李偉

（北京瑞拓電子技術(shù)發(fā)展有限公司，北京100040）

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的道路交通設(shè)施不斷完善，以高速公路為例，截至2017年，我國(guó)的高速公路總里程已超過(guò)1.32×105km，設(shè)置在全國(guó)各地的大小收費(fèi)站超過(guò)1 500個(gè)。高速公路建設(shè)對(duì)其收費(fèi)系統(tǒng)的功能有非常嚴(yán)格的要求，將“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)應(yīng)用于高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的建設(shè)和改造中，可以豐富系統(tǒng)功能、優(yōu)化系統(tǒng)、提高充電效率、縮短車(chē)輛的等待時(shí)間，為駕駛員提供更好的服務(wù)。

2 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

現(xiàn)有的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)包含2部分，分別是半自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)和ETC系統(tǒng)，前者需要由收費(fèi)人員根據(jù)通行車(chē)輛的車(chē)型和通行里程計(jì)算通行費(fèi)用，在完成收費(fèi)操作后，逐一放行；后者則是借助車(chē)載電子標(biāo)簽完成主動(dòng)識(shí)別和扣費(fèi)。隨著網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的導(dǎo)入，有必要重新審視高速公路的通行費(fèi)征收系統(tǒng)[1]。

2.1 明確設(shè)計(jì)思路

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，強(qiáng)調(diào)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的有機(jī)結(jié)合，而不僅僅是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于該產(chǎn)業(yè)。因此，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高速公路計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須添加適當(dāng)?shù)闹悄芤?，例如，監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，可以借助單片機(jī)，依照集中管理、分布監(jiān)控的基本原則，實(shí)現(xiàn)不同環(huán)節(jié)監(jiān)控工作的相對(duì)獨(dú)立性，利用相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型完成實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，促進(jìn)工作效率的提高。

2.2 優(yōu)化工作流程

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高速公路計(jì)費(fèi)系統(tǒng)體現(xiàn)了模式化和過(guò)程化的特點(diǎn)，可以利用信息技術(shù)和智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以及物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和現(xiàn)代通信技術(shù)提高生產(chǎn)效率和效果。例如，通過(guò)在收費(fèi)站前方適當(dāng)距離處設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)的方式，能夠就逃費(fèi)車(chē)輛的外觀特點(diǎn)和車(chē)牌號(hào)進(jìn)行記錄，以圖片信息作為證據(jù)，將傳輸?shù)绞召M(fèi)管理部門(mén)，便于交通管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理[2]。

2.3 確立核心優(yōu)勢(shì)

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的收費(fèi)系統(tǒng)具備幾個(gè)非常明顯的優(yōu)勢(shì)：

1）通過(guò)對(duì)收費(fèi)過(guò)程的模式化和規(guī)范化，可以顯著提升效率；

2）能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)作為核心載體，保證工作的實(shí)時(shí)性以及數(shù)據(jù)傳遞的高效性；

3）借助智能化平臺(tái)可以提高容錯(cuò)率，實(shí)現(xiàn)信息的快速收集，為相關(guān)工作提供可靠依據(jù)。信息存儲(chǔ)可被視為計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的衍生優(yōu)勢(shì)。在運(yùn)行中，高速公路計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可以采集并存儲(chǔ)相應(yīng)的工作信息，存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便管理人員進(jìn)行調(diào)取和查看，更好地了解收費(fèi)站的工作態(tài)勢(shì)，保證良好的工作效果[3]。

3 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，功能豐富，能夠?yàn)楦咚俟返倪\(yùn)營(yíng)和管理提供可靠的支持和保障。

3.1 收費(fèi)系統(tǒng)

