第一篇：收費系統在中小船閘中的應用

計算機收費系統在中小船閘中的運用

翁 惠

隨著計算機技術的迅速發展，以計算機技術為基礎的現代化管理越來越受到重視。計算機技術已在我國的交通領域廣泛地應用，在公路收費中，已普遍采用了微機收費系統。而與此類似的一些中小型船閘的收費，仍采用傳統的手工方式，為了提高船閘管理水平，加強船閘工作人員和船舶的管理，規范船閘收費制度，杜絕船閘收費漏洞，并可使船閘收費自動化，船閘運行和船舶管理規范化、科學化，船閘收費的計算機管理已勢在必行。

長江管理處船閘收費管理系統由通江閘和即將投入運行的塘頭閘收費系統組成，系統將上述船閘整體設計，通過部門局域網實現了兩地的聯合收費。系統基于Microsoft.NET的分布式平臺，在得到授權后，在任何一臺計算機上均可操作和數據查詢。考慮到船閘的發展，系統留有與自動化系統的接口以及與上級調度的接口。

一、系統功能

采用先進的Browse/Server（瀏覽器/服務器）結構，實現網絡化管理。整個系統包括前端的過閘登記站計算機、套閘上位機等組成客戶機。服務器由Web服務器和數據庫服務器組成，數據庫保存通江閘和塘頭閘的收費信息，Web服務器用于信息發布和人機交互。客戶機為裝有IE瀏覽器的任何一臺計算機，對瀏覽器沒有特殊要求。整個收費管理系統完成的功能主要有：

1、船舶登記子系統：對船舶的原始數據進行采集、加工、登記及發牌等，建立船只信息庫以及收費標準；

2、業務結算子系統：對過往船舶依據船號收費，規范了收費標準，同時對費用進行匯總、查詢、統計、整理等工作，減少誤差；

3、查詢子系統：本功能模塊主要實現船舶信息、值班人員情況、收費情況的多條件復合查詢和模糊查詢以及基于數據統計的簡單的數據倉庫功能。其中通過對收費情況的數據統計，可以得到不同船舶的過閘頻度，不同時段的過閘船舶數目、噸位等，從而可以根據這些數據確定船閘在不同時段的繁忙程度和不同年份、月份的過閘情況，便于領導分析、決策；

4、報表匯總子系統：對各種類型的報表進行統計，如班報、日報、月報等；

5、單位辦公自動化上網管理，并能與上級主管部門聯系。

6、技術資料的無紙化處理和保存與管理。

二、系統結構和開發平臺選擇

本系統采用目前最為流行的.NET 技術來具體加以實施，.NET 是由微軟公司于2000 年發布的一項具有革命性意義的開發平臺。它的核心技術包括分布式計算、XML、組件技術、即時編譯技術等。從組成上來看，.NET 可以分成如下幾個主要部分:作為整個開發框架基礎的通用語言運行時以及.NET 自身所提供的一組供開發人員使用的基礎類庫；一種全新的數據庫訪問技術ADO.NET；用于網絡應用的ASP.NET 以及用于Windows 應用的Windows 表單；能夠被不同開發人員所使用的C#，J#，C++，VB 等多種開發語言。而微軟提供的Visual Studio.NET 則是一個能夠全面支持.NET 的開發工具。它們的關系如圖1-1 所示。

圖1-1 相比于其它的軟件開發技術，使用.NET 有如下的優勢: ▼ 能夠使用一種統一的、面向組件的編程模型，不管開發人員使用的是何種編程語言，都能很好地支持各個組件的屬性、事件和方法。

▼可以實現各程序模塊的強內斂和弱耦合。各個模塊在邏輯上相互獨立，以各種類型的接口和引用等為其他程序模塊提供服務，而無須讓對方了解自身的內部實現。

▼ 系統自身提供的大量基礎類庫以及各種接口技術的實用，使程序代碼的重用性與擴展性得到了顯著提高。

▼軟件系統可以通過HTTP 發布，客戶端幾乎沒有任何的開發及部署成本。

▼新型的軟件架構大大簡化了軟件開發的復雜程度，從而使企業信息系統部門自行編程成為可能。

具體實現上，選擇了完全支持.NET 的Visual Studio.NET 作為我們的前端開發工具，C# 作為具體的開發語言;為了保證軟件系統的穩定性，后臺數據庫采用微軟SQL Server2000，并且使用ADO.NET 和ASP.NET 等最新技術來進行軟件開發。數據庫、web服務器和客戶端的關系如圖1-2所示。

圖1-2

三、操作簡介

1、系統登錄

在進入系統操作前，應進行系統登錄。系統安全由用戶名、密碼、操作權限組成，操作權限包括管理處級、所長級和操作員級。管理處級可以注冊和注銷系統的所有級別操作人員，可以查詢報表以及對數據庫修改權限的設定。管理處級可以查詢通江閘和塘頭閘的報表信息，而所長級和操作員級只能在針對通江閘或塘頭閘進行操作。

在瀏覽器地址欄內輸入下列地址http://192.168.0.2/TangTouDam/Index.aspx即可進入登錄界面，如圖2-1所示。建議將上述地址設置為缺省網頁，這樣打開瀏覽器即可進入系統。

