高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

張振東

摘 要：高速公路作為交通道路中的重要部分，對我國交通發(fā)展有著重要的意義，它的生產(chǎn)與發(fā)展對經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著促進(jìn)作用。由于高速公路建設(shè)費(fèi)用巨大，因此需要向通過高速公路的用戶收取一定的過路費(fèi)用。如何實(shí)現(xiàn)高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的高效運(yùn)行，是我們廣大設(shè)計工作者需要思考的問題。筆者通過對我國高速公路收費(fèi)方式分析，探討科學(xué)的系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高速公路 收費(fèi)系統(tǒng) 需求分析 設(shè)計與應(yīng)用

中圖分類號：X924 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（b）-0047-02

高速公路作為現(xiàn)代化的公路基礎(chǔ)設(shè)施，其設(shè)計原則秉承著實(shí)現(xiàn)高效的公路收費(fèi)，并實(shí)現(xiàn)“高速、舒適、快捷、安全”等設(shè)計原則。由于高速公路需要進(jìn)行后期的維護(hù)和修建，且修建與維護(hù)的費(fèi)用是巨大的，再加上傳統(tǒng)的收費(fèi)系統(tǒng)在收費(fèi)時存在“收費(fèi)速度慢、收費(fèi)人力資源投入大”等問題，需要我們對收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計，以實(shí)現(xiàn)最大效率的收費(fèi)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)高速公路的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。該文以我國高速公路收費(fèi)方式作為探討要點(diǎn)，分析高效的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用，希望能為廣大讀者提供具有實(shí)效性的幫助。

1 我國高速公路收費(fèi)方式分析

我國高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的升級換代很快，是隸屬于交通機(jī)電系統(tǒng)工程的重要部分。我國高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的收費(fèi)方式根據(jù)人工的參與比例主要有：人工收費(fèi)、半自動收費(fèi)以及全自動收費(fèi)；根據(jù)收費(fèi)方式類型又可以分為均一式收費(fèi)、開放式收費(fèi)、封閉式收費(fèi)以及混合式收費(fèi)。從我國當(dāng)前高速公路收費(fèi)方式現(xiàn)狀分析看來，我國收費(fèi)的高速公路中，81%的高速公路為混合式收費(fèi)，即同時含有人工收費(fèi)窗口車道、半自動收費(fèi)車道以及ETC收費(fèi)車道；19%的高速公路收費(fèi)站只設(shè)置有半自動收費(fèi)車道。

1.1 人工收費(fèi)

人工收費(fèi)是高速公路收費(fèi)方式中最為簡單的收費(fèi)方式，也是需要人力資源最多的收費(fèi)方式，這是高速公路收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計最初所使用的收費(fèi)方式?？偟膩碚f，人工收費(fèi)的優(yōu)勢在于收費(fèi)手續(xù)簡單，不需要投資過多的基建設(shè)備，出現(xiàn)收費(fèi)問題的幾率比較少。但是由于人工收費(fèi)的人為因素比重大，缺乏相應(yīng)的監(jiān)督手段，經(jīng)常造成公路費(fèi)用流失等情況，造成國家經(jīng)濟(jì)損失。與此同時，人工收費(fèi)進(jìn)度慢、工作強(qiáng)度大，難免出現(xiàn)收費(fèi)漏洞，造成交通堵塞等情況。

1.2 半自動收費(fèi)

針對人工收費(fèi)出現(xiàn)的問題，我們設(shè)計出了半自動收費(fèi)方式。半自動收費(fèi)相比人工收費(fèi)的優(yōu)勢在于能根據(jù)計算機(jī)系統(tǒng)對用戶車型、通過高速公路的進(jìn)出口、車道設(shè)備等情況進(jìn)行匯總分析，分析出來的收費(fèi)數(shù)據(jù)顯示在收費(fèi)工作人員的計算機(jī)終端，收費(fèi)工作人員只需要進(jìn)行簡單的收費(fèi)工作就可以了。半自動收費(fèi)大大填補(bǔ)了人工收費(fèi)的漏洞，在一定程度上提高了收費(fèi)效率和收費(fèi)安全系數(shù)。當(dāng)然，收費(fèi)工作人員還需要在收費(fèi)時對用戶信息進(jìn)行核對，以確保計算機(jī)系統(tǒng)分析的數(shù)據(jù)的正確性，如果出現(xiàn)信息不匹配的情況還需要進(jìn)行人工更改，減少因?yàn)橛嬎銠C(jī)系統(tǒng)分析錯誤出現(xiàn)的收費(fèi)不合理的問題。

1.3 全自動收費(fèi)系統(tǒng)

我們又稱之為電子收費(fèi)方式（ETC），其中ETC收費(fèi)類型可以分為全自動手法卡和不停出收費(fèi)方式。ETC收費(fèi)方式充分運(yùn)用了電子測控技術(shù)，根據(jù)電子測控設(shè)備和計算機(jī)系統(tǒng)對通過車輛進(jìn)行分析收費(fèi)。ETC收費(fèi)系統(tǒng)的優(yōu)勢在于能夠?qū)崿F(xiàn)全自動不停車收費(fèi)，車輛行駛速度達(dá)到150 km/h都能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地收費(fèi)?？梢赃@么說，ETC收費(fèi)系統(tǒng)是計算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及電子測控技術(shù)全面協(xié)調(diào)發(fā)展的成果。當(dāng)然，并不是所有的通過車輛都能使用ETC收費(fèi)系統(tǒng)，通過車輛還需要裝有電子識別卡（識別卡具備車輛信息、車輛高速公路預(yù)交費(fèi)用等等信息），才能實(shí)現(xiàn)全自動收費(fèi)，實(shí)現(xiàn)真正的無人工干預(yù)的、不停車的自動收費(fèi)。

