高速公路收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

TOC\o"1-5"\h\z概述 5方案設(shè)計(jì)原則和目標(biāo) 62.1符合國情 62.2技術(shù)先進(jìn) 62.3工作可靠 62.4車道指標(biāo) 7收費(fèi)系統(tǒng)的組織和管理 7收費(fèi)制式 74.1封閉式收費(fèi) 84.2開放式收費(fèi) 8收費(fèi)方式 8\o"CurrentDocument"5.1封閉路段收費(fèi)方式 8\o"CurrentDocument"5.2開放路段收費(fèi)方式 9通行卡 96.1紙質(zhì)卡 106.2磁條卡 10\o"CurrentDocument"6.3IC卡 10\o"CurrentDocument"6.4非接觸式IC卡的主要特點(diǎn) 10收費(fèi)車道配置 12收費(fèi)系統(tǒng)的組成 13\o"CurrentDocument"8.1收費(fèi)車道設(shè)備 13\o"CurrentDocument"8.1.1入口車道設(shè)備 13\o"CurrentDocument"8.1.2出口車道設(shè)備 158.2收費(fèi)站設(shè)備 15功能 15\o"CurrentDocument"8.2.2設(shè)備配置 168.3收費(fèi)分中心設(shè)備 16功能 16\o"CurrentDocument"8.3.2設(shè)備配置 168.4收費(fèi)中心 178.4.1收費(fèi)中心功能 17\o"CurrentDocument"8.4.2設(shè)備配置 17計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 17\o"CurrentDocument"9.1收費(fèi)站計(jì)算機(jī)局域網(wǎng) 17\o"CurrentDocument"9.2收費(fèi)分中心和收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)局域網(wǎng) 18\o"CurrentDocument"9.3廣域網(wǎng) 18\o"CurrentDocument"9.4數(shù)據(jù)傳輸信道 18\o"CurrentDocument"9.4.1專用信道 18\o"CurrentDocument"9.4.2公用通信 18圖像處理 1910.1全視頻方案 1910.2全數(shù)字化方案 19\o"CurrentDocument"10.3混合方案 20計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 20\o"CurrentDocument"11.1對軟件設(shè)計(jì)的要求 20\o"CurrentDocument"11.2收費(fèi)站計(jì)算機(jī)軟件配置 21\o"CurrentDocument"11.2.1系統(tǒng)軟件配置 21\o"CurrentDocument"11.2.2應(yīng)用軟件功能劃分 21\o"CurrentDocument"11.3收費(fèi)分中心和收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)軟件配置 22\o"CurrentDocument"11.3.1系統(tǒng)軟件配置 22\o"CurrentDocument"11.3.2應(yīng)用軟件功能劃分 22收費(fèi)處理過程 23\o"CurrentDocument"12.1入口車道收費(fèi)處理過程 23\o"CurrentDocument"12.2出口車道收費(fèi)處理過程 24系統(tǒng)接地 24系統(tǒng)供電 25站區(qū)的管道和線纜 25\o"CurrentDocument"結(jié)算中心設(shè)計(jì) 2616.1結(jié)算中心概述 26\o"CurrentDocument"16.2設(shè)立結(jié)算中心的目的 27\o"CurrentDocument"16.2.1節(jié)省投資 27\o"CurrentDocument"16.2.2保證高速公路的暢通，避免交通堵塞 27\o"CurrentDocument"16.2.3提高現(xiàn)代化管理水平 27\o"CurrentDocument"結(jié)算中心的設(shè)計(jì)目標(biāo) 27\o"CurrentDocument"結(jié)算中心必須具備的條件 28結(jié)算中心方案設(shè)計(jì) 28\o"CurrentDocument"16.5.1結(jié)算中心的功能 28\o"CurrentDocument"16.5.2結(jié)算中心的設(shè)備組成 29\o"CurrentDocument"16.5.3結(jié)算中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 30\o"CurrentDocument"16.5.4數(shù)據(jù)傳輸 30\o"CurrentDocument"16.5.5結(jié)算中心軟件配置 30\o"CurrentDocument"結(jié)算中心的運(yùn)行 311、概述高速公路的建設(shè)在世界各國都受到高度重視，因?yàn)樗谝欢ǔ潭壬洗碇@個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力及其在國際市場中競爭力的大小。