孫振興，陳 曄

（南京公路發(fā)展集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210008）

南京繞越高速公路（編號G2501）是國道主干線長春—深圳高速公路在江蘇省南京市的過境路段，按照建設(shè)計(jì)劃，南京繞越高速公路將在所有的出、入口匝道互通立交設(shè)置9座匝道收費(fèi)站，并利用三橋、四橋的主線收費(fèi)站進(jìn)行扎口，路段整體納入江蘇省蘇南高速路網(wǎng)實(shí)行封閉式聯(lián)網(wǎng)計(jì)程收費(fèi)。按照聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的相關(guān)規(guī)定，參與聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的各路段需對各型車輛采用統(tǒng)一的管理流程，按江蘇省高速公路統(tǒng)一的路網(wǎng)費(fèi)率收費(fèi)，正確拆分收取到的路網(wǎng)內(nèi)其它路段的通行費(fèi)，因此需開發(fā)一套專用的收費(fèi)管理系統(tǒng)軟件，本文分析了收費(fèi)系統(tǒng)軟件的需求，并介紹了軟件的各組成部分［1-2］。

1 系統(tǒng)綜述

南京繞越高速公路收費(fèi)系統(tǒng)采用封閉式全省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)制式，收費(fèi)方式為“人工判型，人工收費(fèi)，計(jì)算機(jī)管理，收費(fèi)視音頻監(jiān)視，檢測器校核”的半自動(dòng)方式［3］。根據(jù)經(jīng)物價(jià)部門批復(fù)的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)費(fèi)率收取通行費(fèi)，并對貨車實(shí)行計(jì)重收費(fèi)； 通行卡采用非接觸式IC卡，在系統(tǒng)中封閉運(yùn)行，重復(fù)、循環(huán)使用［4］。南京繞越高速全線不設(shè)置主線收費(fèi)站（利用三橋、四橋的主線收費(fèi)站代收通行費(fèi)），設(shè)置9處匝道收費(fèi)站（見表1），設(shè)1處收費(fèi)管理分中心，即科學(xué)園分中心與科學(xué)園B收費(fèi)站同址［5］。

表1 各收費(fèi)站建設(shè)規(guī)模

新入網(wǎng)的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)必須配備一套功能比較完善的收費(fèi)軟件，以確保實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有其它路段系統(tǒng)的無縫對接，系統(tǒng)終端必須具備離線收費(fèi)的功能，為CS架構(gòu)，具備操作方便、數(shù)據(jù)安全等特點(diǎn)，除此以外，收費(fèi)軟件還可通過多種數(shù)據(jù)備份手段，確保數(shù)據(jù)的安全性，并可擴(kuò)展電子預(yù)沖值卡繳費(fèi)以及不停車（ETC）收費(fèi)等功能。整個(gè)系統(tǒng)軟件分為前端道口收費(fèi)程序、后臺管理程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3大部分，其中前端道口收費(fèi)程序分為入口發(fā)卡程序、出口收費(fèi)程序2種；后臺管理程序分為通行卡管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、圖像稽查3個(gè)系統(tǒng)功能；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分為收費(fèi)站、收費(fèi)分中心2級存儲(chǔ)。收費(fèi)系統(tǒng)硬件由車道收費(fèi)控制子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)、視音頻監(jiān)視子系統(tǒng)、內(nèi)部對講子系統(tǒng)、安全報(bào)警子系統(tǒng)、UPS供電子系統(tǒng)、過電壓保護(hù)設(shè)施、線纜工程及附屬設(shè)施等構(gòu)成。

2 聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)軟件需求分析

2.1 收費(fèi)車道程序需求分析

在入口車道收費(fèi)員將入口通行信息（站號、時(shí)間、收費(fèi)員工號等）寫入通行卡（非接觸式IC卡）并發(fā)放；出口車道收費(fèi)員刷卡讀出通行卡內(nèi)的入口信息，自動(dòng)計(jì)算出繳費(fèi)金額，收取通行費(fèi)。并具備對車隊(duì)、無卡車、軍車、公務(wù)車、變檔車等特殊車情的處理功能。

2.2 通行卡管理程序需求分析

能夠準(zhǔn)確地反映當(dāng)前收費(fèi)站的卡庫存量情況；能夠方便地進(jìn)行通行卡的調(diào)入和調(diào)出操作，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；能夠?qū)φ０l(fā)放的通行卡進(jìn)行狀態(tài)察看和恢復(fù)，使其繼續(xù)使用，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)； 能夠查詢站內(nèi)流通的通行卡的狀態(tài)。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析程序需求分析

能夠?qū)κ召M(fèi)員下班后填報(bào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作和管理，主要包括收費(fèi)數(shù)據(jù)的錄入、刪除及修改，通行卡領(lǐng)用數(shù)據(jù)的錄入、刪除及修改，加收款的錄入、刪除及修改，欠費(fèi)的錄入。

能夠根據(jù)管理部門的要求，對收費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，產(chǎn)生各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表，包括交通通行費(fèi)類、交通流量類、收費(fèi)管理類、路網(wǎng)收費(fèi)拆帳類和計(jì)重收費(fèi)流量金額統(tǒng)計(jì)。

