黃周平

摘要：廣州市作為我國改革開放的前沿，高速公路的聯(lián)網(wǎng)收費示范工程區(qū)域高速公路ETC跨省市互聯(lián)，將為該區(qū)域帶來更為便利的區(qū)域通行條件，不僅可以大大提高通行效率，加速城市間信息、資源流動速度，而且對于交通低碳化發(fā)展具有積極意義，將直接為京津冀、長三角區(qū)域經(jīng)濟圈帶來經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，并對未來全國電子不停車聯(lián)網(wǎng)提供了寶貴的建設(shè)，運營、管理經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：高速公路 ETC電子收費系統(tǒng) 需求 分析

一、ETC電子收費系統(tǒng)特點及狀況

為滿足中國大規(guī)模應(yīng)用ETC和產(chǎn)業(yè)化需求，在前期成果基礎(chǔ)上，交通運輸部和國家有關(guān)部門組織系列項目，攻克了開放平臺條件下專用短程通信技術(shù)與不停車收費業(yè)務(wù)的融合、多任務(wù)管理與互操作、野外環(huán)境下車載機與路側(cè)系統(tǒng)的交易和安全管理、以及ETC檢測系統(tǒng)研制等重大技術(shù)難題，完成了ETC系列國家標準，ETC業(yè)務(wù)管理、系統(tǒng)建設(shè)、密鑰管理、設(shè)備檢測等行業(yè)技術(shù)規(guī)范，建成ETC檢測系統(tǒng)和實驗室。

在交通運輸部組織的“京津冀和長三角區(qū)域高速公路聯(lián)網(wǎng)電子不停車收費示范工程”的帶動下， 我中心提出的ETC技術(shù)，有力地支撐了產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用。2010年底國家交通運輸部、發(fā)展改革委員會、財政部聯(lián)合出臺《關(guān)于促進高速公路應(yīng)用聯(lián)網(wǎng)電子不停車收費技術(shù)的若干意見》，更進一步推動了ETC的全面發(fā)展。截至2013年3月，已有21家生產(chǎn)企業(yè)的54個型號的ETC產(chǎn)品通過檢測并在全國各地投入使用，這些企業(yè)已帶動相關(guān)系統(tǒng)建設(shè)投資超過20億。國內(nèi)建設(shè)和開通ETC系統(tǒng)的省市已達26個，共建ETC專用車道5500多條，ETC用戶數(shù)量突破600萬，自建新客戶服務(wù)網(wǎng)點536個。

二、系統(tǒng)功能需求分析

廣州高速公路ETC電子收費系統(tǒng)包括：車道管理子系統(tǒng)、收費管理子系統(tǒng)、收費管理結(jié)算中心、電子標簽管理子系統(tǒng)和服務(wù)中心管理子系統(tǒng)等五個子系統(tǒng)。

2.1車道管理子系統(tǒng)的功能劃分

高速公路ETC電子收費系統(tǒng)的車道管理子系統(tǒng)是由：車載設(shè)備探測功能模塊、車輛自動識別功能模塊、實時圖像抓拍功能模塊、控制外圍車道設(shè)備功能模塊和數(shù)據(jù)信息交換功能模塊組成。車道管理子系統(tǒng)的工作示意圖如圖1所示。

車道管理子系統(tǒng)的各個模塊的功能描述如下：

①車載設(shè)備探測功能模塊

車載設(shè)備的判斷功能。探測車輛的到來和離開，并能夠判斷通行車輛是否裝載車載設(shè)備，傳送檢測結(jié)果

②車輛自動識別功能模塊

具有車輛自動識別和數(shù)據(jù)信息采集功能，并將交易信息存儲本地。 通過車載設(shè)備獲得交易車輛信息，IC卡信息，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)對以上信息進行校驗，并統(tǒng)計過車數(shù)量。

在入口車道將入口收費站信息、收費車道信息、車輛信息等寫入非現(xiàn)金支付卡中，并形成交易流水記錄存儲到本地。

在出口車道，根據(jù)車輛經(jīng)過的入口收費站、標識站、車類信息，查費率表，計算通行費金額，回寫出口的標識，在支付卡中扣款并將扣款信息標識寫入非現(xiàn)金支付卡。并形成交易流水記錄存儲到本地。

③實時圖像抓拍功能模塊

具有實時的圖像抓拍功能。當(dāng)車輛通過車道時，抓拍設(shè)備自動對車輛圖像進行抓拍并保存。

2.2收費管理子系統(tǒng)