高速公路在一個(gè)國家的公路網(wǎng)中所占的比例雖然不大，但都是聯(lián)接主要城市和重要港口、樞紐，成為運(yùn)輸繁忙的走廊，承擔(dān)者大量的客貨運(yùn)量。例如，美國高速公路只占公路總里程的1.2%，卻承擔(dān)者美國公路運(yùn)輸量的21%。其他西方國家大致也是如此。高速公路能發(fā)揮如此重要的作用，獲得很好的社會和經(jīng)濟(jì)效益，與他們非常重視提高高速公路的管理水平，采用先進(jìn)的高速公路管理系統(tǒng)是分不開的。例如，在美國從1965年一1993年期間，公路總里程只增長3%，而運(yùn)輸量卻增加了一倍，他們采用高科技改造公路網(wǎng)的技術(shù)狀況和完善交通管理系統(tǒng)，大幅度地提高現(xiàn)有公路網(wǎng)的通過能力。我國政府非常重視高速公路的建設(shè)，據(jù)計(jì)劃，到2010年我國高速公路總里程將達(dá)到30000公里，這一數(shù)字僅次于美國。我國政府將投巨資用于公路建設(shè)，所以上述計(jì)劃將提前完成。我國的汽車擁有量目前約為1500萬輛，據(jù)預(yù)測2000年我國汽車擁有量將達(dá)到2000萬輛，到2010年可達(dá)到5000萬輛。也就是說，12年以后，我國在公路總里程和汽車擁有量方面將擠身于世界前列。為了提高高速公路的交通流量，增加高速公路的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益我們必須高度重視高速公路的管理，否則就有可能出現(xiàn)在資本主義國家曾經(jīng)出現(xiàn)過的問題，即隨著交通量的不斷增加，有些公路交通阻塞嚴(yán)重，擁擠現(xiàn)象日益增多，事故頻繁，車速下降，經(jīng)濟(jì)效益減少。這里不涉及高速公路管理的其他問題，只討論收費(fèi)系統(tǒng)，在廣泛吸收國內(nèi)外同類系統(tǒng)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，并結(jié)合我國的國情提出一個(gè)完整的方案。方案設(shè)計(jì)原則和目標(biāo)2.1符合國情2.1.1我國目前的高速公路收費(fèi)只能以現(xiàn)金交易為主，但以磁卡和IC卡為主要形式的電子貨幣將得到迅速發(fā)展。2.1.2車流量目前較小，但增長迅速。2.1.3經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)省投資。2.2技術(shù)先進(jìn)采用同類系統(tǒng)目前國際上的先進(jìn)技術(shù)，開放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)便于升級工作。2.3工作可靠把可靠性放在首要位置，且操作簡單，維修方便。2.4車道指標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)行不應(yīng)造成不必要的交通延誤，車道服務(wù)應(yīng)滿足下列指標(biāo)：入口平均服務(wù)時(shí)間：6秒/車出口平均服務(wù)時(shí)間：14秒/車平均等待車輛：1輛/車道2.5數(shù)據(jù)記錄完整、準(zhǔn)確，收費(fèi)數(shù)據(jù)全部登記入帳。統(tǒng)計(jì)報(bào)表及時(shí)、準(zhǔn)確，滿足系統(tǒng)管理要求。2.6系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)具有后備功能以保證數(shù)據(jù)不丟失。2.7系統(tǒng)有完備的監(jiān)督功能，最大限度的堵塞收費(fèi)流失。收費(fèi)系統(tǒng)的組織和管理高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的組織和管理，根據(jù)行政區(qū)域和集資方式以及路段的里程而采用不同的形式。一般來說，沿途重要城鎮(zhèn)設(shè)匝道收費(fèi)站。50公里左右或3—5個(gè)收費(fèi)站設(shè)一個(gè)分中心，全路段設(shè)一個(gè)收費(fèi)中心。收費(fèi)制式收費(fèi)制式分以下兩種：封閉式和開放式，不同的要求可采用不同的收費(fèi)制式。4.1封閉式收費(fèi)這種收費(fèi)制式適合于全立交、全封閉里程較長的高等級公路收費(fèi)，采用入口發(fā)通行卡，出口讀通行卡按車型及行駛里程(或噸公里/車)收費(fèi)。4.2開放式收費(fèi)這種收費(fèi)制式適合于短程高等級公路、普通公路以及橋梁、隧道等的收費(fèi)。不考慮行駛里程僅按車型收費(fèi)。收費(fèi)方式5.1封閉路段收費(fèi)方式目前可以采用的四種收費(fèi)方式：人工收費(fèi)方式半自動(dòng)收費(fèi)方式停車全自動(dòng)收費(fèi)方式不停車全自動(dòng)收費(fèi)方式這四種收費(fèi)方式的車輛通過效率如下表:收費(fèi)方式人工方式半自動(dòng)方式停車全自動(dòng)方式不停車全自動(dòng)方式車輛通過效率11410我國目前的路橋收費(fèi)只能以現(xiàn)金收款為主，所以只能采用半自動(dòng)收費(fèi)方式，在條件成熟的地方也可以專設(shè)全自動(dòng)收費(fèi)車道。