高速公路行业应用概述

1.1高速公路行业概述1.1.1高速公路行业背景中国大陆自1988年10月31日实现高速公路“零”公里突破，至2008年已经达到5.36万公里。从1988年中国大陆第一条高速公路正式通车到现在，中国的高速公路建设取得了举世瞩目的成就。“十五”期间中国共建成高速公路2.47万公里，是“八五”和“九五”建成高速公路总和的1.5倍。全国高速公路通车总里程先后跃上了2万公里、3万公里、4万公里三个大台阶。1.1.2高速公路行业政策环境根据交通部2006年公布的《国家高速公路网规划》方案，从2006年起到2020年，国家将斥资两万亿元，新建5.1万公里高速公路，使中国高速公路里程达到8.5万公里。国家高速公路网规划可以归纳为“7918”网，采用放射线和纵横网格相结合的形式，包括7条北京放射线、9条纵向路线和18条横向路线组成，总规模约8.5万公里，其中主线6.8万公里，地区环线、联络线等其它路线约1.7万公里。首都放射线7条：北京－上海、北京－台北、北京－港澳、北京－昆明、北京－拉萨、北京－乌鲁木齐、北京－哈尔滨。南北纵向线9条：鹤岗－大连、沈阳－海口、长春－深圳、济南－广州、大庆－广州、二连浩特－广州、包头－茂名、兰州－海口、重庆－昆明。东西横向线18条：绥芬河－满洲里、珲春－乌兰浩特、丹东－锡林浩特、荣成－乌海、青岛－银川、青岛－兰州、连云港－霍尔果斯、南京－洛阳、上海－西安、上海－成都、上海－重庆、杭州－瑞丽、上海－昆明、福州－银川、泉州－南宁、厦门－成都、汕头－昆明、广州－昆明。此外，规划方案还包括：辽中环线、成渝环线、海南环线、珠三角环线、杭州湾环线共5条地区性环线，2段并行线和30余段联络线。1.1.3高速公路行业未来发展全国高速公路通车里程及规划一览表区域省份截止07年底通车里程未来规划2008年2010年2020年达到东北辽宁190070020544160黑龙江100060020005000吉林100050015004200华北河北291770013985000山西176260013004000陕西216150016395000内蒙古177650010006000河南450030015006280山东400030010006000天津6563003001500北京6651502351600华东福建132098015004500安徽200040015004800浙江28002606005000江苏360013010005200华中湖北236560011355000江西220650017704650湖南176050017404900华南广西181050012005500广东350040030008000海南7001842905000西北甘肃200020020004000青海11820010003000宁夏8002003001500新疆10251736572500西南四川210078015005500重庆104940010003600西藏0001000合计：全国5149011557341181223901.2高速公路行业IT应用现状1.2.1高速公路行业用户主要IT应用系统高速公路联网收费系统：高速公路联网收费系统可以实现半自动和ETC两种收费方式，可选用IC卡、磁票、二维条卡作为通行券，支持现金、预付卡、储值卡等支付方式；各级可以实现监控下级的操作异常事件；实时监测出入口车道的设备状态；各级系统可以自动统计交通量、通告量曲线图；实现了对路费、通行券、票据、设备等的严格管理，杜绝舞弊行为；提供独特的专家分析系统等。各省高速公路联网收费管理体制分为四级，分别是省收费总中心、片区收费分中心、路段收费分中心以及收费站。相应收费计算机网络系统也分为四层，各层之间由路由器或者三层以太网交换机通过通信系统提供的10/100M或2M通道相连，每层以以太网交换机为节点构成星型网络拓扑结构，同时各层配有功能不同的工作站和服务器等设备。系统结构图：一.收费制式及方式目前高速公路收费制式分为封闭式、开放式、半封闭式，目前国内多采用封闭式收费制式，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通行费。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。二.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，目前国内多采用IC卡作为高速公路收费通行卷。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。具体说来非接触IC卡具有以下优势：1)安全性高2)可靠性高，寿命长3)数据交换时间短，存储量大三.付款方式目前高速公路收缴通行券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，从而形成以现金和储值卡并行的通行券付款方式。四.收费系统管理体制多采用多级管理体制，即中心→分中心→收费站→收费车道。五.车道收费系统车道收费系统：功能强大、界面简洁、操作简单，适用于开放式和封闭式收费，同时兼容纸性通行券、磁卡和非接触式IC卡，可以在网络断开的情况下独立工作。六.收费站系统收费站计算机系统：实时监控和管理收费车道，负责和收费分中心的数据通信，可适用于各种不同类型的高速公路计算机收费。七.分中心管理系统分中心：监控和管理各收费站车辆通行及收费情况，负责收费中心和收费站之间的数据通信。八.中心管理系统中心管理系统：监控和管理整个路段车流量及收费情况，接收各分中心传送的数据和收费数据，进行统计和管理，并将费率和其他参数的设置下发到各分中心，以及拆分帐和结算，同时具备数据查询、报表打印、财务管理及数据备份等功能。九.闭路电视监视系统由收费站负责车辆和收费情况的监视图像传送到中心：中心和分中心负责监视各收费站传送的各车道车辆通行和收费情况及监视道路交通状况。