专利名称：通用道路收费系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种收费系统，具体地说，是关于桥梁、道路非接触式IC卡的的通用型收费系统。
本发明是这样实现的，其包括自上而下呈树状结构的收费中心、收费站和出入口车道子系统，特点是a、所述的收费中心与收费站之间为广域网连接，而收费站与出入口车道子系统之间为局域网连接；b、所述的收费中心设管理模块，其包括费率管理模块和通信管理模块，该费率管理模块含有站间距定义分模块、公里单价定义分模块和隧道桥梁费定义分模块；并驻留费额信息定义生成程序，其按公式DTM＝[(VC*PT*UN)+(VCT1+VCT2+VCT3+…+VCTN)]；TMI＝DTM*(FT/DT)；以及TM0＝DTM生成收费金额，其中DTM为默认收费金额；TMI为特大车型收费金额；
TM0为普通车型收费金额；PT＝|PS-PD|为计费距离，PS为入口收费站，PD为出口收费站，VC为车型，UN为每公里单价，VCT1+VCT2+VCT3+…+VCTN是车辆经过的隧道或桥梁，TN为隧道或桥梁编号，FT为实际车辆吨位，以及DT为默认的车型吨位；C、收费站设管理模块，其含有通信管理模块，其连接出入口车道子系统，读取相关信息，和连接收费中心中的通信管理模块，接收费额信息。
上述的收费中心可管理1-255个收费站；而所述的每一收费站可管理的出入口车道的数量为2-30条。
上述的收费中心与收费站之间设立收费分中心。
本发明的优点是解决了包括任意多个隧道、桥梁收费因素的高速公路费率计算，并具有两套费率自动切换的功能，大大增强了费率管理的通用性，同时也降低了管理人员的劳动量；费额定义时间由原来的几小时缩短即仅需约一分钟；新旧计费版本的衔接更为合理；数据的发送更为及时。
具体实施例方式下面根据
图1-图5给出本发明一个较好实施例，并结合对实施例的描述，进一步提供本发明的技术细节，以使能更好地理解本发明的技术特征及功能。
请参阅图1，本高速公路收费系统包括高速公路收费中心管理子系统1、高速公路收费站子系统2及出入口车道子系统21、22。
各子系统内部、收费车道21、22与收费站2之间为局域网连接，收费站2、和收费中心1为广域网，通过光传输设备相连接。
收费中心1、收费站2设主、备服务器和管理工作站。
收费站子系统2与所属车道子系统21、22位于同一局域网，车道系统21、22的交易信息、日志、设备状态及报警信息通过数据库命令送收费站2中的服务器数据库，图象信息送收费站2中的服务器硬盘；收费站2中设监视计算机、管理计算机，它们通过数据库命令从收费站2中的服务器获取相关信息完成收费监视、数据统计、IC卡管理、结帐处理、排班等各项功能。收费站2的费率、排班、黑名单信息通过数据库命令下载到各所属车道21、22中的计算机数据库。
本实施例中设有若干个收费站2。收费站2之间无数据传输功能。各所属网点之间的通信一般送网点服务器数据库，报警消息送相关计算机，以便及时通知管理员和减轻服务器的工作任务。
系统的基本处理流程如下1)由收费中心1统一定义系统各网点的名称、IP地址，各收费站2的距离、系统费率、车型和车类、工作人员的ID、权限级别和所属网点；统一发布时钟和黑名单信息。设有中心发卡系统，由中心发卡系统发行工作卡、通行卡、优惠卡(免费卡)、储值卡，发卡信息送中心服务器。
2)上述信息由收费中心1下载到收费站2，并由收费站2下载到各车道21、22。
3)由收费站2的管理计算机完成排班处理并将有关信息下传各车道21、22中的计算机。
4)由出入口车道子系统21、22中的工业型计算机控制各种外设的状态，按照特定流程完成对进入和驶离高速公路的车辆的收费处理并上传原始交易数据、日志、外设状态等各种信息到收费站2中的服务器。
5)收费站2将通过其监视计算机、CCTV系统和对讲电活系统实时临控各车道21、22的收费和交通量情况；收费站2实时上传(由中心1实时采集)原始交易信息等到上级网点，站管理员处理收费员的结帐业务(应交金额、IC卡、发票)、生成各种统计报表并定期备份各种数据。
6)收费中心1将通过其监视计算机实时监视各下级网点的收费和交通量情况，生成各种统计报表并定期备份各种数据；通过分析交易数据，系统可以形成黑名单和每张卡的交易历史。
