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1、第七章 高速公路收费设备,第一节 概 述 第二节 收 费 方 式 第三节 半自动收费系统设备 第四节 自动收费系统设备,第一节 概 述,一、我国高速公路基本状况 公路是国民经济的大动脉，是国家交通基础设施。高速公路作为现代化的公路运输基础设施，其产生和发展是国民经济发展的必然结果。我国高速公路的建设是20世纪80年代中期才起步，起步虽然晚，但是发展迅速。 二、我国公路收费制式 我国的公路建设采用政府投资、社会集资、银行贷款、境外融资等多种投资渠道，形成了目前多路段、多业主的管理格局。 1.开放式收费 2.封闭式收费 3.混合式收费 4.浮动式收费,第一节 概 述,5.计重式收费 三、对收费系统
2、的要求 由于收费系统投资较大，运营管理成本较高，因此，对设备的设计、选型、制造、调试、维护等方面都应严格要求。主要体现在以下几方面： (1) 通行费征缴率高 收费系统所引起的通行费漏缴率低，以及设备不会产生车型和费额的误判；无贪污作弊环境，即系统有事前防范和事后审计功能。 (2) 对公路畅通的影响小 非全自动的收费系统需要停车缴费。 (3) 数据管理效率高 收费系统涉及钱，有大量财务类型数据要在各个管理层次间传送，交通流和车辆的各种状态也需要处理、传输， 应严格控制数据在传输过程中的差错率。,第一节 概 述,(4) 交通控制功能强 入口匝道控制是高速公路一种重要交通控制方式，在系统选型时，应对
3、相关的软、硬件提出具体而明确的要求。 (5) 设备可靠性高 如果主要设备一旦失效，不仅相关收费功能丧失，与之相连的那一部分数据也可能丢失，给收费管理带来麻烦，因此保持设备连续运行的可靠性特别重要。 (6) 投资尽可能低 收费方式和系统选型决定投资额，主要根据公路计划交通量进行选型设计。,第二节 收 费 方 式,一、收费方式分类 收费方式一般有人工收费、半自动收费和自动收费三种。 .人工收费方式 .半自动收费方式 .自动收费方式 二、通行券 收费系统按车型和行驶里程计费，需要记录进出口地址的凭证，该凭证称为通行券。 1.纸券,第二节 收 费 方 式,图7-1 磁票形状规格,第二节 收 费 方 式
4、,图7-2 磁卡磁条所在面的物理位置和尺寸,2.磁票,第二节 收 费 方 式,3.磁卡 4.集成电路卡(IC卡) (1)接触式IC卡 优点：IC卡是一种代币，采用IC卡可以不用在收费处找钱，为公路收费人员和过往汽车节省了时间和力气，因此是一种比较方便的解决方案。 (2)非接触式IC卡 1)可以远距离读写操作。 2)读写操作时间短。 3)可以长期重复使用。 4)读写可靠性和安全性高。,第二节 收 费 方 式,图7-3 非接触卡通信顺序,5.二维条码收费方式 三、非接触式IC卡工作原理,第二节 收 费 方 式,非接触式IC卡又称射频卡或感应卡，是射频识别技术和IC卡技术有机结合的新型智能卡技术。,
5、图7-4 非接触式IC卡示意图,第二节 收 费 方 式,表7-1 13.56MHz非接触式IC卡对应的国际标准,1)反射式背向散射：这种方式仅接收由读卡机发送的信号，将其调整或调制之后，再将调制过的信号反射给读卡机。 2)单一频率：这种方式涉及要在非接触式IC卡和读卡机单元上都加一个发射/接收组件。 3)频谱展开：这种技术的优点是可以减少某些类型的干扰。,第三节 半自动收费系统设备,一、系统构成 该系统一般为三层结构：收费车道、收费站、收费管理中心，如图75所示。,图7-5 收费系统组成简图,第三节 半自动收费系统设备,二、收费系统操作流程 收费系统的组织和管理，根据行政区域和集资方式以及路段