2.4 圖像稽查程序需求分析

能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視車道收費(fèi)員工作狀態(tài)并通過切換調(diào)取各車道視頻；能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視特殊車輛通過收費(fèi)車道的收費(fèi)狀態(tài)；能夠?qū)嚨雷ヅ牡膱D像進(jìn)行查詢；能夠調(diào)取出口車輛的入口圖像。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

按江蘇省收費(fèi)公路管理規(guī)定，高速公路收費(fèi)系統(tǒng)車道級程序盡量簡化，以縮短收費(fèi)操作時(shí)間。南京繞越高速公路的設(shè)計(jì)服務(wù)水平為：入口車道平均服務(wù)時(shí)間為6 s，平均服務(wù)水平為等待1輛車；出口車道平均服務(wù)時(shí)間為14 s，平均服務(wù)水平為等待1輛車。付費(fèi)方式包括收取現(xiàn)金支付和使用預(yù)充值卡電子支付2種方式。

3.2 軟件數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

（1） 原始車道記錄數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

原始車道記錄文件分為當(dāng)班記錄數(shù)據(jù)庫和本月數(shù)據(jù)庫。為了方便收費(fèi)站和中心、分中心統(tǒng)計(jì)，收費(fèi)站、收費(fèi)中心的車道原始數(shù)據(jù)只有一個(gè)出口月數(shù)據(jù)表和一個(gè)入口月數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表EXITYYYYMXXX和ENTRYYYYMMXXX，其中XXX為收費(fèi)站編號。

（2） 費(fèi)率表設(shè)計(jì)

費(fèi)率表是聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的基礎(chǔ)，它規(guī)定了任意兩站之間各型車的費(fèi)率，費(fèi)率表由省高速公路聯(lián)網(wǎng)中心統(tǒng)一下發(fā)。

3.3 收費(fèi)車道程序模塊設(shè)計(jì)

（1） 初始化功能模塊設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，初始化功能模塊對所有的串口、視頻卡、VDM、費(fèi)額顯示器進(jìn)行初始化，同時(shí)加載電動(dòng)欄桿機(jī)、環(huán)檢測器、非接觸IC卡等處理程序。

（2） 系統(tǒng)管理模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)管理模塊分操作員登錄、費(fèi)率表管理、時(shí)鐘同步、黑白名單管理、參數(shù)管理。操作員登錄用于操作員輸入并檢證操作員的合法性；費(fèi)率表管理用于管理費(fèi)率表的更新和讀?。粫r(shí)鐘同步用于和服務(wù)器時(shí)鐘同步；黑白名單管理用于黑白名單的更新和讀取，參數(shù)管理用于設(shè)置和讀取。

（3） 鍵盤管理模塊設(shè)計(jì)

鍵盤管理模塊包括鍵盤操作日志管理并響應(yīng)收費(fèi)員各種操作，按規(guī)定完成各類車輛收費(fèi)過程。

（4） 數(shù)據(jù)管理模塊設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)管理模塊包括本地?cái)?shù)據(jù)庫管理、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)校對、數(shù)據(jù)升遷和下載4類。本地?cái)?shù)據(jù)庫管理完成本地?cái)?shù)據(jù)庫的生成、增加、修改以及硬盤電子盤和虛盤數(shù)據(jù)文件的管理。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫管理完成服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫的生成、增加、修改；數(shù)據(jù)校對完成數(shù)據(jù)的有效性檢驗(yàn)以及本地?cái)?shù)據(jù)庫管和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫的核對。

（5） 基本輸入、輸出模塊設(shè)計(jì)

基本輸入輸出模塊包括亭內(nèi)顯示器輸出、費(fèi)額顯示器輸出、電動(dòng)欄桿控制、車輛檢測器輸入、票據(jù)數(shù)據(jù)輸出、VDM輸出、報(bào)警信號輸出，IC卡讀寫器控制。

3.4 軟件操作過程設(shè)計(jì)

（1） 入口車道發(fā)卡操作流程

正常車：輸入車型→放置通行卡→發(fā)卡放行；

公務(wù)車：輸入車型→放置公務(wù)卡→還卡放行；

軍車：輸入車型→放通行卡→按軍車鍵→發(fā)卡放行。

（2） 出口車道收費(fèi)操作流程

正常車：輸入車型→放通行卡→收費(fèi)放行；

車型不符：輸入車型→放通行卡→輸入正確車型→收費(fèi)放行；

軍車：輸入車型→放通行卡→按軍車鍵→免費(fèi)放行；

公務(wù)車：輸入車型→放公務(wù)卡→按公務(wù)鍵→免費(fèi)放行；

無卡：輸入車型→按無卡鍵→收費(fèi)放行。

4 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

在收費(fèi)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，軟件首先對所有的串口、視頻卡、VDM、費(fèi)額顯示器進(jìn)行初始化，同時(shí)加載電動(dòng)欄桿、環(huán)檢測器、非接觸IC卡等處理程序，系統(tǒng)成功初始化后將進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，收費(fèi)員操作鍵盤任意鍵啟動(dòng)管理模塊流程。