2 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

在該文中，筆者主要介紹高速公路自動收費(fèi)的設(shè)計與應(yīng)用，該文主要對數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與應(yīng)用、組件設(shè)計、功能模塊設(shè)計以及收費(fèi)系統(tǒng)的具體設(shè)計與應(yīng)用進(jìn)行介紹。

2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計與應(yīng)用

實(shí)現(xiàn)自動收費(fèi)計算機(jī)系統(tǒng)必須包含有一個完善的數(shù)據(jù)庫，它是影響收費(fèi)效率以及收費(fèi)準(zhǔn)確度的重要影響因素。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與應(yīng)用的參考因素包括如下。

2.1.1 豐富的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)錄入完善的收費(fèi)信息

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)錄入完善的收費(fèi)信息，其中包括收費(fèi)站員工信息、收費(fèi)站信息、費(fèi)率情況、車輛信息、免費(fèi)車信息、班次信息、報警信息、維修信息、車輛預(yù)充值費(fèi)用等等。數(shù)據(jù)庫信息是需要不斷豐富的，只有實(shí)時更新的數(shù)據(jù)庫信息，確保數(shù)據(jù)信息的一致性，才能保證全自動收費(fèi)的準(zhǔn)確度。

2.1.2 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)化

高速公路收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫儲存有大量的信息，因此要求數(shù)據(jù)庫的層次化、結(jié)構(gòu)化。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化能促進(jìn)數(shù)據(jù)處理的標(biāo)準(zhǔn)化，減少計算機(jī)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)交換時出現(xiàn)錯誤的幾率，因此數(shù)據(jù)庫的編碼是特別重要的。一方面，高速公路收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫盡量減少數(shù)據(jù)冗余度，減少不必要信息的儲存，以減少計算機(jī)服務(wù)器壓力；另一方面，為確保數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化，應(yīng)當(dāng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫編碼，可以用“鎖”來確保數(shù)據(jù)安全。

2.2 組件設(shè)計與應(yīng)用

組件技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高速公路自動收費(fèi)的前提，可以這么說，沒有組件技術(shù)，就難以實(shí)現(xiàn)自動收費(fèi)。組件技術(shù)與計算機(jī)系統(tǒng)、各功能模塊組成了完善的應(yīng)用系統(tǒng)，它的主要內(nèi)容如下。

2.2.1 組件技術(shù)設(shè)計要求

組件技術(shù)設(shè)計要求包括系統(tǒng)分析、收費(fèi)需求分析、組件分析、系統(tǒng)設(shè)計以及其他設(shè)計情況。當(dāng)然，組件技術(shù)在包含這些內(nèi)容的前提下，還需要進(jìn)行組件開發(fā)與應(yīng)用，并在開發(fā)完善的前提下進(jìn)行不斷地測試和部署，以實(shí)現(xiàn)組件技術(shù)的評價與維護(hù)。

組件技術(shù)要求需要各種豐富的外接設(shè)備，筆者將組件外接設(shè)備分成三大類：一是與計算機(jī)連接的外接設(shè)備（包括費(fèi)額顯示區(qū)、打印機(jī)、鼠標(biāo)、顯示器等等）；二是與I/O控制板連接的外接設(shè)備（自動欄桿機(jī)、報警器、刷卡機(jī)等等）；三是攝像機(jī)設(shè)備與錄音設(shè)備等。

2.2.2 車道收費(fèi)信息

車道收費(fèi)信息的構(gòu)建需要以組件技術(shù)為基礎(chǔ)，一般來說，車道收費(fèi)信息可以分為車道收費(fèi)系統(tǒng)（收費(fèi)處）、后臺收費(fèi)管理系統(tǒng)以及公路處收費(fèi)系統(tǒng)。3個收費(fèi)系統(tǒng)是包含與被包含的關(guān)系，它們?nèi)咧g信息交互是完成收費(fèi)工作的重要部分。車道收費(fèi)系統(tǒng)收集通行車輛的信息，并分析收費(fèi)內(nèi)容，反饋于后兩者，后兩者從數(shù)據(jù)庫中核對通行車輛收費(fèi)信息，再反饋于收費(fèi)處計算機(jī)系統(tǒng)，從而完成準(zhǔn)確地收費(fèi)。其中包括數(shù)據(jù)庫訪問模塊、串口控制以及I/O組件以及其他信息錄入組件。

3 結(jié)語

總的來說，我國高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的完善有利于交通業(yè)的發(fā)展，如何實(shí)現(xiàn)高效的高速公路自動收費(fèi)，是我們交通部門工作者需要深究的問題。該文從高速公路收費(fèi)方式的分類出發(fā)，分析人工收費(fèi)、半自動收費(fèi)以及自動收費(fèi)的主要內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，對高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計與應(yīng)用、組件設(shè)計與應(yīng)用進(jìn)行探討，分析各要求之間的基本關(guān)系和工作內(nèi)容，以方便我們提出更多科學(xué)的改進(jìn)方法。這要求我們從我國高速公路的發(fā)展情況出發(fā)，清楚收費(fèi)系統(tǒng)的工作機(jī)制，才能實(shí)現(xiàn)更好的設(shè)計與應(yīng)用，為我國公路收費(fèi)發(fā)展奉獻(xiàn)自己的力量。

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