這里重點(diǎn)討論半自動(dòng)收費(fèi)方式。即采用入口發(fā)通行卡，出口讀通行卡并自動(dòng)計(jì)算收費(fèi)金額，人工收費(fèi)，車輛檢測器校核，計(jì)算機(jī)管理，閉路電視監(jiān)視的人機(jī)結(jié)合的半自動(dòng)收費(fèi)方式。?入口車道和出口車道設(shè)置收費(fèi)亭，有收費(fèi)員進(jìn)行收費(fèi)操作。?入口車輛人工分型，將信息輸入車道控制機(jī)，寫卡機(jī)寫通行卡，人工發(fā)通行券，車輛離開車道時(shí)車輛檢測器計(jì)數(shù)。?出口車道回收通行卡并由讀卡機(jī)閱讀，車道控制機(jī)自動(dòng)計(jì)算金額并顯示人工收費(fèi)，車輛離開車道時(shí)，車輛檢測器計(jì)數(shù)。?入口和出口車道數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到收費(fèi)站計(jì)算機(jī)，出口車道攝像機(jī)監(jiān)視收費(fèi)全過程。?通行卡記錄如下信息：入口收費(fèi)站代號；入口車道代號；入口收費(fèi)員代號；車型；收費(fèi)類型；入口車輛順序號；入口日期、時(shí)間等。5.2開放路段收費(fèi)方式采用半自動(dòng)收費(fèi)方式，不使用通行卡，沒有發(fā)卡和讀卡過程。收費(fèi)金額僅與車型有關(guān)。通行卡通行卡是車輛在高速公路通行的憑證，也是收取車輛通行費(fèi)的依據(jù)。所以通行券的選用對于高速公路收費(fèi)系統(tǒng)是至關(guān)重要的。半自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)現(xiàn)在常用有三種通行卡：紙質(zhì)卡；磁條卡；IC卡（也稱電子卡或集成電路卡）。6.1紙質(zhì)卡國內(nèi)有幾條高速公路的收費(fèi)系統(tǒng)采用紙質(zhì)卡，卡上印有入口站名、車型等信息，在出口用鍵盤輸入。使用紙制卡，不用讀寫卡器，工程造價(jià)低。其主要問題是紙質(zhì)卡不能實(shí)時(shí)錄入信息，整個(gè)收費(fèi)過程人工介入太多容易作弊，收費(fèi)流失較大，收費(fèi)管理難度較大。6.2磁條卡磁條卡在國外應(yīng)用的時(shí)間較長，技術(shù)比較成熟，目前國內(nèi)已建成的收費(fèi)系統(tǒng)多數(shù)都采用磁條卡。其主要缺點(diǎn)是工程造價(jià)較高，磁條卡的讀寫機(jī)比較復(fù)雜，維護(hù)比較困難，磁條卡在司機(jī)攜帶的過程中容易弄臟，影響閱讀的成功率。6.3IC卡IC卡是近期由于電子工業(yè)尤其是集成電路技術(shù)的迅速進(jìn)步而發(fā)展起來的，它在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。其主要優(yōu)點(diǎn)是：可以非接觸式讀寫，記錄信息量大，卡可以長期重復(fù)使用，操作方便、安全、可靠。主要問題是：IC卡價(jià)格較貴，通行卡一次性投資較大，而且卡片容易流失，因而必須加強(qiáng)管理。6.4非接觸式IC卡的主要特點(diǎn)以上對三種卡作了簡單介紹，本方案設(shè)計(jì)首選推薦使用IC卡。非接觸式IC卡的主要特點(diǎn)是：（1） 可以遠(yuǎn)距離讀寫操作?？梢愿鶕?jù)實(shí)際需要選擇操作距離。（2） 讀寫操作時(shí)間短。由于讀寫過程不象磁卡條讀寫那樣有機(jī)械傳動(dòng)過程，讀寫操作只須0.1秒。（3） 可以長期重復(fù)使用。使用無源卡，數(shù)據(jù)存儲在EEPROM上，數(shù)據(jù)可以保存10年以上，每張卡的重復(fù)使用可達(dá)10萬次以上。（4） 讀寫可靠性和安全性高。非接觸式系統(tǒng)采用無線電波傳送信號，避免了磁卡條怕水、怕灰塵、怕污物、怕折疊等缺點(diǎn)，讀寫成功率高，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了對系統(tǒng)的維護(hù)要求，采用加密措施，幾乎不可能破譯，數(shù)據(jù)安全性好。（5） 可以一卡多用。IC卡采用標(biāo)準(zhǔn)的信用卡尺寸，我國的金卡工程總體方案中明確了我國金融交易卡“從防偽及技術(shù)發(fā)展考慮，以IC卡為主導(dǎo)”的指導(dǎo)思想。所以可以在高速公路收費(fèi)中直接用信用卡進(jìn)行交易。采用IC卡的好處是顯而易見的，特別是隨著我國金融體制改革的深化以及公路運(yùn)輸量的迅速增加，全自動(dòng)收費(fèi)不會是很遙遠(yuǎn)的事情。采用IC卡就很容易升級到全自動(dòng)收費(fèi)。收費(fèi)車道配置車道數(shù)的配置與出入口的交通流量、收費(fèi)系統(tǒng)操作速度以及收費(fèi)員的素質(zhì)有關(guān)。上面提到出入口的平均服務(wù)時(shí)間是指熟練操作人員快節(jié)奏工作完成的情況。這里根據(jù)下列幾種情況列出三個(gè)表：高峰期單位時(shí)間交通量：300輛/小時(shí)，500輛/小時(shí)，1000輛/小時(shí)，1500輛/小時(shí)，2000輛/小時(shí)。