便携式移动收费系统研究

樊梅香,相晨萌,齐 飞,刘树行

(1.石家庄中岗智能设备有限公司,河北石家庄 050035;2.大连理工大学电子信息与电气工程学部,辽宁大连 116023)

便携式移动收费系统研究

樊梅香1,相晨萌2,齐 飞1,刘树行1

(1.石家庄中岗智能设备有限公司,河北石家庄 050035;2.大连理工大学电子信息与电气工程学部,辽宁大连 116023)

设计了一种收费站车流量在高峰时的移动式收费系统,并从硬件配置、软件配置和主要功能及用途方面进行了阐述,进一步验证了该系统的可行性。

便携;移动;收费系统;方案

家用轿车数量的不断上升,使得高速公路的收费车道不足以应对高峰时期的车流量,有的路段的车流量超过收费站设计时的预测车流量,系统投入使用后的备用收费车道很快满负荷工作;此外,公路收费系统的设备都在室外工作,且环境比较恶劣,经常出现设备异常损坏,一时无法修复而影响收费站正常工作的情况。笔者设计一种可移动的收费系统,用它来进行在车流量处于高峰时的通行费征收,投资少、使用率高、不需要征地,无论车流量的变化多么不可预测,移动收费系统都可以很容易地将单条车道的收费处理能力提高,甚至是成倍地提高[1]。

1 移动收费系统设计方案

1.1 系统简介

移动收费系统可用于公路紧急情况下的收费,或利用该系统替代出故障的车道进行收费(在进出繁忙的大收费站,也可直接配备几套这样的应急系统,紧急情况下几分钟就能到位工作)或增加临时收费点。在入口处给进入高速公路的车辆发放IC卡或在出口处给出站的车辆计算出应收的通行费,收取费用并回收IC卡和打印发票,同时利用有线通讯或无线通讯系统实时将收费信息上传,或在应急处理结束后接通网络上传收费数据。

1.2 移动收费系统的原理

移动收费系统是将一套完整的车道收费系统,经过简化、小型化后,集成在1台单一的设备里,包括工控主机、专用键盘、打印机、IC卡读写器等主要设备,通过有线或无线网络接入到现有的收费系统中,从而实现可移动式收费(或发卡)。这种系统的设计思想很简单,就是要能保证通行费的征收,而又能被整个系统接纳,接受整个收费系统对收费过程的监督和控制。在用于增加单条收费车道的处理能力时,移动收费系统可与原有的收费设备(即固定在收费亭内的收费设备)并行工作,提高了通行车辆的处理速度[2-3]。

1.3 移动收费系统的组成

1.3.1 硬件组成

移动收费系统由低功耗嵌入式工控机主机、液晶显示器、收费专用键盘、票据打印机、非接触式IC卡读写器、图像采集卡、硬盘、电源系统、箱式机壳、网卡(可支持无线网卡)、声卡、费额显示器、车辆抓拍摄像机(选配)、收费员实时监控摄像机(选配)、无线视频传输装置(选配)、后备电池箱(选配)等组成。机箱外壳采用铝合金材料,质量轻,外型美观,坚固耐用,体积小,便于携带,功能齐全,可以通过串口及外设控制卡和外部设备连接以控制外部设备。主机集成多功能串口卡,实现4路或8路串口扩展。15英寸液晶显示器采用折叠式设计,可旋转到任意适合的角度。

