高速公路通信、收费系统解决方案(共44页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录前言 交通运输业是国民经济中具有全局性和先导性的基础产业。高速公路作为现代化交通基础设施，以其通行能力大、行车速度高的显著特点，成为适应现代化产业结构发展需要的骨干运输方式和重要运输通道，摆脱了以往公路运输在综合运输体系中只具有短途、零散、中转接卸功能的附属地位，使汽车运输灵活、机动、“门到门”的优势得到了充分的发挥。 高速公路作为现代化的公路运输基础设施，其产生和发展是国民经济发展的必然结果。20世纪80年代，我国高速公路建设开始起步，建设步伐日益加快。1988年10月31日，沪嘉高速公路的竣工通车，使中国大陆高速公路实现了零的突破o 1991 年，全长375

2、公里的沈大高速公路的建成通车，拉开了我国修建高标准、长距离高速公路的序幕。随后的几年间，广佛、西临、京津塘、京石、济青、广深、成渝、太旧、沪宁、杭甬等数条高速公路相继建成投入营运。按照交通部制定的规划，到20世纪末我国要重点完成国家主干线中“两纵两横”即同江三亚、北京珠海、连云港霍尔果斯、上海成都4条主干线以及北京上海、北京沈阳和重庆北海出海通道3条重要路段的建设。这7条路总长约1.8万公里，其中高速公路近8000公里，占47%。形成贯穿我国东西、南北的快速公路运输通道，公路的空间布局发生根本性的变化，一个公路主骨架雏形在960万平方公里的中国版图上呈井字形展开。 在21世纪初叶，我国将再用2

3、0年左右的时间，建成总长3.5万公里的“五纵七横”12条国道主干线公路系统。“五纵”路线是：同江三亚(含长春珲春支线)；北京福州(含天津塘沽支线和泰安淮阴连接线)；北京珠海；二连浩特河口；重庆湛江。“七横”路线是：绥芬河满州里；丹东拉萨(含天津唐山支线)；青岛银川；连云港霍尔果斯；上海成都(含万县南充成都支线)；上海瑞丽(含宁波杭州南 京支线)；衡阳昆明(含南宁友谊关支线)。这一巨型国道主干线公路系统将连接全国现有467个城市中的203个，覆盖约6亿人口。其中，包括连接全国所有的100万人口以上的特大城市和93%的50万人口以上的大城市。这样，在大城市间、省际间、区域间即可形成400公里500

4、公里当日往返、800公里1000公里当日直达的大通过能力的现代化高速公路网络。为更好地支持中国高速公路的建设，仅在此提出关于高速公路机电工程的全面解决方案，旨在协助及支持与高速公路机电工程相关的各业主、用户单位、建设单位、设计单位、监理单位等将信息技术进一步深入地应用于高速公路机电工程中，以使高速公路机电工程在高速公路的使用、维护、管理中发挥更大的作用，创造更大的效益。第一章 需求分析 1、概述 1.1 高速公路交通工程机电系统的构成 高速公路交通工程机电系统由收费系统、监控系统和通信系统构成。 收费系统对道路的使用者按既定的费率征收通行费，以回收道路建设投资。 监控系统对道路交通状况进行监视

5、、检测和控制，保证车辆运行畅通、减少交通事故、降低事故的危害性。 通信系统为收费和监控系统提供信息传输的通道。 1.2 管理层次 就整个高速公路交通工程机电系统而言，可分为以下几个管理层次。 1)收费站、通信站； 2)管理分中心(含收费分中心、监控分中心、通信分中心)； 3)管理中心(含收费中心、监控中心、通信中心)； 4)管理总中心(含收费总中心、监控总中心、通信总中心)。 就具体的高速公路机电系统而言，视系统的大小可采用两级、三级或四级管理层次。一般来说，里程短、收费站数量少的高速公路采用收费站(通信站)和管理中心两级管理；里程较长、收费站数量多的高速公路采用收费站(通信站)、管理分中心和