收費(fèi)口平均服務(wù)時(shí)間：入口：6秒，8秒，10秒。出口：14秒，18秒，20秒。車輛最大等待時(shí)間：60秒。交通流量300500100015002000入口車道數(shù)0.55/10.43/11.85/22.77/33.7/4出口車道數(shù)1.52/22.54/35.07/57.6/810.14/11平均服務(wù)時(shí)間（秒/輛）：入口：6秒，出口：14秒。交通流量300500100015002000入口車道數(shù)0.77/11.28/22.56/33.84/45.12/6出口車道數(shù)2.14/33.57/47.14/810.71/1114.25/15平均服務(wù)時(shí)間（秒/輛）：入口：8秒，出口：18秒。交通流量300500100015002000入口車道數(shù)1/11.67/23.34/45/56.66/7出口車道數(shù)2.5/34.16/58.33/912.5/1316.7/17平均服務(wù)時(shí)間（秒/輛）：入口：10秒，出口：20秒。說明：（1）交通流量主要考慮高峰期。（2） 車道數(shù)斜線上面是計(jì)算值，下面是實(shí)際取值。（3） 各收費(fèi)站的車道數(shù)應(yīng)根據(jù)交通量預(yù)測，在工程設(shè)計(jì)時(shí)確定。（4） 在交通流量較小的收費(fèi)站可能實(shí)際需要1進(jìn)/1出，但要考慮設(shè)備維護(hù)以及維修期間的正常通行和收費(fèi)，所以盡可能配置備用車道。收費(fèi)系統(tǒng)的組成高速公路收費(fèi)系統(tǒng)由收費(fèi)車道設(shè)備（入口和出口0收費(fèi)站設(shè)備、收費(fèi)分中心設(shè)備和收費(fèi)中心設(shè)備組成（對于較短的路段可以不設(shè)收費(fèi)分中心）。這四級設(shè)備都以計(jì)算機(jī)為核心。收費(fèi)站計(jì)算機(jī)和所屬各車道的車道控制機(jī)組成局域網(wǎng)，收費(fèi)分中心和收費(fèi)中心的計(jì)算機(jī)分別組成各自的局域網(wǎng)。這些局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互連成廣域網(wǎng)，所以整個(gè)收費(fèi)系統(tǒng)也是一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。8.1收費(fèi)車道設(shè)備包括入口車道和出口車道。8.1.1入口車道設(shè)備入口車道設(shè)備功能—收費(fèi)員身份識別；一入口交通量檢測；一按規(guī)定流程發(fā)放通行卡；一原始數(shù)據(jù)的采集、分類、統(tǒng)計(jì)、存儲；一實(shí)時(shí)傳送信息到收費(fèi)站計(jì)算機(jī)；一異常收費(fèi)處理情況報(bào)警。設(shè)備配置車道控制機(jī)它是車道設(shè)備的核心，控制所有的車道設(shè)備，并和站計(jì)算機(jī)組成局網(wǎng)，車道控制機(jī)由一個(gè)功能很強(qiáng)的工業(yè)控制機(jī)和各種接口電路組成。收費(fèi)員終端它包括顯示器和專用鍵盤。IC卡讀寫機(jī)能對IC卡進(jìn)行讀和寫。自動(dòng)欄桿受車道控制機(jī)控制而自動(dòng)起落。車輛檢測器車輛駛離車道時(shí)控制欄桿落下并對通行車輛計(jì)數(shù)。聲光報(bào)警器非正常收費(fèi)情況報(bào)警。內(nèi)部對講分機(jī)頂棚燈8.1.2出口車道設(shè)備出口車道設(shè)備功能收費(fèi)員身份識別；出口交通量檢測；按規(guī)定流程讀卡收費(fèi)；原始數(shù)據(jù)的采集、分類、統(tǒng)計(jì)、存儲對收費(fèi)全過程攝像監(jiān)視；實(shí)時(shí)傳送信息到站計(jì)算機(jī)；異常收費(fèi)處理報(bào)警。設(shè)備配置包括入口車道的全部設(shè)備；金額顯示器面對司機(jī)，顯示車型和收費(fèi)金額；增加一套車輛檢測器，用于車牌信息的圖像采集；票據(jù)打印機(jī)：車道攝像機(jī)二臺，用于監(jiān)視收費(fèi)全過程并分別對車輛外型和車牌攝像。8.2收費(fèi)站設(shè)備8.2.1功能（1） 匯總、分類、統(tǒng)計(jì)、存儲入出口車道的收費(fèi)和交通量數(shù)據(jù)；（2） 顯示并打印報(bào)表；（3） 監(jiān)視出口車道的收費(fèi)過程，生成含有車輛外形，可辨認(rèn)的車牌和收費(fèi)數(shù)據(jù)的綜合圖像并記錄；（4） 與收費(fèi)分中心通信；（5） 提供車道設(shè)備工作電源；（6） 可與車道收費(fèi)員對講通話，對收費(fèi)進(jìn)行指揮；8.2.2設(shè)備配置收費(fèi)站設(shè)備包括：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；收費(fèi)管理計(jì)算機(jī)；財(cái)務(wù)管理計(jì)算機(jī)；圖像處理計(jì)算機(jī)；遠(yuǎn)程通信路由器；集線器；監(jiān)視器；UPS；圖像記錄設(shè)備；綜合控制臺；內(nèi)部對講主機(jī)等。