圖2-1 系統登錄界面 輸入用戶名和登錄密碼，按登錄按鈕，服務器檢查用戶權限，檢查通過，信息提示框中出現“登錄成功”信息，否則提示登錄不成功。登錄成功后，用戶可以修改密碼，“修改密碼”按鈕，出現圖2-2所示的修改密碼界面。

圖2-2 密碼修改

兩次輸入相同的密碼后，按“開始修改”按鈕即可修改密碼。按“退出修改”，則密碼修改界面消失。

2、用戶管理 如果登錄人員為管理處級，則可進入注冊頁面，進行操作人員注冊，此時可以修改、增加、刪除操作人員，如圖2-3所示。

圖2-3 用戶注冊界面

進入注冊界面，界面顯示所有已注冊的用戶，通過“選擇用戶”下拉列表可選擇不同用戶，顯示相應的用戶名、密碼、權限相應信息。如增加用戶，輸入完整的用戶名、密碼和權限信息后，按“增加”按鈕即可。若刪除用戶，可在“選擇用戶”下拉列表選擇或輸入用戶名，按“刪除”按鈕即可。

3、船只信息注冊

對于新來船只，應輸入船只信息，對于已經注冊的船只信息，可以修改信息。船只注冊界面如圖2-4所示。

圖2-4 船只注冊界面

船只信息以船號為關鍵字，每個船只的船號不能相同。輸入船號后，若該船號對應的信息已在數據庫中，系統提示為新船只。輸入完整的船只信息，按“添加”按鈕，可注冊新船只，按“更新”按鈕，可修改該船號對應的注冊信息，按“刪除”按鈕，可刪除該船號對應的注冊信息。系統可按船號、船名、船主和船籍查詢信息，上述查詢條件為與的關系，如果不選擇任何條件，則查詢所有船只信息。

4、過閘船只登記

過閘船只登記界面如圖2-5所示，圖2-5 過閘船只登記界面

操作員輸入船號后，當焦點離開船號編輯框，系統自動從船只數據庫中調出船只信息，主要包括船名、船主、船籍、噸位、船只類型、標準以及上次過閘的余額和購票類型。操作員輸入閘費、閘次，選擇購票類型，按“保存記錄”按鈕，系統計算余額后，完成該次數據輸入。購票類型分為：正常、欠費、來回、套票和預交。對于正常購票類型，閘費為該次過閘的費用，閘費可以與標準不同。對于欠費購票類型，按“保存記錄”按鈕，余額為上次余額減去該次閘費的結果。對于來回購票類型，船只一次交完來回的費用，此時費用為來回過閘的兩次費用。按“保存記錄”按鈕后，系統自動減去該次的費用，回頭的費用計入余額內。當該船只回頭過閘時，輸入船號后，購票類型為來回，同時顯示余額，在閘費欄輸入0，按“保存記錄”按鈕后，結束來回票，購票類型轉為正常。對于套票購票類型，船只一次交完通江和塘頭閘的費用，此時費用為兩閘的總費用。按“保存記錄”按鈕后，系統自動減去該閘的費用，另一閘的費用計入余額內。當該船經過下一閘時，輸入船號后，購票類型為套票，同時顯示余額，在閘費欄輸入0，按“保存記錄”按鈕后，在余額中扣除過本閘的費用并結束套票，購票類型轉為正常。對于預交購票類型，即向系統存入一定金額，此時的閘費為預交金額，按“保存記錄”按鈕后，余額將增加。按“刪除”按鈕可刪除最新的一次記錄，系統提供了船號、船名、船主和閘次查詢，查詢關系為與，若不選擇任何條件，則查詢今天的所有登記信息。

5、數據查詢和修改

信息查詢和生成報表界面，如圖2-6所示。

圖2-7 信息查詢和生成報表界面

選擇“查詢昨天數據”、“查詢今天數據”或“查詢任意時段數據”選擇按鈕后，再按查詢按鈕后，可查詢響應期間內的數據。在得到了管理處級的授權后，可以修改查詢的數據，同時將原數據保存，按“修改查詢”按鈕，可查詢修改前的原始數據。按“生成日報表”、“生成月報表”、“月往來統計”或“月累計”按鈕，可生成相應報表。注意：生成的新報表將原報表覆蓋，生成新報表后請及時打印，進行永久保存。

6、報表查詢打印和其它設置

進入圖2-8所示的報表查詢和打印界面，可通過單選按鈕進行報表選擇，按“打印”按鈕，可打印顯示的報表。管理處級可以設置數據庫是否修改，“修改允許”設置后，請注意及時將設置收回，已防止數據被以外修改。

圖2-8 報表查詢打印界面

當打印機更換后，按“打印機設置”按鈕，可設置打印機，按編輯按鈕，輸入操作員、所長和處長處的計算機名和打印機名，按更新按鈕，即可完成設置。注意，各處的打印機應在 局域網內，同時各打印機應設置為共享！

五、系統安裝

1、安裝IIS 系統由服務器和客戶組成，系統可運行與windows2000以上各種版本。客戶端只需IE5.0以上的瀏覽器，服務器端應安裝Web服務器，即IIS（Internet Information server）。若 系統沒有安裝IIS，在選擇windows控制面板－>添加或刪除程序－>添加組件，進入圖3-1所示的組件添加向導，選中IIS，按照向導提示完成安裝。