6、管理中心三级管理；而涉及两条及两条以上高速公路的采用四级管理。 1.3系统界面划分 收费、监控和通信系统互相作用、互相牵连，在高速公路机电系统建设中，为明确责任，规范管理(尤其对于不同系统由不同承包商承建的情况)，各系统间必须有明确的界面划分。 不同的高速公路机电系统的界面划分可能大同小异，通常按以下方式进行。 1.3.1收费系统与通信系统界面划分 1) 在收费站内，收费系统与通信系统的视频图像传输界面在光配线架处，光配线架由通信系统负责；数据传输界面在以太网交换机处，以太网交换机由收费系统负责。2) 对于管理分中心、中心和总中心，通信系统与收费系统的数字传输界面在路由器处，路由器由收费系统负

7、责；视频传输的界面在光配线架处，光配线架由通信系统负责。1.3.2监控系统与通信系统界面划分 1) 通信系统为监控系统外场设备提供图像、数据及语音信息传输用的主干线电缆，对于监控外场设备，监控系统与通信系统的界面在MODEM处，MODEM设备属监控系统。 2) 对于监控分中心与外场设备的通信，监控系统与通信系统的数字传输界面在MODEM处，MODEM属监控系统；对监控分中心、中心和总中心之间的数据传输，监控系统与通信系统的界面在以太网交换机处，以太网交换机由监控系统负责，图像传输界面在光配线架处，光配线架由通信系统负责。 3) 对于紧急电话系统，监控与通信系统的界面为紧急电话控制台与监控分中心

8、以太网交换机的连接线处，紧急电话控制台属通信系统，以太网交换机属监控系统。 1.3.3监控系统与收费系统界面划分 监控系统与收费系统的连接主要是监控分中心与收费分中心的连接，收费分中心计算机为监控分中心提供接口，以便将收费车道的分车型交通流等数据传输至监控分中心计算机系统。两系统的界面在收费分中心以太网交换机与监控分中心以太网交换机的连接线处，传输电缆由监控系统负责。1.3.4机电工程系统与土建、房建、供电专业界面划分 土建专业负责横穿过路钢管、路肩手孔等。 房建专业提供预留壁槽、电缆爬架、预留管箱、机房电源和接地母线端子等。供电专业提供三个系统所用的交流电源，与通信系统的分界面在通信机房的交

9、流配电盘的外线端子；与收费、监控系统的分界面在每个机房内，供电专业将线路引入机房，由收费、监控系统提供专用的配电盘并安装；另外供电专业与监控系统外场设备供电的界面设在各变电站的交流配电屏上，供电专业为监控外场设备供电预留用电负荷和空气开关。 2、收费系统 2.1概述 2.1.1收费制式及方式 目前高速公路收费一般采用封闭收费制式，即：进入公路网行驶的车辆,在入口领取记录有其行驶特征信息的通行券，出口交回通行券并按其行驶里程及车型交纳通行费。为准确收费，防止通行券流失，在进出高速公路的所有主线和匝道处都设有收费站，对有闭合环路且高接高立交为互通式的高速公路网，为了准确收费，应设置标车辆行驶路径识

10、站。 国内高速公路大都采用半自动收费方式，即收费员人工判别车型、发通行券、收通行券、收费，计算机对收费信息进行校验和管理，闭路电视系统监视。随着智能运输技术的发展，我国某些高速公路的部分收费车道采用了全自动的电子收费方式，某些城市道路和桥梁收费也已采用了电子收费。但由于电子收费系统建设费用高，通行费支付、闯关车辆追踪困难， 目前世界上仅有一条高速公路全路采用电子收费。 2.1.2通行券作为高速公路收费通行券的信息记录载体有纸质通行券(打印票、条形码)、磁性通行券(磁票、磁卡)和IC卡等。纸质通行券由于设备廉价，有相当一部分高速公路在使用。纸质通行券的最大缺点是容易伪造。目前有京津塘、环胶州湾和

11、广州北环高速公路等使磁性通行券。磁性通行券读写设备复杂，价格和运行费用高，维护量大，磁卡记录没有安全保障，磁卡本身易受电磁等影响。IC卡可重复性使用，具有较强的保密能力，处理效率高，设备价格较低，使用成本低，维护量小。而IC卡家族中的非接触IC卡处理时间短的特点使得国内的许多封闭式收费高速公路采用非接触工C卡作为通行券。具体说采非接触IC卡具有以下优势： 1)安全性高非接触IC卡从多方面实施其安全保密策略，卡内有严密的访问控制策略，可以控制卡内不同区域的存取特性，其安全性比磁卡高得多。2)可靠性高，寿命长IC卡防磁、防一定强度的静电，抗干扰能力强。一般至少可重复读写十万次以上，可以节省大量的运

