高速公路收費系統設計與實現

張 燕 彭曉春

(廣西壯族自治區交通規劃勘察設計研究院，廣西 南寧 530029)

高速公路在日常使用中受到了廣泛的重視，其給人們帶來的好處也是不言而喻的，為了確保高速公路的高速運轉，除了要搞好道路建設外，還應該配備一個高效有序的收費系統，并實現以全省角度為范疇的聯網收費、監控和通信建設工作。但是收費系統在使用中會暴露出一些缺點，不利于人們的正常使用，通過不斷的實踐探索，逐步研究出促使收費系統高效運行的設計方案，使這個系統更方便為人們所用。

1 高速公路收費系統概述

高速公路收費系統是高速公路建設中非常重要的一部分，涉及到了交通工程、通信和計算機等多個專業領域，它是為實現現代化管理而開發的一種服務器體系的網絡應用數據庫系統，集先進性和實用性為一體。高速公路的收費系統按收費方式可以分為均一式收費、開放式收費、封閉式收費和混合式收費，支付方式可以通過現金、儲值卡等形式進行支付，目前使用的收費系統具有適用范圍廣、穩定性強、安全性高、實用性高、自動性高的優點。

2 高速公路收費系統設計原則

收費系統的總設計原則是實現收費系統的聯網管理和自動化服務，改善道路的通行狀況，實現道路系統的高效運轉。在設計時系統中的各個子系統應該與應用模型有效的結合起來；系統中的數據盡量確保其可靠性，這樣可以準確地為系統的計費和收費工作提供保障，努力開發系統的容錯能力和突發事件的處理能力，以確保系統的穩定性；如果收費系統經過改造，那么改造后的收費系統要與原系統進行有效的融合，這樣才能實現多種收費方式共同使用，滿足不同用戶對收費系統的要求，其適用性要廣；在系統設計時要選用穩定性強、安全性高的非接觸式IC 卡技術，提高用戶使用的安全性；在原有的設計基礎上，根據用戶的實際需求結合當前先進的技術措施，實現技術向上和向下的雙向兼容，提高了系統的擴展性。

3 高速公路收費系統的設計與實現

3.1 收費系統數據庫的設計與實現

收費系統主要以數據庫為中心管理系統，收費系統模塊用到的數據都存儲在數據庫中以供使用者使用，所以，設計出高效、安全可靠的數據庫是十分必要的。對數據庫的設計是計算機管理信息系統設計中一個十分重要的部分，設計的質量和數據結構的優劣影響著管理系統的工作效率，數據庫的設計原則是在MIS 總體信息方案的指導下，其他各個分庫應該是為它所支持的管理目標服務的。在進行數據庫的設計時，應該注意主次問題，布局應該清晰、合理；數據庫的結構化應該明確，以確保其規范化和標準化，只有數據庫規范了，才能進行信息交換過程，對數據庫結構的設計應該遵守國家的相關標準，特別要注意編碼的應用問題；另外，在設計數據庫時，應該避免冗余，減小存儲的空間，但是也要適當的考慮冗余，因為適當的冗余可以提高收費系統的運行速度，降低開發難度；進行設計時還要保證數據的正確性和一致性，在MIS 中，多個用戶共用一個數據庫，由于并發操作，可能會影響數據的一致性，可以采用“鎖”的辦法來保證數據的一致性；數據庫是多個用戶共享的，使用的安全性是應該考慮的問題，可以設定相應的安全機制，對特定的用戶有特定的保密機制，以確保用戶使用數據庫的安全性。

3.2 組件的設計與實現

組件技術是為了提高軟件系統的可操作性、可擴展性而產生的，軟件的組件是一種二進制代碼形式，可以進行單獨的開發和編譯，把所有的組件開發完之后再組合在一起就形成了一個完整的應用系統，系統自身發生變化或者使用者的需求改變時，無需將所有的組件進行修改，只需要修改受影響的組件即可，再將改造后的組件與其他組件進行重新組合，這就對應用系統進行了一次升級。收費系統的一個比較重要的任務就是對各種外場設備進行有效的控制和管理，當設備發生變化時，收費系統就要進行重新的編譯和修改，比較麻煩，如果利用組件技術將這些設備制定出相應的接口，接口中為設備定義通用的方法，這樣即使設備更換了，也只需修改相應的組件。如果是設備升級了，也只需針對新功能增加新的接口即可，這樣工作起來就比較方便和快捷，在無形中就完成了系統升級；收費系統的另一個任務是通信，設計時要定義一個通信組件用來完成整個收費系統的數據傳輸工作。

3.3 各模塊功能的細部設計與實現

收費系統以數據庫為中心的，包括數據的錄入、查詢和管理等工作內容，這些都是通過數據庫的共享途徑來實現的，數據錄入模塊的功能包含收費數據的錄入、設備維護信息的錄入、臨時收費數據本地存儲、臨時收費數據數據庫的錄入、報警信息的錄入等；報表打印模塊的功能包含統計報表的打印，即對收費數據進行統一的匯總工作，方便日后按照時間點查找相關的信息或者打印營運財務報表。收費單據的打印，是指對所收取的車輛的信息的打印；設備驅動模塊，包含自動欄桿的驅動、攝像機驅動、打印機驅動、語音報價器驅動閃光報警驅動等；系統管理模塊主要負責系統時鐘的校準、收費費率的調整、對員工的管理和特殊車型的查詢等內容；通訊模塊，負責系統管理模塊和數據錄入模塊之間的通訊通道。

3.4 系統的安全性設計與實現

在系統的安全性設計時，可以采用用戶標識和鑒定的方法，用戶只有在系統的登陸窗口上輸入自己的用戶名和密碼后由系統核實正確之后才能使用，此種標識允許用戶有三次重復標識的機會，超過次數則會自動退出，以保證用戶使用的安全性；對收費系統用戶權限進行設計時，確保用戶的訪問權限，還要讓非法使用者無法進入數據庫，系統的用戶權限可以分為管理員和使用者的權限兩種，除了合法的登錄權限外，其他人均不能進入該系統，這種強制性的手段可以保證數據庫的安全性，避免系統受到非法的侵害，維護使用者的合法權益。

3.5 系統的測試與維護

高速公路收費系統在長時間的運行后可能會出現一些問題，系統經過測試發現問題之后要經過調試找出錯誤原因和位置，然后進行改正，還需要定期的對系統進行維護與保養，以確保收費系統的高效運行，滿足高速公路管理的需求。在進行收費系統的設計時也要將維護部分考慮進去。

4 結語

隨著我國公路建設的不斷發展和交通量的增加，交通聯網規模也不斷增大，新技術的發展促使社會對高速公路收費系統的服務水平提出了更高的要求，人工收費的方式已經不適用于現代社會的發展，制約著高速公路收費系統的發展，因此，要不斷地改進收費系統的設計，本著安全性、可靠性、實用性、高效性的原則對收費系統數據庫進行優化，提高收費系統的工作效率。

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