高速公路收費系統

《高速公路收費系統》是2002年人民交通出版社出版的圖書，作者是郭敏。該書介紹了高速公路收費系統的規劃、設計、施工與管理以及聯網收費系統的建設。

基本介紹

• 書名：高速公路收費系統
• 作者：郭敏
• 類別：圖書 > 科技 > 交通運輸
• 頁數：344
• 出版社：人民交通出版社
• 出版時間：2002-07-01 
• 裝幀：平裝
• 版次：1

內容簡介

本書可作為公路收費系統研究、管理、設計與產品開發等技術人員重要參考書，同時也可作為大專院校及高等院校相關專業的本科生教材和研究生參考書。

作品目錄

第一章 緒論

道路收費和成本

收費系統的組成

收費系統涉及的技術

收費系統和ITS

國內外收費道路的現狀

第二章 收費系統規劃

收費體系的規劃

結算體系的設計

通行券的選擇

車型分類和路徑識別

第三章 收費結算中心

收費結算中心計算機系統構成

收費結算中心繫統業務需求

收費結算中心管理和運行

收費結算中心機房要求

第四章 收費站設計

收費站規劃設計標準

收費廣場設計

收費車道

收費站房區規劃

收費站計算機系統

收費系統的監控

收費站綜控台

收費系統的供電及保護

第五章 聯網收費系統的支撐平台

編碼規劃和信息交換

……

第六章 電子收費系統

第七章 收費系統實例

系統模組

收費作業流程的控制

系統的車道收費處理單元設備控制收費作業流程，車道收費處理單元由車道計算機、顯示收費作業信息的顯示器和收費作業台、收費費額顯示器、語音報價器、收費票據印表機、收費放行電動欄桿和車輛檢測器所組成，系統工作方式如下：

收費員按鍵輸入交費車輛類型到收費計算機，收費計算機計費並送收費費額顯示器顯示，語音報價器報價，經收費員確認後，計算機控制列印輸出發票，並輸出信號控制收費放行電動欄桿升起，車道通行信號燈亮綠色，放行車輛，車輛檢測器測到車輛通過後向車道控制器傳送“通過”信號，車道控制器輸出控制信號，控制收費放行道閘欄桿落下，車道通行信號燈亮紅色。工作方式見圖一.

收費信息採集和處理

系統以車道收費處理單元系統設備和CCTV系統設備進行採集和處理車輛通行情況和收費員收費作業情況的圖像和數據信息，並將信息傳送到收費監控室，向收費作業管理人員提供實時的收費作業信息，工作方式見圖二.

收費作業信息的採集 收費作業信息的採集方式是：

收費員判別繳費和免繳費車輛類型通過收費鍵盤向計算機輸入車型操作，收費計算機同時進行語音報價，此時車道報價機將發出報價提示音，同時報價機數碼管顯示應繳金額及車型。司機繳費完成，收費員通過收費鍵盤操作車輛放行，此時票據印表機列印一張票據，同時道閘欄桿將自動抬起，車道將抓拍一張疊加有本次收費相關信息的車輛圖像，本次收費數據通過網路上傳至伺服器。

收費作業信息的處理1、車道計算機接收到收費員鍵入的車型及繳費信息後，經自動處理輸出如下信息：

a. 語音報價機報出禮貌用語和收費金額

b. 控制票據印表機列印票據.

c. 收費顯示器顯示收費作業信息

d. 傳送收費數據信息給車道控制器，車道控制器輸出：

1向收費費額顯示器輸出顯示金額數據信息.

2視頻疊加信息.（亭內和亭外攝像機）

3.I/O口（繼電器組）

2、車道計算機接收到收費員鍵入免費信息後，經自動處理輸出如下信息：

a. 車道收費計算機將本次免收費相關數據上傳至伺服器。

b. 道閘欄桿自動升起放行，車道通行信號燈亮綠色。

c. 費額顯示器處於空白狀態。

d. 收據印表機不動作。

3、CCTV亭內和車道攝像機採集的收費員工作情況圖像信息，送到車道控制器疊加收費數據信息，然後送CCTV監視器上對應顯示收費員的作業情況和當前的收費金額，CCTV通道攝像機採集的車輛情況及通道放行情況的圖像信息送監視器顯示。