12、营成本。 IC卡的读写器具比磁卡的读写器具简单可靠，造价便宜，容易推广，维护方便。3)数据交换时间短，存储量大采用非接触式射频技术进行数据交换缩短了卡片操作时间，提高了收费车道的通行能力；非接触IC卡存储容量高达1024字节，可满足多种应用。2.1.3付款方式目前高速公路收缴通行费的付款方式以现金为主，随着交通量的增加，以及金融系统的金卡工程逐渐普及，将储值卡作为通行券和付款手段是一种趋势(不停车收费是预付方式的一种)，从而形成以现金和储值卡并行的通行费付款方式。2.2收费总中心业务收费总中心是收费系统的最高管理机构，其主要业务如下：1) 接收、显示和存储下级管理单位(收费站、收费分中心和收费

13、中心)上传的数据信息和图像信息； 2) 对整个收费系统的运转情况进行监督稽查和统计，并定期生成报表； 3) 下发系统运行的参数； 4) 管理系统运行所需的各种票证； 5) 对通行费进行拆帐和清算，通过银行划拨资金。 根据工作性质，收费总中心可分为三部分： 1) 清算中心：负责全省的清帐结算、帐务分割； 2) 发卡中心：负责IC卡发行、调配及日常管理； 3) 业务管理中心：负责收费管理、收费稽查、票证调配等。2.3 收费中心业务 对于两级和三级管理层次的收费系统，收费中心均是整个系统的最高管理机构，由于不涉及通行费的拆分问题，收费中心要承担除了管理总中心的清算业务(即收费总中心第5)项)以外的所

14、有业务。 对于四级管理层次的收费系统，收费中心负责管理其管辖区域内即某路段管理处的收费业务，主要包括 1) 接收收费总中心下发的清帐结果、系统运行参数； 2) 接收、显示和存储下级管理单位(收费站、收费分中心)上传的数据信息和图像信息； 3) 向收费总中心上传统计数据； 4) 向下级管理单位(收费站、收费分中心)下发系统运行参数； 5) 对其管辖范围内的收费系统运转情况进行监督稽查和统计，并定期生成报表；6) 管理收费系统运行所需的各种票证、通行券。 2.4收费分中心业务 收费分中心是处于收费中心和收费站之间的一层管理机构，其业务与收费中心 相类似，只是管辖的范围较小，其主要业务为： 1)接收

15、收费中心下发的清帐结果、系统运行参数； 2)接收、显示和存储收费站上传的数据信息和图像信息； 3)向收费中心上传统计数据； 4)向收费站下发系统运行参数； 5)对其管辖范围内的收费系统运转情况进行监督稽查和统计，并定期生成报表； 6)管理所属收费系统运行所需的各种票证、通行券。2.5收费站业务2.5.1原始收费数据采集和统计 1)收费站实时搜集每一辆车的收费数据，并储存到数据库中 2)对原始收费数据进行统计并形成以下报表：u 收费员班次报表u 收费员对帐表u 通行费收入统计报表u 交通流统计报表u 通行券统计平衡报表u 欠收款、特殊处理、设备状况等报表2.5.2收费监视收费站通过计算机系统和闭

16、路电视系统对以下情况进行实时监视： 1)车辆通过车道的图像信息； 2)收费员收费操作行为和安全状况的图像信息； 3)广场交通流图像信息； 4)收费站运营管理的图像信息。2.5.3收费员班次管理 收费班次是指收费员从开始进入收费亭进行业务操作到结束的一段连续时间班次管理主要有以下内容： 1) 统计、核查每个收费员在收费班次中应收金额、实收金额 2) 统计、核查每个收费员在收费班次中应收通行券、实收通行券 3) 产生收费员对帐表和班次结算表2.5.4数据上传下达 1) 收费站分别向收费分中心和收费总中心上传每辆车的收费数据。 2) 收费站向收费分中心上传图像监视信息。 3) 向各车道下发时钟、费率