4.1 收費(fèi)車道功能的實(shí)現(xiàn)

打開車道收費(fèi)機(jī)電源，車道收費(fèi)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后，屏幕上欄顯示站名、車道、班次、收費(fèi)員和當(dāng)前時(shí)間，此4種信息只有班次由收費(fèi)員輸入，收費(fèi)員工號由IC卡讀寫器從收費(fèi)員身份卡中讀出，站名和車道號由計(jì)算機(jī)自動(dòng)輸入。

在1 s內(nèi)連續(xù)敲擊“上班”鍵2次才有效，車道收費(fèi)機(jī)認(rèn)為已上班，屏幕上提示“請放身份卡”，收費(fèi)員應(yīng)把自己的身份卡放在天線上或有效范圍內(nèi)。如果讀卡正確，則在屏幕上顯示收費(fèi)員工號和姓名，收費(fèi)員身份信息也可手工輸入，屏幕上提示“請輸入密碼，上班鍵結(jié)束 ：_”，此時(shí)輸入收費(fèi)員個(gè)人密碼，輸入完成后，按一下上班鍵。如果密碼輸入正確，系統(tǒng)提示輸入班次，必須輸入班次2次以便確認(rèn)。如果2次不一致，須重新輸入。

入口發(fā)卡時(shí)，不分收費(fèi)車和軍車一律發(fā)普通卡，公務(wù)車自帶公務(wù)卡，不再發(fā)通行卡。收費(fèi)員根據(jù)自己的判斷輸入車型，在放置通行卡之前，如果車型輸入錯(cuò)誤，可連續(xù)按2次“更改”鍵更改。

4.2 通行卡查詢功能的實(shí)現(xiàn)

通行卡查詢系統(tǒng)主界面主要包括通行卡查詢系統(tǒng)的4大功能，分別為通行卡操作、通行卡查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)維護(hù)。通行卡操作功能可以實(shí)現(xiàn)通行卡調(diào)入、通行卡調(diào)出、通行卡恢復(fù)、壞卡回收、壞卡上交這5個(gè)功能。

（1） 通行卡調(diào)入

首先通行卡管理程序要判斷通行卡的出口收費(fèi)站編號是否為“0000000”，“是”則可以調(diào)入，“否”則不能調(diào)入；在收費(fèi)站拿到要調(diào)入的通行卡后，必須在10 d時(shí)間內(nèi)進(jìn)行通行卡調(diào)入操作，到超出規(guī)定的時(shí)間后必須到聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)管理中心進(jìn)行通行卡的初始化，否則在收費(fèi)站將無法再次使用本通行卡。

（2） 通行卡調(diào)出

單擊開始調(diào)出按鈕，將通行卡放在讀卡器上，當(dāng)提示調(diào)卡成功后，取下此張通行卡，繼續(xù)放入下一張通行卡，重復(fù)以上操作。通過通行卡調(diào)出功能，操作員可以對調(diào)出的卡進(jìn)行操作，利用通行卡讀寫器讀出每一張卡的卡序列號、卡內(nèi)部編碼、值機(jī)員工號等信息。

5 結(jié)論

南京繞越高速公路收費(fèi)管理系統(tǒng)已經(jīng)建成并投入運(yùn)轉(zhuǎn)，目前每天收取、拆分通行費(fèi)約90萬元，從試運(yùn)行期間的使用反饋來看，系統(tǒng)功能齊全，計(jì)費(fèi)精準(zhǔn)，性能穩(wěn)定，收費(fèi)軟件操作簡單，使用方便，能夠滿足路段的日常營運(yùn)需求，達(dá)到了預(yù)期效果；但同時(shí)也暴露出一些不足，例如收費(fèi)員終端界面設(shè)計(jì)比較單調(diào)；另外，使用非接觸式IC卡作為通行憑證，雖然方便快捷，但若司機(jī)不慎丟失了IC卡，同時(shí)入口站點(diǎn)又未能正確記錄下車牌信息，則會(huì)給出口站點(diǎn)收費(fèi)帶來很大麻煩，為此擬利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源，開發(fā)一套模糊檢索系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛信息的模糊查詢。

［1］ 馮炎，范亮.服務(wù)器容錯(cuò)技術(shù)在南京繞越高速公路項(xiàng)目中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代交通技術(shù)，2010，7（S1）：149-151.

［2］ 江蘇省交通廳.江蘇省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)暫行技術(shù)要求（2006版）［R］.2008.

［3］ 馮寶椿.淺析南京繞越高速公路項(xiàng)目建設(shè)主要成功經(jīng)驗(yàn)和面臨問題與挑戰(zhàn)［J］.現(xiàn)代交通技術(shù)，2010，7（S1）：1-2.

［4］ 郭敏.高速公路收費(fèi)系統(tǒng)［M］.北京：人民交通版社，2002.

［5］ 陳啟美，金凌，王從俠.高速公路通信收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成與進(jìn)展［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2006.