本实施例中，各子系统功能需求与运行程序的关系如下表所示 本实施例的系统硬件配置是a、车道子系统●工业型计算机，内存＞32M，主频＞300Mhz，硬盘＞4G；●车道灯两个(红、绿)；●车道通行灯两个(红、绿)；●费额显示器可显示1位车型和4位收费金额；●专用键盘59键防水；●票据打印机；●电动栏杆；●非接触式IC卡读写器、IC卡；●车辆检测器；●字符叠加器；●数据采集卡PCL-730；●多串口卡PCL-849；●控制箱b、收费站子系统●收费站服务器，内存＞64M，主频＞300Mhz，硬盘＞8G；●收费站管理计算机，内存＞64M，主频＞300Mhz，硬盘＞4G；●收费站系统监视计算机，内存＞64M，主频＞300Mhz，硬盘＞4G；●网络打印机●集线器●路由器及其它通信设备●CCTV系统(摄像头、监视器、摄像机)●对讲电话系统c、分中心子系统●分中心服务器，内存＞128M，主频＞500Mhz，硬盘＞20G；●分中心管理计算机，，内存＞128M，主频＞500Mhz，硬盘＞10G；●分中心系统监视计算机，内存＞128M，主频＞500Mhz，硬盘＞10G；●网络打印机●集线器●路由器及其它通信设备d、收费中心子系统●收费中心服务器，内存＞256M，主频＞800Mhz，硬盘＞40G；●收费中心管理计算机，内存＞128M，主频＞800Mhz，硬盘＞10G；●收费中心系统监视计算机，内存＞128M，主频＞800Mhz，硬盘＞10G；●收费中心IC卡发卡计算机，内存＞128M，主频＞800Mhz，硬盘＞10G；●网络打印机●集线器●路由器及其它通信设备本实施例中，支持软件如下表所示
请参阅图2，如图所示，本发明的出入口车道子系统21、22中的收费处理模块100包括并列布设的外场设备控制模块101、登录退出控制模块102、卡库存处理模块103、车道子系统维护模块104、车型车类处理模块105、合法卡判别模块106、费票交易处理模块107、超重车处理模块108、通行方式处理模块109、交易存储与发送模块110和车牌号输入处理模块111；其中，外场设备控制模块101含有电动栏杆控制分模块1011、车道灯控制分模块1012和费额显示控制分模块1013；车道子系统维护模块104含有特情车处理分模块1041、数据备份分模块1042、网络状态查询分模块1043和模拟运行处理分模块1044，且特情车处理分模块1041包括U型车处理分模块10411、无钱处理分模块10412、无卡、坏卡处理分模块10413和违章处理分模块10414；通行方式处理模块109含有正常车处理分模块1091、公务车处理分模块1092、免费、军车处理分模块1093和车队处理分模块1094。
请参阅图3，如图所示，本发明的收费站2的管理模块200包括并行布设的排班管理模块201、通信管理模块202、IC卡管理模块203、票据管理模块204、数据备份与恢复模块205、系统配置模块206、报表查询模块207、实时监控模块208和特殊处理模块209；其中，排班管理模块201含有收费站人员分组分模块2011、收费站班次安排分模块2012和班次自动生成分模块2013；IC卡管理模块203含有IC卡信息查询分模块2031、库存分析分模块2032、出入库注销管理分模块2033和结账处理分模块2034；实时监视分模块208含有车道收费监视分模块2081、车道交通量监视分模块2082和设备状态监视分模块2083。
请参阅图4，如图所示，收费中心1管理模块300包括并列布设的网点管理模块301、费率管理模块302、人员管理模块303、通信管理模块304、IC卡管理模块305、票据管理模块306、数据备份与恢复模块307、系统配置模块308、报表查询模块309、实时监视模块310和发卡充资系统311；其中费率管理模块302含有站间距离定义分模块3021、公里单价定义分模块3022和隧道桥梁费定义分模块3023；人员管理模块303含有管理员级别定义分模块3031和系统权限设置分模块3032；IC卡管理模块305含有IC卡信息查询分模块3051、黑名单管理分模块3052、出入库注销登记分模块3053、静态动态库存分析分模块3054和下级网点库存分析分模块3055；实时监控模块310含有下级收费监视分模块3101、下级交通量监视分模块3102和设备状态监视分模块3103；以及发卡充资系统311含有储值卡发卡充资分模块3111、通行卡发卡分模块3112、优惠卡发卡分模块3113、工作卡发卡分模块3114和读卡续期分模块3115。
本发明中，为了解决系统收费的便利性和通用性，定义了收费金额计算公式DTM＝[(VC*PT*UN)+(VCT1+VCT2+VCT3+…+VCTN)]；TMI＝DTM*(FT/DT)；TM0＝DTM生成收费金额；PT＝|PS-PD|其中PS为入口收费站，PD为出口收费站，DTM为默认收费金额，TMI为特大车型收费金额，TM0为普通车型收费金额，为计费距离，VC为车型，PT为计费距离，UN为每公里单价，VCT1+VCT2+VCT3+…+VCTN是车辆经过的隧道或桥梁，TN为隧道或桥梁编号，FT为实际车辆吨位，以及DT为默认的车型吨位；这些数据都写入费率管理模块302中的相应分模块中，并形成计费文件。
