樊梅香,相晨萌,齊 飛,劉樹(shù)行

(1.石家莊中崗智能設(shè)備有限公司,河北石家莊 050035;2.大連理工大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)部,遼寧大連 116023)

便攜式移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)研究

樊梅香1,相晨萌2,齊 飛1,劉樹(shù)行1

(1.石家莊中崗智能設(shè)備有限公司,河北石家莊 050035;2.大連理工大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)部,遼寧大連 116023)

設(shè)計(jì)了一種收費(fèi)站車(chē)流量在高峰時(shí)的移動(dòng)式收費(fèi)系統(tǒng),并從硬件配置、軟件配置和主要功能及用途方面進(jìn)行了闡述,進(jìn)一步驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性。

便攜;移動(dòng);收費(fèi)系統(tǒng);方案

家用轎車(chē)數(shù)量的不斷上升,使得高速公路的收費(fèi)車(chē)道不足以應(yīng)對(duì)高峰時(shí)期的車(chē)流量,有的路段的車(chē)流量超過(guò)收費(fèi)站設(shè)計(jì)時(shí)的預(yù)測(cè)車(chē)流量,系統(tǒng)投入使用后的備用收費(fèi)車(chē)道很快滿負(fù)荷工作;此外,公路收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)備都在室外工作,且環(huán)境比較惡劣,經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備異常損壞,一時(shí)無(wú)法修復(fù)而影響收費(fèi)站正常工作的情況。筆者設(shè)計(jì)一種可移動(dòng)的收費(fèi)系統(tǒng),用它來(lái)進(jìn)行在車(chē)流量處于高峰時(shí)的通行費(fèi)征收,投資少、使用率高、不需要征地,無(wú)論車(chē)流量的變化多么不可預(yù)測(cè),移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)都可以很容易地將單條車(chē)道的收費(fèi)處理能力提高,甚至是成倍地提高[1]。

1 移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)可用于公路緊急情況下的收費(fèi),或利用該系統(tǒng)替代出故障的車(chē)道進(jìn)行收費(fèi)(在進(jìn)出繁忙的大收費(fèi)站,也可直接配備幾套這樣的應(yīng)急系統(tǒng),緊急情況下幾分鐘就能到位工作)或增加臨時(shí)收費(fèi)點(diǎn)。在入口處給進(jìn)入高速公路的車(chē)輛發(fā)放IC卡或在出口處給出站的車(chē)輛計(jì)算出應(yīng)收的通行費(fèi),收取費(fèi)用并回收IC卡和打印發(fā)票,同時(shí)利用有線通訊或無(wú)線通訊系統(tǒng)實(shí)時(shí)將收費(fèi)信息上傳,或在應(yīng)急處理結(jié)束后接通網(wǎng)絡(luò)上傳收費(fèi)數(shù)據(jù)。

1.2 移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)的原理

移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是將一套完整的車(chē)道收費(fèi)系統(tǒng),經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化、小型化后,集成在1臺(tái)單一的設(shè)備里,包括工控主機(jī)、專(zhuān)用鍵盤(pán)、打印機(jī)、IC卡讀寫(xiě)器等主要設(shè)備,通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入到現(xiàn)有的收費(fèi)系統(tǒng)中,從而實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)式收費(fèi)(或發(fā)卡)。這種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想很簡(jiǎn)單,就是要能保證通行費(fèi)的征收,而又能被整個(gè)系統(tǒng)接納,接受整個(gè)收費(fèi)系統(tǒng)對(duì)收費(fèi)過(guò)程的監(jiān)督和控制。在用于增加單條收費(fèi)車(chē)道的處理能力時(shí),移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)可與原有的收費(fèi)設(shè)備(即固定在收費(fèi)亭內(nèi)的收費(fèi)設(shè)備)并行工作,提高了通行車(chē)輛的處理速度[2-3]。