圖3-1 IIS安裝界面

2、創建虛擬目錄

本系統文件位于E:TTServerwwwrootTangTouDam下，將光盤中的文件拷入該目錄中，選擇windows下的控制面板－>管理工具-> Internet 信息服務,進入圖3－2的虛擬目錄創建界面，根據向導完成虛擬目錄創建。

圖3-2 虛擬目錄創建界面

3、系統恢復

當操作系統出現故障，系統不能啟動時，用光盤啟動后，進入DOS狀態，進入F:ghost目錄，運行ghost.exe，進行系統恢復，系統將windows、信息管理系統必備軟件和IIS以及虛擬目錄一起恢復，不需做任何安裝和設置。若ghost備份文件損壞，請按照一中的步驟完成系統安裝

4、系統備份

本系統的數據庫文件保存在E:TTServerwwwrootTangTouDambinTangTDB_Data中，為防止系統以外故障出現，請將上述文件定期備份。

通過幾年的運行，發現該系統運行基本穩定，并從源頭上杜絕了人情的票和亂收費現象，徹底改變了原有落后的收費體制。

第二篇：UML建模技術在高速公路收費系統軟件設計中的應用

UML建模技術在高速公路收費系統軟件開發中的研究及應用

張治元

（長沙通信職業技術學院計算機信息工程系 湖南 長沙 410015）

摘 要 本文在分析UML建模技術的基礎上，提出了基于UML的高速公路收費系統。詳細分析了系統的邏輯結構、兩層C/S體系結構、MIDAS技術、Socket通訊；并設計了車道收費系統。

關鍵詞：統一模型語言 收費系統 多層分布式應用服務 安全套接字 分類號：TP393.08 文獻標識碼：A

Investigation and Application of UML modeling

in highway charge system

Zhang Zhiyuan(ChangSha Communication Technology College, The Computer and Informnation Inpartment,changsha 410015)Abstract: This article put forward a highway charge system based on UML after analyzed the modeling technology with UML。This article detailed analyzed the logic structure, the two-layer Client/Server architecture, the technology of MIDAS, the communication of Socket, and designed the roadway charge system and the station management system。

Key Words:

UML highway charge system MIDAS Socket 1．引言

1994~1996年軟件工程家Grady Booch.Ivar Jacobson.James Rumbaug先后集于Rational公司，他們以各自原有的方法為基礎，并吸收其他方法的長處，共同提出新的面向對象的分析與設計語言----統一模型語言UML（Unified Modeling Language）。

UML的目標是以面向對象圖的方式來描述任何類型的系統，適宜建立軟件系統的模型。此外，UML適用于系統開發過程中從需求規格描述到系統完成后測試的不同階段。

UML是一種建模語言，不是一種方法，它獨立于過程。利于它建模時，可遵循任何類型的建模過程。但該建模語言的作者們給出了一種推薦性的建模過程指導，即RUP（Rational Unified Process）。

RUP是以用例為驅動、體系結構為中心、迭代和增量的過程。RUP包括四個階段（包括初始、細化、構造、遷移），每個階段又分為若干次迭代，每次迭代都有一個核心工作流（包括需求、分析、設計、實現、測試5個活動：）。

總之，標準建模語言UML適用于以面向對象技術來描述任何類型的系統，而且適用于系統開發的不同階段，從需求規格描述直至系統完成后的測試和維護。

本文的第二部將對高速公路收費系統的體系結構的設計作簡單的描述；第三部分詳細介紹系統的關鍵技術-MIDAS技術和Socket通訊；車道軟件系統的實現將在第四部分中給出；最后是全文的總結。

2．系統的體系結構設計

本系統的體系結構圖（圖1）用UML描述如下：

其中收費操作在車道機實現、管理操作在管理機上實現。應用服務器是中間層，它們和數據庫服務器一起形成事實上的多層體系結構。本系統中，由于車道和收費站分布的分散性，必須要把界面部件和工控控制部件從應用服務上分離開來。應用服務器上可接多臺異地管理機，方便管理者異地操作管理。管理機程序也可以直接和車道機通訊，比如監控收費員收費等，從而減輕應用服務器的負荷、減少網絡通信量。

多層C/S結構各層間的通信效率若不高，即使分配給各層的硬件能力很強，其作為整體來說也達不到所要求的性能。此外，設計時慎重考慮各層間的通信方法、通信頻度及數據量也是非常必要的。在本系統中，通訊分為三種實現：一為MIDAS實現，如監控服務部件——監控界面部件、信息查詢分析接口部件——查詢分析界面部件；一為TCP協議，如監控服務部件——工控控制部件；而車道機——服務機、車道機——管理機通訊采用UDP協議。

圖1 系統的體系結構圖

3．系統關鍵技術

（1）MIDAS技術

系統選用Delphi作為開發工具。Delphi具有幾乎完美的面向對象語言和技術，具有完善的數據處理能力和對標準技術的完整支持。更為重要的是內置的MIDAS體系對多層C/S的充分支持。