17、、黑名单等信息。 4) 接收总中心、分中心下发的时钟、费率、黑名单等信息。 5) 接收各收费车道上传的车辆收费数字信息和图像监视信息。 2.5.5票证、通行券的管理 详见28 2.6车道收费流程 本节所描述的车道收费流程适用于封闭收费制式的半自动收费情况。2.6.1入口车道收费流程1) 车辆驶入收费车道。 2) 车辆通过收费车道第一个车辆检测器，启动车道控制器抓拍一帧图像，并将其数字化。 3) 判断车辆类型：一般车辆、公务车辆、免费车辆、紧急车辆。 4) 若是一般车辆： (1)收费员对车型进行分类后，通过键盘输入车道控制器。 (2)若使用非储值通行券，收费员将存有入口车道收费站代码、收费员代码

18、、车型分类、时间等有关数据的通行券(如：IC卡)发给驾驶员； 若使用储值通行券，首先核查该储值通行券是否已被登录在黑名单上；是则收费员采取特殊措施(没收该通行券并通知收费站管理人员前来处理)；不是，则进行正常的读写操作，余款不足的应通知驾驶员，然后将通行券还给使用者。 (3) 转8). 5) 若是公务车 (1)收费员收取公务车通行券 (2)读出通行券有关数据 (3)判断通行券上所记录的车辆信息(车牌号、车型等)与来车的实际情况相符则与否 (4)情况相符，收费员可确认来车为公务车，转8)； 不相符，按一般车辆收费，转4)。 6) 若是免费车辆(军车和警车等国家规定的免费车辆) 不进行发通行券等操

19、作，直接予以放行，转8)。 7) 若是紧急车辆(需进入高速公路执行紧急事务的车辆，如工程抢险车、救护车、消防车等) 不进行发通行券等操作，直接予以放行，转8)。 8) 收费员确认操作。 9) 车道通行灯由当前的红灯转为绿灯。 10)自动栏杆抬起。 11)车辆通过车道上第二个环行线圈检测器。 12)车道通行灯的绿灯灭，红灯亮。 13)本次收费操作的所有原始数据上传至收费站。2.6.2出口收费流程 1)车辆驶入收费车道。 2)车辆通过收费车道第一个车辆检测器，启动车道控制器抓拍一帧图像，并将其数字化。 3)判断车辆类型：一般车辆、公务车辆、免费车辆、紧急车辆 4)若是一般车辆： (1)收费员对车型

20、进行分类后，通过键盘输入车道控制器。 (2)收费员收取驾驶员的储值卡通行券，读取数据。 (3)判断入口、出口车型分类是否一致。 (4)若一致，则车道控制器根据由通行券的数据自动计算通行费。 若不一致，以出口收费员的判断为准，车道控制器以出口车道确定的车型结合由工C卡读取的其它数据计算车辆通行费。 (5) 向收费员显示费额，同时在费额显示器上向驾驶员显示应付金额、车型，转(6)；对于储值卡还应显示卡上剩余金额，转(7)。 (6)收费员收款。 (7)发放收费票据(及储值卡)。 (8)收费员确认付款，转6)。 5) 若是公务车辆、免费车辆、紧急车辆 收费员确认不用收费，直接予以放行，转6)。 6)

21、车道通行灯由当前的红灯转为绿灯。 7) 自动栏杆抬起。 8) 车辆通过车道上第二个环行线圈检测器，车道控制器计数车流量。9) 自动栏杆悬臂落下，车道通行灯的绿灯灭，红灯亮。 10)金额显示器的显示全部还原为0。 11)车道控制器自动将本次收费操作的所有原始数据(包括差额信息)上传至收费站。 2.7数据信息流程2.7.1信息流程收费系统信息流程如下图所示。2.7.2信息分类按信息传输的时间要求可将信息分为实时传输数据和定时传输数据。 1) 实时传输数据u 车道发生的收费交易数据实时上传收费站计算机；u 收费车道的数字化帧图象传站计算机；u 收费站接收到收费交易数据实时上传总中心计算机；u 班次结

22、束后班次统计数据实时上传收费站；u 车道的设备故障信息实时上传收费站计算机；u 收费车道、收费亭、收费广场、收费监控室的视频图像实时上传收费站CCTV监控系统；u 上述视频图像可被上级系统切换监视；u 收费总中心产生的系统运行参数实时下传各级计算机，直至收费车道。系统运行参数包括：系统时钟、费率表、人员名单、IC卡黑名单等。 2) 定时传输数据u 收费站、收费分中心定时向上传收费交易数据；u 收费站、收费分中心、收费中心定时向上一级上传特殊处理的数字化帧图像数据；u 收费站、收费分中心、收费中心定时向上一级上传收费班次统计数据；u 收费站、收费分中心、收费中心定时向上一级上传收费员对帐数据；u

