【正文】 ..................... 45 開發(fā)難點(diǎn)及相關(guān)策略 ................................................................................ 45 課題不足之處 .......................................................................................... 46 工作展望及見解 ....................................................................................... 46 5 總結(jié) ....................................................................................................................... 48 致謝 ............................................................................................................................... 49 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 50 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 1 1 緒論 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，高速公路交通作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要基礎(chǔ)設(shè)施之一，越來越受到重視。 在高速公路的建設(shè)上，我國(guó)普遍采用了 “貸款建設(shè)，收費(fèi)償付 ”的金融和投資體系，即 通過貸款來建設(shè)高速公路，在高速公路建成投入使用后通過對(duì)通行于高速公路上的車輛收取通行費(fèi)用的方式來償還貸款。 高速公路收費(fèi)制度的建立不僅可以為高速公路建設(shè)開辟資金來源，而且可以吸引私人企業(yè)和個(gè)人參與高速公路建設(shè)投資，解決高速公路建設(shè)長(zhǎng)期依靠政府財(cái)政，發(fā)展緩慢的弊端。另外，高速公路的養(yǎng)護(hù)與管理資金可以直接從征收的車輛通行費(fèi)中提取，減少了許多中間環(huán)節(jié)，克服了多年來道路養(yǎng)護(hù)管理中的不記成本、不講經(jīng)濟(jì)核算的種種弊端。此外，高速公路具有比一般公路高的效益，決定了高速公路可以依據(jù)市場(chǎng)法則，通過收取車輛通行費(fèi)對(duì)其價(jià)值進(jìn)行補(bǔ) 償。 從另外一個(gè)角度上看，高速公路收費(fèi)不只是從經(jīng)濟(jì)上考慮用于還貸或開辟新的高速公路建設(shè)的資金來源，還可實(shí)現(xiàn)高速公路交通需求控制。從而解決高速公路擁擠、安全和污染等問題。所以，建設(shè)先進(jìn)、完善、有效的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)是整個(gè)高速公路系統(tǒng)建設(shè)和管理中不可或缺的一部份。它所要實(shí)現(xiàn)的主要功能有 : 1. 對(duì)使用高速公路的車輛按車型、行駛里程進(jìn)行合理、正確的收費(fèi) ； 2. 規(guī)范收費(fèi)、現(xiàn)金入賬等財(cái)物統(tǒng)計(jì)工作，防止舞弊、堵塞財(cái)物漏洞 ； 3. 結(jié)合交通管理，限制高峰期交通流量以保障高速公路的安全、暢通 ； 4. 提供交通流量數(shù)據(jù)，作為交通監(jiān)控系統(tǒng)和管理部門 的決策依據(jù) ； 5. 改善道路通行費(fèi)的支付和結(jié)算方法、從而減少車輛繳費(fèi)滯留時(shí)間，提高收費(fèi)車道的車輛通行速度，提高道路通行能力。 課題背景及來源 在長(zhǎng)潭西線通車之前，由北到南三市之間只有京珠高速長(zhǎng)潭段將其連接。東西向，株潭之間則只有蓮易高速連接。三市之間的內(nèi)部城際高速公路網(wǎng)絡(luò)并未形成。同時(shí)，將 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁 2 三市串聯(lián)起來的只有京珠高速公路長(zhǎng)潭段。但所謂的 “串聯(lián) ”，卻并非在一條直線上。 三市中，除長(zhǎng)沙外，株洲和湘潭上京珠高速公路都還需要一段連接線要走。