便攜式移動收費系統研究

樊梅香,相晨萌,齊 飛,劉樹行

(1.石家莊中崗智能設備有限公司,河北石家莊 050035;2.大連理工大學電子信息與電氣工程學部,遼寧大連 116023)

便攜式移動收費系統研究

樊梅香1,相晨萌2,齊 飛1,劉樹行1

(1.石家莊中崗智能設備有限公司,河北石家莊 050035;2.大連理工大學電子信息與電氣工程學部,遼寧大連 116023)

設計了一種收費站車流量在高峰時的移動式收費系統,并從硬件配置、軟件配置和主要功能及用途方面進行了闡述,進一步驗證了該系統的可行性。

便攜;移動;收費系統;方案

家用轎車數量的不斷上升,使得高速公路的收費車道不足以應對高峰時期的車流量,有的路段的車流量超過收費站設計時的預測車流量,系統投入使用后的備用收費車道很快滿負荷工作;此外,公路收費系統的設備都在室外工作,且環境比較惡劣,經常出現設備異常損壞,一時無法修復而影響收費站正常工作的情況。筆者設計一種可移動的收費系統,用它來進行在車流量處于高峰時的通行費征收,投資少、使用率高、不需要征地,無論車流量的變化多么不可預測,移動收費系統都可以很容易地將單條車道的收費處理能力提高,甚至是成倍地提高[1]。

1 移動收費系統設計方案

1.1 系統簡介

移動收費系統可用于公路緊急情況下的收費,或利用該系統替代出故障的車道進行收費(在進出繁忙的大收費站,也可直接配備幾套這樣的應急系統,緊急情況下幾分鐘就能到位工作)或增加臨時收費點。在入口處給進入高速公路的車輛發放IC卡或在出口處給出站的車輛計算出應收的通行費,收取費用并回收IC卡和打印發票,同時利用有線通訊或無線通訊系統實時將收費信息上傳,或在應急處理結束后接通網絡上傳收費數據。

1.2 移動收費系統的原理

移動收費系統是將一套完整的車道收費系統,經過簡化、小型化后,集成在1臺單一的設備里,包括工控主機、專用鍵盤、打印機、IC卡讀寫器等主要設備,通過有線或無線網絡接入到現有的收費系統中,從而實現可移動式收費(或發卡)。這種系統的設計思想很簡單,就是要能保證通行費的征收,而又能被整個系統接納,接受整個收費系統對收費過程的監督和控制。在用于增加單條收費車道的處理能力時,移動收費系統可與原有的收費設備(即固定在收費亭內的收費設備)并行工作,提高了通行車輛的處理速度[2-3]。

1.3 移動收費系統的組成

1.3.1 硬件組成

移動收費系統由低功耗嵌入式工控機主機、液晶顯示器、收費專用鍵盤、票據打印機、非接觸式IC卡讀寫器、圖像采集卡、硬盤、電源系統、箱式機殼、網卡(可支持無線網卡)、聲卡、費額顯示器、車輛抓拍攝像機(選配)、收費員實時監控攝像機(選配)、無線視頻傳輸裝置(選配)、后備電池箱(選配)等組成。機箱外殼采用鋁合金材料,質量輕,外型美觀,堅固耐用,體積小,便于攜帶,功能齊全,可以通過串口及外設控制卡和外部設備連接以控制外部設備。主機集成多功能串口卡,實現4路或8路串口擴展。15英寸液晶顯示器采用折疊式設計,可旋轉到任意適合的角度。

移動收費系統背面板配有 VGA接口、PS/2鍵盤口、PS/2鼠標口、USB接口、打印機進紙口、網絡接口、串口、音頻輸出口、兩路視頻輸入端口等。

1.3.2 軟件組成

標準的WIN2000/WIN XP等平臺操作系統;公路收費系統專用收費管理軟件等。

1.4 移動收費系統的組成框圖

移動收費系統組成框圖見圖1。

圖1 移動收費系統組成框圖Fig.1 Block diagram of mobile charging system

2 移動收費系統的組件結構

收費系統整體結構示意圖見圖2。

3 移動收費系統的主要配置

臺灣工業級主板;PM 1.4 G B微處理器;250 G B標配硬盤;2 GB標配內存;10/100 MB自適應網卡;35鍵公路收費專用鍵盤;37.35 cm(15英寸)工業液晶顯示器;微型針式打印機(適合82～89 mm紙寬);非接觸式IC卡讀寫器;3路視頻圖形顯示卡;車輛抓拍、收費員監控攝像機;視頻信號無線發送及接收裝置;收費員監控錄像軟件;外設控制模塊;電源:可通過內置電池組供電/電源適配器供電,也可通過外置電池箱供電方式;機箱:采用鋁合金材料,顯示器采用折疊式方案,可旋轉適合角度,有散熱風扇和散熱孔;輸出端口:1個 RJ-45網口、4個串口、1個鍵盤PS/2插座、1個鼠標PS/2插座、1個V GA接口、2個USB2.0口、適配器/電池箱輸入端口、音頻輸入/輸出口、兩路視頻輸入端口等[4-5]。