6、的里程而采用不同的形式。收费系统操作流程如图76所示。,图7-6 收费系统操作流程,第三节 半自动收费系统设备,1.收费过程描述 (1)初始状态 1)收费车道处于关闭状态，雨棚信号灯显示红色，监视器上显示“车道关闭”。 2)自动栏杆处于关闭状态，车辆检测器处于工作状态并检测所有违章车辆。 3)除“上班”键可操作外，其他键失效。 4)收费员终端显示器至少显示以下内容： 收费站名称。 车道编号。 当前设备上的日期与时间。 指示车道处于关闭状态。,第三节 半自动收费系统设备, 指示电源处于正常状态。 天棚信号灯显示“”。 车道通行信号灯显示红色。 自动栏杆处于关闭状态。 (2)车道开放 1)在显示器
7、上显示“出示您的身份卡”，收费员将自己的ID卡放到IC卡读写器的天线基座上，如果ID卡核实正确后，显示器显示出收费员代码，车道处理机记录下收费员编号、车道号、日期和时间。 发出报警信号。 在收费站控制室显示“无效身份卡”信息。 在收费员终端显示器上显示“无效身份卡”信息。,第三节 半自动收费系统设备, 这种情况只允许发生三次，超过三次以上，车道设备自动处于锁定状态，只有管理人员授权才能起动。 2)收费员按下“上班”键后，入口车道处于如下状态： 天棚信号灯由红色转为绿色。 车道通行信号灯显示红色。 在显示器上显示车道打开的信息。 自动栏杆处于“关闭”状态。 生成上述信息存人车道处理机中，并上传收
8、费站计算机。 车道处理机进人正常发卡程序。 如果是人工判别车型，则在显示器上显示“请输入车型”。 (3)车道的正常处理与记录,第三节 半自动收费系统设备,1)当车辆驶人车道时，对于人工判别车型则要求收费员根据车型分类标准键入车型，此时，显示器上显示所选择的车型，如果输入错误，可以重新输入车型，前次输入的车型信息无效。 2)通过费额显示器、语音报价器提示司机车型类别和应缴费额。 3)车道处理机给出信号，将捕捉的视频图像信息传输到收费站计算机加以处理和存储。 4)如果是交费车，收费员收取现金，按下“确认”键，票据打印机自动打出票据，交给司机。 5)车道通行信号灯显示绿色，自动栏杆打开，显示器显示“
9、栏杆打开”的信息。 6)免费车辆、月票车辆将提交非接触IC卡，收费员刷卡，由计算机确定合法身份后准予通行。,第三节 半自动收费系统设备,7)司机起动车辆驶过栏杆下的检测器的检测区域，车辆检测器产生通过信号，车道通行信号灯显示红色，栏杆自动关闭，同时显示器显示“栏杆关闭”，并提示收费员进行下一次操作。 8)车辆进入车型识别监测区域，车型分类系统自动进行判别，将判别数据上传车道机存储，以备核查。 9)收费车道完成一次正常入口收费业务，生成“车型”、“通过时间”、“收费员编号”、“收费金额”、“IC卡信息”等数据，存在车道处理机中，并上传收费站计算机。 (4)紧急车辆的处理和记录 当有紧急执行任务的
10、救护车、工程抢险车、消防车及车队等紧急车辆通过入口车道时，收费员应按“紧急车”键并确认后，收费站值班员控制台响起报警。,第三节 半自动收费系统设备,1)显示器上显示“紧急车”信息，自动栏杆打开，并一直处于打开状态。 2)车道摄像机自动拍照每个紧急车辆的图像信息，同时车道处理机通过车辆检测器自动记录通过的紧急车辆数。 3)一旦紧急车辆全部驶出检测器的检测区域后，收费员按一下“模拟”键，或由收费站值班员向车道处理机发出一个复位信号，自动栏杆关闭，IC卡读写器工作，同时显示器显示“栏杆关闭”，并提示收费员进行下一次操作。 4)收费车道生成“车型”、“通过时间”、“收费员编号”、“紧急车”车辆数等信息
11、，存在车道处理机中，并上传收费站计算机。,第三节 半自动收费系统设备,(5)“违章”车辆的处理与记录 当收费员未完成收费业务操作时，车辆已驶入自动栏杆附近的检测区域，那么确认该车辆违章。 1)当出现“违章”状态时，收费亭上的黄色声光报警装置发生报警，收费站终端显示“违章”信息，同时报警。 2)收费车道处理机记录“违章”时间，上传收费站计算机，收费车道恢复正常状态。 (6)车道关闭 1)收费员按下“车道关闭”键，系统变成等待状态，天棚信号灯由绿色变为红色，显示器显示“车道关闭”的信息，车道处理机存入上述信息和上传收费站计算机，收费站监视器上以闪动的方式显示该车道号，在这种情况下，收费员还可以继续
