基于RFID的ETC電子不停車(chē)收費(fèi)管理方案

2.2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

ETC電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)主要包括底層應(yīng)用單元（車(chē)道計(jì)算機(jī)）、車(chē)道控制單元（包括工控機(jī)、車(chē)輛檢測(cè)器、道閘）、圖像采集單元（攝像機(jī)、視頻采集卡）、顯示告警單元（車(chē)道通行燈、聲光報(bào)警裝置、車(chē)道顯示屏）、射頻識(shí)別單元（RSE和OBU），該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能如下：

車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別

車(chē)輛自動(dòng)收費(fèi)

控制道閘、通行燈以示通行或放行

對(duì)當(dāng)前車(chē)輛進(jìn)行抓拍

對(duì)非正常車(chē)輛進(jìn)行告警

圖三 ETC系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

2.2.1.硬件系統(tǒng)構(gòu)成

ETC電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)硬件包括收費(fèi)站數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)傳輸部分、監(jiān)控管理部分三部分組成。

2.2.1.1.收費(fèi)站數(shù)據(jù)采集部分

收費(fèi)站數(shù)據(jù)采集設(shè)備主要是遠(yuǎn)距離、非接觸采集車(chē)輛通過(guò)的時(shí)間、地點(diǎn)信息，收費(fèi)站數(shù)據(jù)采集設(shè)備由若干個(gè)收費(fèi)站組成局域網(wǎng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)不停車(chē)快速讀取通行車(chē)輛卡號(hào)，并上傳至收費(fèi)管理中心，判斷通過(guò)車(chē)輛所持卡號(hào)的合法性，控制紅綠燈動(dòng)作。對(duì)持有效卡的車(chē)輛綠燈放行，持無(wú)效卡的車(chē)輛紅燈禁行，對(duì)無(wú)卡車(chē)輛向控制中心發(fā)出警報(bào)信號(hào)或抓拍車(chē)輛圖像。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是系統(tǒng)中的基本管理單元，采集系統(tǒng)將車(chē)輛通行的相關(guān)資料通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸至控制中心。圖像捕捉設(shè)備將自動(dòng)捕捉、存儲(chǔ)車(chē)輛的圖像，以供核查。

2.2.1.2.收費(fèi)站數(shù)據(jù)傳輸部分

數(shù)據(jù)傳輸主要是完成收費(fèi)站與監(jiān)控室或收費(fèi)管理中心之間的網(wǎng)絡(luò)連接。它由若干個(gè)收費(fèi)站數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過(guò)IP協(xié)議組成廣（局）域網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳輸配置網(wǎng)絡(luò)通信接口設(shè)備、數(shù)字交換機(jī)、光收發(fā)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備。

2.2.1.3.監(jiān)控管理部分

監(jiān)控管理部分實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)各監(jiān)控點(diǎn)處理計(jì)算機(jī)的通行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行邏輯判斷和處理；完成各種信息的存儲(chǔ)、備份以便稽核人員核查。自動(dòng)生成各類(lèi)數(shù)據(jù)、交通流量的統(tǒng)計(jì)報(bào)表供查詢(xún)和打印，并實(shí)時(shí)監(jiān)控車(chē)輛通行狀態(tài)，將數(shù)據(jù)存機(jī)備查；負(fù)責(zé)發(fā)放射頻卡、建立用戶(hù)檔案、修改卡片檔案庫(kù)資料，設(shè)定用戶(hù)查詢(xún)密碼等工作，保障發(fā)卡操作的合法性及安全性；設(shè)立卡片掛失、補(bǔ)卡、清卡、退卡、用戶(hù)服務(wù)查詢(xún)系統(tǒng)；當(dāng)車(chē)輛非法進(jìn)入或不按規(guī)定通道通行時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。監(jiān)控管理配置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、管理計(jì)算機(jī)、不間斷電源、系統(tǒng)軟件。

2.2.2.軟件系統(tǒng)構(gòu)成

ETC電子不停車(chē)收費(fèi)管理系統(tǒng)是由服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)管理計(jì)算機(jī)、車(chē)道計(jì)算機(jī)通過(guò)混合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接而成的具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)視及采集、圖像監(jiān)視及采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、信息檢索等多項(xiàng)功能的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)。其中包括由采用星型結(jié)構(gòu)連接在一起的車(chē)道計(jì)算機(jī)為主，遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別系統(tǒng)設(shè)備、信號(hào)燈、顯示牌和紅外車(chē)輛檢測(cè)器等為輔而構(gòu)成的車(chē)道收費(fèi)系統(tǒng)；由通過(guò)集線(xiàn)器連接的服務(wù)器、管理計(jì)算機(jī)、報(bào)表打印機(jī)組成的上端管理系統(tǒng)；由通過(guò)數(shù)據(jù)通道與圖像信息通道與網(wǎng)絡(luò)連接在一起的以計(jì)算機(jī)為主，視頻采集設(shè)備為輔的多媒體采集系統(tǒng)。其各組成部分功能如下：