收費(fèi)系統(tǒng)是高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的核心部分，也是最重要的執(zhí)行系統(tǒng)，它可以遵循預(yù)設(shè)流程自動(dòng)完成通行費(fèi)用的收取工作，為了保證系統(tǒng)的運(yùn)行效果，可以采用多種收費(fèi)模式并行的方式，如ECT自動(dòng)扣費(fèi)、電子收費(fèi)、紙幣。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)增值技術(shù)的應(yīng)用，收費(fèi)系統(tǒng)可以與銀聯(lián)、支付寶、微信等可靠且信譽(yù)良好的收費(fèi)平臺(tái)配合使用。車(chē)輛信息的識(shí)別可以通過(guò)超短程射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)。例如，對(duì)于必須支付通行費(fèi)的車(chē)輛，可以要求他們提供唯一的證書(shū)信息，將其放置在信息識(shí)別區(qū)域，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)完成相關(guān)信息的識(shí)別，并且依照車(chē)輛的類(lèi)型和進(jìn)入高速公路的位置扣除相應(yīng)費(fèi)用，確認(rèn)扣除完成后，系統(tǒng)控制止動(dòng)桿，抬起車(chē)輛，放行。紙幣的充電模式與以往的手動(dòng)充電不同，業(yè)主可以獨(dú)立支付費(fèi)用。在提供身份證、駕駛證等必要信息后，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行核對(duì)，確認(rèn)無(wú)誤后，給出具體的繳費(fèi)金額，車(chē)主在將紙幣投入收費(fèi)箱后，系統(tǒng)控制限行桿抬起，對(duì)車(chē)輛放行。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)與收費(fèi)系統(tǒng)一樣，都是主要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在對(duì)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)“集中管理、分散工作”的設(shè)計(jì)原則，將設(shè)備布置在收費(fèi)站周邊區(qū)域，相鄰2組設(shè)備之間的距離不能小于300 m。所有的監(jiān)控設(shè)備都必須通過(guò)相應(yīng)的通信線(xiàn)路實(shí)現(xiàn)與管理終端的有效連接，確保監(jiān)控信息能夠被有效傳遞[4]?？紤]高速公路周邊可能存在電磁干擾問(wèn)題，為了保證信息傳輸?shù)馁|(zhì)量和效果，在針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，采用了有線(xiàn)連接的方式。同時(shí)，所有的架空設(shè)備在連接成完整監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，都能夠獨(dú)立運(yùn)作，同一片區(qū)域至少有2臺(tái)監(jiān)控器作業(yè)，這樣可以有效避免盲區(qū)。在監(jiān)控器中，設(shè)置了相應(yīng)的單片機(jī)，緩存空間超過(guò)500 MB，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)監(jiān)控圖像和監(jiān)控視頻的臨時(shí)保存。

3.3 通信系統(tǒng)

為確保信息傳輸效率，在基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高速公路計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中，通信子系統(tǒng)采用了長(zhǎng)距離有線(xiàn)通信和超短距離無(wú)線(xiàn)通信2種不同的通信技術(shù)，而且將其全部放入了物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)中。結(jié)合實(shí)際情況分析，遠(yuǎn)程有線(xiàn)通信技術(shù)被應(yīng)用在人員、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、管理終端彼此之間的信息傳遞。例如，監(jiān)控系統(tǒng)和管理終端之間的上述信息傳輸是通過(guò)遠(yuǎn)程有線(xiàn)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。在人員和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間，信息的遠(yuǎn)程傳遞主要是借助計(jì)算機(jī)載體，工作人員可以利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)程控制，當(dāng)某個(gè)監(jiān)控器設(shè)備發(fā)出警報(bào)信息時(shí)，工作人員能夠迅速調(diào)取監(jiān)控器顯示的畫(huà)面或者記錄的視頻，對(duì)報(bào)警原因進(jìn)行分析。在繳費(fèi)和管理認(rèn)證系統(tǒng)中應(yīng)用超短距離無(wú)線(xiàn)射頻通信技術(shù)時(shí)，為了確保收費(fèi)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，避免非法入侵帶來(lái)的損失，管理人員在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)，必須提供具備唯一性以及網(wǎng)絡(luò)合法性的證件，系統(tǒng)完成認(rèn)證后，才能依照相應(yīng)的權(quán)限實(shí)施操作和管理[5]。

3.4 輔助系統(tǒng)

在基于互聯(lián)網(wǎng)加的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中，輔助系統(tǒng)包括硬件設(shè)備系統(tǒng)、應(yīng)急操作系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)等許多內(nèi)容，而從高速公路收費(fèi)系統(tǒng)本身特殊的工作性質(zhì)出發(fā)，放在開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)中顯然無(wú)法保證安全，因此，可以搭配物聯(lián)網(wǎng)或者更具安全性的網(wǎng)絡(luò)使用。為了避免斷電帶來(lái)的影響，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用了常規(guī)電源+太陽(yáng)能+蓄電池的電源系統(tǒng)，正常情況下，由常規(guī)電源供電，如果電源端出現(xiàn)異常，則啟動(dòng)蓄電池為系統(tǒng)提供電能支撐，蓄電池的容量應(yīng)滿(mǎn)足系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)≥6 h的需求，而且借助太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，還能為蓄電池提供補(bǔ)充，延長(zhǎng)系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)間2 h以上。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，以經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展為支撐，高速公路的繁榮對(duì)相關(guān)工作提出了越發(fā)嚴(yán)格的要求，收費(fèi)系統(tǒng)自然也必須及時(shí)升級(jí)和更新?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”背景下，信息化和智能化技術(shù)的應(yīng)用使人工作業(yè)開(kāi)始逐漸被自動(dòng)化和智能化作業(yè)取代，在保證工作質(zhì)量的同時(shí)，能夠顯著提高工作效率，相關(guān)人員應(yīng)不斷對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究，豐富其功能，從而更好地服務(wù)于高速公路運(yùn)行管理。