MIDAS（Multi-tiered Distributed Application Services），即多層分布式應用服務，是Borland公司的一項成熟技術。MIDAS技術是基于面向對象編程模型的，支持CORBA和DCOM的Delphi集成開發。Borland 提供了通過DCOM、TCP/IP和OLEnterprise等連結方式。MIDAS可以把數據集包裝為Variant、OLE Variant或Any，然后作為參數跨網絡傳遞給遠程方法調用。服務器端將數據集打包成Variant，并傳輸到客戶端，在客戶端數據包被解包，并通過界面顯示給客戶端用戶。客戶端通過調用應用服務器上的IProvider接口，實現對應用服務器上相關方法的訪問和操作。由于接口是基于DCOM的，所以，客戶端的訪問和調用都是自動完成的，基本不再需要人工干預——當客戶機訪問服務器時，如果服務器應用還沒有運行，客戶程序將自動激活它。因此本系統中監控服務部件——監控界面部件、信息查詢分析接口部件——查詢分析界面部件通訊用MIDAS實現，這對在管理機上異地操作的管理員來說是非常便利的。當然，DCOM編程機制是比較復雜的，但MIDAS技術簡化了DCOM應用。

（2）Socket通訊

Socket是雙向的通信端點，按通信特性可將套接字分類，主要有兩類:TCP協議和UDP協議。TCP協議是基于字節流的Socket，提供可靠和無差錯的字節流通信。采取穩定的連接和差錯檢測機制來保障通信的質量，但消耗資源大。由于收費信息要可靠和持續的傳遞到應用服務器，故工控控制部件——監控服務部件之間通過TCP協議建立連接通信，由Delphi中tclientsocket和tserversocket的子類實現。

UDP協議是基于數據報的Socket，提供不可靠的無連接數據報傳輸服務，優點是消耗資源小，占用網絡頻寬小，速度快。管理機要根據需要監控某車道機，是和車道機瞬時的間斷的通信，不需要進行持續不斷的通信，不需建立穩定的連接，對信息傳輸的質量也不要求很高，故采用UDP協議，由Delphi中TNMUDP類繼承實現。

4．車道收費系統設計

本文僅描述入口車道軟件系統的設計過程。（1）功能設計

入口車道的主要功能是錄入車型、車種、入口站代號，然后發放IC卡作為通行證，同時要對免費車、沖關車、車隊和作廢等進行處理，對出現異常或故障的車道要先關閉作下班操作。為了滿足實時性和穩定性的要求，在設計車道收費系統中采用后臺控制技術而沒有采用多線程的形式，系統采用兩層C/S結構，本地有本地數據庫，與站級數據庫的聯系采用后臺技術。這樣在網絡繁忙或網絡不通 時也能按時完成收費，從而保證了系統的實時性和穩定性的要求，如果采用多線程，發生上述故障時，系統必須等待，這樣就不能滿足收費系統的要求。

為了提高程序運行的響應速度，程序采用狀態控制方式，設計一個狀態變量state，程序根據當前state的值決定下一步的處理流程（圖2）。state的值有12種，它們分別是：

圖2 入口發卡狀態圖

state=1：初始狀態；

state=2：輸入用戶名和密碼狀態； state=3：等待處理狀態； state=4：車型處理狀態； state=5：處理完成狀態； state=6：正常下班處理狀態； state-7：車隊處理狀態； state=8：車隊處理結束狀態； state=9：免費車處理狀態； state=10：沖關處理狀態； state=11：異常下班處理狀態； state=12：異常處理狀態。

系統設計了一個顯示當前處理的變量lnextstate.caption，動態顯示當前需要或正在處理的信息，以便操作能進行相應的操作。

車道部分還包括許多工控設備，如車輛檢測器、顯示燈和自動欄桿等。為了提高響應速度，這些工控設備與車道機的通訊采用串口通訊。輔助設備還有語音器、費額顯示器和攝像頭等。（2）程序設計

本系統首先定義了一個TMainF類，TMainF類是從TForm類繼承而來的，他是一個主窗體，是其他控件的載體。

其中設置了六個容器控件，十四個標簽控件，兩個狀態顯示控件和三個查詢控件，用以顯示各種信息和狀態，查詢數據等。設置了一個時鐘對象，用于處理時間同步問題。設置了兩個通訊對象，即消息傳遞對象，處理從工控設備傳來的信息和向工控設備發送控制命令。設置了一個本地數據庫對象，用于本地數據庫的數據檢索與查詢。設置了三個圖象對象，用于顯示圖象信息。

程序的功能是通過函數或過程中實現的，下面以車隊處理為例來說明函數或過程的實現，車隊處理過程設計如下：

如何判斷是車隊，先調用BarUP()函數，參數為1，在窗體用圖像顯示欄桿抬起，然后調用UpDateLed()函數，參數為0，控制自動欄桿抬起，讓車輛通行，調用SetColor()函數，參數為1，將紅綠燈設置紅綠燈，并顯示“車隊”操作和“抬起欄桿”。

程序代碼如下：

procedure TMainF.DoSquence;begin BarUp(1);//圖像顯示欄桿起與降，0表示放下，1表示抬起

frmStart.UpdateLed(0);//控制自動欄桿的抬起與放下，0表示抬起，1表示放下 SetColor(1);//置紅綠燈，0為紅燈，1為綠燈 lNowOperation.Caption:='車隊';lNextstate.Caption:='抬起欄桿';end;5．結束語

