基于5.8G自由流分段收費系統(tǒng)設(shè)計

莊成桂

摘 要：全國高速公路路網(wǎng)四通八達，縱橫交錯，現(xiàn)各省之間通過省界站收費，影響通行效率，為實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)，撤消省界站并確保通行效率，交通部提出通過電子不停車快捷收費（ETC）、輔以車牌圖像識別、多種支付手段融合應(yīng)用的技術(shù)路徑來實現(xiàn)高速公路收費，本文著重闡述了基于5.8G自由流分段收費系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)，以及系統(tǒng)的主要功能。

關(guān)鍵詞：ETC? 5.8G;自由流;分段收費

1.前言

根據(jù)部路網(wǎng)中心取消省界站，實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)方案。全國聯(lián)網(wǎng)的總體技術(shù)思路：1） ETC車輛：采用自由流ETC+車牌識別技術(shù);2）MTC車輛：采用5.8G CPC卡作為通行介質(zhì)+車牌識別。基于上述思路，本文研究設(shè)計一種基于5.8G的自由流分段收費系統(tǒng)，ETC車輛采用5.8G自由流分段收費，即在高速公路收費站間設(shè)立ETC門架的自由流收費系統(tǒng)，車輛經(jīng)過該點時進行一次收費;非ETC車輛采用5.8GHz復(fù)合通行卡（CPC卡）作為通行介質(zhì)、采用自由流分段計費，即在車輛通過ETC門架時將分段計費金額寫入CPC卡，當(dāng)車輛離開高速時使用現(xiàn)金或非現(xiàn)金支付方式一次性收費。同時，系統(tǒng)需記錄交易流水，匯報天線、車牌識別儀、機柜等主要設(shè)備工作狀態(tài)，由于系統(tǒng)需要在無人條件下長期運行，系統(tǒng)的穩(wěn)定性需求極為強烈。

2.業(yè)務(wù)流程

5.8G自由流分段收費，指在高速公路兩個收費站間的斷面上，安裝橫跨公路的龍門架。在龍門加上方架設(shè)微波讀寫天線、車牌識別儀，對于ETC車輛，系統(tǒng)讀取OBU中的車輛信息、依據(jù)本路段費率計算費額;對于CPC卡車輛，系統(tǒng)通過CPC卡的車輛信息，計算通行費并寫入CPC卡中，作為出口的收費依據(jù)，并形成通行記錄。

2.1路網(wǎng)入口

在車輛進入路網(wǎng)入口，對于ETC車輛，已通過一車一標(biāo)簽實現(xiàn)OBU與車輛信息綁定，系統(tǒng)將車輛入口信息寫入安裝在電子標(biāo)簽中的CUP卡中;對于非ETC車輛，通過入口判斷將車型、車牌等車輛相關(guān)信息寫入CPC卡。

2.2路上行駛

車輛高速行駛通過5.8G自由流分段收費系統(tǒng)，系統(tǒng)對ETC車輛分路段計費、扣費，MTC車輛分路段計費。對OBU車輛，讀取OBU信息、車牌識別、計費/扣費生成交易流水及圖像流水;對于CPC卡車輛，讀CPC卡信息、車牌識別，將計費額寫入CPC卡內(nèi)，并生成交易流水;對于無介質(zhì)車輛，車牌識別生成圖像流水。

2.3、路網(wǎng)出口

在車輛進入路網(wǎng)出口，對于ETC車輛采用記賬形式扣費;對于非ETC車輛，在出口調(diào)用省級計費服務(wù)或CPC卡的計費信息進行現(xiàn)場繳費，可支持現(xiàn)金、ETC用戶卡、移動支付等多種支付方式。

3.系統(tǒng)設(shè)計

3.1 車道布局

如上圖3-1所示：高速公路原則上在每個互通立交、入/出口之間均設(shè)立5.8G自由流分段收費系統(tǒng)，在雙向六車道情況下，RSU及高清車牌視頻識別設(shè)備采用頂掛方式安置在龍門架上，在路側(cè)或門架上安裝集成車道工控機、天線控制器、交換機、防雷器、UPS后備電源等設(shè)備的室外機柜方式進行布設(shè)。RSU天線按車道數(shù)進行設(shè)置;高清車牌視頻識別設(shè)備需兼顧車輛車頭、車尾車牌、車速等信息識別，按車道數(shù)進行雙向設(shè)置在公路主斷面上架設(shè)一個龍門架;在每一方向的每一條車道上各安裝一個RSU天線;每一臺天線交易區(qū)（陰影部分）覆蓋一條車道，橢圓的長度在15m左右;當(dāng)同一方向有多個車道時，需要安裝多臺天線。省界ETC門架須在每個方向前后各設(shè)置兩排，互為冗余;非省界ETC門架設(shè)置單排門架，應(yīng)考慮關(guān)鍵設(shè)備、應(yīng)用軟件、供電與通訊的冗余備份。

3.2 設(shè)備連接架構(gòu)

58G自由流分段收費系統(tǒng)的設(shè)備連接圖如下：

一個完整的自由流分段收費點稱為全幅自由流收費點，包含上行、下行兩套系統(tǒng);單獨的上行或下行系統(tǒng)稱為半幅自由流收費點，每個半幅自由流收費點配置一臺工控機，工控機通過交換機與外部網(wǎng)絡(luò)連接。在半幅自由流收費點，按照實際車道數(shù)量，每條車道配備一臺RSU和兩個車牌識別儀，每臺RSU和車牌識別儀都通過網(wǎng)絡(luò)與工控機連接。

3.3 5.8標(biāo)識系統(tǒng)架構(gòu)

5.8G自由流分段收費系統(tǒng)涉及到的軟件對象有：數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控程序、稽查程序、數(shù)據(jù)服務(wù)程序、自由流收費門架程序、MySQL數(shù)據(jù)庫、遠程升級程序、網(wǎng)絡(luò)守護程序、RSU天線程序、升級服務(wù)器，系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖3.2所示。

4.系統(tǒng)功能規(guī)劃

5.8G自由流分段收費系統(tǒng)功能包括自由流交易、車輛圖像采集、設(shè)備狀態(tài)采集和數(shù)據(jù)處理四大功能模塊。其中自由流交易包括：ETC交易處理、CPC交易處理、費率計算、生成通行記錄;車輛圖像采集包括：抓拍圖像、生成圖像流水、疊加數(shù)據(jù)、生成車輛合計數(shù);設(shè)備狀態(tài)采集包括設(shè)備狀態(tài)獲取、軟件狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)狀態(tài)監(jiān)測及自檢更新;數(shù)據(jù)處理包括：接收下發(fā)參數(shù)、上傳數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計及數(shù)據(jù)去重。

5.總結(jié)

本文通過分析5.8G自由流分段收費系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程，闡述了系統(tǒng)的總體設(shè)計，包括車道布局、設(shè)備連接架構(gòu)及系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，并對系統(tǒng)功能進行了規(guī)則分析。

參考文獻：

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