23、 收费站、收费分中心、收费中心定时向上一级上传辖区内的小时、日、周、旬、月、年交通量统计数据；u 收费站、收费分中心、收费中心定时向上一级上传辖区内的小时、日、周、旬、月、年收入统计数据；u 收费站、收费分中心、收费中心定时向上一级上传辖区内的小时、日、周、旬、月、年IC卡流通统计数据；u 收费总中心定时下传清帐结果数据。2.8通行券与票证的发行、配给和管理 在这里以使用最普遍的IC卡为例，说明其发行、配给和管理。收费系统IC卡有通行卡、公务卡、身份卡和管理卡。2.8.1卡的发行 IC卡的发行包括从采购、接收、主密钥创建和密钥卡生成、应用卡初始化等基本环节。 IC购买后，所接收IC卡的序列号等

24、标志应由计算机IC卡数据库管理程序进行管理。 lC卡发行前应确定系统主密钥，由发卡系统创建系统全部密钥卡和IC卡访问密钥。系统主密钥创建后存放在专用密钥箱中，该密钥箱由总中心负责人保管。系统密钥卡分为发行卡密钥卡、应用密钥卡和测试密钥卡三种。系统密钥卡创建须由发卡中心发卡负责人或授权的操作人员完成，所创建密钥卡种类及数量须全部登记归档。所创建的系统密钥卡由发卡中心发卡负责人进行保管。 IC卡数据格式文件由业主会同IC卡设备提供商和系统集成商共同确定。IC卡数据格式配置文件创建后，应列入高级安全文件，并在系统内配置操作权限。 lC卡初始化的类型为：应用卡(通行卡、人员身份卡)和系统用卡(测试卡)

25、，IC卡初始化流程如下。 1)递交IC卡初始化申请表； 2)收费中心批准申请； 3)发给申请人发卡密钥卡； 4)卡片始初化，登记卡片数量、类型及卡号； 5)交回发卡密钥卡，已初始化的卡片交专人管理。 损坏的1C卡经收费站确认后，将损坏说明及原卡，经收费分中心负责人签批后按月上交收费中心，由收费中心统一核销。2.8.2通行卡2.8.2.1通行卡数量 为保证系统正常运转，应确定好通行卡的以下参数。由于交通量随时间而变化，通行卡总额及初始分配额应每半年1年调整一次。 1) 全路通行卡总量：为保证各收费站正常运转，收费站的通行卡应有一定的冗余，同时要应避免购置过多储备卡造成太大的浪费。 2) 通行卡的

26、初始分配包括收费总中心、中心和分中心的备用卡数量、收费站通行卡数量、每班次各入口车道通行卡数量的初始分配。2.8.2.2通行卡的监测与调配 1) 收费总中心、中心和分中心通过收费数据对通行卡的流向，流量及分布状况进行监测，各收费站监测通行卡的发放和回收情况。 2) 通行卡按收费总中心、中心、分中心和收费站分级调配。 3) 当收费站通行卡数量下降至初始分配量的一定比例(如：60%)时，向所在的收费分中心申请配卡。收费分中心先在所辖范围内的收费站间进行调配，调配卡可以是收费分中心的备用卡，也可以是其所属收费站中，现有通行卡超过初始分配额以上的部分。若收费分中心调配发生困难，则向收费中心申请调配。

27、4) 若收费中心调配发生困难，则向收费总中心申请调配。 5) 通行卡使用到一定时限由发卡中心统一淘汰更换。2.8.2.3公务卡 1) 公务卡的发放由发卡中心负责，每张公务卡必须进行登记。 2) 公务卡应规定有效期，有效期满后。用户到发卡中心重新确认，使卡继续有效。2.8.2.4身份卡 1) 身份卡由收费中心统一发放，其发放对象为IC卡管理人员，发卡人员和收费员，上述人员凭身份卡进入相应的系统进行操作。 2) 所有身份卡应进行登记。 3) 身份卡遗失后必须立即报告主管单位，以便主管单位迅速采取措施，防止他冒用身份卡，以保证系统正常运行。 4)身份卡应规定有效期，有效期满后。用户到发卡中心重新确认

