【正文】 6陳景謙編 電工學(xué) 廣州：華南理工大學(xué)出版社。2高速公路收費(fèi)技術(shù)發(fā)展探討及標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展 蔡華。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師老師，在每次遇到問(wèn)題時(shí)老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。 高速公路智能化路產(chǎn)管理系統(tǒng) ①建立高速公路路產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速公路路產(chǎn)變更、道路設(shè)施匯總、道路施工審批等業(yè)務(wù)管理功能，提高行業(yè)管理水平；②建立巡邏車輛GPS系統(tǒng)；③建立超限運(yùn)輸管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)超限運(yùn)輸管理的智能化與網(wǎng)絡(luò)化。 高速公路智能收費(fèi)系統(tǒng) 逐步推廣電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的建設(shè)與實(shí)施，使電子收費(fèi)系統(tǒng)局部聯(lián)網(wǎng)并逐步形成規(guī)模效益。建議每日對(duì)系統(tǒng)作實(shí)時(shí)備份，每月對(duì)系統(tǒng)作月結(jié)備份，設(shè)立專職的數(shù)據(jù)檔案保管員，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)資料的保存。 本收費(fèi)系統(tǒng)采用Windows Advanced Server網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用具有容錯(cuò)技和數(shù)據(jù)備份技術(shù)的SQL Server 大型數(shù)據(jù)庫(kù)。軟件的設(shè)計(jì)服務(wù)器采用Microsoft Windows Advanced Server，收費(fèi)計(jì)算機(jī)采用Microsft Windows Professional環(huán)境，數(shù)據(jù)庫(kù)采用Microsoft SQL Server 多用戶大型關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)。,支持縮放式\多服務(wù)器應(yīng)用程序。 Microsoft SQL Server 其安全性、事務(wù)處理能力和誤差符合重要事務(wù)的要求：其智能服務(wù)器技術(shù)增強(qiáng)了服務(wù)器上的數(shù)據(jù)整體性，減小了開(kāi)支和維護(hù)的成本。 在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)上選擇了采用了目前最先進(jìn)的客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者選擇了Microsoft Windows Advanced Microsoft SQL Server Microsft Windows Professional，這是基于如下考慮。車道集線器與站內(nèi)集線器之間采用光纖連接。由于車道計(jì)算機(jī)和收費(fèi)控制室計(jì)算機(jī)距離較遠(yuǎn)，為保證傳輸質(zhì)量，這二部分之間采用以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)多模光纜連接，采用多模光纖主要是考慮到距離一般在3KM以內(nèi)，防止信號(hào)過(guò)強(qiáng)引起反射，同時(shí)也可以降低成本。 主要車道設(shè)備： 車道計(jì)算機(jī)、專用鍵盤、車道智能控制柜、票據(jù)打印機(jī)、道閘、車道攝像機(jī)、費(fèi)額顯示器、字符疊加器、閃光報(bào)警器、霧燈、車道紅綠信號(hào)燈、雨棚紅綠信號(hào)燈 車道計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立完成收費(fèi)作業(yè)、控制收費(fèi)作業(yè)流程的系統(tǒng)。車隊(duì)的處理當(dāng)特許通過(guò)的“車隊(duì)”來(lái)到收費(fèi)車道時(shí),收費(fèi)員按下“車隊(duì)開(kāi)始”鍵,此時(shí)自動(dòng)欄桿處于打開(kāi)狀態(tài),費(fèi)額顯示器和車型分類顯示器處于空白狀態(tài),當(dāng)車隊(duì)全部通過(guò)檢測(cè)器檢測(cè)區(qū)域后,收費(fèi)員再按下“車隊(duì)結(jié)束”鍵，自動(dòng)欄桿落下，系統(tǒng)恢復(fù)到車道正常收費(fèi)業(yè)務(wù)處理的初始狀態(tài)。如果被確認(rèn)為無(wú)效收費(fèi)員信息，收費(fèi)登陸界面則自動(dòng)清空，并提示操作員重新輸入有效工號(hào)、口令及密碼。