本高速公路收費系統采用面向對象方法和UML建模技術，選用Delphi作為開發工具，充分利用其MIDAS技術和Socket通訊，在開發過程中較好地解決了實時性、準確性、穩定性和擴充性。充分滿足高速公路收費系統的總體要求。

UML的應用在飛速發展，在本系統的設計中對UML的應用還不是全方面的，UML暫只提供C++與Visual C++、Java、Visual Basic、XML DTD和CORBA/IDL代碼生成與逆向轉出工程代碼，不支持Delphi代碼生成與逆向轉出工程代碼，因此在分析設計后不能直接轉換為代碼，需要進一步研究。【參考文獻】

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[7]（美）Alexander M.Meystel &James S.Albus.智能系統——結構、設計與控制.電子工業出版社.2005年1月

第三篇：MQ典型使用場景---MQ在高速公路聯網收費系統中的應用

MQ典型使用場景---MQ在高速公路聯網收費系統中的應用

MQ典型使用場景

---MQ在高速公路聯網收費系統中的應用

前言

ApusicMQ介紹系列主要用來向中間件的技術支持人員、市場營銷人員，以及對MQ感興趣的同事做的一個完整體系化的介紹。

在中間件的產品家族里面，消息中間件是一個比較特殊的產品，它既不像應用服務器那樣有著廣泛的用戶基礎，也沒有云計算、SOA那樣的噱頭，很多人根本就不知道消息中間件是個什么東西，有什么用。事實上，消息中間件是一個古老而經久不衰的產品，說它古老是因為它產生的時間甚至早于應用服務器，且一出來就備受推崇；說它經久不衰是因為現在只要涉及到數據通信它仍然是首選。這是一個經過時間驗證的產品，它的用途已經在行業內形成了廣泛的共識，不再需要額外的炒作。

公司早在2006年便開始了Apusic消息中間件的開發，即便如此，這個時間也比IBM、東方通晚了十多年。之后便一直處于斷斷續續發展的境地，再加上它實在是太底層、太基礎了，以至于很多同事都對它不太了解。從2010年下半年開始，公司加大了對它的投入，形成了一個穩定的開發團隊來加速它的發展，并于2010年底發行了一個穩定性和健壯性都大幅提升的版本：Apusic MQ7.5。

本系列致力于完整的介紹MQ產品，從而改變人們對它不了解的現狀，主要內容將會包括MQ概念介紹、MQ運作原理和術語介紹、Apusic MQ功能和性能介紹、典型使用場景和案例分析等。

本文檔是該系列的第四篇，主要描述MQ在高速公路聯網收費系統中的應用。該案例不對整個系統和業務進行介紹，而只是針對其中的數據傳輸模塊進行闡述。

背景介紹

我國的高速公路經過多年的發展，規模日趨完善，但高速公路的管理卻明顯跟不上高速公路自身的發展。由于投資體制、管理體制等多方面的原因，我國高速公路基本上都是分段建設，一路一公司，分散管理。在我國高速公路里程不斷增加且逐步貫通成網的情況下，這種分段割據的管理狀況，一方面嚴重影響了路網的統一性;另一方面增大了管理成本。如一些地方同一路線上多個合資公司并存，互相獨立，分段收費，造成主線站設置過密，影響暢通。

為了打破這種分散式管理的局面，交通部頒布了《高速公路聯網收費的技術要求》。車輛只需在高速公路的出入口停車收費，即使跨區段行使也是如此，分段計費、財務結算和分割由計算機自動完成，駕駛員無需在同一高速公路上分段停車繳費，從而提升通行效率。

系統介紹

高速公路聯網收費系統一般由車道收費與控制系統、收費站系統、路公司分中心系統、收費結算中心系統構成。

聯網收費系統示意圖

其中，車道和收費站之間是局域網，其他的都是廣域網。

上述各系統間存在大量的數據通信，例如車道系統每天需要將原始繳費記錄和對一些違章違法車輛的抓拍圖像逐級上傳到結算中心，結算中心除了負責定期財務結算外還負責日常的管理，結算中心需要將各種通知、命令、費率表以及配置信息及時的逐級下發到各個車道，因此系統中的通信模塊在其中的作用至關重

要。

MQ解決方案

經過分析，該案例的數據通信具有如下特點：

? 通信系統之間是典型的樹形結構；

? 任意兩級系統之間最好采用異步的通信模式，異步通信的好處在于當對方系

統和網絡狀況正常的時候會很快的將數據傳遞過去，否則會將數據暫存起來，等到正常后再發送。以車道系統和收費站系統為例，當兩者之間的網絡故障時（盡管是局域網，仍然有可能故障），車道系統會將數據緩存起來，等到故障排除后再進行發送；如果采用同步的方式，則必須等到故障排除后才能進行下一步操作，這對過往的車主來說是無法忍受的。