28、，使卡继续有效。2.9通行费清算 两条及以上高速公路联网收费时，需要进行通行费清算。高速公路收费清算模式借鉴银行轧差清算、帐务分割的处理模式。 2.9.1帐户设置 1) 清算中心在指定银行开设一集中清算帐户，用于存放各路公司清算备付金及核算各路公司备付金的上划与下调。 2) 各路公司在清算中心开设清算备付金帐户，用于路公司收费资金的日常清算。 3) 各路公司在清算中心放置备付金。 4) 各收费站在收费总中心(清算中心)指定的银行开设存款帐户，用于存放收费金额。 5) 发卡单位在收费总中心(清算中心)指定的银行开设存款帐户，用于存放储值卡发卡所得资金，并负责统计清算收费中使用储值卡的情况。2.9

29、.2清算模式 1) 每辆车的收费交易数据由收费站实时上传收费总中心。 2) 清算中心根据车辆的入出口地址，路径标识，对收费金额进行拆分。 3) 清算系统在规定时间(轧帐时间)，如凌晨交通量最低的时段，进行日终结算处理。 4) 清算中心通知银行实行资金划拨。 5) 对帐务处理系统中帐务之间的平衡关系进行检查。6) 形成当日清算处理结果文件以及相关收费数据，发送给各收费中心。2.10系统性能要求 高速公路收费系统对系统建设性能方面有以下要求。 1) 完善性 收费体系和收费业务计算机管理、图象监视系统应尽可能减少通行费漏收和作弊行为。 2) 建设规模适度符合高速公路道路、交通流特性，与道路其它系统协

30、调一致，与运营管理体制协调一致。 3) 兼顾收费系统的开放性和安全保密性 保护投资者利益，做好与金融、电信等相关行业的衔接。 4) 可靠性 收费系统具备高可靠性、容错能力和后备功能。在上级机构故障或与其通信中断后或局部故障时，收费站和收费车道仍能完成收费业务； 5) 技术先进 采用成熟的设备和技术，并具有一定的技术先进性和可扩充性。3、监控系统3.1监控系统目标 高速公路交通状况受交通时空分布特性、气候、道路设计、地形等的影响。一般来说，高速公路监控系统需要解决的主要问题有三个方面：气候异常、事故和车辆故障、交通拥挤和阻塞。 监控系统由中央监控室和外场设施组成。高速公路监控的主要目标如下： 1

31、) 准确统计道路交通数据； 2) 有效监视道路的交通、气候情况，及时掌握道路运营状况；3) 及时发现和处理交通事故，减少交通事故，降低事故的严重性；4) 减少偶发事件、交通事故及恶劣气候对道路交通的影响； 5) 当交通量达到饱和时，对交通流进行引导和控制， 以提高道路网通行能力。 3.2中央监控系统监控总中心、监控中心和监控分中心构成了中央监控系统。3.2.1监控分中心 监控分中心的主要业务如下。 1) 通过通信系统汇集、显示各种外场设施传送来的各种(交通量、气象、事故及控制等)数据。 2) 监视高速公路的视频监视图像。 3) 接听紧急电话。 4) 将上述数据、图像等信息上传监控中心。 5)

32、根据各类信息判断交通现况，预测发展趋势，制定控制方案。 6) 对各外场设施进行控制。 7) 数据统计、查询、存储、备份，图像存储，制作、打印各类报表。 8) 对控制方案做出可信服的评价，提供方案改进的依据。9) 执行监控中心下达的指令。3.2.2监控中心 监控中心主要业务如下。 1) 执行监控总中心下达的指令。 2) 通过通信系统汇集并显示各监控分中心传送来的各种数据并上传监控总中心。 3) 切换监视管辖路段的视频监视图像。 4) 根据各监控分中心提供的各类信息制定控制方案。 5) 对各监控分中心进行协调控制。6) 收回或返还监控分中心对外场设备的控制权。7) 完成工作数据的备份、统计，制作、

33、打印各类报表。 8) 定期对控制方案做评价，改进方案。3.1.3监控总中心 监控总中心主要业务如下。 1) 通过通信系统汇集并显示各监控中心传送来的各种数据。 2) 切换监视高速公路的视频监视图像。 3) 根据各监控中心提供的各类信息制定控制方案。 4) 对各监控中心进行协调控制。 5) 下达调度指挥命令。 6) 发布信息。 7) 完成工作数据的备份、统计，制作、打印各类报表。 8) 定期对控制方案做评价，改进方案。 3.3外场监控系统 高速公路监控系统外场设施可分为两类。 1) 信息搜集设施，如车辆检测器、气象检测器、紧急电话、巡逻车、摄像机等，这类设施的主要任务是采集交通、气象和事故信息。

