高速公路收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文/劉麗

1 前言

高速公路機(jī)電工程包括監(jiān)控系統(tǒng)，收費(fèi)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)。在建設(shè)過程中三大系統(tǒng)應(yīng)該是同步的，協(xié)調(diào)發(fā)展的。收費(fèi)系統(tǒng)是機(jī)電工程的重要組成部分，它是保證高速公路正常運(yùn)營的關(guān)鍵因素。

2 收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)采用簡單、實(shí)用、可靠、便于維護(hù)的方案，既要保證系統(tǒng)準(zhǔn)確，有效防止作弊，又要保證車輛快速通過。根據(jù)車輛類型和行駛里程對高速公路上行駛的所有車輛正確地收費(fèi)，最大限度堵塞源自道路使用者、收費(fèi)人員的財(cái)務(wù)漏洞。系統(tǒng)可擴(kuò)充、可互換、易維護(hù)。

3 收費(fèi)系統(tǒng)主要內(nèi)容

高速公路運(yùn)營管理體制采用三級模式。第一級為市高速公路收費(fèi)結(jié)算中心，第二級為高速收費(fèi)分中心，第三級為收費(fèi)站。收費(fèi)系統(tǒng)主要由閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、有線對講系統(tǒng)、緊急報(bào)警系統(tǒng)和計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)等組成。

4 閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)

閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)主要是對收費(fèi)站車流量和收費(fèi)廣場、收費(fèi)車道進(jìn)行監(jiān)視，對通過車輛的類型、收費(fèi)員操作過程進(jìn)行觀察和記錄，進(jìn)行有效的監(jiān)督。

4.1 系統(tǒng)構(gòu)成

閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)主要由收費(fèi)廣場攝像機(jī)、出入口收費(fèi)車道攝像機(jī)、出口車道收費(fèi)亭攝像機(jī)以及視頻光端機(jī)、三層以太網(wǎng)交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)、視頻管理工作站等組成。

4.2 圖像抓拍

通過車道攝像機(jī)對所有通過該車道的車輛進(jìn)行視頻圖像抓拍。當(dāng)車輛進(jìn)入收費(fèi)島，埋設(shè)于收費(fèi)車道下面的存在線圈檢測到車輛信號，觸發(fā)車道控制器在車道攝像機(jī)視頻信號中選定5-10幀畫面，將圖像壓縮為12～15KB的JPEG格式，壓縮后的圖像和收費(fèi)站代號、收費(fèi)員ID、收費(fèi)車道代號、日期、時間等信息被疊加后存入車道控制器，同時通過局域網(wǎng)上傳至收費(fèi)站收費(fèi)管理計(jì)算機(jī)。

4.3 圖像存儲

收費(fèi)廣場攝像機(jī)、收費(fèi)車道攝像機(jī)等統(tǒng)一接入網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)并錄像儲存，收費(fèi)站值班員可以在視頻管理工作站上實(shí)時進(jìn)行多畫面監(jiān)視，并顯示報(bào)警車道圖像。發(fā)生特殊情況時，收費(fèi)值班員可調(diào)用網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)中的錄像資料進(jìn)行回放，以便及時處理。監(jiān)控分中心可任意調(diào)用收費(fèi)站的視頻圖像，對收費(fèi)站或車道的收費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視，同時視頻圖像可以通過通信系統(tǒng)傳輸通道上傳至市結(jié)算中心。

4.4 圖像傳輸

收費(fèi)亭、收費(fèi)車道、收費(fèi)廣場視頻圖像到收費(fèi)站采用光纖傳輸。每一路收費(fèi)圖像都要在收費(fèi)站機(jī)房內(nèi)經(jīng)過硬盤錄像機(jī)調(diào)制成帶有IP地址的數(shù)字信號接入三層以太網(wǎng)交換機(jī)，然后進(jìn)入綜合業(yè)務(wù)傳輸平臺。收費(fèi)站內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)和視頻工作站可以切換查看本地收費(fèi)圖像，由監(jiān)控分中心通過綜合業(yè)務(wù)傳輸平臺可以調(diào)用或查看各收費(fèi)站收費(fèi)圖像。

5 有線對講系統(tǒng)