4、收費管理人員在進行實時監視收費作業的過程中，根據收費作業情況和收費作業的要求對收費作業情況通過實時錄象機錄像。

收費數據處理

系統監控室的網路伺服器、收費管理計算機、監視計算機、財務計算機和圖像計算機，與車道收費處理單元組成一個計算機管理收費數據信息採集系統。通過收費管理計算機進行參數設定，包括身份碼的黑白名單、個人密碼、費額表和用戶級別設定以及進行補罰款數據的輸入；通過監視計算機對上傳數據實時監視；通過財務計算機進行收費數據的查詢列印。

收費數據實時傳送收費數據由各車道計算機通過區域網路實時上傳到數據伺服器，監視計算機可實時監視收費數據，並通過財務管理計算機對各個車道計算機上傳的工班收費數據進行集合併處理。在系統異常情況下，無法實時傳送，可自動將未傳的工班收費數據存於本地機硬碟，不會丟失，等網路通暢後，再自動上傳。

收費數據的處理過程1、初始狀態

1、正反雨棚信號燈呈紅色

2、道閘欄桿落下，車道紅綠信號燈呈紅色；

3、手動欄桿處於封閉車道狀態；

4、費額顯示器處於空白狀態；

5、收費軟體顯示收費員登入界面。

2、收費員上班

1、收費顯示器在等待操作員輸入工號、口令及票號。

2、收費員通過數字鍵輸入自己的工號、口令及票號，確認無誤，操作確認後，系統進行身份與口令校驗。

a. 收費計算機上傳收費員工號、車道號、起始票號、上班日期和時間

b. 正向雨棚信號燈自動變綠、反向雨棚信號燈自動變紅

c. 如果是晚間上班，車道霧燈自動打開，並閃爍；

d. 向字元疊加器傳送收費員相關信息，並進行疊加

e. 道閘欄桿自動落下，車道紅綠信號燈呈紅色；

f. 車道收費顯示報價初始化完成

g. 系統進入正常收費狀態。

如果被確認為無效收費員信息，收費登入界面則自動清空，並提示操作員重新輸入有效工號、口令及密碼。

3、正常車輛的處理

a.當車輛駛入收費車道並停在收費亭前時,自動抓拍線圈將抓拍一張車輛圖像並上傳至伺服器，收費員進行人工車型判別，操鍵盤輸入車型，司機繳費完成後按下“確認”鍵之前，收費員可直接重新操作車型。

b.通行費額將通過收費顯示器、費額顯示器同時顯示和提示收費員和司機；同時,通行收費車道視頻符疊加至視頻圖像,以便監控員監督。

c.當收費員確認已收取應支付的全部通行費（現金）時即可按下“確認”鍵：

d.票據印表機列印一張票據；

e.道閘欄桿升起，車道通行信號燈呈綠色；

f.車道收費計算機生成本次收費數據，進行車道視頻字元自動疊加，並再次抓拍一張疊加有收費數據信息的圖像，收費數據與圖像一同上傳至伺服器；

g.車輛通過自動落桿線圈後，道閘欄桿自動落下，車道紅綠信號燈呈紅色；

h.費額顯示器處於空白狀態

i.車道收費機等待下一次收費。

4、免費車種(含軍車、公務車、緊急車)處理

a.當免繳費車輛通過收費車道時，收費員首先操作以應車型，如：軍警、政府、及友鄰等；然後按下相應的車輛類型，如：一類、二類、三類……等；放行完成後，收費計算機將上傳本次收費記錄至伺服器；

b.道閘欄桿自動升起，車道通行信號燈顯示綠色；費額顯示器處於空白狀態，收據印表機不動作；

c.車輛通過自動落桿線圈後，道閘欄桿自動落下，車道紅綠信號燈呈紅色；

5、違章車的處理

a.當收費員未完成收費業務處理操作,車輛已駛入道閘落桿線圈檢測範圍內，則確認該車輛違章；

b.收費計算機自動觸發車道報警器，經過10秒鐘或收費員按“解除報警”鍵後報警停止；

c.收費計算機自抓拍該違章車輛圖像；

d.將本次違章數據信息同抓拍圖像自動上傳至伺服器。

6、車隊的處理

當特許通過的“車隊”來到收費車道時,收費員按下“車隊開始”鍵,此時自動欄桿處於打開狀態,費額顯示器和車型分類顯示器處於空白狀態,當車隊全部通過檢測器檢測區域後,收費員再按下“車隊結束”鍵，自動欄桿落下，系統恢復到車道正常收費業務處理的初始狀態。同時，自動抓拍線圈已記錄抓拍了所有通過的車輛，並上傳伺服器。