根據(jù)車道軟件系統(tǒng)的需求分析，本著降低程序各構(gòu)成部分的耦合性，方便程序調(diào)試、維護及日后擴展的目的，可將該系統(tǒng)劃分為6個模塊，收費管理子系統(tǒng)是由：系統(tǒng)初始化模塊、業(yè)務(wù)管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、串口通信控制模塊、I/O控制模塊和數(shù)據(jù)庫訪問模塊等6個功能模塊組成。

收費管理子系統(tǒng)的各個模塊的功能：

①系統(tǒng)初始化模塊

系統(tǒng)初始化模塊是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要負責(zé)程序啟動時初始化外設(shè)、數(shù)據(jù)庫連接、進入車道工作界面、加載需要的系統(tǒng)文件（配置文件，動態(tài)庫文件）以及對車道的外圍設(shè)備進行初始化。

②業(yè)務(wù)管理模塊

主要是操作員上班管理，系統(tǒng)參數(shù)表的下載，車道過車收費作業(yè)流程，以及系統(tǒng)的維護和服務(wù)器時鐘同步功能。

③數(shù)據(jù)管理模塊

主要是信息數(shù)據(jù)的存儲、數(shù)據(jù)校對、數(shù)據(jù)上傳和下載的功能。數(shù)據(jù)主要包括數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，通信數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)，參數(shù)表數(shù)據(jù)，過車交易數(shù)據(jù)，日志數(shù)據(jù)，報警數(shù)據(jù)。

④串口通信控制模塊

主要是控制串口設(shè)備的工作。RSU控制器、費額顯示器、字符疊加器。

⑤I/O控制模塊

主要是控制開關(guān)設(shè)備的工作。主要包括欄桿機、通行為、雨棚燈、黃閃報警器、車輛檢測線圈。

三、系統(tǒng)非功能需求分析

高速公路ETC電子收費作為一個可以實際應(yīng)用的系統(tǒng)，它至少應(yīng)該在系統(tǒng)的精確度、可靠性、穩(wěn)定性、抗干擾性、兼容能力和擴充能力等各方面得到保證。此外，作為一個基于網(wǎng)絡(luò)運行和處理的大型計算機系統(tǒng)，不停車電子自動收費系統(tǒng)應(yīng)該能夠充分發(fā)揮高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來的優(yōu)勢，諸如對數(shù)據(jù)的實時快速處理、傳輸、歸檔，對交通流量的統(tǒng)計、分析、預(yù)測等；并且，系統(tǒng)應(yīng)該具有遠程控制和自動切換保障功能及先進的綜合網(wǎng)絡(luò)管理功能。具體說明如下：

（1）高效性需求。車輛在高速行駛中能夠快速進行過車交易，交易時間平均在200毫秒以內(nèi)。 2.2. 可靠性需求

（2）開放性需求。系統(tǒng)具備良好的開放性和兼容性，整個系統(tǒng)易于升級、易于維護。系統(tǒng)車道數(shù)量可以靈活配置，適用于任意數(shù)量車道的收費站系統(tǒng)。便于聯(lián)網(wǎng)，組建省地級監(jiān)控中心

（3）穩(wěn)定性需求。能24小時連續(xù)動作，能夠長期不出現(xiàn)故障，保證金額扣費準確性。

（4）實時性：要求每個收費車道均能24小時連續(xù)、快速的收費，并能把電腦收費的票據(jù)數(shù)目完整不漏地送往收費站保存。

（5）準確性：要求每個收費車道通過計算機可靠地進行收費工作，減少人為錯誤，并通過專用的或公用的網(wǎng)絡(luò)，保證收集到數(shù)據(jù)的準確性和一致性。

（6）可靠性：要求整個系統(tǒng)具有良好的可靠性，能在較惡劣的環(huán)境下全天候連續(xù)穩(wěn)定工作。

（7）安全性：要求系統(tǒng)數(shù)據(jù)有安全措施，設(shè)計嚴格的管理權(quán)限，防止人為破壞；數(shù)據(jù)傳輸過程中確保收費金額的絕對安全和精確。

結(jié)束語：需求分析是軟件生命周期中關(guān)鍵的一步，主要完成了系統(tǒng)的需要工作部分。上文包括對系統(tǒng)進行了簡要、分析了廣州高速公路ETC收費系統(tǒng)的調(diào)查情況以及本系統(tǒng)的目標，之后劃分了系統(tǒng)功能模塊并給出了功能結(jié)構(gòu)圖，在此基礎(chǔ)上對每一個模塊的功能詳情都進行了詳細分析說明，同時對系統(tǒng)的非功能需求進行了詳細分析。

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