高速公路收费站联网自动化收费系统技术方案设计建议书.doc

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高速公路自动化联网收费系统技术方案建议书

一、概述
道路交通系统是人员,物资的运输和流通的重要枢纽,在社会经济的运行中担负着重要作用,是国民经济的动脉。高速公路的运输由于其快速灵活的特点，越来越受到各个部门的重视，在近年来得到快速开展。随着高速公路交通量的急剧增大，收费站因车辆排队交费、出站验票缓慢而堵塞严重，这已经成为道路通行的瓶颈。随着智能交通系统〔inteligent transportation system,ITS〕的出现，利用电子计算机技术、电子技术和现代通行技术，建立高速快捷的收费系统，甚至是建立不停车收费系统〔Electronic Toll Collection , ETC〕。建立完善的、自动化、智能化的联网收费系统已成为目前杜绝收费票款流失、解决道路拥挤、堵塞，实现平安快速的道路交通环境的最根本的解决方案。

收费系统运营模式
二、解决方案
1、系统网络构造
单一收费站采用C/S模式，由假设干个车道收费亭系统和一个中心管理站系统组成。收费亭和管理站都是作为网络的站点，通过网线、交换机与主机房的效劳器连接。收费亭和管理站计算机都还可以通过信号线与录像监控系统相连，在计算机上获得监控图像。整个系统采用了二级架构控制模式，那就是收费站控制室管理系统和车道收费系统。二者通过网线和交换机连接成为一个完整公路收费系统整体。如下列图所示。
单一收费站收费系统网络拓扑构造图

2、系统硬件构成
收费系统由收费车道设备、计算机系统、车牌识别子系统、平安报警系统和附属设施(供配电系统、防雷接地设施、控制台)等构成。

〔1〕车道设备及计算机系统
入口收费车道主要由收费车道控制机、IC卡读写设备、电动栏杆、车辆检测器、入口费额显示器〔含语音提示器〕、亭内和车道摄像机、票据打印机、天棚标志、雾灯、内部对讲〔热线〕及报警等设备组成。
出口收费车道主要由收费车道控制机、IC卡读写设备、电动栏杆、车辆检测器、出口信息提示器〔含语音提示器〕、亭内和车道摄像机、天棚标志、雾灯、内部对讲〔热线〕及报警等设备组成。
车道设备布置示意图
〔2〕车牌识别子系统
车牌识别子系统采用高清一体化智能车牌识别器CRE100-CY200ET集视频采集、图像抓拍、车牌识别、数据传输、数据缓存等功能于一体，具有体积小，不依赖后端收费车道机，纯硬件识别处理，识别结果通过网络直接发送至后端效劳器〔如收费站车道机、数据管理中心〕等特点，易于安装调试，后期维护简便，产品性能优异。

车牌识别子系统系统应用框图
应用现场抓拍图片
3、系统软件
软件分为车道软件、收费站软件和收费中心软件三局部。
〔1〕车道软件
车道软件分为入口车道软件和车道出口软件：
a. 普通车辆入口通过智能图像抓拍车牌识别系统抓拍图像、识别车辆号牌、由人工判别车型，通过IC卡读写器将收费金额、入口信息、目的地信息、车牌、车牌二值化图像等信息写入临时通行卡，并打印收费票据，发放临时通行卡，车道计算机控制车道设备对车辆放行。入口车道原始数据通过网络上传收费站和收费中心。
出口通过智能图像抓拍车牌识别系统抓拍图像、识别车辆号牌、车道计算机通过读卡器对通行卡信息如车牌、目的地信息进展核实比对，如果目的地信息不符，将报警，并通知中心或收费站收费人员进展人工处理。相符那么控制车道设备对车辆放行，回收临时通行卡。

b. 一次性票据车辆 入口通过智能图像抓拍车牌识别系统抓拍图像、识别车辆号牌、由人工判别车型，通过一次性票据打印机打印票据，票据信息含入口信息、目的地信息、车牌等，车道计算机控制车道设备对车辆放行。入口车道原始数据通过网络上传收费站和收费中心。
出口通过智能图像抓拍车牌识别系统抓拍图像、识别车辆号牌、车道计算机通过票据扫描仪对票据信息如车牌、目的地信息进展核实比对，如果目的地信息不符，将报警，并通知中心或收费站收费人员进展人工处理。相符那么控制车道设备对车辆放行。

c. 预付费车辆 入口通过智能图像抓拍车牌识别系统抓拍图像、识别车辆号牌，并读取预付费通行卡信息与识别信息进展比对判别通行卡真伪，连接中心查询预付费通行卡余额，扣除相应通行费用，写入目的地信息，车道计算机控制车道设备对车辆放行。入口车道原始数据通过网络上传收费站和收费中心。
出口通过智能图像抓拍车牌识别系统抓拍图像、识别车辆号牌，车道计算机通过读卡器对通行卡信息如车牌、目的地信息进展核实比对，如果目的地信息不符，将重新计算费用，对该卡进展新的扣费，然后控制车道设备对车辆放行。

