互联网+高速公路收费系统研究

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摘要：以“互联网+”高速公路收费系统设计作为切入点，简述设计思路、系统工作流程和核心优势，在此基础上，论述系统的核心结构和功能，最后通过模拟分析的方式检测系统的价值，可为相关人员提供参考。

关键词：“互联网+”；高速公路；收费系统；高速公路机电

0引言

要求利用信息通信技术以及互联网平台，使互联网与传统行业深度融合，创造新的发展生态，我国高速工作也可以借助“互联网+”实现工作上的优化。2017年底的统计资料表明，我国高速公路总里程已经突破13.2万公里，全国各地建有超过1500个收费站，本文就“互联网+”下的高速公路收费系统进行分析。

1“互联网+”高速公路收费系统设计

1.1设计思路

“互联网+”强调的是传统行业和互联网的深度结合，而非互联网的简单应用，在此背景下，拟在高速公路收费系统的设计中添加更多的智能化元素，使包括高速公路机电系统在内的各个环节，在智能技术的支持下自动化作业。如监控系统，在设计中以单片机作为核心结构，以“集中管理、分布监控、数据统一”为基本原则，将所有环节的监控工作独立起来，依靠单片机中的数据模型进行实时监控和问题分析、远程通信警报，保证工作的效率和实时性，智能优势明显。

1.2工作流程

“互联网+”下，高速公路收费系统的工作带有典型的模式化、流程化特点，以智能化、信息化技术为支持，以小范围物联网为工作平台，以通信技术作为交互手段，工作高效、有序。如某监控系统位于收费站前方300m处，当出现车辆逃避收费时，监控系统可以记录车辆外观特点、车牌号等关键信息，并留下影像资料，该信息需要经过单片机的加工和筛选，提炼核心内容，如较为清晰的图片、逃避行为的证据等，之后利用物联网提供的有线信道进行传输，终端为高速公路收费管理处，在管理处的信号接收设备中完成数字式转化，供管理人员了解车辆情况，进行后续管理。其他环节的工作也带有类似特点，强调自动化和实时性。

1.3核心优势

本次设计中，“互联网+”下的高速公路收费系统带有三大优势，一是模式化工作可以提升总体效率，二是以物联网为载体保证了工作实时性，三是智能化的平台能够降低错误率，也能实现信息积累，为其他工作提供帮助。信息的积累是系统的一个衍生优势，在持续性的工作中，收费系统可以不断将各类工作信息（收费站收费总额、车辆总数、违法行为总数）进行叠加，并以电子数据的形式保存，便于管理人员随时调取和查看，了解收费站工作态势以及未来工作重点，提升工作水平[1]。

2“互联网+”高速公路收费系统核心结构与功能

“互联网+”下的高速公路收费系统包含多个环节，如物联网、硬件设备等，在此以高速公路机电设备作为重点，进行系统核心结构与功能介绍。

2.1监控系统

监控系统是系统工作的执行结构之一，以“集中管理、分散工作”为原则，布置在收费站周边各处，每个监控设备小组相距不得低于300m。所有监控设备借助通信线路与管理终端实现远程连接和通信，由于高速公路附近可能存在电磁场环境，为保证信号传输有效性，本次设计中，拟采用单一的有线方式实现执行终端（监控系统）与管理终端（收费站管理部门）的连接。所有分布在各处的监控设备均可以独立工作，并由1个以上监控器进行作业，避免遗漏。监控器内置单片机，拟设计500mb以上缓存空间，以便临时保留监控图像和视频[2]。

2.2收费结构

收费结构是系统的另一个执行结构，可以自动完成收费工作，拟采取多方式并行的收费模式，即信息收费和纸币并行的方式。以“互联网+”为着眼点，系统与其他具备良好信誉的缴费平台进行合作（如微信、支付宝、银联等），应用超短距射频识别技术进行信息辨识，需缴纳费用的车辆，由车主提供可识别的、带有唯一性的证件信息，放置于对应的识别处，系统自动完成识别，并根据车辆类型扣除费用，之后限行杆抬起，车辆通过。纸币收费模式，需要车主自助缴费，车主提供常规信息证件，如驾驶证、身份证等，系统核对车主信息无误后，由车主将应缴纳的费用投入收费箱中，之后限行杆抬起，车辆即可通过[3]。

2.3通信系统

本次设计中，拟在收费系统中应用两大类通信技术，一是远程有线通信技术，二是超短距无线射频通信技术，二者均纳入物联网管理系统中。远程有线通信技术主要用于人员与人员之间、执行机构和管理终端之间、人员与执行机构之间、人员与管理终端之间的通信作业，如上文所述的监控设备信息传输，即借助远程有线通信进行。人员与执行机构之间的远程通信以计算机为载体，管理人员可以通过计算机控制执行机构作业，如分布于某处的监控器发出警报，人员可调取该监控器信息画面、视频进行报警分析。超短距无线射频通信技术应用于缴费和管理认证。为避免非法人员侵入系统造成破坏，需要管理人员提供带有唯一性、网络合法性的证件，经系统认证后，方可进入收费管理系统进行操作。

2.4辅助系统

辅助系统包括不间断电源系统、硬件设备系统、应急工作系统等。上文多次论及本次设计对物联网的要求，物联网本质上看是互联网的延伸，考虑到收费站工作的特殊性，不能在开放式网络下进行作业。与此同时，由于本系统在工作中依然以电能作为主要工作能源，为保证系统工作的可靠性和持续性，设计涵盖常规电源、蓄电池和太阳能的立体化、不间断电源系统。正常模式下，由电源进行供电，电源端出现异常，启动蓄电池作业，蓄电池可以满足至少6h工作需求，并以太阳能的光电转化系统为蓄电池提供电能补充，使其工作时间延长2h，保证系统工作需要。

2.5系统应用模拟

选取山西省太原到旧关（太旧）高速公路某段进行模拟，收集该段基本信息并将其代入计算机中，生成工作模型，再带入本次设备的高速公路收费系统进行模拟。观察指标为：问题识别率、反应时间、信息识别率、累积错误率、建设资金、运维资金六个方面，模拟期为一年。新系统在问题识别率、反应时间、信息识别率、累积错误率方面较为理想，但建设资金和运维资金较多。后续工作中，各地可以结合实际需要决定是否进行收费系统的更新。

3结语

综上，高速公路的发展对与之相关的各项工作提出了更高要求，收费系统也需升级。本次设计主要强调“互联网+”下的信息化和智能化，以电子自动化作业代替人工作业，提升工作效率、降低错误发生率。收费系统由四大部分组成，即监控系统、收费结构、通信系统、辅助系统，各部分相对独立同时协同工作。模拟分析证明了系统的价值，可作为参考推广于后续工作中。

参考文献：

[1]芦娜.基于“互联网+”的下一代高速公路收费技术研究[J].现代经济信息，2017（17）：321.

[2]马腾飞，姬建岗.基于“互联网+”的下一代高速公路收费技术研究[J].中国交通信息化，2017（5）：78-81.

[3]张明月，韩彬.高速公路联网机电系统运维管理体系研究与探讨[J].公路交通科技（应用技术版），2013（10）：331-335.

作者：李靖博 单位：山西省交通科学研究院