長(zhǎng)潭西線未通車之前，長(zhǎng)沙至湘潭所需時(shí)間至少要 40 分鐘， “短短的 40 公里路程 ，最快都需要 40 分鐘，這肯定無法適應(yīng)三市一體化發(fā)展的需要，所以要提速三市一體化進(jìn)程，必須得構(gòu)建適應(yīng)一體化發(fā)展的快速交通網(wǎng)絡(luò)。 ”省交通廳相關(guān)專家表示，而長(zhǎng)潭西線的通車將改寫現(xiàn)狀，使長(zhǎng)沙至湘潭的行車距離縮短 20 公里。 此外，長(zhǎng)潭西線的建成通車，也將縮短長(zhǎng)沙至邵陽的時(shí)間。長(zhǎng)湘西線湘潭起點(diǎn)即與潭邵高速公路對(duì)接，出了湘潭收費(fèi)站一公里，即可上潭邵高速公路。在昨日的體驗(yàn)中，本報(bào)車務(wù)部司機(jī)歐陽宏介紹，長(zhǎng)潭西線通車后，至少可以使長(zhǎng)沙至邵陽的時(shí)間節(jié)約 20分鐘以上。 課題研究的意義 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)是長(zhǎng)潭西線高速公路的重 要組成部分，是高速公路業(yè)主收回投資的渠道。收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)用軟件根據(jù)功能及分布主要分為以下幾個(gè)既相互獨(dú)立又彼此聯(lián)系的功能單元，由它們一起構(gòu)成了 IC 卡收費(fèi)管理信息系統(tǒng)： 1. 車道級(jí)模塊，包括入口車道發(fā)卡軟件和出口車道收費(fèi)軟件 ； 2. 站級(jí)模塊，包括站級(jí)財(cái)務(wù)軟件、站級(jí)監(jiān)控軟件和站級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理軟件 ； 3. 中心級(jí)模塊，包括中心財(cái)務(wù)軟件、中心監(jiān)控軟件、中心網(wǎng)絡(luò)管理軟件、中心 POS機(jī)管理軟件及中心 IC 卡管理軟件 ； 4. 通信模塊件，包括車道通信軟件、站級(jí)通信軟件和中心通信軟件 ； 本課題主要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)車道級(jí)模塊功能 。 論 文結(jié)構(gòu) 緒論部分概要介紹了本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的背景來源以及研究的意義。 第二部分是論文的重點(diǎn)之一，通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析，著重介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)內(nèi)容。 第三部分介紹開發(fā)本系統(tǒng)所涉及到的基本理論知識(shí)以及選用方法的依據(jù)。 第四部分是論文的另一重點(diǎn)所在，從第二部分的系統(tǒng)分析和解決方案出發(fā)，以第三部分涉及到的基本知識(shí)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)介紹系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法，并闡述課題的難 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 3 點(diǎn)、問題所在以及創(chuàng)新思想在本設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)。 第五部分對(duì)研究工作進(jìn)行歸納和總結(jié)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 4 2 系統(tǒng)分析與設(shè) 計(jì) 系統(tǒng)分析 車道收費(fèi)系統(tǒng)的需求分析主要以新的收費(fèi)模式下高速公路的實(shí)際情況和運(yùn)營(yíng)管理方面的要求為基礎(chǔ)。 車道收費(fèi)系統(tǒng)功能規(guī)定 車道收費(fèi)軟件按功能分為入口和出口兩種類型入口車道收費(fèi)系統(tǒng)通過所配車道設(shè)備及收費(fèi)員對(duì)進(jìn)入高速公路的車輛進(jìn)行抓拍圖像、識(shí)別車牌、車型、車情輸入。對(duì)黑名單、白名單車輛進(jìn)行相應(yīng)的處理。將車道信息、收費(fèi)員工號(hào)、車情、車型、車牌號(hào)、卡盒號(hào)、日期時(shí)間、抓拍圖像等其他信息寫入數(shù)據(jù)庫表中，形成一條流水記錄 。并將相應(yīng)的入口描述信息寫入通行 IC 卡，發(fā)給通行車輛司機(jī)，抬起電動(dòng)欄桿機(jī)。車輛 駛出車道，完成入口操作。