車(chē)道計(jì)算機(jī)：主要是完成車(chē)型的自動(dòng)錄入，射頻卡的讀寫(xiě)、網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)、數(shù)據(jù)上傳、信號(hào)燈控制、紅外控制以及對(duì)各個(gè)收費(fèi)車(chē)道特殊車(chē)輛（包括：無(wú)卡車(chē)、卡無(wú)效車(chē)、違章車(chē)等）的圖像信息進(jìn)行捕獲并分類(lèi)存入計(jì)算機(jī)以備隨時(shí)檢索使用等功能。

管理計(jì)算機(jī)：對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行交通流量、征費(fèi)金額的統(tǒng)計(jì)并輸出各種文字和文字報(bào)表；通過(guò)各種條件對(duì)收費(fèi)原始數(shù)據(jù)及圖像進(jìn)行多條件復(fù)合查詢(xún)并匯總；進(jìn)行射頻卡的發(fā)行、回收、掛失、恢復(fù)和充值操作；對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各種初始設(shè)置等功能。

服務(wù)器：完成整個(gè)收費(fèi)系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)的管理及作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行原始數(shù)據(jù)及圖像的存儲(chǔ)、備份工作。

圖四 ETC管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.3.系統(tǒng)功能

ETC電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)功能包括車(chē)輛檢測(cè)功能、自動(dòng)收費(fèi)處理功能、設(shè)備控制功能、圖像抓拍識(shí)別功能、異常車(chē)輛處理功能、數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能、數(shù)據(jù)同步功能、日志管理功能、RSU配置功能和脫機(jī)工作功能等。

圖五 系統(tǒng)功能模塊

2.3.1.車(chē)輛檢測(cè)功能

系統(tǒng)能夠通過(guò)地感線(xiàn)圈檢測(cè)到進(jìn)入ETC車(chē)道的車(chē)輛，對(duì)經(jīng)過(guò)車(chē)輛進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)。并根據(jù)RSU的識(shí)別結(jié)果判斷車(chē)輛是否具有電子標(biāo)簽（OBU）。

2.3.2.自動(dòng)收費(fèi)處理功能

系統(tǒng)提供自動(dòng)收費(fèi)處理功能，在沒(méi)有工作人員參與的情況下完成收費(fèi)工作。

當(dāng)安裝有OBU設(shè)備的車(chē)輛經(jīng)過(guò)ETC車(chē)道入口時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將入口信息寫(xiě)入雙界面卡中，入口信息包括：通過(guò)區(qū)域號(hào)、路段號(hào)、站點(diǎn)號(hào)、車(chē)道號(hào)、入口時(shí)間、入口狀態(tài)標(biāo)識(shí)、車(chē)型、車(chē)牌號(hào)碼。

當(dāng)安裝有OBU設(shè)備的車(chē)輛經(jīng)過(guò)標(biāo)識(shí)站時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將標(biāo)識(shí)站信息寫(xiě)入雙界面卡。

當(dāng)安裝有OBU設(shè)備的車(chē)輛經(jīng)過(guò)ETC車(chē)道出口時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)從雙界面卡讀取的入口信息，查詢(xún)系統(tǒng)中的費(fèi)率表，計(jì)算出收費(fèi)額度，將出口信息寫(xiě)入雙界面卡并進(jìn)行扣款操作（如果是儲(chǔ)值卡）。出口信息包括：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)號(hào)、站點(diǎn)號(hào)、車(chē)道號(hào)、時(shí)間、出口狀態(tài)標(biāo)識(shí)、車(chē)型、車(chē)牌號(hào)碼。

完成自動(dòng)收費(fèi)以后，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生收費(fèi)記錄，記錄如下信息：車(chē)道序列號(hào)、卡編號(hào)、卡類(lèi)型、入口名稱(chēng)、入口日期時(shí)間、出口名稱(chēng)、出口（交易）日期時(shí)間、出口車(chē)道類(lèi)型、交易金額、雙界面卡余額、車(chē)型、車(chē)牌、脫機(jī)交易序號(hào)、終端機(jī)編號(hào)、終端交易序號(hào)、交易驗(yàn)證碼等。

2.3.3.設(shè)備控制功能

系統(tǒng)能夠根據(jù)對(duì)車(chē)輛的收費(fèi)處理情況正確控制車(chē)道設(shè)備的動(dòng)作，包括：自動(dòng)欄桿的升起下落、雨棚燈的切換、通行信號(hào)燈的切換、聲光報(bào)警器的開(kāi)啟和關(guān)閉、費(fèi)額顯示器的顯示等。

2.3.4.圖像抓拍識(shí)別功能

系統(tǒng)對(duì)經(jīng)過(guò)ETC車(chē)道的當(dāng)前車(chē)輛進(jìn)行圖像抓拍，并將該抓拍圖像和處理信息關(guān)聯(lián)后保存以供事后追查。系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛抓拍圖像具有車(chē)牌識(shí)別功能，可以將車(chē)牌識(shí)別結(jié)果與抓拍圖像關(guān)聯(lián)后保存，以供事后稽查。

2.3.5.異常車(chē)輛處理功能

對(duì)于經(jīng)過(guò)ETC車(chē)道的異常車(chē)輛（未成功進(jìn)行入口信息寫(xiě)入或出口收費(fèi)處理的車(chē)輛），系統(tǒng)會(huì)使自動(dòng)欄桿保持關(guān)閉狀態(tài)以攔截車(chē)輛，同時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行處理。