12、处理在车道内排队的车辆。,第三节 半自动收费系统设备,2)当处理完排队车辆时，收费员按下“下班”键并按下“确认”键后，车道处理机将存储的“下班时间”、“收费员身份码”、“车道号”、“收费站名称”信息及该班次的所有登记记录信息上传给收费站计算机，供存储和打印报表。 3)当按下“下班”键后，收费站计算机会根据处理文件刷新值班信息、处理文件和时间信息。 4)收费站计算机打印出的班次报表是一天中若干班次的汇总表，如有要求，也可分别在每一小班次结束后，打印该班次的报表。 5)当收费员按下“下班”键并按“确认”键后，车道处于如下状态： 天棚信号灯为红色。 车道通行信号灯显示红色。,第三节 半自动收费系统设
13、备, 自动栏杆处于关闭状态。 收费车道处理机、车辆检测器、报警装置及车道摄像机处于正常工作状态。 收费员键盘除“上班”键和系统状态测试指示灯处于工作状态外，其他键失效。 显示器处于关闭状态。 2.维修状态 1)维修状态下的登记记录数据应单独记录，不进入收费数据库，但维修员密码、维修状态开始时间和结束时间要上传并记录在收费站计算机中，并在收费站车道运行情况日报表中打印出来。 2)一旦车道进入维修状态，维修人员可通过车道处理机利用一些专用工具对收费车道设备进行定期测试、安装软件或功能诊断。,第三节 半自动收费系统设备,3)在维修状态下，一旦有车辆进入车道时，按“违章”情况进行处理。 三、收费系统设
14、备 收费系统设备随着采用不同的收费方式、收费功能而差别各异，主要包括网络设备及车道设备。 (一)收费系统网络设备,图7-7 收费系统网络设备构成图,第三节 半自动收费系统设备,(1)网络管理系统具备的功能 1)具有同时支持网络监视和控制两方面的能力。 2)能够管理网络各协议层。 3)管理范围尽可能大。 4)系统开销小。 5)可以管理不同厂家的网络设备。 6)网络管理标准化。 (2)网络管理标准 1)管理框架相关标准为ISO 7498-4。 2)公共管理信息服务元素CMISE相关标准有ISOIEC9596，ISOIEC9596-2。 3)管理信息结构MI相关标准有ISO/IEC10165-、2、
15、4、5。,第三节 半自动收费系统设备,4)系统管理SM相关标准或标准草案有ISOIEC10040，ISOIEC10164-1等。 (3)网络管理的功能模型 1)失效管理。 2)配置管理。 3)性能管理。 4)安全管理。 (二)收费车道设备,图7-8 车道设备构成图,第三节 半自动收费系统设备,(1)车道收费亭内设备 车道收费亭内设备包括收费员控制桌、收费员终端(显示器、专用键盘)、车道处理机(工业级)、IC卡读写器、接口电路、过电压保护装置及驱动控制电路等。 (2)车道控制机 车道控制机安装在收费亭内，收费员的工作是根据进站的车辆车型人工或自动输入到计算机，计算机计算收费金额并在终端上显示要缴
16、纳的通行费，并伴有语音报价提醒司机交费，待收费完毕无误，在计算机键盘上按“确认”键，车道栏杆自动抬起，交票放行，计算机进行数据处理。 1)工作温度：-1560。 2)工作湿度：98。 3)输入电压：Ac 220(110)V。 1)状态显示区。,第三节 半自动收费系统设备, 收费站的图形标志及收费站名称。 车道号。 当前的日期和时间。 车道开放关闭模拟图。 自动栏杆升起落下模拟图。 车辆检测器工作状态模拟图。 收费员身份码等。 2)设备状态显示区。 3)收费业务处理显示区。 收费员所选择的车型。 收费业务处理类型：包括正常、免费车、车队、违章车等。 收费业务处理状态。,第三节 半自动收费系统设备, 为了引起收费员注意，车型、处理类型和费额将以大字体显示。 4)帮助显示区。 该显示区至少由一行组成，给予收费员操作提示。 显示器的操作界面应具有提示功能。 15in以上VCA彩色工业级显示器。