另外，根據這個案例的業務特點，相關的通信需求如下：

? 由于涉及到資金等關鍵業務數據，因此必須保證數據的可靠傳輸。例如在發

生各種突發故障時（如網路斷線，機器掉電等故障）保證數據不丟失，并在故障排除后能夠被繼續傳輸；

? 由于系統需要7*24小時的收費運營，必須保證通信子系統的穩定運行； ? 收費站在某些時候可能會有大量的車輛通過，如節假日，這就要求通信子系

統要具有長時間傳輸大量數據的能力；

? 隨著車流量的不斷增加，收費系統的業務量也會不斷增加，現有的主機處理

能力可能難以滿足需求，這就要求通信子系統具備很好的擴展能力，在不影響現有系統的前提下能夠動態的增刪車道、收費站、路公司分中心節點。綜合上述這些需求和特點：異步通信、層次化或網狀的通信網絡、可靠傳輸、大數據量傳輸、動態擴展…等，我們可以發現：消息中間件是這個案例中通信子系統的最好選擇。以下就是基于MQ的解決方案：

MQ解決方案示意圖

整個數據流程如下：

1)車道收費系統將車輛原始繳費信息等提交到與之關聯的MQ Server；

2)車道MQServer將記錄暫存在本地并返回；同時MQServer會檢查收費站的MQ Server是否可達，如果可達則將原始的繳費記錄投遞過去；

3)收費站MQ Server定期（一般是一天傳一次）將本收費站所有車道的原始

記錄投遞到路公司分中心進行統計匯總；

4)路公司分中心MQ Server定期將匯總信息上傳到結算中心；

5)結算中心定期進行結算、財務分割，后端還可能與銀行、車輛通行卡管理中

心進行對接，進行資金劃撥和通行卡賬戶金額管理。與這些系統對接也最好通過MQ來完成，本文檔為了簡單起見就不再展開來描述。

后續根據業務需求如果需要增加車道或收費站，對通信子系統來說，只需要在相應的節點上增加一個MQ Server，并分別配置一條傳輸通道到它的上級節點和下級節點即可，對現有系統不需要做任何改動。

案例總結

以上只是對高速公路聯網收費系統的簡單描述，實際使用場景可能會有一定的出入，比如系統的組網可能會更加復雜，除了樹狀的組網外還有網狀結構，也有可能組網的層次會更多，但組網越復雜越能體現MQ的優勢。

從這個例子我們也可以看到，MQ雖然是一個底層的中間件產品，但并非難以理解，它提供的功能其實非常單一，就是“提供可靠的數據傳輸”。在這個網絡高度發達的時代，這種應用之間的通信場景比比皆是，以本案例所在的交通行業為例，除了高速收費外，在公安局的停車場監管系統、海事局的水上交通安全

管理系統，以及地鐵、城市交通等系統中，都能找到大量的MQ使用場景。

第四篇：全數字收費終端在收費系統中的應用前景

全數字收費終端在收費系統中的應用前景

摘要：

隨著國內經濟的蓬勃發展，機動車數量飛速增長，對當前的收費系統帶來很大的挑戰。車道收費終端是整個收費系統的主要組成部分，它為整個收費系統提供最原始的收費數據。目前大多數收費系統都采用基于Windows系統的工控機作為收費終端。鑒于此，開發一款先進的全數字收費終端具有重大的意義。

關鍵詞：三網合一；收費系統；收費終端

Abstract: Along with the vigorous development of the domestic economy, the rapid growth of the number of motor vehicles, the charging system bring great challenges.Lane Toll terminal is the main part of the whole system, it is the whole charging system with the original toll data.Most of the current charging system based on Windows system based on industrial computer as the charging terminal.In view of this, the development of an advanced digital charging terminal is of great significance.Key words: triple play;charging system;charging terminal

Abstract:

With the vigorous development of domestic economy, motor vehicle number rapid growth, to the current fee system a lot of challenges.Lane is the charge terminal charge system, key component, it provides for the entire charge system the most original charge data.Most current charge system based on all of the Windows system as a charge industrial computer terminal.The current fee terminal exist in the following problems: noise, dust, system bloated, easy infection virus, maintain the high cost and the poor compatibility, and so on.In view of this, the development of a advanced digital charge terminal is of great significance.Keywords: Combination of three netsFee system

Charge terminal

目 錄 國內車道收費終端現狀 4

1.1 概述 4

1.2 車道收費存在的問題 4

全數字收費終端 5

2.1 簡介 5

2.2 主要特點 5

2.3 設備連接 6

收費系統架構比較 7

3.1 現有公路系統架構 7

3.2 全數字收費終端系統結構 8

結論 8

參考文獻 8

國內車道收費終端現狀

概述

高速公路作為現代化交通基礎設施，以其方便、快捷、安全、舒適的運輸特性，在促進國民經濟發展中發揮著重要作用。目前高速公路收費系統中，車道收費終端主要由車道控制器、工控機、顯示器、視頻采集卡、字符疊加器、多串口卡、顯示器、外圍設備組成。

車道控制器存在的問題

車道控制器長時間的放置在收費亭內，灰塵侵襲嚴重。

由于工控機是24小時運行，CPU長時間運行、風扇老化，最終導致工控機產生大量噪音，嚴重破壞收費環境。

當前的車道控制器一般都采用基于Windows操作系統的工控機，系統長時間運行，將導致系統變得越來越慢，降低收費效率。

目前Windows病毒泛濫，若有人在收費系統的任一終端使用帶有病毒的優盤、接收帶有病毒的郵件，都會馬上傳播至整個收費系統。因此，當前收費系統的安全性能存在極大的隱患。