十.收费业务软件收费车道软件涵盖了收费车道中各种异常情况的处理功能，有效保证了收费的顺利进行和管理的实时性。收费站、分中心、中心级的财务管理、监控管理软件实现了自动统计、自动报帐、数据汇总的功能，操作简单，功能强大，界面友好，是适应我国国情的实用软件。高速公路收费系统点击次数：425发布时间：2006-7-2614:07:161、系统要求：由于高速公路收费系统需要处在野外高温/低温、潮湿、电磁、灰尘、振动等复杂的环境条件下不间断、长时间地稳定运行（平均故障间隔时间30000小时，平均修复时间1小时），商用PC机显然难以适应如此苛刻条件，要想确保收费系统切实安全稳定的实现自己的收费和监控功能，工控机成为了进行系统控制的最佳选择。2、系统框图及其说明：我们将高速公路的收费系统可分为三级计算机管理体系，即收费中心、监控室和收费亭。它们之间通过网络进行数据通信。收费中心对整个收费系统进行控制；监控室汇总收费数据并在收费中心和收费亭之间实现数据传递；收费亭按照收费中心的要求对过往车辆实施收费和监控。收费亭是整个系统的终端设备，也是一个独立的工作单元，主要由工控机、摄像机、键盘和票据打印机等部分组成。其中摄像机配合工控机一方面负责自动巡视收费广场两侧1Km以内的各种交通状况，另一方面负责随时接受收费亭内收费员对各种冲卡车辆的报警信号，并进行自动跟踪。工控机除了正常行使收费、监控的任务外，还需要随时将这些信息传送到监控室。在整个收费系统中，我们假设监控室是建设在一个双向N车道的高速公路上的。因此，一个监控室负责监管N个收费亭。监控室内需要安装一台工控机，它的主要任务一是实时接收并显示收费亭的收费信息，二是管理收费数据，打印报表并及时向收费中心传送。收费中心除了接受由监控室传送的收费数据外，也可以随时向监控室发送信息。[系统配置]车道控制机：研祥IPC-6805/FSC-1715VN/CPUP42.4G/内存256M/硬盘80G中心服务器：研祥IPC-880/FSC-1717VN/CPUP43.0G/内存512M/硬盘120GDI卡：PCL-725收费服务器：研祥IPC-810/FSC-1713VN/CPUP42.4G/内存256M/硬盘80G我们这里选用研祥EVOC的IPC-6805作为收费亭和监控室所用的工控机，IPC-6805的最大优点在于其坚固耐用，扩展性强且维护方便，这使得它即使在高振动，温差大，多粉尘的恶劣环境下仍能应付自如。而研祥EVOC最新推出的工业主板FSC-1715VN更因其高事务处理能力，高视频处理能力，高稳定性的特点而成为高速公路收费系统的首选工业主板。FSC-1715VN采用支持INTELP4处理器的INTELI845E芯片组。此主板还集成一块功能强劲的ATIRADEON9200图形加速控制器，独立64M显存，可以为您带来逼真流畅的画面,.可满足对性能和稳定性要求较高的应用需要。DI卡我们选用了研祥PCL-725，它是一款工业应用中基于ISA总线的8路继电器输出及8路光隔离DI卡，此卡与研祥配套的端子板PCLD-785B配套使用，继电器非常适合于开关控制设备，能对收费过程中对抬杆、超重指示灯和称重设备的控制提供稳定准确的继电器和数字信号的输出，为整个收费系统稳定可靠的运行提供了重要保障。高速公路视频监控系统：高速公路视频监控系统一般分为收费监控和道路监控两部分。收费监控系统主要是对收费站的车道、收费广场、收费亭的收费情况，对收费车道通过的车辆类型、收费员的操作过程以及收费过程中的突发事件和特殊事件进行观察和记录，实施有效的监督。道路监控系统主要是对高速公路干线、互通立交、隧道等高速公路重点路段进行监视，掌握高速公路交通状况，及时发现交通阻塞路段、违章车辆，及时给予引导，保证高速公路的安全通畅。目前高速公路中对视频信号的监控和管理自下而上可分为以下几层：（1）收费站：各收费站需要对本地的视频信号进行监控。各收费站所辖的摄像机信号全部引入本地视频监控系统，收费站对本地所有图像进行监控管理。（2）监控分中心：一条高速公路通常设置几个路段监控分中心，分别对某一路段进行监控和管理。各收费站图像根据路段监控分中心要求选择几路上传，路段监控分中心对路段中各收费站上传的图像进行统一监控和管理。（3）监控中心：（有些不设此级）多条高速公路的统一管理通常根据地域划分为若干个片区来进行。一个片区对某一区域内相临或相连的几条高速公路进行统一的监控和管理。这几条高速公路的监控分中心根据片区监控中心的要求上传图像，片区监控中心对各路段监控分中心上传的图像进行统一监控和管理。（4）省监控中心：各省高速公路管理局需要对省内所有的高速公路进行统一监控、管理和调度。各片区监控中心将自己所辖区域内的视频信号选择上传到省中心，由省中心统一监控和管理。省中心、监控中心、监控分中心之间采用联网分级控制。控制信号采用逐级转发的形式转发到需要控制的设备。监控系统发展趋势联网监控、大势所趋目前，我国绝大部分省份高速公路已形成路网，单独路段的异常事件影响的范围越来越广，必然要求相临路段之间能互通协调，这就带来了联网的需求，联网主要包括数据和视频两部分。到现在为止，全国约13个省建立了联网监控中心，基本实现了监控系统联网。在未来2-3年的时间里，全国大部分省都将实现省内监控系统联网，全国监控系统联网目前也在进行当中。技术上要实现联网监控，已没有难点，很多已实现的省份积累了丰富的经验，但目前主要问题还是集中在管理体制上。信息化建设、迫在眉睫“十一五”期间，国家印发了《2006-2020年国家信息化发展战略》，对交通信息化建设提出了更高的要求，交通部根据发展战略确定了交通信息化发展方向，并开展实施示范工程，为信息化建设积累了丰富经验。在“十一五”期间，交通信息化建设是整个交通行业的工作重点，而监控系统的信息化建设正是高速公路信息化建设的一部分，主要包括完善信息采集、整合数据资源、实现公众出行信息服务系统、办公自动化系统、地理信息系统、综合应急指