有線對講系統(tǒng)由收費(fèi)亭對講分機(jī)、站級數(shù)字電話機(jī)、中心數(shù)字電話機(jī)及程控交換機(jī)組成。每個收費(fèi)亭都配置一部有線對講分機(jī)，每個收費(fèi)站配置一部多功能數(shù)字電話機(jī)，在收費(fèi)分中心配置一部多功能數(shù)字機(jī)，它享有最高的管理權(quán)限，整個對講系統(tǒng)采用程控的指令電話方式。

亭內(nèi)對講分機(jī)摘機(jī)時即對站內(nèi)數(shù)字電話機(jī)振鈴，如站內(nèi)值班人員10s（可調(diào)）無應(yīng)答，自動轉(zhuǎn)到收費(fèi)分中心的數(shù)字電話機(jī)。站內(nèi)數(shù)字電話機(jī)對各個收費(fèi)亭內(nèi)對講分機(jī)有單撥、組播功能，當(dāng)亭內(nèi)收費(fèi)人員摘機(jī)時，即可通話，隨后摘機(jī)的參與對話。收費(fèi)分中心數(shù)字電話機(jī)對其所屬的站級數(shù)字電話機(jī)具有單撥和組播的功能，摘機(jī)即可通話，隨后摘機(jī)參與通話。收費(fèi)亭限制呼入，除非主叫為中心或站級數(shù)字電話機(jī)。

6 緊急報(bào)警系統(tǒng)

緊急報(bào)警系統(tǒng)采用鍵盤報(bào)警，報(bào)警信號進(jìn)入車道工控機(jī)，工控機(jī)驅(qū)動收費(fèi)車道聲光報(bào)警器報(bào)警，報(bào)警信號通過車道交換機(jī)經(jīng)光纖上傳至收費(fèi)站機(jī)房的三層以太網(wǎng)交換機(jī)，由收費(fèi)管理工作站觸發(fā)站內(nèi)的聲光報(bào)警器報(bào)警，并將報(bào)警信號向上一級上傳，同時報(bào)警信號進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)，網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)對報(bào)警圖像進(jìn)行標(biāo)注，便于日后查詢。報(bào)警信號上傳至中心后可以觸發(fā)中心的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器對報(bào)警圖像進(jìn)行錄像，并且觸發(fā)報(bào)警圖像在視頻管理工作站的顯示器上顯示。

7 計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)

稱重系統(tǒng)由汽車衡秤體、輪軸識別器、稱重儀表、系統(tǒng)控制器、車輛分離器、車輛檢測器等組成。

收費(fèi)站在出口車道（ETC出口車道除外）前端增加靜態(tài)稱重系統(tǒng)設(shè)備，與車道控制機(jī)進(jìn)行通訊，組成完整的計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)。靜態(tài)稱重系統(tǒng)將車型、車長、軸重、車重等信息傳送至車道控制機(jī)，車道控制機(jī)根據(jù)計(jì)重收費(fèi)費(fèi)率，對貨運(yùn)車輛按實(shí)際重量進(jìn)行計(jì)重收費(fèi)。

車輛進(jìn)入安裝有整車式靜態(tài)汽車衡的收費(fèi)車道，車輛直接在稱臺稱重，將測量的信號傳遞給收費(fèi)亭內(nèi)控制箱中的AD板，經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)采樣分析、轉(zhuǎn)換等過程，計(jì)算出該車軸重、軸組重、車速。布置的輪胎識別器通過受力傳感器數(shù)量的不同來區(qū)分是單輪胎還是雙輪胎。兩側(cè)的收費(fèi)島上裝有紅外線車輛分離器，前方布有線圈，可準(zhǔn)確的為稱重系統(tǒng)提供開始和結(jié)束信號。當(dāng)車輛完全通過后，中心控制器通過串口將稱重結(jié)果、車型判別結(jié)果、車速等信息上傳至收費(fèi)計(jì)算機(jī)，收費(fèi)計(jì)算機(jī)依據(jù)相應(yīng)的費(fèi)率計(jì)算出該車的通行費(fèi)。

8 結(jié)束語

高速公路收費(fèi)系統(tǒng)采用開放式系統(tǒng)平臺、統(tǒng)一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得整個應(yīng)用系統(tǒng)具有良好的集成性、可控性和兼容性，是從車道收費(fèi)軟件到省級聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)軟件，以及ETC收費(fèi)系統(tǒng)的整體解決方案，適用于封閉式高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)的建設(shè)，同時對于原有落后的收費(fèi)系統(tǒng)，可以方便的進(jìn)行改造和升級。