移动收费系统背面板配有 VGA接口、PS/2键盘口、PS/2鼠标口、USB接口、打印机进纸口、网络接口、串口、音频输出口、两路视频输入端口等。

1.3.2 软件组成

标准的WIN2000/WIN XP等平台操作系统;公路收费系统专用收费管理软件等。

1.4 移动收费系统的组成框图

移动收费系统组成框图见图1。

图1 移动收费系统组成框图Fig.1 Block diagram of mobile charging system

2 移动收费系统的组件结构

收费系统整体结构示意图见图2。

3 移动收费系统的主要配置

台湾工业级主板;PM 1.4 G B微处理器;250 G B标配硬盘;2 GB标配内存;10/100 MB自适应网卡;35键公路收费专用键盘;37.35 cm(15英寸)工业液晶显示器;微型针式打印机(适合82～89 mm纸宽);非接触式IC卡读写器;3路视频图形显示卡;车辆抓拍、收费员监控摄像机;视频信号无线发送及接收装置;收费员监控录像软件;外设控制模块;电源:可通过内置电池组供电/电源适配器供电,也可通过外置电池箱供电方式;机箱:采用铝合金材料,显示器采用折叠式方案,可旋转适合角度,有散热风扇和散热孔;输出端口:1个 RJ-45网口、4个串口、1个键盘PS/2插座、1个鼠标PS/2插座、1个V GA接口、2个USB2.0口、适配器/电池箱输入端口、音频输入/输出口、两路视频输入端口等[4-5]。

4 移动收费系统的效用

1)可增加单条出入口车道的处理能力

此功能是移动收费系统设计的初衷,采用阶梯式收费等模式,只需1条电源线,即可实现收费或发卡。同时站级或中心级的收费系统可监控到本机的工作情况,确保安全可靠。

2)可作为车道设备检修时的备用设备

在许多运营公司,有相当多的收费站没有备用车道,甚至有些匝道收费站只有1条收费车道。每当车道设备进行例行性检修时,为了不影响正常收费,维护人员要在夜间车流量最低的时段进行停机检查;如果车道收费系统出现故障,可能造成堵车现象,这给收费站带来了很大的工作负担,还会影响运营公司正常的收费额,同时严重损坏了运营公司的服务形象。使用移动收费系统后,这些问题迎刃而解,可用此系统作为备用设备,即使在单条收费车道的收费站也可以保证正常收费作业。

图2 收费系统整体结构示意图Fig.2 Schematic diagram of the overall charging system

3)可用于建设无需通讯布线的临时收费系统

针对一些不需控制车道外部设备(自动栏杆、车道通行灯等)的临时收费系统,可实现系统的有效快速的组建。

4)可用于省级或省际高速公路联网收费系统调试阶段的临时替换系统

省级或省际联网收费系统调试阶段,为安全平稳地实现新旧系统(或不同收费软件系统)的过渡,且不影响正常的收费运营,使用便携式移动收费系统是非常必要的。

5)作为独立的车道系统设备使用

本系统可用于替换分立的收费系统设备,搭建系统的传统设计系统,具有快速的系统组建、方便快捷的后续运营维护(维修)等优势,不失为一套优越的设计思路和方案。

5 结 语

由于该移动收费系统可以植入标准的微软WIN2000等操作系统,配合收费系统专用软件,系统可实现封闭式高速公路的全部收费功能——刷写及读取IC卡;通过软件自动计算收费金额,自动打印收费发票等;通过外设接口控制器(选配)及系统自身的串接端口(RS232),可实现对车道外围设备——自动栏杆机/车道通行信号灯/雨棚信号灯等的控制功能。

[1]赵红英,郑国强,鲍建军.不停车收费系统概述[J].浙江交通职业技术学院学报,2005,6(3):39-42.

[2]张 骏.快速公交收费系统规划方法研究[D].南京:东南大学,2005.

[3]张 毅.组合式收费系统车道子系统的优化设计研究[D].长春:吉林大学,2006.

[4]颜翠英,李 鹏,靳育婧.基于 RTP/RTCR传输机制的 IPv6网络音视频传输系统的设计与实现[J].河北科技大学学报,2011,32(2):152-156.

[5]曹国法,张伟想.公路收费站微机收费系统数据一致性保证[J].微型机与应用,1999(12):46-48.

[6]罗小宾,殷国富,胡晓兵.智能收费系统关键技术研究及实现[J].计算机工程,2003,29(4):137-139.

[7]赵汇强,武春英,张利强,等.模拟调频电台的调制系数估计[J].河北科技大学学报,2011,32(1):34-38.

[8]杨国霞,张立岩.计算机广域网网络扩容方案[J].河北工业科技,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

责任编辑:张 军

樊梅香(1980-),女,河北正定人,助理工程师,主要从事智能交通设备方面的研究。