廣州高速公路ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)需求分析

黃周平

摘要：廣州市作為我國(guó)改革開(kāi)放的前沿，高速公路的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)示范工程區(qū)域高速公路ETC跨省市互聯(lián)，將為該區(qū)域帶來(lái)更為便利的區(qū)域通行條件，不僅可以大大提高通行效率，加速城市間信息、資源流動(dòng)速度，而且對(duì)于交通低碳化發(fā)展具有積極意義，將直接為京津冀、長(zhǎng)三角區(qū)域經(jīng)濟(jì)圈帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，并對(duì)未來(lái)全國(guó)電子不停車(chē)聯(lián)網(wǎng)提供了寶貴的建設(shè)，運(yùn)營(yíng)、管理經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：高速公路 ETC電子收費(fèi)系統(tǒng) 需求 分析

一、ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)特點(diǎn)及狀況

為滿足中國(guó)大規(guī)模應(yīng)用ETC和產(chǎn)業(yè)化需求，在前期成果基礎(chǔ)上，交通運(yùn)輸部和國(guó)家有關(guān)部門(mén)組織系列項(xiàng)目，攻克了開(kāi)放平臺(tái)條件下專(zhuān)用短程通信技術(shù)與不停車(chē)收費(fèi)業(yè)務(wù)的融合、多任務(wù)管理與互操作、野外環(huán)境下車(chē)載機(jī)與路側(cè)系統(tǒng)的交易和安全管理、以及ETC檢測(cè)系統(tǒng)研制等重大技術(shù)難題，完成了ETC系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，ETC業(yè)務(wù)管理、系統(tǒng)建設(shè)、密鑰管理、設(shè)備檢測(cè)等行業(yè)技術(shù)規(guī)范，建成ETC檢測(cè)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)室。

在交通運(yùn)輸部組織的“京津冀和長(zhǎng)三角區(qū)域高速公路聯(lián)網(wǎng)電子不停車(chē)收費(fèi)示范工程”的帶動(dòng)下， 我中心提出的ETC技術(shù)，有力地支撐了產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用。2010年底國(guó)家交通運(yùn)輸部、發(fā)展改革委員會(huì)、財(cái)政部聯(lián)合出臺(tái)《關(guān)于促進(jìn)高速公路應(yīng)用聯(lián)網(wǎng)電子不停車(chē)收費(fèi)技術(shù)的若干意見(jiàn)》，更進(jìn)一步推動(dòng)了ETC的全面發(fā)展。截至2013年3月，已有21家生產(chǎn)企業(yè)的54個(gè)型號(hào)的ETC產(chǎn)品通過(guò)檢測(cè)并在全國(guó)各地投入使用，這些企業(yè)已帶動(dòng)相關(guān)系統(tǒng)建設(shè)投資超過(guò)20億。國(guó)內(nèi)建設(shè)和開(kāi)通ETC系統(tǒng)的省市已達(dá)26個(gè)，共建ETC專(zhuān)用車(chē)道5500多條，ETC用戶數(shù)量突破600萬(wàn)，自建新客戶服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)536個(gè)。

二、系統(tǒng)功能需求分析

廣州高速公路ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)包括：車(chē)道管理子系統(tǒng)、收費(fèi)管理子系統(tǒng)、收費(fèi)管理結(jié)算中心、電子標(biāo)簽管理子系統(tǒng)和服務(wù)中心管理子系統(tǒng)等五個(gè)子系統(tǒng)。

2.1車(chē)道管理子系統(tǒng)的功能劃分

高速公路ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)的車(chē)道管理子系統(tǒng)是由：車(chē)載設(shè)備探測(cè)功能模塊、車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別功能模塊、實(shí)時(shí)圖像抓拍功能模塊、控制外圍車(chē)道設(shè)備功能模塊和數(shù)據(jù)信息交換功能模塊組成。車(chē)道管理子系統(tǒng)的工作示意圖如圖1所示。

車(chē)道管理子系統(tǒng)的各個(gè)模塊的功能描述如下：

①車(chē)載設(shè)備探測(cè)功能模塊

車(chē)載設(shè)備的判斷功能。探測(cè)車(chē)輛的到來(lái)和離開(kāi)，并能夠判斷通行車(chē)輛是否裝載車(chē)載設(shè)備，傳送檢測(cè)結(jié)果

②車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別功能模塊

具有車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)信息采集功能，并將交易信息存儲(chǔ)本地。 通過(guò)車(chē)載設(shè)備獲得交易車(chē)輛信息，IC卡信息，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)以上信息進(jìn)行校驗(yàn)，并統(tǒng)計(jì)過(guò)車(chē)數(shù)量。

在入口車(chē)道將入口收費(fèi)站信息、收費(fèi)車(chē)道信息、車(chē)輛信息等寫(xiě)入非現(xiàn)金支付卡中，并形成交易流水記錄存儲(chǔ)到本地。

在出口車(chē)道，根據(jù)車(chē)輛經(jīng)過(guò)的入口收費(fèi)站、標(biāo)識(shí)站、車(chē)類(lèi)信息，查費(fèi)率表，計(jì)算通行費(fèi)金額，回寫(xiě)出口的標(biāo)識(shí)，在支付卡中扣款并將扣款信息標(biāo)識(shí)寫(xiě)入非現(xiàn)金支付卡。并形成交易流水記錄存儲(chǔ)到本地。

③實(shí)時(shí)圖像抓拍功能模塊

具有實(shí)時(shí)的圖像抓拍功能。當(dāng)車(chē)輛通過(guò)車(chē)道時(shí)，抓拍設(shè)備自動(dòng)對(duì)車(chē)輛圖像進(jìn)行抓拍并保存。