收費(fèi)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程初始狀態(tài)正反雨棚信號(hào)燈呈紅色道閘欄桿落下，車道紅綠信號(hào)燈呈紅色；手動(dòng)欄桿處于封閉車道狀態(tài)；費(fèi)額顯示器處于空白狀態(tài)；收費(fèi)軟件顯示收費(fèi)員登陸界面。 收費(fèi)數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)監(jiān)控室的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、收費(fèi)管理計(jì)算機(jī)、監(jiān)視計(jì)算機(jī)、財(cái)務(wù)計(jì)算機(jī)和圖像計(jì)算機(jī)，與車道收費(fèi)處理單元組成一個(gè)計(jì)算機(jī)管理收費(fèi)數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)。c. 費(fèi)額顯示器處于空白狀態(tài)。工作方式見(jiàn)圖一. 收費(fèi)信息采集和處理系統(tǒng)以車道收費(fèi)處理單元系統(tǒng)設(shè)備和CCTV系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行采集和處理車輛通行情況和收費(fèi)員收費(fèi)作業(yè)情況的圖像和數(shù)據(jù)信息，并將信息傳送到收費(fèi)監(jiān)控室，向收費(fèi)作業(yè)管理人員提供實(shí)時(shí)的收費(fèi)作業(yè)信息，工作方式見(jiàn)圖二. 收費(fèi)作業(yè)信息的采集 收費(fèi)作業(yè)信息的采集方式是： 收費(fèi)員判別繳費(fèi)和免繳費(fèi)車輛類型通過(guò)收費(fèi)鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入車型操作，收費(fèi)計(jì)算機(jī)同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)價(jià)，此時(shí)車道報(bào)價(jià)機(jī)將發(fā)出報(bào)價(jià)提示音，同時(shí)報(bào)價(jià)機(jī)數(shù)碼管顯示應(yīng)繳金額及車型。 所有列為一級(jí)負(fù)荷的設(shè)施包括收費(fèi)亭、收費(fèi)車道和收費(fèi)站的收費(fèi)設(shè)備、交通監(jiān)控設(shè)備和通信設(shè)備均由UPS供電。 不間斷供電系統(tǒng) 為保證設(shè)備用電的可靠性和電能質(zhì)量,必須采用UPS系統(tǒng)。 隧道變電所宜設(shè)置在隧道口處行車道旁,對(duì)中、短隧道可在隧道口一側(cè)設(shè)置變電所,長(zhǎng)隧道要考慮在隧道口兩側(cè)分別設(shè)置變電所。在外電源發(fā)生故障的情況下,自備柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。在這種情況下,有必要采用中壓供電系統(tǒng),即從主變電站引出一條5~6kV中壓供電線路沿線供電,根據(jù)具體情況在全線設(shè)置若干個(gè)廂式變電站將中壓變成低壓系統(tǒng),然后再為每個(gè)用電設(shè)備配電。 交通監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)決定了它要在某些特殊路段設(shè)置監(jiān)控外場(chǎng)設(shè)備,這些設(shè)備的容量都很小,對(duì)供電的可靠性要求較高,為適應(yīng)這些特殊的要求,在做供、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就比較困難。此外要考慮到負(fù)荷的增長(zhǎng),預(yù)留必要的發(fā)展余量。供電系統(tǒng)應(yīng)做到供電可靠、電壓質(zhì)量好、滿足生產(chǎn)需要。其它用電負(fù)荷可按二級(jí)用電等級(jí)配電。 （7）讀寫器對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理。 （3）共振使卡內(nèi)的電容有了負(fù)荷，在電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí)，此電容可作為電源為集成電路提供工作電壓。 進(jìn)行通訊處理的微處理器 它將來(lái)自標(biāo)識(shí)卡的信息進(jìn)行解釋并傳至車道控制器，從而取得該車的有關(guān)資料并進(jìn)行相應(yīng)處理，對(duì)來(lái)自車道控制器的數(shù)據(jù)信息經(jīng)分析后可對(duì)標(biāo)識(shí)卡內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的修改。 電子標(biāo)識(shí)卡是一種有源電子射頻卡，功率約為1/1000瓦，其內(nèi)存可作到存儲(chǔ)包括車輛型號(hào)、車牌照號(hào)、車主的相關(guān)資料等各種信息，是一個(gè)完善的汽車身份卡和信用卡。