4 移動收費系統的效用

1)可增加單條出入口車道的處理能力

此功能是移動收費系統設計的初衷,采用階梯式收費等模式,只需1條電源線,即可實現收費或發卡。同時站級或中心級的收費系統可監控到本機的工作情況,確保安全可靠。

2)可作為車道設備檢修時的備用設備

在許多運營公司,有相當多的收費站沒有備用車道,甚至有些匝道收費站只有1條收費車道。每當車道設備進行例行性檢修時,為了不影響正常收費,維護人員要在夜間車流量最低的時段進行停機檢查;如果車道收費系統出現故障,可能造成堵車現象,這給收費站帶來了很大的工作負擔,還會影響運營公司正常的收費額,同時嚴重損壞了運營公司的服務形象。使用移動收費系統后,這些問題迎刃而解,可用此系統作為備用設備,即使在單條收費車道的收費站也可以保證正常收費作業。

圖2 收費系統整體結構示意圖Fig.2 Schematic diagram of the overall charging system

3)可用于建設無需通訊布線的臨時收費系統

針對一些不需控制車道外部設備(自動欄桿、車道通行燈等)的臨時收費系統,可實現系統的有效快速的組建。

4)可用于省級或省際高速公路聯網收費系統調試階段的臨時替換系統

省級或省際聯網收費系統調試階段,為安全平穩地實現新舊系統(或不同收費軟件系統)的過渡,且不影響正常的收費運營,使用便攜式移動收費系統是非常必要的。

5)作為獨立的車道系統設備使用

本系統可用于替換分立的收費系統設備,搭建系統的傳統設計系統,具有快速的系統組建、方便快捷的后續運營維護(維修)等優勢,不失為一套優越的設計思路和方案。

5 結 語

由于該移動收費系統可以植入標準的微軟WIN2000等操作系統,配合收費系統專用軟件,系統可實現封閉式高速公路的全部收費功能——刷寫及讀取IC卡;通過軟件自動計算收費金額,自動打印收費發票等;通過外設接口控制器(選配)及系統自身的串接端口(RS232),可實現對車道外圍設備——自動欄桿機/車道通行信號燈/雨棚信號燈等的控制功能。

[1]趙紅英,鄭國強,鮑建軍.不停車收費系統概述[J].浙江交通職業技術學院學報,2005,6(3):39-42.

[2]張 駿.快速公交收費系統規劃方法研究[D].南京:東南大學,2005.

[3]張 毅.組合式收費系統車道子系統的優化設計研究[D].長春:吉林大學,2006.

[4]顏翠英,李 鵬,靳育婧.基于 RTP/RTCR傳輸機制的 IPv6網絡音視頻傳輸系統的設計與實現[J].河北科技大學學報,2011,32(2):152-156.

[5]曹國法,張偉想.公路收費站微機收費系統數據一致性保證[J].微型機與應用,1999(12):46-48.

[6]羅小賓,殷國富,胡曉兵.智能收費系統關鍵技術研究及實現[J].計算機工程,2003,29(4):137-139.

[7]趙匯強,武春英,張利強,等.模擬調頻電臺的調制系數估計[J].河北科技大學學報,2011,32(1):34-38.

[8]楊國霞,張立巖.計算機廣域網網絡擴容方案[J].河北工業科技,2010,27(2):83-85.

Research in portable mobile charging system

FAN Mei-xiang1,XIANG Chen-meng2,QI Fei1,LIU Shu-hang1
(1.Shijiazhuang Zhonggang Intelligent Equipment Company Limited,Shijiazhuang Hebei 050035,China;2.Faculty of Electronic Information and Electrial Engineering,Dalian University of Technology,Dalian Liaoning 116023,China)

This paper designs a portable mobile charging system used to handle the peak traffic on toll stations,describes the hardware configuration,software configuration and the main functions and uses,and validates the feasibility of this program.

portable;mobile;charging system;program

TP391

A

1008-1534(2011)04-0275-03

2011-03-15;

2011-04-03

責任編輯:張 軍

樊梅香(1980-),女,河北正定人,助理工程師,主要從事智能交通設備方面的研究。