高速公路收费系统设计

2019-11-30刘丽

电子技术与软件工程 2019年1期

关键词：电话机收费站硬盘

文/刘丽

1 前言

高速公路机电工程包括监控系统，收费系统和通信系统。在建设过程中三大系统应该是同步的，协调发展的。收费系统是机电工程的重要组成部分，它是保证高速公路正常运营的关键因素。

2 收费系统设计原则

收费系统应采用简单、实用、可靠、便于维护的方案，既要保证系统准确，有效防止作弊，又要保证车辆快速通过。根据车辆类型和行驶里程对高速公路上行驶的所有车辆正确地收费，最大限度堵塞源自道路使用者、收费人员的财务漏洞。系统可扩充、可互换、易维护。

3 收费系统主要内容

高速公路运营管理体制采用三级模式。第一级为市高速公路收费结算中心，第二级为高速收费分中心，第三级为收费站。收费系统主要由闭路电视监视系统、有线对讲系统、紧急报警系统和计重收费系统等组成。

4 闭路电视监视系统

闭路电视监视系统主要是对收费站车流量和收费广场、收费车道进行监视，对通过车辆的类型、收费员操作过程进行观察和记录，进行有效的监督。

4.1 系统构成

闭路电视监视系统主要由收费广场摄像机、出入口收费车道摄像机、出口车道收费亭摄像机以及视频光端机、三层以太网交换机、网络硬盘录像机、视频管理工作站等组成。

4.2 图像抓拍

通过车道摄像机对所有通过该车道的车辆进行视频图像抓拍。当车辆进入收费岛，埋设于收费车道下面的存在线圈检测到车辆信号，触发车道控制器在车道摄像机视频信号中选定5-10帧画面，将图像压缩为12～15KB的JPEG格式，压缩后的图像和收费站代号、收费员ID、收费车道代号、日期、时间等信息被叠加后存入车道控制器，同时通过局域网上传至收费站收费管理计算机。

4.3 图像存储

收费广场摄像机、收费车道摄像机等统一接入网络硬盘录像机并录像储存，收费站值班员可以在视频管理工作站上实时进行多画面监视，并显示报警车道图像。发生特殊情况时，收费值班员可调用网络硬盘录像机中的录像资料进行回放，以便及时处理。监控分中心可任意调用收费站的视频图像，对收费站或车道的收费数据进行监视，同时视频图像可以通过通信系统传输通道上传至市结算中心。

4.4 图像传输

收费亭、收费车道、收费广场视频图像到收费站采用光纤传输。每一路收费图像都要在收费站机房内经过硬盘录像机调制成带有IP地址的数字信号接入三层以太网交换机，然后进入综合业务传输平台。收费站内的网络硬盘录像机和视频工作站可以切换查看本地收费图像，由监控分中心通过综合业务传输平台可以调用或查看各收费站收费图像。

5 有线对讲系统

有线对讲系统由收费亭对讲分机、站级数字电话机、中心数字电话机及程控交换机组成。每个收费亭都配置一部有线对讲分机，每个收费站配置一部多功能数字电话机，在收费分中心配置一部多功能数字机，它享有最高的管理权限，整个对讲系统采用程控的指令电话方式。

亭内对讲分机摘机时即对站内数字电话机振铃，如站内值班人员10s（可调）无应答，自动转到收费分中心的数字电话机。站内数字电话机对各个收费亭内对讲分机有单拨、组播功能，当亭内收费人员摘机时，即可通话，随后摘机的参与对话。收费分中心数字电话机对其所属的站级数字电话机具有单拨和组播的功能，摘机即可通话，随后摘机参与通话。收费亭限制呼入，除非主叫为中心或站级数字电话机。

6 紧急报警系统

紧急报警系统采用键盘报警，报警信号进入车道工控机，工控机驱动收费车道声光报警器报警，报警信号通过车道交换机经光纤上传至收费站机房的三层以太网交换机，由收费管理工作站触发站内的声光报警器报警，并将报警信号向上一级上传，同时报警信号进入网络硬盘录像机，网络硬盘录像机对报警图像进行标注，便于日后查询。报警信号上传至中心后可以触发中心的网络视频服务器对报警图像进行录像，并且触发报警图像在视频管理工作站的显示器上显示。

7 计重收费系统

称重系统由汽车衡秤体、轮轴识别器、称重仪表、系统控制器、车辆分离器、车辆检测器等组成。

收费站在出口车道（ETC出口车道除外）前端增加静态称重系统设备，与车道控制机进行通讯，组成完整的计重收费系统。静态称重系统将车型、车长、轴重、车重等信息传送至车道控制机，车道控制机根据计重收费费率，对货运车辆按实际重量进行计重收费。

车辆进入安装有整车式静态汽车衡的收费车道，车辆直接在称台称重，将测量的信号传递给收费亭内控制箱中的AD板，经过一系列数据采样分析、转换等过程，计算出该车轴重、轴组重、车速。布置的轮胎识别器通过受力传感器数量的不同来区分是单轮胎还是双轮胎。两侧的收费岛上装有红外线车辆分离器，前方布有线圈，可准确的为称重系统提供开始和结束信号。当车辆完全通过后，中心控制器通过串口将称重结果、车型判别结果、车速等信息上传至收费计算机，收费计算机依据相应的费率计算出该车的通行费。