1.3 移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)的組成

1.3.1 硬件組成

移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)由低功耗嵌入式工控機(jī)主機(jī)、液晶顯示器、收費(fèi)專(zhuān)用鍵盤(pán)、票據(jù)打印機(jī)、非接觸式IC卡讀寫(xiě)器、圖像采集卡、硬盤(pán)、電源系統(tǒng)、箱式機(jī)殼、網(wǎng)卡(可支持無(wú)線網(wǎng)卡)、聲卡、費(fèi)額顯示器、車(chē)輛抓拍攝像機(jī)(選配)、收費(fèi)員實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)z像機(jī)(選配)、無(wú)線視頻傳輸裝置(選配)、后備電池箱(選配)等組成。機(jī)箱外殼采用鋁合金材料,質(zhì)量輕,外型美觀,堅(jiān)固耐用,體積小,便于攜帶,功能齊全,可以通過(guò)串口及外設(shè)控制卡和外部設(shè)備連接以控制外部設(shè)備。主機(jī)集成多功能串口卡,實(shí)現(xiàn)4路或8路串口擴(kuò)展。15英寸液晶顯示器采用折疊式設(shè)計(jì),可旋轉(zhuǎn)到任意適合的角度。

移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)背面板配有 VGA接口、PS/2鍵盤(pán)口、PS/2鼠標(biāo)口、USB接口、打印機(jī)進(jìn)紙口、網(wǎng)絡(luò)接口、串口、音頻輸出口、兩路視頻輸入端口等。

1.3.2 軟件組成

標(biāo)準(zhǔn)的WIN2000/WIN XP等平臺(tái)操作系統(tǒng);公路收費(fèi)系統(tǒng)專(zhuān)用收費(fèi)管理軟件等。

1.4 移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)的組成框圖

移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)組成框圖見(jiàn)圖1。

圖1 移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)組成框圖Fig.1 Block diagram of mobile charging system

2 移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)的組件結(jié)構(gòu)

收費(fèi)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2。

3 移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)的主要配置

臺(tái)灣工業(yè)級(jí)主板;PM 1.4 G B微處理器;250 G B標(biāo)配硬盤(pán);2 GB標(biāo)配內(nèi)存;10/100 MB自適應(yīng)網(wǎng)卡;35鍵公路收費(fèi)專(zhuān)用鍵盤(pán);37.35 cm(15英寸)工業(yè)液晶顯示器;微型針式打印機(jī)(適合82～89 mm紙寬);非接觸式IC卡讀寫(xiě)器;3路視頻圖形顯示卡;車(chē)輛抓拍、收費(fèi)員監(jiān)控?cái)z像機(jī);視頻信號(hào)無(wú)線發(fā)送及接收裝置;收費(fèi)員監(jiān)控錄像軟件;外設(shè)控制模塊;電源:可通過(guò)內(nèi)置電池組供電/電源適配器供電,也可通過(guò)外置電池箱供電方式;機(jī)箱:采用鋁合金材料,顯示器采用折疊式方案,可旋轉(zhuǎn)適合角度,有散熱風(fēng)扇和散熱孔;輸出端口:1個(gè) RJ-45網(wǎng)口、4個(gè)串口、1個(gè)鍵盤(pán)PS/2插座、1個(gè)鼠標(biāo)PS/2插座、1個(gè)V GA接口、2個(gè)USB2.0口、適配器/電池箱輸入端口、音頻輸入/輸出口、兩路視頻輸入端口等[4-5]。

4 移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)的效用

1)可增加單條出入口車(chē)道的處理能力

此功能是移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初衷,采用階梯式收費(fèi)等模式,只需1條電源線,即可實(shí)現(xiàn)收費(fèi)或發(fā)卡。同時(shí)站級(jí)或中心級(jí)的收費(fèi)系統(tǒng)可監(jiān)控到本機(jī)的工作情況,確保安全可靠。