由于車道控制器有多種板卡組成，隨著灰塵的增加、車輛通過時的震動，極易導致個別板卡故障，進而影響整個收費車道的使用。一旦系統出現故障，維護人員也不易快速定位問題。

車道控制器體積龐大，收費人員在收費亭中只剩下狹小的空間，容易產生壓抑感，影響身心健康。

全數字收費終端

簡介

全數字收費終端充分考慮目前國內道路收費領域的實際情況，汲取多年開發車道機的經驗和教訓。該產品采用“一體機”、“三網合一”、“節能環保”的設計理念，不但囊括了市面上普通收費機具有的全部功能，而且支持音、視頻處理和豐富的外部接口，具有很強的通用性、兼容性、可靠性和開放性，提供了一個高效、穩定、安靜的收費系統應用環境。

全數字收費終端基于嵌入式Linux系統，完全支持基于IP的網絡傳輸方式，可以簡便的接入IP網絡。全數字收費終端既可用于組建收費、音頻、視頻數據集總傳輸的三網合一系統，也可直接接入現有網絡系統進行設備升級替換。

全數字收費終端采用多個 CPU 組成的成熟硬件架構完成原來車道收費機、對講設備和視頻監控設備的功能。其內部使用高性能的 DSP 處理器完成音、視頻信號處理，使用 FPGA 對外設進行驅動，使用高性能嵌入式 ARM 處理器完成收費流程和數據處理，并視頻數據、音頻數據、收費數據統一通過 IP 網絡傳輸至中心，實現了收費系統、視頻監控系統（CCTV）和語音對講系統無縫結合。其本身成熟的模塊化硬件架構也為設備長期不間斷的穩定運行提供了根本的保障。設備外殼采用純鋁加工，內部采用高集成度的芯片解決方案，配合成熟的嵌入式Linux，低功耗節能環保，為設備的小型化和軟件的自由定制提供了完善的基礎。

主要特點

全數字收費終端采用一體式、全封閉設計，有效防止塵土侵襲。

全數字收費終端采用全鋁外殼，機身就是散熱片。該設計美觀大方，無高溫死機現象，無需增加風扇，為收費人員提供安靜舒適的工作環境。

全數字收費終端采用嵌入式Linux操作系統，穩定可靠，無死機現象。該系統可裁剪不需要的模塊，節省磁盤空間。

全數字收費終端可有效防止任何Windows病毒的入侵。鑒于嵌入式Linux的民用范圍很窄，所以基本上不用考慮病毒的問題。

全數字收費終端高度集成化，將字符疊加器、視頻采集卡、IO卡、多串口卡等外圍設備集成在一起，減少故障點，增強整個收費系統的健壯性。

綠色環保，帶來更小電磁輻射，沒有噪音污染。

良好的可擴展性，支持二次軟件開發，滿足未來行業發展。

設備連接

圖3收費系統物理模型

采用全數字收費終端以后，可以節省字符疊加器、圖像采集卡、多串口卡和顯示器、拾音器、喇叭。這樣將車道節點的所有外設集成連接到全數字收費終端，車道的數據、音頻、視頻、報警全部通過RJ-45網線上傳到收費站中。整個系統表現的簡單，高效。

收費系統架構比較

現有公路系統架構

圖1 現有公路收費系統結構圖

我們通過分析現有公路收費系統的結構圖可以得知，車道與收費站的數據包括音頻、視頻、收費數據。在當前系統中通過音頻傳輸電纜完成語音的傳輸、視頻傳輸電纜完成視頻的傳輸、網線完成收費數據的傳輸。系統結構較為復雜、施工難度大，后期收費系統的維護成本也較大。

全數字收費終端系統結構

圖2收費系統結構圖

當采用全數字收費終端系統結構時，只需通過一根網線即可完成音頻、視頻、收費數據的傳輸，體現出三網合一的設計理念。整個系統簡單明了，施工容易。

結論

總之，全數字收費終端可以提高整個收費系統的效率、增強收費系統的穩定性、減少收費系統運行維護的成本，同時為收費人員提供安靜、舒適、寬敞的辦公環境。在高速公路、停車場等收費場所中，全數字收費終端都是您的最佳選擇。

參考文獻

優創科技股份有限公司《V8302全數字收費終端使用說明書.doc》

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。

第五篇：不停車電子收費系統在高速公路收費中的應用

不停車電子收費系統在高速公路收費中的應用

摘要：當前，我國的家庭人均收入在不斷增加，人們通過不同的方式提高生活質量，例如代步工具逐步轉換為私家車。再加上某些節假日7座以下的車輛不收費，高速公路的車輛在逐漸增加，收費處經常出現擁堵的現象。為了改善這一狀況，我國的高速公路收費站引入了不停車收費系統。主要分析了不停車電子收費系統在我國的應用情況，并探討了其需要改進之處。

