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高速公路联网系统车道收费软件的设计与实现分析
摘 要 高速公路收费是确保高速公路营运正常的一项措施，在信息技术与网络不断发展的时代下，高速公路车道收费网络化正逐步完善。在高速公路收费系统中，主要有数据清分中心、收费中心、收费站以及车道收费这四个系统。其中车道收费是整个系统中的第一处理点以及数据源。本文基于这一背景，简单阐述了车道收费系统在联网状态下的功能，分析了收费软件设计需注意的几点问题，并在此基础上研究了软件实现要点。旨在优化收费软件设计，提升高速公路收费管理效率。
【关键词】高速公路 收费系统 软件设计
车道收费软件的使用目的在于处理好车辆出入作业，联网是对信息的一种交互，确保收费合理性。车道可分为出口与入口两种，入口系统主要功能为读写IC卡、开启与关闭自动栏杆、转换交通信号灯、为道路监控提供实时信息、上传或下载车辆黑名单、入口车辆相关数据的上传等；而出口系统除上述功能外，还需计算通行费用并语音播报、更新费率表、特殊车辆记录与抓拍、出口数据上传等。在联网状态下，我国高速公路管理将更为规范化，通过车道收费软件的设计与使用保障整个交通系统的正常运作。本文以车道收费系统的设计与实现为主线，作出如下分析。车道收费软件设计要点分析
1.1 突发状况应急处理设计
在现阶段高速公路收费环境中，不乏一些车辆为了节省过路费出现闯关现象，这种情况可能造成收费的混乱。另外，车辆种类的不同在收费标准方面也不尽相同，例如在遇到公务车、军警车、领导车队（紧急车）、欠款车等车辆时，软件需对这类车辆展开及时划分，确定收费标准。且车辆还分为有卡与无卡两种，与收费标准差异性相互组合时无形中极大增加了收费复杂性。
1.2 用户版本移植的复杂性
现阶段收费系统相当于仅面向了业主这单一方面，在联网状态下，业主使用的车道收费模式与软件设计密切相关。传统收费系统属于非联网状态，若在此基础上加以改进首先要解决业主匹配问题。在联网情况下，可将收费看做两个以上高速公路业主（且行驶路段为相连状态）的联合收费，无论是在外设上还是版本上都需有所改变。换言之，要求收费系统不仅能够起到既定作业的处理功能，还可灵活应对现实状况，做好适应性与灵活性。收费软件的功能实现分析
2.1 软件实现方式
车辆在进入到收费系统之后，由于自身重量以及车身行驶状态会将线圈触发，车辆随即进入到天线检测范围。在信号被触发之后，车道程序会将天线开启，接收CPU与OBU传来的信息同时实时处理。通过信息交互，车辆CPU卡信息将实现被读写。
首先收费系统会验证CPU卡与车辆是否匹配，并查验OBU有效性。之后访问服务器数据库，了解车道内车辆是否处于黑名单或灰名单之中，若处于则根据欠费或漏缴情况作出合理判断并打印单据（此操作需联网实现），在所有检验均合格后才能够开始收费操作。收费操作为交易核心，车辆在高速公路入口处收费为零元，出口处收费根据驶入与驶出情况按标准收费。最后，车辆在交易成功状态下，费额显示器上会将扣费信息显示出来并放行。
2.2 数据上传
数据上传是联网状态下软件的必要技能，也是联网时车道收费核心功能。由于高速公路在软件运行条件上相对恶劣，受到内存等客观条件影响较大，因此在设计上可分为前台与后台两方面展开传送，通过UDP通信协议完成。但这是一种可靠性不强的传输协议，因此需采用某种方式保障数据可靠性，例如SendFlag标志。具体上传流程如下：
当高速公路入口处发卡或出口收费信息出现时，信息会被存至本地数据库，将标志定义为假并让前台软件向后台发送传送消息。后台接收后则使用协议将数据上传，将标志为真的记录删除。接着，当收费站服务器收到信息后，需自动检索数据库再操作数据，成功后发送成功标志至车道软件。软件收到成功信息后，可将该记录标志设置为真。最后，车道收费后台软件会将数据发送至收费站服务器。此时若网络出现故障，需重新检查网络是否处于联通状态。
2.3 时间统一性的实现
在收费系统中，由于需使用到联网功能，因此时间的统一性尤为重要。在软件实际运用中，时间标准应以站级服务器为主。服务器中会安装SQL Server，能够自主实现与Windows的对时。
2.4 数据打印高效性
传统采用Windows驱动的数据打印花费时间较长，通常为8秒左右，若通过车辆过多可能造成堵塞情况。在联网系统中，需正视打印时效这一问题，直接将打印控制码发送至打印机，票据会在2秒左右时间被打出，极大提升了收费速度，确保高速公路的通畅性。
2.5 特殊情况的处理
对于车辆在驶入收费站后出现的特殊情况，软件需加以区分并将其上传至服务器，包括车辆车牌号、车主信息以及具体情况类别等方面。尤其是在出口车道，通常出现的特殊情况有储值卡余额不足、入口信息错误或丢失、CPU卡丢失、报警器提示等。入口方面，主要有缺少CPU卡以及电子标签两种。对于特殊情况，需值班员正确引导车辆至MTC车道处理，并将信息上传。结束语
高速公路联网车道收费系统的设计是对高速公路运营的支撑，也是减少道路堵塞，提升车流速度的有效方式。在联网状态下，信息传播速度极大提升，系统可实现大部分数据处理，有效减轻了值班员工作量。在系统的设计与实现方面，现阶段需解决的主要问题在于联网状态下身份认证的统一性以及软件处理功能范围的扩大化。总之，软件设计人员还需加大投入力度，在不断实践基础上将收费软件设计得更为完善，通过软件真正实现联网管理，为高速公路的运营提供强有力支撑。
参考文献
[1]郑颖.高速公路车道收费软件的设计与实现[D].西安电子科技大学，2010（01）.[2]张星.ETC车道收费软件的设计与实现[J].中国交通信息化，2011（01）.[3]周杨.高速公路收费系统MTC车道软件设计与实现[D].西安电子科技大学，2012（02）.[4]余绪金.高速公路不停车收费联网车道软件的设计与实现[J].科技广场，2012（04）.作者单位
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