2.2收費(fèi)管理子系統(tǒng)

根據(jù)車(chē)道軟件系統(tǒng)的需求分析，本著降低程序各構(gòu)成部分的耦合性，方便程序調(diào)試、維護(hù)及日后擴(kuò)展的目的，可將該系統(tǒng)劃分為6個(gè)模塊，收費(fèi)管理子系統(tǒng)是由：系統(tǒng)初始化模塊、業(yè)務(wù)管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、串口通信控制模塊、I/O控制模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)模塊等6個(gè)功能模塊組成。

收費(fèi)管理子系統(tǒng)的各個(gè)模塊的功能：

①系統(tǒng)初始化模塊

系統(tǒng)初始化模塊是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要負(fù)責(zé)程序啟動(dòng)時(shí)初始化外設(shè)、數(shù)據(jù)庫(kù)連接、進(jìn)入車(chē)道工作界面、加載需要的系統(tǒng)文件（配置文件，動(dòng)態(tài)庫(kù)文件）以及對(duì)車(chē)道的外圍設(shè)備進(jìn)行初始化。

②業(yè)務(wù)管理模塊

主要是操作員上班管理，系統(tǒng)參數(shù)表的下載，車(chē)道過(guò)車(chē)收費(fèi)作業(yè)流程，以及系統(tǒng)的維護(hù)和服務(wù)器時(shí)鐘同步功能。

③數(shù)據(jù)管理模塊

主要是信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)校對(duì)、數(shù)據(jù)上傳和下載的功能。數(shù)據(jù)主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，通信數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)，參數(shù)表數(shù)據(jù)，過(guò)車(chē)交易數(shù)據(jù)，日志數(shù)據(jù)，報(bào)警數(shù)據(jù)。

④串口通信控制模塊

主要是控制串口設(shè)備的工作。RSU控制器、費(fèi)額顯示器、字符疊加器。

⑤I/O控制模塊

主要是控制開(kāi)關(guān)設(shè)備的工作。主要包括欄桿機(jī)、通行為、雨棚燈、黃閃報(bào)警器、車(chē)輛檢測(cè)線圈。

三、系統(tǒng)非功能需求分析

高速公路ETC電子收費(fèi)作為一個(gè)可以實(shí)際應(yīng)用的系統(tǒng)，它至少應(yīng)該在系統(tǒng)的精確度、可靠性、穩(wěn)定性、抗干擾性、兼容能力和擴(kuò)充能力等各方面得到保證。此外，作為一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和處理的大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，不停車(chē)電子自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)該能夠充分發(fā)揮高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，諸如對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)快速處理、傳輸、歸檔，對(duì)交通流量的統(tǒng)計(jì)、分析、預(yù)測(cè)等；并且，系統(tǒng)應(yīng)該具有遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)切換保障功能及先進(jìn)的綜合網(wǎng)絡(luò)管理功能。具體說(shuō)明如下：

（1）高效性需求。車(chē)輛在高速行駛中能夠快速進(jìn)行過(guò)車(chē)交易，交易時(shí)間平均在200毫秒以內(nèi)。 2.2. 可靠性需求

（2）開(kāi)放性需求。系統(tǒng)具備良好的開(kāi)放性和兼容性，整個(gè)系統(tǒng)易于升級(jí)、易于維護(hù)。系統(tǒng)車(chē)道數(shù)量可以靈活配置，適用于任意數(shù)量車(chē)道的收費(fèi)站系統(tǒng)。便于聯(lián)網(wǎng)，組建省地級(jí)監(jiān)控中心

（3）穩(wěn)定性需求。能24小時(shí)連續(xù)動(dòng)作，能夠長(zhǎng)期不出現(xiàn)故障，保證金額扣費(fèi)準(zhǔn)確性。

（4）實(shí)時(shí)性：要求每個(gè)收費(fèi)車(chē)道均能24小時(shí)連續(xù)、快速的收費(fèi)，并能把電腦收費(fèi)的票據(jù)數(shù)目完整不漏地送往收費(fèi)站保存。

（5）準(zhǔn)確性：要求每個(gè)收費(fèi)車(chē)道通過(guò)計(jì)算機(jī)可靠地進(jìn)行收費(fèi)工作，減少人為錯(cuò)誤，并通過(guò)專(zhuān)用的或公用的網(wǎng)絡(luò)，保證收集到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。

（6）可靠性：要求整個(gè)系統(tǒng)具有良好的可靠性，能在較惡劣的環(huán)境下全天候連續(xù)穩(wěn)定工作。

（7）安全性：要求系統(tǒng)數(shù)據(jù)有安全措施，設(shè)計(jì)嚴(yán)格的管理權(quán)限，防止人為破壞；數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中確保收費(fèi)金額的絕對(duì)安全和精確。

結(jié)束語(yǔ)：需求分析是軟件生命周期中關(guān)鍵的一步，主要完成了系統(tǒng)的需要工作部分。上文包括對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要、分析了廣州高速公路ETC收費(fèi)系統(tǒng)的調(diào)查情況以及本系統(tǒng)的目標(biāo)，之后劃分了系統(tǒng)功能模塊并給出了功能結(jié)構(gòu)圖，在此基礎(chǔ)上對(duì)每一個(gè)模塊的功能詳情都進(jìn)行了詳細(xì)分析說(shuō)明，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的非功能需求進(jìn)行了詳細(xì)分析。

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