基于5.8G自由流分段收費系統設計

莊成桂

摘 要：全國高速公路路網四通八達，縱橫交錯，現各省之間通過省界站收費，影響通行效率，為實現全國聯網，撤消省界站并確保通行效率，交通部提出通過電子不停車快捷收費（ETC）、輔以車牌圖像識別、多種支付手段融合應用的技術路徑來實現高速公路收費，本文著重闡述了基于5.8G自由流分段收費系統設計與實現，以及系統的主要功能。

關鍵詞：ETC? 5.8G;自由流;分段收費

1.前言

根據部路網中心取消省界站，實現全國聯網的技術方案。全國聯網的總體技術思路：1） ETC車輛：采用自由流ETC+車牌識別技術;2）MTC車輛：采用5.8G CPC卡作為通行介質+車牌識別。基于上述思路，本文研究設計一種基于5.8G的自由流分段收費系統，ETC車輛采用5.8G自由流分段收費，即在高速公路收費站間設立ETC門架的自由流收費系統，車輛經過該點時進行一次收費;非ETC車輛采用5.8GHz復合通行卡（CPC卡）作為通行介質、采用自由流分段計費，即在車輛通過ETC門架時將分段計費金額寫入CPC卡，當車輛離開高速時使用現金或非現金支付方式一次性收費。同時，系統需記錄交易流水，匯報天線、車牌識別儀、機柜等主要設備工作狀態，由于系統需要在無人條件下長期運行，系統的穩定性需求極為強烈。

2.業務流程

5.8G自由流分段收費，指在高速公路兩個收費站間的斷面上，安裝橫跨公路的龍門架。在龍門加上方架設微波讀寫天線、車牌識別儀，對于ETC車輛，系統讀取OBU中的車輛信息、依據本路段費率計算費額;對于CPC卡車輛，系統通過CPC卡的車輛信息，計算通行費并寫入CPC卡中，作為出口的收費依據，并形成通行記錄。

2.1路網入口

在車輛進入路網入口，對于ETC車輛，已通過一車一標簽實現OBU與車輛信息綁定，系統將車輛入口信息寫入安裝在電子標簽中的CUP卡中;對于非ETC車輛，通過入口判斷將車型、車牌等車輛相關信息寫入CPC卡。

2.2路上行駛

車輛高速行駛通過5.8G自由流分段收費系統，系統對ETC車輛分路段計費、扣費，MTC車輛分路段計費。對OBU車輛，讀取OBU信息、車牌識別、計費/扣費生成交易流水及圖像流水;對于CPC卡車輛，讀CPC卡信息、車牌識別，將計費額寫入CPC卡內，并生成交易流水;對于無介質車輛，車牌識別生成圖像流水。

2.3、路網出口

在車輛進入路網出口，對于ETC車輛采用記賬形式扣費;對于非ETC車輛，在出口調用省級計費服務或CPC卡的計費信息進行現場繳費，可支持現金、ETC用戶卡、移動支付等多種支付方式。

3.系統設計

3.1 車道布局

如上圖3-1所示：高速公路原則上在每個互通立交、入/出口之間均設立5.8G自由流分段收費系統，在雙向六車道情況下，RSU及高清車牌視頻識別設備采用頂掛方式安置在龍門架上，在路側或門架上安裝集成車道工控機、天線控制器、交換機、防雷器、UPS后備電源等設備的室外機柜方式進行布設。RSU天線按車道數進行設置;高清車牌視頻識別設備需兼顧車輛車頭、車尾車牌、車速等信息識別，按車道數進行雙向設置在公路主斷面上架設一個龍門架;在每一方向的每一條車道上各安裝一個RSU天線;每一臺天線交易區（陰影部分）覆蓋一條車道，橢圓的長度在15m左右;當同一方向有多個車道時，需要安裝多臺天線。省界ETC門架須在每個方向前后各設置兩排，互為冗余;非省界ETC門架設置單排門架，應考慮關鍵設備、應用軟件、供電與通訊的冗余備份。

3.2 設備連接架構

58G自由流分段收費系統的設備連接圖如下：

一個完整的自由流分段收費點稱為全幅自由流收費點，包含上行、下行兩套系統;單獨的上行或下行系統稱為半幅自由流收費點，每個半幅自由流收費點配置一臺工控機，工控機通過交換機與外部網絡連接。在半幅自由流收費點，按照實際車道數量，每條車道配備一臺RSU和兩個車牌識別儀，每臺RSU和車牌識別儀都通過網絡與工控機連接。

3.3 5.8標識系統架構

5.8G自由流分段收費系統涉及到的軟件對象有：數據庫、監控程序、稽查程序、數據服務程序、自由流收費門架程序、MySQL數據庫、遠程升級程序、網絡守護程序、RSU天線程序、升級服務器，系統架構圖如圖3.2所示。

4.系統功能規劃

5.8G自由流分段收費系統功能包括自由流交易、車輛圖像采集、設備狀態采集和數據處理四大功能模塊。其中自由流交易包括：ETC交易處理、CPC交易處理、費率計算、生成通行記錄;車輛圖像采集包括：抓拍圖像、生成圖像流水、疊加數據、生成車輛合計數;設備狀態采集包括設備狀態獲取、軟件狀態監測、數據狀態監測及自檢更新;數據處理包括：接收下發參數、上傳數據處理、數據統計及數據去重。

5.總結

本文通過分析5.8G自由流分段收費系統的業務流程，闡述了系統的總體設計，包括車道布局、設備連接架構及系統架構設計，并對系統功能進行了規則分析。

參考文獻：

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