34、 2) 信息发布设施，如可变情报板、可变限速标志等，这类设施根据中央监控系统的指令进行信息的发布。 交通控制有人工和自动两种控制方式，人工控制权优先于自动控制权，监控中心的控制权优先于监控分中心。 3.4系统运行流程监控系统信息流程如下图所示3.5系统性能要求l) 监控系统应及时收集道路运营、车辆运行、气象等信息；2) 系统能对高速公路应能实现全程、实时、不间断的监控；3) 系统应具有自我诊断功能；4) 系统设备应具有一定的冗余设置，以确保系统的可靠、安全。4、通信系统 通信系统为高速公路全线运营管理及监控、收费系统的数据传输、视频信息传输、和话音信息传输提供不间断的通信条件。4.1数据通信需

35、求 按数据的作用及所属系统，可将需通信系统传输的数据分为收费数据和监控数据。 按数据发送和接收者的管理层次，可将需通信系统传输的数据分为以下几类。l 收费站管理分中心l 收费站管理总中心l 监控外场设施管理分中心l 管理分中心管理中心l 管理中心管理总中心 按数据传输的频率，可将需通信系统传输的数据分为经常性和非经常性传输数据。经常性传输数据分为以下三类。 1) 收费站向管理总中心传输的出入口收费车道搜集的每辆车的收费信息； 2) 监控外场设备向监控分中心传输的交通、气候及设备状况信息，监控分中心给外场设备发出的指令和控制信息； 3) 管理分中心、管理中心与管理总中心之间为保证数据完整性和实现

36、其它功能而相互传输的大批量数据； 非经常性传输的数据分为二部分： 1) 收费系统从总中心、中心、分中心、收费站逐级下传的系统运行参数(时钟、费率表、人员名单、黑名单等)； 2) 通信系统内部需传输的系统参数，包括时间同步信息等。4.2话音通信需求高速公路话音通信主要有两个部分。 1) 高速公路各管理机构，从管理总中心、中心、分中心到收费站的业务电话通信需求。业务电话的使用方式应同普通电话相同或类似，话音清晰可辨，没有明显延迟。 2) 高速公路沿线紧急电话通信需求。4.3视频图像传输需求 经通信系统传输的图像应清晰、平滑，不能存在明显的延迟、拖动和抖动。多个终端点看同一路监控图像时，不会相互干扰

37、。 需通信系统提供视频图像传输通路的主要有以下几部分o 1) 收费系统 (1) 收费分中心切换监视所辖收费站的广场、车道、收费亭和收费站的视频监视图像。 (2) 收费中心切换监视所辖收费分中心的视频监视图像及收费站的广场、车道、收费亭和收费站的视频监视图像。 (3) 收费总中心切换监视收费分中心、中心的视频监视图像及收费站的广场、车道、收费亭和收费站的视频监视图像。 2) 监控系统 (1) 监控分中心监视在道路沿线布设的交通监控摄像机的图像。 (2) 监控中心切换监视所辖各监控分中心的监视图像、道路交通监控摄像机图像。 (3) 总中心切换监视各监控中心和分中心的监视图像、道路交通监控摄像机图像

38、。4.4多媒体业务传输需求通信系统要考虑为今后的各种网络服务(会议电视、电子邮件、WWW等)提供传输通道。4.5管理需求 网络管理应包括以下内容。 1) 全网的网络配置管理。 2) 故障监控管理和处理。 3) 网络性能监控。 4) 记费管理和安全管理。 5) 实时显示全网拓扑结构、电路的连接情况及网路的运行情况。4.6系统性能要求1) 可扩展性 通信系统应为未来高速公路管理、监控数据量的激增留出余量。主要的骨干网络交换机应具有足够大的交换能力和端口密度，其交换能力、接口模块应具备灵活的扩展能力。2) 稳定性 车辆昼夜通行的高速公路要求其计费、监控、管理工作每天24小时不能间断，因此通信系统应具

