孫振興，陳 曄

（南京公路發(fā)展集團有限公司，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，按照建設計劃，南京繞越高速公路將在所有的出、入口匝道互通立交設置9座匝道收費站，并利用三橋、四橋的主線收費站進行扎口，路段整體納入江蘇省蘇南高速路網(wǎng)實行封閉式聯(lián)網(wǎng)計程收費。按照聯(lián)網(wǎng)收費的相關規(guī)定，參與聯(lián)網(wǎng)收費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)費率收費，正確拆分收取到的路網(wǎng)內(nèi)其它路段的通行費，因此需開發(fā)一套專用的收費管理系統(tǒng)軟件，本文分析了收費系統(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系統(tǒng)采用封閉式全省聯(lián)網(wǎng)收費制式，收費方式為“人工判型，人工收費，計算機管理，收費視音頻監(jiān)視，檢測器校核”的半自動方式［3］。根據(jù)經(jīng)物價部門批復的聯(lián)網(wǎng)收費費率收取通行費，并對貨車實行計重收費； 通行卡采用非接觸式IC卡，在系統(tǒng)中封閉運行，重復、循環(huán)使用［4］。南京繞越高速全線不設置主線收費站（利用三橋、四橋的主線收費站代收通行費），設置9處匝道收費站（見表1），設1處收費管理分中心，即科學園分中心與科學園B收費站同址［5］。

表1 各收費站建設規(guī)模

新入網(wǎng)的高速公路收費系統(tǒng)必須配備一套功能比較完善的收費軟件，以確保實現(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的功能，為CS架構，具備操作方便、數(shù)據(jù)安全等特點，除此以外，收費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，并可擴展電子預沖值卡繳費以及不停車（ETC）收費等功能。整個系統(tǒng)軟件分為前端道口收費程序、后臺管理程序和數(shù)據(jù)存儲3大部分，其中前端道口收費程序分為入口發(fā)卡程序、出口收費程序2種；后臺管理程序分為通行卡管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、圖像稽查3個系統(tǒng)功能；數(shù)據(jù)存儲分為收費站、收費分中心2級存儲。收費系統(tǒng)硬件由車道收費控制子系統(tǒng)、計算機子系統(tǒng)、視音頻監(jiān)視子系統(tǒng)、內(nèi)部對講子系統(tǒng)、安全報警子系統(tǒng)、UPS供電子系統(tǒng)、過電壓保護設施、線纜工程及附屬設施等構成。

2 聯(lián)網(wǎng)收費軟件需求分析

2.1 收費車道程序需求分析

在入口車道收費員將入口通行信息（站號、時間、收費員工號等）寫入通行卡（非接觸式IC卡）并發(fā)放；出口車道收費員刷卡讀出通行卡內(nèi)的入口信息，自動計算出繳費金額，收取通行費。并具備對車隊、無卡車、軍車、公務車、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

能夠準確地反映當前收費站的卡庫存量情況；能夠方便地進行通行卡的調(diào)入和調(diào)出操作，并記錄相關數(shù)據(jù)；能夠?qū)φ０l(fā)放的通行卡進行狀態(tài)察看和恢復，使其繼續(xù)使用，并記錄相關數(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)計分析程序需求分析

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

能夠根據(jù)管理部門的要求，對收費數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，產(chǎn)生各種統(tǒng)計報表，包括交通通行費類、交通流量類、收費管理類、路網(wǎng)收費拆帳類和計重收費流量金額統(tǒng)計。

2.4 圖像稽查程序需求分析

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

3 系統(tǒng)設計

3.1 系統(tǒng)設計目標

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

3.2 軟件數(shù)據(jù)庫設計

（1） 原始車道記錄數(shù)據(jù)庫設計

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

（2） 費率表設計

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

3.3 收費車道程序模塊設計

（1） 初始化功能模塊設計

在系統(tǒng)啟動時，初始化功能模塊對所有的串口、視頻卡、VDM、費額顯示器進行初始化，同時加載電動欄桿機、環(huán)檢測器、非接觸IC卡等處理程序。

（2） 系統(tǒng)管理模塊設計

系統(tǒng)管理模塊分操作員登錄、費率表管理、時鐘同步、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；費率表管理用于管理費率表的更新和讀?。粫r鐘同步用于和服務器時鐘同步；黑白名單管理用于黑白名單的更新和讀取，參數(shù)管理用于設置和讀取。

