６５８公里京沈高速上的信息公路

胡國丹

中間件在京沈項目中的應用，對于我國高速公路跨省聯網管理具有十分重要的意義

在我國公路交通網絡日漸稠密的今天，高速公路的建設已經不再是什么新聞了，但在2003年10月20日，京沈高速路的聯網收費正式開通的時候，引起了眾多媒體對這一事件空前熱烈的關注。

四個“婆婆”的出場和謝幕

作為連接東北重工業基地和首都北京之間的重要交通干線，京沈高速公路于2000年建成通車，途經河北香河、天津寶坻、河北唐山、秦皇島，遼寧綏中、錦州，全長658.7公里。

658公里并不算長，然而公路建成之初卻被不同的投資單位“截”為五節，分為北京段、河北廊坊段、天津段、河北寶山段和遼寧沈山段，每段由不同的業主進行收費管理。在收費站點較為密集的北京至山海關段，298公里的高速公路共設4個主線收費站，平均間距只有74.5公里，其中最短收費站間距只有15.8公里。

收費站點如此密集的直接結果，就是延遲了過往車輛的通過時間。曾有人做過調查，從沈陽走京沈高速公路到北京要經過3處收費口，停車取卡、交費共計6次。車少時，通過收費口要耽誤兩三分鐘；如遇車多，則需花去五六分鐘，甚至更長時間，高速成了中速、慢速，駕車者怨聲載道！

實際上，這種情況不獨京沈高速如此。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。

為打破高速公路分割式管理的弊端，2000年10月，交通部發布了《高速公路聯網收費暫行技術要求》，并于2000年11月召開京沈高速經過的四省市有關部門進行研究協調，希望在京沈高速進行首家高速公路跨省聯網收費試點，2003年3月初，各方就京沈高速公路聯網收費方案等十一個問題達成了一致意見。

聯網后的京沈高速公路按照“全線聯網、分區結算”實施，保留了香河、山海關2個主線站，寶坻、河北站和沈陽西站被撤消，合建山海關和萬家主線收費站，一站兩點，互代發卡。最關鍵的是，方案提出了在北京至山海關段組建聯網收費結算中心進行拆賬，遼寧段的收費結算納入遼寧省高速公路聯網收費系統進行拆賬，也就是說，車主在高速公路上只用交一次費用，至于如何分配則由交通部門內部解決了。

由于改造后的聯網系統由車道、收費站、收費分中心、結算中心四級系統組成，車道的原始記錄通過通信系統將上傳給上一級系統，導入上一級數據庫。各級之間獨立執行此操作，原始記錄上發至中心后進行結算。另外，上級的命令及配置信息也需要通過通信系統將命令及配置信息逐級下發到下一級系統，部署到各個車道。

因此京沈高速公路聯網收費采用了有別于目前其他各省高速公路聯網收費的技術路線，采用跨平臺的“數據交換通信中間件”技術，在利用既有收費系統土建、管道、設備的基礎上，對部分車道設備和路段收費管理設備進行改造，充分利用和保留原有機電系統的軟、硬件設施，最大限度地保護和利用各路段業主已有的投資，節省聯收費改造工程的成本，以技術換取效益。

中間件的威力和示范

在這一過程中，為保證通信模塊的安全可靠運行，工程對中間件產品及開發中間件的廠商提出了三點要求：一是系統的穩定性與消息的可靠傳輸; 二是系統要兼備大并發數據處理和大數據量長時間傳輸的能力; 三是考慮到京沈高速公路的樣板意義和今后的管理，要求系統開發周期短，并具有高伸縮性、擴展性和管理性。最終，北京東方通科技公司的消息中間件產品TongLINK/Q在各項性能測試中得到了肯定，成為該項目惟一的中間件產品供應商。

京沈高速公路聯網收費項目從設計到完成只有短短的6個月，有相關人士也認為，“消息中間件為應用提供了簡易接口，屏蔽了復雜的網絡編程，大大提高了應用系統的開發速度，同時也獲得了可靠、穩定、高效的網絡服務?！?/p>

在這180天的項目實施過程中，消息中間件被部署到每個傳輸節點上，即總中心、收費分中心和收費站上。各個收費站與玉田總中心直接相連，通過中間件將各個收費站的車道原始記錄直接上發到玉田總中心，并將該記錄抄送到各級分中心。中間件介于底層系統和應用程序之間，通過調用傳輸接口進行消息傳輸，這樣將網絡上所出現的問題屏蔽在中間件層之下，應用程序可以將更多的工作投入到業務流程中去。

另外，聯網系統中傳輸的數據涉及大量現金，并具有跨省協調、統一分賬的特性，因此系統需要保證所傳輸的數據能夠在各種突發故障的前提下（如網路斷線，機器掉電等故障），仍可以進行可靠的消息傳輸。利用TongLINK/Q構建的底層數據傳輸平臺，數據可以通過建立在每個傳輸節點上的可靠的消息隊列進行存放和發送，即使出現宕機或網絡故障等情況，數據也能在系統和網絡恢復后得到可靠傳輸，使得聯網收費的數據能夠不丟、不重地發送到目的地。

由于京沈高速地處京津唐經濟圈的特殊地理位置原因，加上改造后的香河站已經成為我國高速公路規模最大的收費站，每時每刻都有大量的數據并發上來，這就要求系統具有處理大并發數據的能力。

隨著京沈高速車流量的不斷增加，收費系統要處理的業務量也會相應增加，主機處理能力可能會難以滿足業務的處理要求?；谥虚g件的聯網收費系統可以在不影響系統正常運行的前提下動態增加、刪除收費分中心、收費站的節點；動態修改服務進程的調度策略、增添新業務等等，提高整個系統的靈活性和可擴展性。

2003年9月20日，北京至沈陽的高速公路全程聯網收費正式開通，京沈高速全面實現“一卡通行”。這是我國開通的第一條跨省聯網收費的高速公路，它標志著我國跨區域高速公路由分段管理向跨省市綜合管理的轉變。

京沈高速公路聯網收費工程的建成，打破了高速公路分割管理的管理模式，提高了通行效率，降低了運營成本。正如交通部副部長馮正霖指出，今后，交通部將重點解決京津冀地區和長江三角洲地區的國道主干線聯網收費問題，東部各省份要力爭在2005年內全部實現省內高速公路聯網收費的目標。