入口收费流程

出口车道流程
〔2〕收费站数据管理软件
收费站软件汇总车道计算机上传的收费、扣费原始数据、进展费用结算、收费统计、票据管理、IC卡管理、图像查询和软件维护，同时上传统计数据到收费中心以及下传根底数据到车道计算。软件含网络中间件功能，保证车道、收费站之间数据的可靠传输和网络故障情况下车道软件操作的实时性。
〔3〕收费中心数据管理软件
收费中心软件汇总收费站上传的统计数据，进展收费中心的收费统计、票据管理、IC卡管理和软件维护。

系统数据流图

4、软件功能
a.出入口车道软件
显示车辆出入口信息，实时视频，控制车道设备，如顶棚灯开启关闭，栏杆升降，刷卡，收费。

b.中心数据管理软件
统计、检索和打印报表功能

财务管理
收费员下班后，收费站工作人员可在收费管理工作站输入收费员的实收金额，然后计算时机自动完成计算机统计的通行费计算工作。收费站计算机统计值和收费员实收金额的差异会马上显示出来，并可在报表系统中打印出来。

IC卡、票据管理功能
IC卡在制作发行的时候，数据库会创立一个数据表格用来跟踪各IC卡的流向。表格的字段包括IC卡系列号、当前状态〔初始、读、写等〕、当前所在地点、刷新时间等信息。IC卡每次的最新动作都将在此数据表格中刷新，如果卡坏还可以在表中注明。
统计、稽查、监视各中票证的印制、保管、领发、使用、回收、缴销、核销等过程，为统计、会计工作提供准确、可靠、有效的参考依据。
5、ETC车道
不停车收费系统〔又称电子收费系统Electronic Toll Collection System，简称ETC系统〕利用车辆自动识别〔Automatic Vehicle Identification 简称 AVI〕技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进展车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网路进展收费数据的处理，实现不停车自动收费的全电子收费系统。
 通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进展后台结算处理，从而到达车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。

ETC车道车辆通行示意图
6、紧急情况处理
便携式收费机是将一套完整的车道收费系统，经过简化、小型化后，集成在一台单一的设备里，包括有工控主机、专用键盘、打印机、IC卡读写器等主要设备，通过网络接入到现有的收费系统中，从而实现收费(或发卡)。本身安装有电池，当车道出现紧急情况，如车辆拥堵、供电故障等，可以立即启用便携式收费机。

便携式收费机
7、主要设备
〔1〕车道计算机，是一台以研华工控机为核心的计算机，配上系统所需的外设和板卡组成。

〔2〕收费专用键盘
收费员终端键盘是单独的、可拆卸的组件。键盘按键的设计充分考虑简洁实用的原那么，方便收费员准确快捷的操作。键盘按功能划成四个分区，数字键、车型键、功能键、特殊收费作业键等。

〔3〕票据打印机
收费站的所有出口车道配备票据打印机，当司机支付通行费后，收费员按下“确认〞键，票据打印机按既定的格式打印一X收据交给司机。票据打印机受车道控制机控制。

〔4〕自动栏杆机

〔5〕车辆检测器
车辆检测器采用双通道加环行线圈方式，它由埋在每条车道收费亭附近和出口处路面下的环行线圈和设于车道收费设备机箱内的检测器构成，用于统计驶入、驶出车道的车辆数和控制车道摄像机、通行信号灯、自动栏杆的动作。

〔6〕雨棚信号灯、车辆通行信号灯
雨棚信号灯安装在每一车道上方天棚上，由车道控制机控制。在车辆进入车道一侧天棚上安装红绿两色信号灯，红色“×〞表示车道关闭，绿色“↓〞表示车道开启，在雨棚车道反向加装红色“×〞信号灯，以警示车辆制止驶入。
车道通行信号灯安装在收费岛上收费亭的尾部，面对车辆行驶方向。车道通行信号灯由红色和绿色的一组信号灯〔“↓〞和“X〞图案〕组成，其工作状态是与自动栏杆一起控制车辆的通行。

〔7〕费额显示牌
费额显示器主要用于向驾驶员显示车辆的收费类型和应付的通行费金额。费额显示器由机箱、显示单元和接口组成。

〔8〕字符叠加器
在收费站收费广场出口车道设出口摄像机，在收费亭内设置亭内收费摄像机，两路图像通过字符叠加器合成一路图像信号上传监控室，车道摄像机同时将车道图像送到本车道计算机，用于特殊情况车辆图像信息的采集，同时该图像用于收费员对通行车辆情况的辅助判别。出口车道的车道、亭内摄像机图像信息上传至监控室后，被送至图像监控器、硬盘录像机和矩阵切换器，用于亭内收费情况的实时监控和备查图像信息的记录。

〔9〕IC卡读写器
采用非接触IC卡作为通行卡。在入口车道，通行卡经非接触IC卡读写器写入车辆信息后，由收费员交给驾驶员。在出口车道，通行卡经收费员收取后放回非接触IC卡读写器以便读取车辆相关信息，实现系统的自动处理。

〔10〕一次性票据扫描仪

〔11〕车道摄像机
采用一体化智能高清摄像机、集车道监控、车牌识别与一体

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