高速公路收费系统的设计与应用

张振东

摘 要：高速公路作为交通道路中的重要部分，对我国交通发展有着重要的意义，它的生产与发展对经济发展有着促进作用。由于高速公路建设费用巨大，因此需要向通过高速公路的用户收取一定的过路费用。如何实现高速公路收费系统的高效运行，是我们广大设计工作者需要思考的问题。笔者通过对我国高速公路收费方式分析，探讨科学的系统设计与应用。

关键词：高速公路 收费系统 需求分析 设计与应用

中图分类号：X924 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（b）-0047-02

高速公路作为现代化的公路基础设施，其设计原则秉承着实现高效的公路收费，并实现“高速、舒适、快捷、安全”等设计原则。由于高速公路需要进行后期的维护和修建，且修建与维护的费用是巨大的，再加上传统的收费系统在收费时存在“收费速度慢、收费人力资源投入大”等问题，需要我们对收费系统进行重新设计，以实现最大效率的收费设计，实现高速公路的高效运转。该文以我国高速公路收费方式作为探讨要点，分析高效的高速公路收费系统设计与应用，希望能为广大读者提供具有实效性的帮助。

1 我国高速公路收费方式分析

我国高速公路收费系统的升级换代很快，是隶属于交通机电系统工程的重要部分。我国高速公路收费系统的收费方式根据人工的参与比例主要有：人工收费、半自动收费以及全自动收费；根据收费方式类型又可以分为均一式收费、开放式收费、封闭式收费以及混合式收费。从我国当前高速公路收费方式现状分析看来，我国收费的高速公路中，81%的高速公路为混合式收费，即同时含有人工收费窗口车道、半自动收费车道以及ETC收费车道；19%的高速公路收费站只设置有半自动收费车道。

1.1 人工收费

人工收费是高速公路收费方式中最为简单的收费方式，也是需要人力资源最多的收费方式，这是高速公路收费系统设计最初所使用的收费方式。总的来说，人工收费的优势在于收费手续简单，不需要投资过多的基建设备，出现收费问题的几率比较少。但是由于人工收费的人为因素比重大，缺乏相应的监督手段，经常造成公路费用流失等情况，造成国家经济损失。与此同时，人工收费进度慢、工作强度大，难免出现收费漏洞，造成交通堵塞等情况。

1.2 半自动收费

针对人工收费出现的问题，我们设计出了半自动收费方式。半自动收费相比人工收费的优势在于能根据计算机系统对用户车型、通过高速公路的进出口、车道设备等情况进行汇总分析，分析出来的收费数据显示在收费工作人员的计算机终端，收费工作人员只需要进行简单的收费工作就可以了。半自动收费大大填补了人工收费的漏洞，在一定程度上提高了收费效率和收费安全系数。当然，收费工作人员还需要在收费时对用户信息进行核对，以确保计算机系统分析的数据的正确性，如果出现信息不匹配的情况还需要进行人工更改，减少因为计算机系统分析错误出现的收费不合理的问题。

1.3 全自动收费系统

我们又称之为电子收费方式（ETC），其中ETC收费类型可以分为全自动手法卡和不停出收费方式。ETC收费方式充分运用了电子测控技术，根据电子测控设备和计算机系统对通过车辆进行分析收费。ETC收费系统的优势在于能够实现全自动不停车收费，车辆行驶速度达到150 km/h都能实现准确地收费。可以这么说，ETC收费系统是计算机技术、互联网技术以及电子测控技术全面协调发展的成果。当然，并不是所有的通过车辆都能使用ETC收费系统，通过车辆还需要装有电子识别卡（识别卡具备车辆信息、車辆高速公路预交费用等等信息），才能实现全自动收费，实现真正的无人工干预的、不停车的自动收费。

2 高速公路收费系统的设计与应用

在该文中，笔者主要介绍高速公路自动收费的设计与应用，该文主要对数据库的设计与应用、组件设计、功能模块设计以及收费系统的具体设计与应用进行介绍。

2.1 数据库设计与应用

实现自动收费计算机系统必须包含有一个完善的数据库，它是影响收费效率以及收费准确度的重要影响因素。数据库的设计与应用的参考因素包括如下。

2.1.1 丰富的数据库系统录入完善的收费信息

数据库系统应当录入完善的收费信息，其中包括收费站员工信息、收费站信息、费率情况、车辆信息、免费车信息、班次信息、报警信息、维修信息、车辆预充值费用等等。数据库信息是需要不断丰富的，只有实时更新的数据库信息，确保数据信息的一致性，才能保证全自动收费的准确度。

2.1.2 数据库结构要求结构化

高速公路收费系统数据库储存有大量的信息，因此要求数据库的层次化、结构化。数据库结构化能促进数据处理的标准化，减少计算机系统在数据交换时出现错误的几率，因此数据库的编码是特别重要的。一方面，高速公路收费系统数据库尽量减少数据冗余度，减少不必要信息的储存，以减少计算机服务器压力；另一方面，为确保数据库结构化，应当按照国家标准进行数据库编码，可以用“锁”来确保数据安全。

2.2 组件设计与应用

组件技术是实现高速公路自动收费的前提，可以这么说，没有组件技术，就难以实现自动收费。组件技术与计算机系统、各功能模块组成了完善的应用系统，它的主要内容如下。

2.2.1 组件技术设计要求

组件技术设计要求包括系统分析、收费需求分析、组件分析、系统设计以及其他设计情况。当然，组件技术在包含这些内容的前提下，还需要进行组件开发与应用，并在开发完善的前提下进行不断地测试和部署，以实现组件技术的评价与维护。

组件技术要求需要各种丰富的外接设备，笔者将组件外接设备分成三大类：一是与计算机连接的外接设备（包括费额显示区、打印机、鼠标、显示器等等）；二是与I/O控制板连接的外接设备（自动栏杆机、报警器、刷卡机等等）；三是摄像机设备与录音设备等。

2.2.2 车道收费信息

车道收费信息的构建需要以组件技术为基础，一般来说，车道收费信息可以分为车道收费系统（收费处）、后台收费管理系统以及公路处收费系统。3个收费系统是包含与被包含的关系，它们三者之间信息交互是完成收费工作的重要部分。车道收费系统收集通行车辆的信息，并分析收费内容，反馈于后两者，后两者从数据库中核对通行车辆收费信息，再反馈于收费处计算机系统，从而完成准确地收费。其中包括数据库访问模块、串口控制以及I/O组件以及其他信息录入组件。

3 结语

总的来说，我国高速公路收费系统的完善有利于交通业的发展，如何实现高效的高速公路自动收费，是我们交通部门工作者需要深究的问题。该文从高速公路收费方式的分类出发，分析人工收费、半自动收费以及自动收费的主要内容。在此基础上，对高速公路收费系统的数据库设计与应用、组件设计与应用进行探讨，分析各要求之间的基本关系和工作内容，以方便我们提出更多科学的改进方法。这要求我们从我国高速公路的发展情况出发，清楚收费系统的工作机制，才能实现更好的设计与应用，为我国公路收费发展奉献自己的力量。

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