8.3收費(fèi)分中心設(shè)備8.3.1功能（1） 匯總、分類、統(tǒng)計(jì)、存儲各收費(fèi)站的收費(fèi)和交通量數(shù)據(jù)；（2） 顯示并打印報(bào)表；（3） 與收費(fèi)中心和收費(fèi)站通信；（4） 非現(xiàn)金支付卡和各類身份卡的發(fā)放和管理。8.3.2設(shè)備配置收費(fèi)分中心主要設(shè)備有收費(fèi)分中心計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、遠(yuǎn)程通信路器、調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)、UPS以及用于各類身份卡（收費(fèi)員、維修人員、值班員、站長等）和非現(xiàn)金支付卡（記帳卡、預(yù)付款卡）的制作和管理的IC卡編碼機(jī)。8.4收費(fèi)中心8.4.1收費(fèi)中心功能（1） 接收各分中心的收費(fèi)和交通量數(shù)據(jù)并進(jìn)行匯總、分類、統(tǒng)計(jì)和存儲。（2） 統(tǒng)一發(fā)布系統(tǒng)時(shí)鐘、收費(fèi)率、黑名單。（3） 顯示和打印報(bào)表。（4） 非現(xiàn)金支付卡的制作和管理。8.4.2設(shè)備配置收費(fèi)中心主要設(shè)備有收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、遠(yuǎn)程通信路由器、調(diào)制解調(diào)器、UPS、打印機(jī)、IC卡編碼機(jī)等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)9.1收費(fèi)站計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)入口和出口車道控制機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、收費(fèi)管理和財(cái)務(wù)管理計(jì)算機(jī)、圖像處理計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程通信路由器等組成收費(fèi)站局域網(wǎng)。9.2收費(fèi)分中心和收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)收費(fèi)管理和財(cái)務(wù)管理計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、遠(yuǎn)程通信路由器、IC卡編碼機(jī)等組成收費(fèi)中心（分中心）計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。9.3廣域網(wǎng)收費(fèi)中心、收費(fèi)分中心、收費(fèi)站局域網(wǎng)、由路由器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程互連組成計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)。9.4數(shù)據(jù)傳輸信道廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸信道。9.4.1專用信道有的高速公路有自己的專用通信系統(tǒng)，可利用其數(shù)據(jù)通道傳輸數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的專用信道傳輸，專用通信系統(tǒng)一般都采用數(shù)據(jù)光纖傳輸系統(tǒng)，并由同步數(shù)字系列（SDH）數(shù)字線路設(shè)備、數(shù)字同步復(fù)接設(shè)備以及各種輔助設(shè)備組成同步復(fù)接光纖數(shù)字通信系統(tǒng)，傳輸速率155.52Mbps。通信容量較大，可以有較寬的傳輸頻帶。9.4.2公用通信利用我國業(yè)已存在的兩個(gè)公用通信網(wǎng)：公用電話交換網(wǎng)和公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)。一般高速公路收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸距離都較短，可以直接利用公用電話交換網(wǎng)，傳輸速率幾+kbps，可以傳輸數(shù)據(jù)和靜態(tài)圖像，也可以傳輸?shù)蛶实膭?dòng)態(tài)圖像。圖像處理10.1全視頻方案現(xiàn)在已使用的收費(fèi)系統(tǒng)大多在出口車道都安裝有攝像機(jī)以監(jiān)視收費(fèi)全程，這對加強(qiáng)收費(fèi)工作的管理防止收費(fèi)的流失起到積極作用。但目前使用的路電視監(jiān)視系統(tǒng)存在一些缺陷：（1） 由于攝像機(jī)的分辨率比較低，只能看見車的外形，分辨不清車牌。（2） 錄象機(jī)重放圖像質(zhì)量差。（3） 沒有辦法檢索，不便于對圖像的事后審查。（4） 不便于遠(yuǎn)程傳輸。