關鍵詞：不停車電子收費系統；高速公路；收費效率；微波通信

中圖分類號：U412.36+6 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.112

當前，我國高速公路的車流量在不斷增加，人工收費的方式導致收費入口經常擁堵，嚴重時還會造成不同程度的交通事故，已經不能滿足逐漸增長的車輛需求。不停車電子收費系統最初是在發達國家發展起來的，隨后我國也引入了該系統，并將其應用于各大高速公路收費口。與人工收費方式相比，該系統具有很多優勢，比如提高了收費效率，減少了堵車時的尾氣排放量等。

不停車電子收費系統概述

不停車電子收費系統的簡稱為“ETC”，是分別在車上和收費口安裝對應的信息交換裝置，一般是在收費入口處對進入的車輛進行信息錄入和識別。當車輛到達收費出口時，該系統會讀取車輛信息并計算扣去費用。該系統最早出現于20世紀80年代的歐洲，經過多年的發展，得到了全面的完善，車主不必擔心隱私泄露，同時還省去了收費找零等手續。隨著我國高速公路數量和運輸車輛的不斷增加，為了提高收費效率，我國也引入了不停車電子收費系統，但是從目前的發展來看，該系統在我國并沒有完全實現智能化，還需要人工輔助。

不停車電子收費系統主要利用微波通信，依靠的是車輛上的電子標簽、車載裝置及收費口的無線通信設備。該系統的運行主要分為以下幾步：①最高層中央系統的運行。該系統不僅負責結算車輛費用，負責處理車輛信息，監控整個收費站的收費運行情況等，還負責與對應的銀行進行財務結算。②收費站的控制管理系統會組建一個局域網，將中央管理系統與收費控制中心相連。控制管理系統實時監控信息，并在整理、分類后遞交于中央管理系統，同時處理控制車道情況與車輛費用。③費用管理系統的運行。該系統可為車主提供極大的便利。④車道控制系統的運行。該系統是不停車收費系統中最先與車輛接觸的系統，也是收集車輛信息的最原始系統。不停車電子收費系統的應用情況

不停車電子收費系統是各種高科技的集合體，其中，電子技術最為顯著，其特點是智能化程度較高，無需人工操作，系統扣款無需現金，快速扣除費用無需停車。將不停車電子收費系統應用于高速公路收費處，可有效提高收費效率。

傳統的收費站是通過人工收費的，收費出入口需要配備一定數量的收費人員與安保人員。一方面，雇用這些人員需要花費一定的費用，高速公路每年收取款項的15%，甚至更高用來支付這些人員的工資；另一方面，人工收取費用會造成貪污作弊的現象。而應用不停車電子收費系統不僅改善了收費站的工作風氣，還增加了高速公路的費用收入。

不停車電子收費系統是通過微波通信工作的，操作速度極快，因此在整個操作流程中有效保護了車主的信息數據，避免造成信息泄露。另外，該系統會在車輛通過的幾秒內多次讀取車輛信息并反復校驗，確保收取費用的準確性。

傳統的收費方式是每輛通行車輛需要在入口阻攔發卡，然后在出口時再阻攔收取費用。這種收費方式工作效率很低，嚴重影響了高速公路的車流情況，沒有將高速公路的實際效用展現出來，尤其是在節假期前后，因在收費站排隊造成的擁堵現象尤為嚴重。應用不停車電子收費系統可以有效緩解并改善收費站的擁堵現象，由于車輛在收費出入口無需停車，直接由系統扣款，因此，收費站出入口變得更加暢通，避免了車主因繳費擁堵而耽誤行程的情況，整個付費流程更加暢通。

一旦收費站出入口出現擁堵，車輛行駛的速度會減慢，而且在擁堵嚴重的情況下，車輛需要不斷交替起步和制動，這種頻繁的操作會增加車輛零件與油量的損耗。而不停車電子收費系統保證了車輛的暢通無阻，那么也就降低了車輛的零件損耗，同時也減少了汽車尾氣的排放量。

不停車電子收費系統的設備占地面積較小，而且不需要人工操作，更節約了收費站的占地面積。隨著我國經濟的不斷發展，可利用的土地面積逐漸減小，而類似不停車電子收費系統的發展正是我國經濟轉型發展的方向，有利于改善生態環境。

高速公路上的運輸車輛類型不同，但是不停車電子收費系統通過縮短車輛的通行時間，可以有效促進運輸型企業的發展。比如快遞物流車輛，通過縮短道路上的運輸時間，減少了客戶投訴，同時在短時間內將包裹遞送到收件人手中，提高客戶滿意度。

結束語

不停車電子收費系統是社會進步和科技發展的產物，它對改善我國的交通情況起著很重要的作用。但是，由于我國引入不停車電子收費系統的時間還不長，在應用過程中仍然存在一些問題，再加上我國不同省市之間的道路存在一定的差異，因此，相關技術人員需要不斷研究完善該系統，確保其可以在我國得到更好的應用。

參考文獻

[1]王立平.基于RFID技術的高速公路不停車收費系統[J].現代電子技術，2012（3）.[2]繆國勝.如何避免高速公路收費站200 m免費放行[J].交通企業管理，2012（1）.[3]張浩.收費管理數字化之惑[J].中國公路，2012（4）.〔編輯：劉曉芳〕