39、备全年度、全天候持续工作能力。骨干网络交换设备应工作稳定可靠，电源、模块具有冗余配置，一个器件的失效不会影响整机的正常工作。接口模块可以热拔插，能不断电完成故障器件的更换。3) 备份应考虑利用公用数据网(如ISDN、X.25、FR等)建立数据通信备份线路，利用无线通信平台(如800M集群通信)建立话音备份线路。第二章 收费系统功能分析及方案设计1、收费业务处理量分析高峰小时出入收费车道的车辆数可以按下表计算。入口车辆数/车道出口车辆数/车道360辆150辆收费站按收费车道数量可分为以下几类。收费站分类收费车道数量第一类16第二类714第三类1524第四类24以上若收费站的出入口车道数相同，按每

40、辆车1K字节的业务数字信息数据量，30K字节数字化图像数据量计算，不同类型的收费站高峰小时数据量如下。收费站分类业务数据量图像数据量总计第一类360153015300918001566093330第二类18903570第三类39306120第四类6480具体分析如下：（1）一个收费分中心一般管理29个收费站，按一个收费站平均管理6条车道计算，收费分中心可分为以下几类。收费分中心收费站数量业务数据量/高图像数据量/高峰总计分类峰小时小时第一类14153061204590047430第二类59765013770第三类137702、收费系统计算机硬件架构根据如上收费业务处理量分析过程，通常高速公路交

41、通工程收费系统的计算机管理系统结构分为五级：总中心计算机系统、中心计算机系统、分中心计算机系统、收费站计算机系统和车道控制机，它们构成总中心局域网、中心局域网、分中心局域网、收费站局域网四级局域网，其中收费站局域网由收费站计算机系统和车道控制机组成。各级计算机网络之间通过通信系统实现数据传输。2.1车道计算机系统收费车道的计算机系统由车道控制机和车道集线器组成。车道控制器的主要功能是控制车道外围设备，收集原始数据，记录操作流程，与收费站计算机系统进行数据通信。2.2收费站计算机硬件系统 收费站计算机系统由服务器和工作站等组成，工作站根据需要可以有不同的配置，如上收费业务处理量分析及收费系统计算

42、机硬件架构，一般来说配置及功能如下。 2.21服务器 运行后台程序和数据库等软件，主要功能为24小时接收、保存收费业务数据，向收费总中心和收费分中心上传收费业务数据和汇总数据，并响应对收费站数据库的查询处理。 收费站服务器是原始收费数据最低层的处理和存储计算机，应有很高的可靠性与安全性。 站服务器可采用运行0S400操作系统的工BMAS400或运行Windows NT操作系统的IBMNetFinity系列服务器，可增加RA工D磁盘系统、冗余电源等多种增加可靠性的配置或配置双机系统以进一步增加系统的可靠性。2.2.2工作站 收费站工作站主要有以下几类。 业务管理工作站：主要用于业务查询统计和报表

43、打印。 财务管理工作站：主要用于通行费、通行卡和打印票据的管理。 收费监视工作站：主要用于监视车道设备工作状况及收费操作过程。 工作站可采用IBM台式PC，根据不同的功能需要配置不同尺寸及分辨率的显示器。2.2.3其它 收费站还应备有数据存储、数据备份设备，打印设备，以太网交换设备、IC卡读写器、工C卡管理设备等。2.3收费分中心中心计算机硬件系统2.3.1服务器 运行后台程序和数据库等软件，主要完成接收上级下发的各种标准和命令并执行和下传、接收并保存收费业务汇总数据、将收费业务汇总数据上传、响应来自下级管理机构的业务处理请求、响应对收费分中心中心数据库的查询处等功能。 收费分中心/中心服务器可采用运行OS/400操作系统的IBM AS/400或运行UNIX操作系统的IBM RS/6000系列小型机,可增加RAID磁盘系统、热插拔硬盘、冗余电源等多种增加可靠性的配置或配置双机系统以进一步增加系统的可靠性。 2.3.2工作站 工作站主要有以下几类。 业务管理工作站：主要用于业务查询统计和报表打印。 财务管理工作站：主要用于通行费的管理。 票卡管理工作站：通行卡和打印票据。 收费监视工作站：主要用于监视车道设备工作状况及收费操作过程。 工作站可采用IBM台式Pc，根据不同的功能需要配置不同尺寸及分辨率的显示器。 2.3.3其它