7、收費員下班

a.收費員下班時，操作收費鍵盤下班鍵，系統完成下班任務，並將下班時所有數據信息上傳至伺服器；

b.正反雨棚人號燈呈紅色、霧燈閉、道閘欄桿落下、車道紅綠信號燈呈紅色、收費報價顯示機初始化並呈空白。

數據信息的管理

系統由收費管理系統資料庫對收費數據信息進行管理，收費管理系統資料庫能儲存保留五年以上的數據供查詢檢索，結果可通過伺服器或管理計算機的顯示器顯示，查詢檢索內容如下：

a. 所有收費車輛收費數據日、周、旬、月、季度、年情況

b. 某收費員、某車道、某班次、某一車型、某票號段在某一時間段收費情況

c. 某一時間段及某日等收費車次情況

d. 收費員工作記錄及非正常運行、非正常操作、車隊、錯票等情況記錄

e. 系統工作狀況信息

系統組成

各收費車道計算機相互獨立無通信關係。

主要設備

主要車道設備：

車道計算機、專用鍵盤、車道智慧型控制櫃、票據印表機、道閘、車道攝像機、費額顯示器、字元疊加器、閃光報警器、霧燈、車道紅綠信號燈、雨棚紅綠信號燈

車道計算機系統是一個獨立完成收費作業、控制收費作業流程的系統。與每個設備相對獨立，當系統網路發生故障和進行故障處理時，不影響各個車道計算機系統的正常收費；當系統中某個車道計算機系統發生故障和進行故障處理時，不影響其它車道計算機系統的正常收費，保障收費系統正常的收費作業。車道收費處理計算機系統單元構成如下圖四：

控制櫃

技術指標：

尺寸: 高700mm 寬560mm 深590mm輸入電源：AC220V 輸出電源： DC12V/ 4A 、DC5V/ 1A 工控機：P4 2.0 G / 256M / 80G / 100M 網卡；多串口卡 /16 路I/O 卡 4U標準機箱視頻圖像捕獲卡：解析度為768 ×576 以上 RS232 接口：2 ～8 個，用於外設接口(1 塊多串口卡和2 個工控機自帶串口) ，用於費額顯示器、收費員鍵盤、IC 卡讀寫器、視頻數據疊加器等設備 內置PCI接口卡：8 路I/O 標準接口 電源防雷保護：放電電流等級：5KA ；最大放電電流：25KA ；防護級別：1.8KV ，可防護的內部短路電流：10KA 控制器內配置I/O 調理板（均有LED 指示燈）開關量接口：固態繼電器6 個（可選擇輸出數字量的任一一個控制連線埠），用於控制車道通行燈報警燈和頂棚信號燈；繼電器6 個（可選擇輸出數字量的任一一個控制連線埠），用於控制自動欄桿；光耦輸入 8 個，用於2 個車輛檢測器的檢測信號輸入和腳踏開關輸入 6-10 路RS232 接口 工作環境：-20 ℃ ～+ 40 ℃ 軟體平台：Windows 2000 Professional 或Windows NT Workstation 4.0 機殼可用彩色噴塑鋼板或不鏽鋼板製造

區域網路

收費站區域網路主要由兩部分組成；一部分是收費站控計算機，包括伺服器及功能各異的工作站，如硬碟錄像機、報表查詢計算機、車道收費計算機等。區域網路採用星形乙太網結構10-100Mbps，傳輸線纜UTP-5。由於車道計算機和收費控制室計算機距離較遠，為保證傳輸質量，這二部分之間採用乙太網交換機通過多模光纜連線，採用多模光纖主要是考慮到距離一般在3KM以內，防止信號過強引起反射，同時也可以降低成本。

計算機收費系統的網路結構為:

1） 用一台網路交換機,收費站伺服器和車道各收費計算機，構成10-100Mbps星型以太區域網路結構。所有車道計算機連線到二台10-100Mbps自適應共享式集線器。站內其它計算機，如報表查詢計算機、硬碟錄像機連線到站內10-100Mbps自適應交換式集線器。車道集線器與站內集線器之間採用光纖連線。