在收費(fèi)的全過(guò)程都是由電子通信和計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，不必人工介入，也不用停車交款，其費(fèi)用是用戶提前預(yù)繳賦值在卡上，或存在銀行的專門賬戶內(nèi)。 全自動(dòng)收費(fèi) 它又叫做不停車電子收費(fèi)。 嚴(yán)格來(lái)講這種收費(fèi)方式是利用紅外線技術(shù)進(jìn)行車型自動(dòng)判別，作為上述三種收費(fèi)方式的輔助手段，通過(guò)紅外車型分類與人工分類相結(jié)合，用以監(jiān)督人工操作。用于收費(fèi)是通過(guò)測(cè)取車輛的軸重、軸距、軸數(shù)等數(shù)據(jù)，進(jìn)行車輛綜合判別，作為確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的主要參數(shù)。若采用非接觸IC卡則減少了卡的磨損，且不存在因灰塵或油污而導(dǎo)致接觸不良的問(wèn)題，這是目前較為理想的一種收費(fèi)方式。對(duì)于一些長(zhǎng)期用戶（如長(zhǎng)途客運(yùn)）可以使用一種儲(chǔ)值卡，在卡內(nèi)賦值每次使用時(shí)扣減費(fèi)額可多次使用，但仍需在經(jīng)過(guò)收費(fèi)站時(shí)停車讀寫卡。對(duì)于封閉式收費(fèi)，將在入口發(fā)票，出口驗(yàn)票、收費(fèi)；而開(kāi)放式收費(fèi)在入口一次性收取所要繳納的費(fèi)用。 高速公路收費(fèi)系統(tǒng) 自從出現(xiàn)對(duì)車輛進(jìn)行收費(fèi)以來(lái)，收費(fèi)技術(shù)經(jīng)歷了從低級(jí)到高級(jí)，從功能簡(jiǎn)單到豐富完善的過(guò)程。電力監(jiān)控的基本功能在于保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,使管理人員對(duì)電網(wǎng)的有功和無(wú)功功率及某些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制,對(duì)電網(wǎng)各元件的過(guò)負(fù)荷情況加以了解,對(duì)不正常情況的發(fā)展趨勢(shì)作出判斷與控制。另一方面，后臺(tái)服務(wù)器對(duì)交通監(jiān)控檢測(cè)及營(yíng)運(yùn)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，提供分析報(bào)表、供用戶查詢輸出，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合利用。且前端設(shè)備和各路段監(jiān)控中心設(shè)備品牌較為紛雜、數(shù)據(jù)格式多樣，使各路段視頻監(jiān)控系統(tǒng)彼此獨(dú)立，無(wú)法充分發(fā)揮交通監(jiān)控的路徑誘導(dǎo)、 多路徑交通流量調(diào)控、聯(lián)網(wǎng)調(diào)度、應(yīng)付突發(fā)事件、及時(shí)統(tǒng)一調(diào)度的功能，更無(wú)法最大程度地發(fā)揮高速公路網(wǎng)絡(luò)的通行能力，所以省域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控就顯得尤其必要和迫切。 聯(lián)網(wǎng)信息主要包括數(shù)據(jù)和視頻兩部分。ITS智能高速公路預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用，將會(huì)有效地提高營(yíng)運(yùn)效率、保證交通安全?！? 高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)的主要是通過(guò)對(duì)高速公路全線的交通流量檢測(cè)、交通狀況的監(jiān)測(cè)、環(huán)境氣象檢測(cè)、運(yùn)行狀況的監(jiān)視，按照一系列智能控制規(guī)則和策略產(chǎn)生控 制方案，從而實(shí)現(xiàn)控制交通流量、改善交通環(huán)境、減少事故、使高速公路達(dá)到較高的服務(wù)水平。在這些信息中，視頻數(shù) 據(jù)可在計(jì)算機(jī)或大屏幕上顯示，并根據(jù)需要對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抓拍記錄?！　÷曇舯O(jiān)控是指采用有線(或無(wú)線)對(duì)講系統(tǒng)，采集音頻信息，對(duì)收費(fèi)人員在收費(fèi)過(guò)程中使用文明用語(yǔ)等情況的監(jiān)督，并監(jiān)聽(tīng)車道內(nèi)的突發(fā)和異常情況。高速公路收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)　　高速收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)據(jù)監(jiān)控、圖像監(jiān)控和聲音監(jiān)控三部分組成的一個(gè)有機(jī)整體。