一性尤為重要。在軟件實(shí)際運(yùn)用中，時(shí)間標(biāo)準(zhǔn) 應(yīng)以站級(jí)服務(wù)器為主。服務(wù)器中會(huì)安裝 SQL Server， 能夠自主實(shí)現(xiàn)與 Windows 的對(duì)時(shí)。2.4 數(shù)據(jù)打印高效性傳

7、統(tǒng)采用 Windows 驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)打印花費(fèi)時(shí)間較 長(zhǎng)，通常為 8 秒左右，若通過車輛過多可能造成堵塞 情況。在聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，需正視打印時(shí)效這一問題，直 接將打印控制碼發(fā)送至打印機(jī)，票據(jù)會(huì)在 2 秒左右時(shí) 間被打出，極大提升了收費(fèi)速度，確保高速公路的通 暢性。2.5 特殊情況的處理 對(duì)于車輛在駛?cè)胧召M(fèi)站后出現(xiàn)的特殊情況，軟件 需加以區(qū)分并將其上傳至服務(wù)器，包括車輛車牌號(hào)、 車主信息以及具體情況類別等方面。尤其是在出口車 道，通常出現(xiàn)的特殊情況有儲(chǔ)值卡余額不足、入口信 息錯(cuò)誤或丟失、 CPU 卡丟失、報(bào)警器提示等。入口方 面，主要有缺少 CPU 卡以及電子標(biāo)簽兩種。 對(duì)于特殊 情況，需值班員正確引導(dǎo)

8、車輛至 MTC 車道處理，并 將信息上傳。3 結(jié)束語 高速公路聯(lián)網(wǎng)車道收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是對(duì)高速公路 運(yùn)營(yíng)的支撐，也是減少道路堵塞，提升車流速度的有 效方式。在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下，信息傳播速度極大提升，系 統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)大部分?jǐn)?shù)據(jù)處理， 有效減輕了值班員工作量。 在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方面，現(xiàn)階段需解決的主要問題 在于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下身份認(rèn)證的統(tǒng)一性以及軟件處理功能 范圍的擴(kuò)大化?？傊?，軟件設(shè)計(jì)人員還需加大投入力 度，在不斷實(shí)踐基礎(chǔ)上將收費(fèi)軟件設(shè)計(jì)得更為完善， 通過軟件真正實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)管理，為高速公路的運(yùn)營(yíng)提供 強(qiáng)有力支撐。參考文獻(xiàn)1 鄭穎.高速公路車道收費(fèi)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) D. 西安電子科技大學(xué)， 2010(01).2 張星.ETC車道收費(fèi)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.中國(guó) 交通信息化， 2011(