10.2全數(shù)字化方案在車道對圖像數(shù)字化后，經(jīng)局域網(wǎng)傳到收費(fèi)站機(jī)房，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理顯示和記錄。此方案的優(yōu)點(diǎn)是：不用視頻電纜，簡化了機(jī)房到車道的電纜敷設(shè)；直接用數(shù)字顯示，避免視頻顯示，由于隔行掃描損失大約1/3的信息因而提高了清晰度；數(shù)字圖像記錄，檢索非常方便，便于事后審查。其缺點(diǎn)是：技術(shù)比較復(fù)雜，工程造價(jià)高；圖像不能連續(xù)記錄，否則數(shù)據(jù)庫容量將非常龐大。10.3混合方案實(shí)時(shí)圖像監(jiān)視仍然用視頻信號，圖像記錄用數(shù)字信號。這樣可以節(jié)省投資。為了節(jié)省投資又保證系統(tǒng)性能本方案首選混合方案。圖像記錄采用數(shù)字合成方法，即車輛的外形、車牌、收費(fèi)參數(shù)合成為一幅圖像。收費(fèi)參數(shù)包括：入口站址、收費(fèi)員、車型、收費(fèi)類型（正常收費(fèi)或免費(fèi)等）、日期、時(shí)間等。加上車的外形和車牌，這樣一幅圖像就包括該車收費(fèi)的全部信息。可以用多種方式，例按時(shí)間段、收費(fèi)員、班次、非正常收費(fèi)等方式實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)程檢索。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)11.1對軟件設(shè)計(jì)的要求（1） 模塊化設(shè)計(jì)。（2） 所有軟件均用高級語言編制。（3） 菜單選擇操作方式。（4） 系統(tǒng)適應(yīng)性和擴(kuò)展性強(qiáng)，方便擴(kuò)展車道和工作站。（5） 分級保密，不同級別管理人員使用不同口令進(jìn)入不同系統(tǒng)，以確保系統(tǒng)的安全。11.2收費(fèi)站計(jì)算機(jī)軟件配置11.2.1系統(tǒng)軟件配置操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：windowsNT3.51(中文版)工作站—windowsforworkgroup3.11一中文之星2.0數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)microsoftSQLserrer6.0—安裝在服務(wù)器上作為數(shù)據(jù)庫管理。VisaulForpro3.0—安裝在工作臺上作為客戶界面開發(fā)工具。11.2.2應(yīng)用軟件功能劃分將收費(fèi)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用軟件分成五個(gè)大的模塊。通信模塊：完成收費(fèi)站和車道控制機(jī)以及收費(fèi)分中心之間的數(shù)據(jù)通信。系統(tǒng)監(jiān)控模塊：完成各車道收費(fèi)過程和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。收費(fèi)管理模塊：完成收費(fèi)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、查詢、參數(shù)設(shè)置和報(bào)表打印機(jī)等。（4） 財(cái)務(wù)管理模塊：完成每日收費(fèi)款的財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)和報(bào)表。（5） 圖像處理模塊：完成圖像處理、合成、記錄和檢索。11.3收費(fèi)分中心和收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)軟件配置11.3.1系統(tǒng)軟件配置（1） 操作系統(tǒng)WindowsNT3.51（中文版）（2） 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)VisualForpro3.111.3.2應(yīng)用軟件功能劃分將收費(fèi)分中心（中心）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用軟件分成八個(gè)大模塊。（1） 安全管理模塊：負(fù)責(zé)有關(guān)人員的登錄、值班員口令修改、退出登錄和退出系統(tǒng)工作。（2） 編碼管理模塊：負(fù)責(zé)本分中心有關(guān)人員身份卡和非現(xiàn)金交易卡的發(fā)放和管理。（3） 報(bào)表管理模塊：打印各種報(bào)表。（4） 系統(tǒng)管理模塊：負(fù)責(zé)瀏覽本分中心下屬各站的各種參數(shù)并下達(dá)有關(guān)指令。（5） 數(shù)據(jù)備份模塊：負(fù)責(zé)將硬盤上的數(shù)據(jù)備份到光盤上或反之。隨機(jī)幫助模塊：提供本系統(tǒng)軟件的幫助信息。通信模塊：負(fù)責(zé)建立上、下級之間的通信。統(tǒng)一時(shí)鐘模塊：負(fù)責(zé)統(tǒng)一收費(fèi)分中心和收費(fèi)站間的時(shí)鐘。收費(fèi)處理過程12.1入口車道收費(fèi)處理過程正常處理?車輛駛?cè)胲嚨?