2)可作為車(chē)道設(shè)備檢修時(shí)的備用設(shè)備

在許多運(yùn)營(yíng)公司,有相當(dāng)多的收費(fèi)站沒(méi)有備用車(chē)道,甚至有些匝道收費(fèi)站只有1條收費(fèi)車(chē)道。每當(dāng)車(chē)道設(shè)備進(jìn)行例行性檢修時(shí),為了不影響正常收費(fèi),維護(hù)人員要在夜間車(chē)流量最低的時(shí)段進(jìn)行停機(jī)檢查;如果車(chē)道收費(fèi)系統(tǒng)出現(xiàn)故障,可能造成堵車(chē)現(xiàn)象,這給收費(fèi)站帶來(lái)了很大的工作負(fù)擔(dān),還會(huì)影響運(yùn)營(yíng)公司正常的收費(fèi)額,同時(shí)嚴(yán)重?fù)p壞了運(yùn)營(yíng)公司的服務(wù)形象。使用移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)后,這些問(wèn)題迎刃而解,可用此系統(tǒng)作為備用設(shè)備,即使在單條收費(fèi)車(chē)道的收費(fèi)站也可以保證正常收費(fèi)作業(yè)。

圖2 收費(fèi)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Schematic diagram of the overall charging system

3)可用于建設(shè)無(wú)需通訊布線的臨時(shí)收費(fèi)系統(tǒng)

針對(duì)一些不需控制車(chē)道外部設(shè)備(自動(dòng)欄桿、車(chē)道通行燈等)的臨時(shí)收費(fèi)系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有效快速的組建。

4)可用于省級(jí)或省際高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)調(diào)試階段的臨時(shí)替換系統(tǒng)

省級(jí)或省際聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)調(diào)試階段,為安全平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)新舊系統(tǒng)(或不同收費(fèi)軟件系統(tǒng))的過(guò)渡,且不影響正常的收費(fèi)運(yùn)營(yíng),使用便攜式移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)是非常必要的。

5)作為獨(dú)立的車(chē)道系統(tǒng)設(shè)備使用

本系統(tǒng)可用于替換分立的收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)備,搭建系統(tǒng)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng),具有快速的系統(tǒng)組建、方便快捷的后續(xù)運(yùn)營(yíng)維護(hù)(維修)等優(yōu)勢(shì),不失為一套優(yōu)越的設(shè)計(jì)思路和方案。

5 結(jié) 語(yǔ)

由于該移動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)可以植入標(biāo)準(zhǔn)的微軟WIN2000等操作系統(tǒng),配合收費(fèi)系統(tǒng)專(zhuān)用軟件,系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)封閉式高速公路的全部收費(fèi)功能——刷寫(xiě)及讀取IC卡;通過(guò)軟件自動(dòng)計(jì)算收費(fèi)金額,自動(dòng)打印收費(fèi)發(fā)票等;通過(guò)外設(shè)接口控制器(選配)及系統(tǒng)自身的串接端口(RS232),可實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)道外圍設(shè)備——自動(dòng)欄桿機(jī)/車(chē)道通行信號(hào)燈/雨棚信號(hào)燈等的控制功能。

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Research in portable mobile charging system

FAN Mei-xiang1,XIANG Chen-meng2,QI Fei1,LIU Shu-hang1
(1.Shijiazhuang Zhonggang Intelligent Equipment Company Limited,Shijiazhuang Hebei 050035,China;2.Faculty of Electronic Information and Electrial Engineering,Dalian University of Technology,Dalian Liaoning 116023,China)

This paper designs a portable mobile charging system used to handle the peak traffic on toll stations,describes the hardware configuration,software configuration and the main functions and uses,and validates the feasibility of this program.

portable;mobile;charging system;program

TP391

A

1008-1534(2011)04-0275-03

2011-03-15;

2011-04-03

責(zé)任編輯:張 軍

樊梅香(1980-),女,河北正定人,助理工程師,主要從事智能交通設(shè)備方面的研究。