出口車道收費(fèi)系統(tǒng)通過所配車道設(shè)備及收費(fèi)員對(duì)駛出高速公路的車輛進(jìn)行抓拍圖像、識(shí)別車牌、讀出通行 IC 卡中存儲(chǔ)的信息。對(duì)讀出的信息進(jìn)行自動(dòng)及人工核對(duì)，計(jì)算出通行費(fèi)，并用費(fèi)額顯示器顯示收費(fèi)金額，并用語音設(shè)備發(fā)出禮貌用語 ?；厥胀ㄐ?IC 卡、收取通行費(fèi)。當(dāng)出現(xiàn)免費(fèi)、丟卡、壞卡、違章、黑名單、白名單車輛時(shí)，按相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行處理 。將出口的路段、站點(diǎn)、車道標(biāo)識(shí)信息、收費(fèi)標(biāo)識(shí)信息、車型、車種、車牌號(hào)、 IC 卡及卡盒號(hào)信息、日期時(shí)間等其他信息在車道數(shù)據(jù)庫表中寫入一條流水記錄，并在該卡中寫入使用完畢注銷信息 。打開 電動(dòng)欄桿機(jī)，車輛駛出車道，完成出口操作 [2]。 此外，車道收費(fèi)軟件系統(tǒng)還應(yīng)具有下述功能 : 1. 對(duì)收費(fèi)人員上下班身份驗(yàn)證的功能 ； 2. 自動(dòng)檢測(cè)并記錄車道設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)功能； 3. 能夠提供一定的安全機(jī)制，防止隨意刪改數(shù)據(jù)，同時(shí)提供數(shù)據(jù)備份和在網(wǎng)絡(luò)中斷情況導(dǎo)出數(shù)據(jù)的服務(wù)； 4. 通過車牌自動(dòng)識(shí)別，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)防換卡功能 ； 5. 在非主要設(shè)各出現(xiàn)故障的情況下，系統(tǒng)亦能夠完成收費(fèi)處理； 6. 盡量減少設(shè)備各故障對(duì)車道收費(fèi)的影響。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 5 車道收費(fèi)處理主要流程分析 車道處理流程分析以車道收費(fèi)業(yè)務(wù)為中心，分為兩部分 。入口車道流程分析和出口車道流程分析 [3]，主要以流程圖的形式來體現(xiàn)。因?yàn)樯婕暗姆治隽鞒梯^多，所以以下畫出的是入口、出口主要收費(fèi)業(yè)務(wù)分析流程圖 [4]。 1. 車道處理主控流程分析 圖 車道處理主控流程分析 2. 上班校驗(yàn)流程分析 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 6 圖 上班校驗(yàn)流程分析 3. 入口發(fā)卡處理流程分析 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 7 圖 入口發(fā)卡處理流程分析 4. 入口車情流程分析 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 8 圖 入口車情流程分析 5. 出口車情處理流程 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 9 圖 出口車情處理流程 解決方案設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) 1. 基本設(shè)計(jì)概念和處理流 在收費(fèi)系統(tǒng)中，存在著各種數(shù)據(jù)，其中有些是與收費(fèi)相關(guān)的，如收費(fèi)流水?dāng)?shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)參數(shù)數(shù)據(jù)、各類相關(guān)的查詢數(shù)據(jù)等 [5]。其他是配合收費(fèi)工作的，例如短消息、時(shí)鐘同步等 [6]。 根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和需求分析，整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向如下圖所示 [7]： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 10 圖 基本設(shè)計(jì)概念和處理流程 2. 