基于无线通讯技术的高速公路自动收费管理系统的探索

摘要：高速公路自动收费系统作为交通通信产业的重要组成部分，它的性能与质量的优劣，直接影响到收费站的通行能力和服务水平，投资者的投资回报率。收费道路管理中的一个关键问题是解决车辆流量的问题。基于无线通讯技术获取车辆进出站口信息，实现车辆不停车计费管理，减少能源消耗，提高高速公路车辆流量。

关键词：高速公路自动收费系统；无线通讯技术

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)29-0499-02

Charge Systematic Research Automatically in the Expressway Based on Wireless Communication Technology

ZHANG Tie-qiang

(Liaoning University of International Business and Economics,Liaoning 116052,China)

Abstract: Expressway charge system as traffic important component,communication of industry automatically,its performance and quality of quality, influence the traffic capacity of the charge station and service level directly, investors' rate of return on investment. A key problem in the management of toll road is a problem of solving the flow of vehicle. Obtain because of wireless communication technology vehicle pass in and out exit information,realize vehicle park the accounting management, reduce energy consumption, improve the flow of expressway vehicle.

Key words: expressway charge system; wireless communication technology automatically in the expressway

1 前言

1.1 问题的提出

随着社会经济的迅速发展，人民生活水平的不断提高，促使各种机动车辆逐年迅猛递增，不断增加对交通的压力，特别是收费站的不合理设置以及采用停车现金人工收费方式，已经成为交通的“新瓶颈”，收费站口的堵车现象，不仅严重影响了高速公路本身的“高速、高能、高效”等功能的发挥，而且严重影响了路网功能与效益的发挥。

例如车辆从停车（不熄火）到启动每次约需三秒，若不发生找零、约需10到15秒完成一次收费作业，一旦发生找零，则需耗时达数十秒。仅据广东一省统计，收费站前每年因停车等待收费所造成的损失车时达700万车时，仅油耗一项损失就多达亿元之巨。此外还会造成汽车机件磨损、轮胎消耗、环境污染等。为了有效地提高收费高速公路的收费站车辆通行能力，充分发挥路网的功能和作用，迫切需求采用无纸无币化全自动电子收费管理体制模式。为此，应以国家以及省人民政府交通主管部门（如银行、物价、工商等部门）积极参与的行政支持为依托，强化对收费高速公路的收费监控和管理，建立全国（或全省）统一、通用的电子收费媒体的无纸无币化自动电子收费管理系统。

1.2 现状分析

目前高速公路收费系统的种类分为开放式和封闭式两种。

开放式是在高速公路只设一个收费站，无论汽车在高速公路上行驶的距离长短，收费统一。收费金额仅以车型为依据。开放式收费系统主要应用于距离较短、分支较少的高速公路。

封闭式是在高速公路的各个出入口都设有收费站，车辆无论在任何一个入口进入高速公路都要领取一个"凭证"，在驶出高速公路时交出"凭证"。收费员依据车型和里程来计算和收取司机的费用。

然而它们存在的缺点是停车计费。

关于不停车计费也有很多的设想：

1) 自动识别信用系统

2) 红外方式传输智能卡内数据自动收费系统

本文也提出一种封闭式的不停车计费系统的设想，是基于无线通讯技术获取车辆进出站口信息，实现不停车自动计费管理。

2 高速公路计费系统设计方案

2.1 高速公路计费系统总体框架

不停车自动计费管理模式应由收费管理中心系统、计费站管理分中心系统、计费站车道管理系统共三级网络管理体制，并另加银行清算管理系统，共由四部分组成总体管理结构框架。同时借助邮电部门公用数据通讯网络与各系统相连完成信息传输任务。

这种计费管理模式的工作主要是利用车载机与收费站的单片机的无线通信，通过无线电波实现车辆身份参数自动识别和数据高速交换，获取通过车辆的类型和所属用户等数据，由计算机系统控制指挥车辆通行，可以使车辆不停车快速通过收费站口。

通行费通过计算机网络从用户在银行开设的专用帐户中自动交纳，从而实现了不停车自动收费业务。而其他系统各自完成自己的功能和作用，互助协调地工作，构成一完整的自动收费管理体系。这种收费管理模式主要适用于收费站车流量大、采用封闭式的高速公路收费管理。

2.2 计费管理中心系统

计费管理中心系统是整个管理体制的中枢，管理、协调、监控整个系统的运作，规划、设计计费站自动计费系统方案。统一制订管理制式与技术规范、标准与结构和票据。负责整个系统的数据流向。包括接收计费管理分中心上传的出入口记录信息，下传分帐信息给计费管理分中心。负责分帐管理中心的分帐工作以及提供各种统计报表。负责用户管理和车载机的更新、报废、销毁以及系统功能扩展、升级、换代。接受投拆、提供咨询、查询。建立收费站出入口记录库和分帐记录库供各计费管理分中心（计费公司）查阅。授权计费管理分中心及银行清算系统的管理与协调运作。为整个系统的维护保养提供技术支持与运行保障。

2.3 计费管理分中心系统

它监控本管理分中心下属各收费站自动计费系统。收集各自动计费车道的过车数据并进行分类汇总，上传各出入口记录信息及收费情况，接收并下传更改信息，提供各种必要的查询和统计报表。

2.4 收费站监控管理系统

此子系统实时监控本收费站的通行状态和下属各单片机系统的运作，收集本收费站下属各单片机传输来的数据，并进行分类汇总和处理，上传收费车道的出入口记录信息至计费管理分中心管理系统，接收并下传数据库更改信息至车道主控计算机，接收下传的“黑名单”并做相应处理，提供各种必要的查询、统计和报表。实时控制和管理车道通行控制设备。

收费站控制管理系统结构图如图1所示。

2.5 银行清算系统

不停车自动计费管理系统的清算系统业务委托银行承担，利用银行内部的计算机网络系统，实现对本地和异地高速公路用户过路费的清算工作。银行清算系统每天定时通过MODEM进入计费管理分中心（计费公司）管理系统主机，经密码检验合法，取走收费站的每天汇总计费信息进行分类结算，然后将费款划入各计费管理分中心（计费公司）的帐户。银行每天清算后根据用户专用帐户余额情况产生含有接近透支、已经透支、透支止付、挂失止付等信息的“黑名单”并传递到各计费管理分中心（各计费公司）。“黑名单”的传递次数每天至少一次。同时银行每月向用户提供一份帐户对帐单，并代开出一份由省一级税务部门统一印制的过路费报销凭证。银行清算系统能保证各高速公路费用清算的安全、准确和及时，可实现清算24小时达帐。同时可以提高整个计费系统的使用效率，降低投资成本，方便持卡人，更可方便地实现异地联网结算。

3 系统展望

研制本系统，可以快速准确识别车型，确定收费标准、实现自动计费、避免车辆减速及停排队购票现象；减少收费车道占地面积和基建投资；避免人工收费的一些弊端，最大限度的堵塞财务漏洞；体现出高速、省时，同时也对公路的车辆流通数目、车辆类型等进行快速、准确的统计记录，供有关部门作为分析的依据，并对各公路车辆运行情况作出预报。

该系统具有很好的可移植性，使用和维护方便。从我国的高速公路收费现状来看，本系统具有很高的潜在价值和应用前景，它的推广必将带来巨大的社会效益和经济效益。同时加快我国电子收费（ETC）进程。

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