2） 各收費車道計算機相互獨立無通信關係。

系統功能

系統功能

系統伺服器採用IBM等著名品牌的專用伺服器，從硬體上首先保證伺服器的穩定性與可靠性，收費機採用在野外耐惡劣環境的品牌機。以保證系統在野外一年365天，每天24小時的不間斷運行。

在進行系統設計時，在網路上選擇了採用了目前最先進的客戶/伺服器結構，設計者選擇了Microsoft Windows Advanced Microsoft SQL Server Microsft Windows Professional，這是基於如下考慮。

Microsoft Windows Advanced Server作業系統

它是用於區域網路的伺服器平台，它的集中式安全管理和強有力的容錯管理(RAID5)等特點使之成為用於伺服器的理想的作業系統。它將網路管理和基本作業系統完美地結合起來，使網路易於使用和管理。它是一個與平台無關的、可伸縮的伺服器作業系統，它可以運行在Intel x86 系統、精簡指令集（RISC）的計算機和DEC Alpha計算機上，從而使用戶在選擇計算機系統硬體上有很大的自由；它可以擴展到對稱的多處理器系統上，使得當需要提高性能時還可以增加額外的處理器；其內部完全是32位結構，在運行時有多個執行緒，它的搶占多任0務方式使作業系統能為每個套用等程式分配足夠的處理時間。

Microsoft SQL Server

其安全性、事務處理能力和誤差符合重要事務的要求：其智慧型伺服器技術增強了伺服器上的數據整體性，減小了開支和維護的成本。支持方便的單一處理系統和新型的對稱多處理器系統，保證應用程式環境符合尺寸上的需求。支持多用戶的高性能快速回響，允許同時存取多個客戶、多用戶DBMS。網路獨立性允許Microsoft SQL Server 2000支持在多機種網路上同步連線客戶/伺服器。規則和觸發器提供了資料庫整體機制.企業連線性服務用於存取公共數據和信息系統.它具有分散式資料庫管理功能,支持縮放式\多伺服器應用程式。此處它還有多種應用程式和工具，以供開發者和用戶靈活的選擇。

Microsft Windows Professional

具有友好的圖形用戶界面（GUI）、多任務環境以及網路連線功能，它的硬體無關性、強大的套用軟體支持和廣大的用戶基礎也是選擇它的原因之一。

先進性

先進性體現在設備的先進性、軟體的先進性和總體的先進性上。軟體的設計伺服器採用Microsoft Windows Advanced Server，收費計算機採用Microsft Windows Professional環境，資料庫採用Microsoft SQL Server 多用戶大型關係式資料庫。

通用性和可擴展性

通用性和可擴展性也體現在以上三個方面，我們選擇的設備兼容性好，易於升級維護。

可靠性

收費系統要求每天不間斷運行，任何一個站點故障在可能引起全線系統的癱瘓，可靠性是一個系統是否真正實用的關鍵，收費系統大部分設備都安裝於環境條件較惡劣的室外場所，對硬體設備的可靠性和穩定性要求很高，在設計中，除從硬體選擇上保證其各項性能指標達到或超過招標書上的要求外，還提供多種備援措施保證收費操作的順利進行，包括伺服器數據熱備份、網路電纜備份、收費工作站本地備份、大容量後備及軟體系統都將進行嚴格全面的測試。

完備性

本系統的收費控制措施和監控措施對車輛收費的外部逃費控制和內部監控控制是完備的。

安全性

本收費系統採用Windows Advanced Server網路系統，資料庫採用具有容錯技和數據備份技術的SQL Server 大型資料庫。為了防止硬碟損壞、偶然或惡意的數據破壞、自然災害（火災、水災、地震等）、盜竊、病毒等造成的數據破壞，我們可以根據SQL Server 提供的工具制定一套完整的數據備份方案，將重要數據備份到磁帶設備帶到安全的地方去，或通過網路將備份傳送到遠程站點有專人來管理。一旦資料庫遭到破壞，我們可以立即用備份的數據來恢復，這樣既安全又可靠。

一套完整的數據備份解決方案，一方面是提供一系列可操作的系統備份硬體配置，另一方面則還需提供一套完整的數據備份操作方案。建議每日對系統作實時備份，每月對系統作月結備份，設立專職的數據檔案保管員，負責數據資料的保存。