，停在收費(fèi)亭側(cè)，收費(fèi)員按下相應(yīng)車型鍵和“確認(rèn)”鍵，取一張卡在讀寫機(jī)感應(yīng)區(qū)晃一下，確認(rèn)寫上數(shù)據(jù)后，交給司機(jī)，自動(dòng)欄桿抬起。?車輛駛出車道，通過車輛檢測器環(huán)形線圈，車輛檢測器計(jì)數(shù)并將信號傳送車道控制機(jī)，自動(dòng)欄桿落下。特殊處理?免費(fèi)車(含軍車)：車輛駛?cè)胲嚨?，司機(jī)出示由公路主管部門發(fā)的免費(fèi)證(軍車看車牌)收費(fèi)員在輸入車型后再按“免費(fèi)”鍵，其余過程同正常處理。?緊急車：救護(hù)車、消防車、工程搶險(xiǎn)車等緊急車輛駛?cè)胲嚨罆r(shí)，收費(fèi)員按“緊急”鍵，收費(fèi)站控制臺發(fā)出報(bào)警，經(jīng)值班員確認(rèn)后允許通過。?違章車：收費(fèi)員未完成收費(fèi)操作而車輛駛離車道到達(dá)環(huán)形線圈感應(yīng)區(qū)，被判為違章，收費(fèi)員按“違章”鍵，車道和站機(jī)房發(fā)出報(bào)警，按違章處理。12.2出口車道收費(fèi)處理過程(1)正常處理?車輛駛?cè)胲嚨?，收費(fèi)員輸入車型，司機(jī)把通行卡交給收費(fèi)員并讀卡。?車道控制機(jī)計(jì)算收費(fèi)金額并顯示司機(jī)付款，收費(fèi)員發(fā)收據(jù)，按”確認(rèn)”鍵，自動(dòng)欄桿抬起，允許車輛通過。?車輛駛離車道，車輛檢測器計(jì)數(shù)并將信息傳送車道控制機(jī)自動(dòng)控制欄桿落下。(2)特殊處理?免費(fèi)車:讀卡后，收費(fèi)員核對免費(fèi)證，如一致按“確認(rèn)”鍵車輛放行.如不一致,按違章處理。?緊急車:收費(fèi)員按“緊急”鍵，收費(fèi)站控制臺發(fā)出報(bào)警，經(jīng)值班員允許后，收費(fèi)員按“確認(rèn)”鍵，消除報(bào)警,放行。?違章車:收費(fèi)員按“違章”鍵，車道和站控制臺同時(shí)發(fā)出報(bào)警按違章車輛處理.收費(fèi)數(shù)據(jù)(車型、入口站址、收費(fèi)金額、處理類型等與圖像信號合成并在站控制臺顯示,以監(jiān)視收費(fèi)的全過程。系統(tǒng)接地系統(tǒng)必須有良好的接地才能保證可靠的運(yùn)行。一般情況下,接地裝置設(shè)在收費(fèi)站機(jī)房并由機(jī)房引到各車道。工作接地:W4Q安全接地:W10Q防雷接地:W10Q如果采用統(tǒng)一接地：W1Q系統(tǒng)供電收費(fèi)站（分中心，中心）機(jī)房和各車道，由機(jī)房統(tǒng)一供電，各車道收費(fèi)員不允許開關(guān)電源，要求每車道各自一路供電。站區(qū)的管道和線纜15.1收費(fèi)機(jī)房到車道的線纜包括:供電電纜、網(wǎng)絡(luò)電纜、視頻電纜、語音電纜。15.2機(jī)房到車道的電纜敷設(shè)可以采用直埋方式、管道方式、架空方式。本方案首選PVC管道方式。15.3各車道之間的線纜敷設(shè)可以采用三種方式:在車道之間建立人行通道，在通道壁上敷設(shè);在收費(fèi)亭下面設(shè)人井，人井之間用鑄鐵管（6根）敷設(shè);在收費(fèi)亭兩端各設(shè)一個(gè)手孔，車道的手孔之間各埋3根鋼管敷設(shè)。具體用那種方式由土建設(shè)計(jì)確定。結(jié)算中心設(shè)計(jì)16.1結(jié)算中心概述根據(jù)國家的長遠(yuǎn)發(fā)展計(jì)劃，我國到2010年的公路總里程將達(dá)到150萬公里，其中高速公路達(dá)到30000公里，占2%。另據(jù)預(yù)測到2010年我國汽車的擁有量最高達(dá)到5000萬輛。據(jù)美國統(tǒng)計(jì)，高速公路單位里程的運(yùn)輸效率是普通公路的20倍。照此推算到2010年我國的高速公路將承擔(dān)35%的客貨運(yùn)量。當(dāng)然這并不是有35%的汽車都在高速公路上行駛，而是要充分利用高速公路的高效率和現(xiàn)代化的管理。據(jù)交通控制理論，表征高速公路交通流量特征的臨界參數(shù)如下:交通流量N3000車/小時(shí)/2車道。交通密度N50車/公里/2車道。平均速度W60KM/小時(shí)。假設(shè)我國到2010年在交通高峰期有4%的汽車同時(shí)行使于高速公路，即有200萬輛汽車奔駛在30000公里的高速公路上，這時(shí)平均的交通流量參數(shù)是:交通流量=2667車/小時(shí)/2車道。交通密度=33.3車/公里/2車道。平均速度=80KM/小時(shí)，在某些路段還要超過這一數(shù)值。在這種情況下，如果在高速公路干線過多的設(shè)立收費(fèi)站，不但需要大量的投資和人力、物力的浪費(fèi)，而且有可能造成嚴(yán)重的交通堵塞。雖然離2010年還有12年，但過多的干線收費(fèi)站存在的問題將很快暴露出來，所以取消大多數(shù)干線收費(fèi)站（僅留兩端）勢在必行，建立結(jié)算中心是大勢所趨，這就是本章討論的問題。16.2設(shè)立結(jié)算中心的目的16.2.1節(jié)省投資以107國道北京一石家莊段為例，全長280公里，共有六個(gè)主線收費(fèi)站：北京段二個(gè)；河北保定以北段二個(gè)，保定以南段二個(gè)。