（3） 鍵盤管理模塊設計

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

（4） 數(shù)據(jù)管理模塊設計

數(shù)據(jù)管理模塊包括本地數(shù)據(jù)庫管理、遠程數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)校對、數(shù)據(jù)升遷和下載4類。本地數(shù)據(jù)庫管理完成本地數(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。遠程數(shù)據(jù)庫管理完成服務器上數(shù)據(jù)庫的生成、增加、修改；數(shù)據(jù)校對完成數(shù)據(jù)的有效性檢驗以及本地數(shù)據(jù)庫管和遠程數(shù)據(jù)庫的核對。

（5） 基本輸入、輸出模塊設計

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

3.4 軟件操作過程設計

（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；

公務車：輸入車型→放置公務卡→還卡放行；

軍車：輸入車型→放通行卡→按軍車鍵→發(fā)卡放行。

（2） 出口車道收費操作流程

正常車：輸入車型→放通行卡→收費放行；

車型不符：輸入車型→放通行卡→輸入正確車型→收費放行；

軍車：輸入車型→放通行卡→按軍車鍵→免費放行；

公務車：輸入車型→放公務卡→按公務鍵→免費放行；

無卡：輸入車型→按無卡鍵→收費放行。

4 系統(tǒng)的實現(xiàn)

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

4.1 收費車道功能的實現(xiàn)

打開車道收費機電源，車道收費計算機啟動后，屏幕上欄顯示站名、車道、班次、收費員和當前時間，此4種信息只有班次由收費員輸入，收費員工號由IC卡讀寫器從收費員身份卡中讀出，站名和車道號由計算機自動輸入。

在1 s內(nèi)連續(xù)敲擊“上班”鍵2次才有效，車道收費機認為已上班，屏幕上提示“請放身份卡”，收費員應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員工號和姓名，收費員身份信息也可手工輸入，屏幕上提示“請輸入密碼，上班鍵結束 ：_”，此時輸入收費員個人密碼，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。如果2次不一致，須重新輸入。

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

4.2 通行卡查詢功能的實現(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)計和數(shù)據(jù)維護。通行卡操作功能可以實現(xiàn)通行卡調(diào)入、通行卡調(diào)出、通行卡恢復、壞卡回收、壞卡上交這5個功能。

（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站編號是否為“0000000”，“是”則可以調(diào)入，“否”則不能調(diào)入；在收費站拿到要調(diào)入的通行卡后，必須在10 d時間內(nèi)進行通行卡調(diào)入操作，到超出規(guī)定的時間后必須到聯(lián)網(wǎng)收費管理中心進行通行卡的初始化，否則在收費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、值機員工號等信息。

5 結論

南京繞越高速公路收費管理系統(tǒng)已經(jīng)建成并投入運轉(zhuǎn)，目前每天收取、拆分通行費約90萬元，從試運行期間的使用反饋來看，系統(tǒng)功能齊全，計費精準，性能穩(wěn)定，收費軟件操作簡單，使用方便，能夠滿足路段的日常營運需求，達到了預期效果；但同時也暴露出一些不足，例如收費員終端界面設計比較單調(diào)；另外，使用非接觸式IC卡作為通行憑證，雖然方便快捷，但若司機不慎丟失了IC卡，同時入口站點又未能正確記錄下車牌信息，則會給出口站點收費帶來很大麻煩，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)，實現(xiàn)車輛信息的模糊查詢。

［1］ 馮炎，范亮.服務器容錯技術在南京繞越高速公路項目中的應用［J］.現(xiàn)代交通技術，2010，7（S1）：149-151.

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

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

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

［5］ 陳啟美，金凌，王從俠.高速公路通信收費監(jiān)控系統(tǒng)構成與進展［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2006.