程序組成與結(jié)構(gòu) 區(qū)域管理點(diǎn) 路段中心級(jí) 收費(fèi)站級(jí) 車道級(jí) 運(yùn)營(yíng)參數(shù) 時(shí)鐘同步 卡調(diào)撥指令 收費(fèi)數(shù)據(jù) 卡調(diào)撥數(shù)據(jù) IC 卡查詢 圖象查詢 運(yùn)營(yíng)參數(shù) 時(shí)鐘同步 卡調(diào)撥指令 收費(fèi)數(shù)據(jù) 報(bào)警信息 運(yùn)營(yíng)參數(shù) 時(shí)鐘同步 短消息 收費(fèi)數(shù)據(jù) 報(bào)警數(shù)據(jù) IC 卡查詢 圖象查詢 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 11 根據(jù)數(shù)據(jù)的流向以及需要做的處理工作，系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成許多個(gè)子系統(tǒng)和子程序構(gòu)成。根據(jù)數(shù)據(jù)的處理需要和程序的部署位置，整個(gè)系統(tǒng)的程序組成如下表所示： 表 程序組成與結(jié)構(gòu) 位置 程序名稱 說明 車道 車道入口程序 － 車道 時(shí)鐘同步客戶端服務(wù)程序 － 車道 短消息接受服務(wù)程序 － 站級(jí) 站級(jí)報(bào)表管理子系統(tǒng) － 站級(jí) 站級(jí)參數(shù)瀏覽子系統(tǒng) － 站級(jí) 站級(jí)交班管理子系統(tǒng) － 站級(jí) 站級(jí)數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)子系統(tǒng) － 站級(jí) 站級(jí) IC 卡管理子系統(tǒng) － 站級(jí) 人工錄入流水程序 － 站級(jí) 報(bào)警信息轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)程序 － 站級(jí) 監(jiān)控圖象查詢代理服務(wù)程序 － 站級(jí) 時(shí)鐘同步客戶端服務(wù)程序 － 站級(jí) 時(shí)鐘同步服務(wù)端服務(wù)程序 － 站級(jí) 車道數(shù)據(jù)長(zhǎng)傳服務(wù)程序 － 站級(jí) 站級(jí)參數(shù)下發(fā)子系統(tǒng)程序 － 路段中心 路段報(bào)表管理子系統(tǒng)程序 － 路段中心 路段參數(shù)管理子系統(tǒng)程序 － 路段中心 路段票據(jù)管理子系統(tǒng)程序 － 路段中心 路段數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)系統(tǒng)程序 － 路段中心 路段圖象稽查子系統(tǒng)程序 － 路段中心 路段 IC 卡管理子系統(tǒng)程序 － 路段中心 路段收費(fèi)監(jiān)控子系統(tǒng)程序 － 路 段中心 報(bào)警信息轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)程序 － 路段中心 收費(fèi)站數(shù)據(jù)上傳服務(wù)程序 － 路段中心 路段參數(shù)下發(fā)子系統(tǒng)程序 － 路段中心 聯(lián)網(wǎng)通信客戶端程序 － 路段中心 時(shí)鐘同步客戶端服務(wù)程序 － 路段中心 時(shí)鐘同步服務(wù)端服務(wù)程序 － 區(qū)域中心 聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)端程序 － 各個(gè)程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系見下圖所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 12 圖 各程與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系 3. 系統(tǒng)維護(hù)設(shè)計(jì) 區(qū)域管理點(diǎn) 路段中心級(jí) 收費(fèi)站級(jí) 車道級(jí) 聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)端 聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)端 聯(lián)網(wǎng)通信客戶端 聯(lián)網(wǎng)通信客戶端 時(shí)鐘同步 參數(shù)管理 數(shù)據(jù)傳輸 監(jiān)控程序 報(bào)警轉(zhuǎn)發(fā) 時(shí)鐘同步 圖象查詢代理 站級(jí)數(shù)據(jù)庫 報(bào)警轉(zhuǎn)發(fā) 數(shù)據(jù)傳輸 車道程序 短消息接收 車道數(shù)據(jù)庫 運(yùn)營(yíng)參數(shù)圖象查詢結(jié)果 圖象查詢請(qǐng)求條件時(shí)鐘同步請(qǐng)求 圖象查詢請(qǐng)求結(jié)果 入口查詢條件 收費(fèi)流水?dāng)?shù)據(jù) 入口查詢結(jié)果 時(shí)