要建六個(gè)收費(fèi)站，四個(gè)收費(fèi)廣場，機(jī)房，辦公樓，一切必要的生活設(shè)施，每個(gè)收費(fèi)站至少50個(gè)工作人員，要耗費(fèi)大量的財(cái)力、人力、物力。16.2.2保證高速公路的暢通，避免交通堵塞高速公路的干道交通流量都比較大，有的路段的上下行高峰車流量已經(jīng)超過2000輛，這樣極容易造成交通堵塞，干線收費(fèi)站越多問題就越嚴(yán)重。16.2.3提高現(xiàn)代化管理水平設(shè)立結(jié)算中心，既是現(xiàn)代化管理的產(chǎn)物，又是現(xiàn)代化管理的標(biāo)志，可以提高整體管理水平。16?3結(jié)算中心的設(shè)計(jì)目標(biāo)?一車一卡、一卡到底在結(jié)算中心所屬范圍內(nèi)，每輛車一張通行卡，直到駛離所轄路段。?分路段結(jié)算各路段分別結(jié)算，其收費(fèi)費(fèi)率可以相同，也可以不同。?各路段的收費(fèi)互相透明?可以遠(yuǎn)程檢索有關(guān)的收費(fèi)數(shù)據(jù)和圖像。?利用業(yè)已建成的公用通訊網(wǎng)，保證數(shù)據(jù)和圖像信息暢通，盡量節(jié)省經(jīng)費(fèi)。16.4結(jié)算中心必須具備的條件建立結(jié)算中心必須具備的條件：?收費(fèi)方式必須統(tǒng)一。?所用通行卡必須統(tǒng)一。?車輛分型標(biāo)準(zhǔn)必須統(tǒng)一。?檢索方式必須統(tǒng)一。?顯示格式及數(shù)據(jù)句法必須統(tǒng)一。?數(shù)據(jù)庫進(jìn)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)必須統(tǒng)一。?必須建立統(tǒng)一的收費(fèi)管理制度。16.5結(jié)算中心方案設(shè)計(jì)16.5.1結(jié)算中心的功能（1） 定時(shí)接收各路段的收費(fèi)數(shù)據(jù)，進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)、處理、存儲等。（2） 定時(shí)把匯總、統(tǒng)計(jì)、處理后的收費(fèi)數(shù)據(jù)（以表格形式）下傳給各路段。（3） 結(jié)算中心可以隨時(shí)檢索各路段的某些數(shù)據(jù)和圖像，各路段也可檢索結(jié)算中心和其它路段的某些收費(fèi)數(shù)據(jù)和圖像。（4） 結(jié)算中心每天對各路段的通行費(fèi)收入進(jìn)行結(jié)算。各路段對結(jié)算有疑問可以查詢有關(guān)數(shù)據(jù)和圖像。（5） 數(shù)據(jù)庫存儲的數(shù)據(jù)不少于一年。（6） 投影顯示屏可以顯示各路段的收費(fèi)和交通量數(shù)據(jù)、表格、圖形、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖像。16.5.2結(jié)算中心的設(shè)備組成（1） 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器二臺采用雙服務(wù)器系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)的安全。（2） 收費(fèi)管理計(jì)算機(jī)完成收費(fèi)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理、遠(yuǎn)程檢索、打印報(bào)表。（3）財(cái)務(wù)管理計(jì)算機(jī)完成每天收款的統(tǒng)計(jì)，各路段的結(jié)算，財(cái)務(wù)報(bào)表打印。（4） 圖形計(jì)算機(jī)和大屏幕投影顯示器。完成收費(fèi)和交通量數(shù)據(jù)、表格、圖形、圖像的顯示。（5） 遠(yuǎn)程通信路由器和調(diào)制解調(diào)器。（6） UPS（7） 集線器16.5.3結(jié)算中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在結(jié)算中心由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（二臺）收費(fèi)管理計(jì)算機(jī)、財(cái)務(wù)管理計(jì)算機(jī)、圖形計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程通信路由器組成局域網(wǎng)（見圖）該局域網(wǎng)和各路段收費(fèi)站局域網(wǎng)，收費(fèi)分中心局域網(wǎng)和收費(fèi)中心局域網(wǎng)互連成廣域網(wǎng)（見圖）16.5.4數(shù)據(jù)傳輸一般來說，廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸信道，不用專用通信網(wǎng)，就是各路段已經(jīng)建立了專用通信網(wǎng)，要把它們互連互通，也很不容易。簡單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)辦法是利用我國已經(jīng)存在的兩個(gè)公用通