在現(xiàn)有的道路 和環(huán)境條件下，通過(guò)對(duì)采集的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、處理和預(yù)測(cè)，采取有效的交通控制手段，預(yù)防可能發(fā)生的交通事件、事故和阻塞；當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)性交通事故或道路環(huán) 境變化而導(dǎo)致交通阻塞時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取有效措施進(jìn)行緩解和排除，以防止對(duì)路網(wǎng)交通產(chǎn)生更大的影響，進(jìn)而提高路網(wǎng)運(yùn)行的利用效率和安全性?！　? 監(jiān)控的目標(biāo) 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)、視頻、路況的信息采集、處理和存儲(chǔ)，提供交通信息資源。該區(qū)域內(nèi)攝像機(jī)的圖像將鎖定在中心的監(jiān)視器上，錄像機(jī)可自動(dòng)錄像，并進(jìn)行數(shù)字、時(shí)間和攝像機(jī)編碼的疊加。CCTV系統(tǒng)用于監(jiān)視交通狀況、收費(fèi)廣場(chǎng)和其它相關(guān)情況，該系統(tǒng)基本上由31套裝有變焦鏡頭的彩色攝像機(jī)組成。 緊急電話控制中心用來(lái)為公路用戶在發(fā)生故障或拋錨情況下提供路邊通信服務(wù)，中心可控制本區(qū)域內(nèi)的所有緊急電話。5 將公路上發(fā)生事故的時(shí)間、地點(diǎn)，損壞、處理方式等記錄下來(lái)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 由主計(jì)算機(jī)、交通控制計(jì)算機(jī)、彩色圖型計(jì)算機(jī)等組成，此系統(tǒng)的主要功能為：1 收集車輛檢測(cè)數(shù)據(jù)、交通流、占有率、氣象狀況、CCTV圖像等。times。 使用監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu) 監(jiān)控中心主要有地圖板、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、緊急電話中心、CCTV控制中心等設(shè)備。工作人員還可以將3G終端所拍攝到的現(xiàn)場(chǎng)實(shí) 時(shí)聲音和圖像，發(fā)送到分指揮中心或是總指揮中心。 　　　　而高清攝像機(jī)的圖像分辨率高，可從100萬(wàn)像素到500萬(wàn)像素，分辨率動(dòng)態(tài)可變。 　　　　目前高速公路全程監(jiān)控的主要構(gòu)成方式是采用標(biāo)準(zhǔn)的攝像機(jī)作為前端設(shè)備，其最大圖像分辨率可達(dá)到D1標(biāo)準(zhǔn)。交警不需要到現(xiàn)場(chǎng)，借助高科技，不僅處罰準(zhǔn)確、透明，而且“認(rèn)事不認(rèn)人”的陽(yáng)光違法追究原則也在改變一些駕駛?cè)说挠^念。 　　　　高速公路的重大車禍?zhǔn)鹿蕮岆U(xiǎn)救援與普通公路差別較大，一旦事故出現(xiàn)，就存在傷亡嚴(yán)重、救火迫切以及快速清理現(xiàn)場(chǎng)和救出傷者的應(yīng)急反 應(yīng)能力。 　　　　為了提高高速公路的管理和服務(wù)水平，目前各高速公路都在實(shí)施或即將實(shí)施全程監(jiān)控。 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò)沿線的外場(chǎng)設(shè)施(各類檢測(cè)、顯示等裝置)及時(shí)、準(zhǔn)確、完整地收集并預(yù)告前方道路的各類信息，如交通量、事故、路況等，道路使 用者通過(guò)監(jiān)控中心的監(jiān)視(顯示)設(shè)備直觀地了解交通運(yùn)行狀況。 d) 緊急電話 是高速公路內(nèi)部專用的安全報(bào)警電話, 它為高速公路使用者提供緊急呼救求援的通信手段。 高速公路通信系統(tǒng)的組成和功能 高速公路通信系統(tǒng)確保話音、數(shù)據(jù)及圖像等各類信息準(zhǔn)確及時(shí)地傳輸, 為各種先進(jìn)的管理手段提供信息傳輸?shù)幕A(chǔ)。采用數(shù)字程控交換機(jī)實(shí)現(xiàn)64 kbps 電路交換, 并在交換機(jī)主局建立頻率基準(zhǔn)。 數(shù)字通信的特點(diǎn)是將時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)通過(guò)抽樣、量化及編碼變成時(shí)間上離散的信號(hào), 再將各路信號(hào)的傳輸時(shí)間安排在不同的時(shí)間間隙內(nèi)。易于進(jìn)行信號(hào)處理, 大大提高了通信網(wǎng)的功能。 數(shù)字通信網(wǎng)在高速通信系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn) 數(shù)字通信