请参阅图5，本发明的收费中心费额信息生成程序400生成流程如下步骤401程序启动；步骤402读出未被使用的费额版本；步骤403，显示费额版本为x公里的每公里单价、隧道或桥梁收费标准、收费站距离定义及所经隧道或桥梁、收费金额等信息；步骤404每公里收费单价确认否？如果不确认，执行步骤4041，进行修改并返回执行步骤404；如果收费单价确认，则执行步骤405，判断隧道或桥梁收费标准确认否？如果末确认，则执行步骤406，判断距离及收费公式定义确认否？如果未确认，执行步骤4061，进行修改并返回执行步骤406；如果对距离及收费公式定义确认，则执行步骤4081，写日志，并同时执行步骤407，生成收费版本为x的所有收费站与收费站之间的费额，之后，执行步骤408，核对个别代表性计算机生成的记录是否正确？如果不正确，返回执行步骤404，如果正确，则执行步骤4081，写日志，同时执行步骤409，定义新版本生效日期，之后，执行步骤4081，写日志，并同时执行步骤410，发送到通信管理模块304，将信息下载到下面各网点，之后，执行步骤4081，写日志，并执行步骤411，程序结束。
本实施例收费系统具有如下主要功能一、车道子系统的功能●正常的收费业务处理正常情况下收费员登录系统后，输入IC卡库存数、票据卷的票数和第一张发票的号码，然后按车道打开键；当车辆到达时，收费员按车型(一类车、二类车、…….)、车类(客车、货车)、通行方式(正常、免费、军车、车队、紧急)键；入口收费员将读写过的卡交司机(或司机将储值卡交入口收费员读写再换给司机)，并按确认键放行；出口收费员则用读写器读写司机上缴的卡，系统根据卡中记录的卡号、入口站号、进入时间、车型等判别该车辆是否使用黑名单卡、是否超时行驶、出入口收费员判别的车型是否一致，若一切正常则系统根据行驶距离和车型计算出通行费，送费额显示器，由司机交付相应通行费后(或系统直接从储值卡中扣款；若卡中金额不足，则补交现金)，操作员按确认键；此时，系统控制票据打印机打印发票、控制栏杆升起、控制车道信号灯由红灯亮变为绿灯亮，交易记录将存储并上传收费站服务器。
●特殊事件处理当特殊事件(违章、出入口车型不一致，U转、无卡、坏卡/券、无钱、拖车、紧急、车队和特大车等)发生时，车道计算机抓拍车道图像，同时向收费站报警，存储并上传特殊事件信息及相关图象和日志，由收费员和站管理员共同完成收费处理。
●打印故障处理当出现打印故障时，收费员按“废票”键，废票信息(废票号、时间、相关网点号、收费员号等)将保存在本地和上传收费站数据库交易记录表中(通过废票标志与收费记录相区别)，收费员结帐时将上缴该废票，以防止作弊。同时打印机将重新打印一张票据给司机。当票卷用完时，程序将自动判别并提示收费员换卷。
●车道系统的维护处理在车道系统的维护状态下系统具有如下功能模拟运行(操作流程与正常处理相同，相关记录被保存和上传但不做收费统计，仅供查询以防止作弊)；数据备份；系统参数设置；状态查询。
车道收费软件控制的车道外设有非接触式IC卡读写器、票据打印机、电动栏杆、费额显示器、车辆检测器、各种车道信号灯、字符叠加器、专用键盘、视频捕捉卡、数据采集卡、多串口卡、控制箱等。
二、收费站的功能实时收费监视各车道收费情况监视——按各种车型、通行方式、当日、当班次和最近一小时分类显示各车道的收费金额；各车道交通量监视——按各种车型、通行方式、当日、当班次和最近一小时分类显示各车道的交通量；设备状态监视——显示各车道设备的状态(工作、不工作、故障)。收费站排班人员分组、班次定义、自动排班、手工排班通信管理模块数据下载(费率、排班表等)、数据上传(原始交易数据)、通信故障报警票据管理发票领用及废票登记、发票信息查询、下级网点发票库存分析收费站IC卡管理IC卡出入库管理、IC卡信息查询、下级网点库存分析、库存分析、结帐单报表查询车道、收费站日、季、月、年收费和交通量统计表；小时交通量报表。
三、收费中心的功能网点管理收费中心、分中心、收费站、车道各计算机的名称、IP地址及各网点编号配置管理费率管理各收费站间距离定义、各类车每公里单价定义、各类车隧道桥梁通行费率定义人员管理管理员级别定义、系统权限设置、管理员定义(ID号、姓名等)系统参数配置车型定义(车型的名称、数量)、车类定义(客车、货车)、通行方式实时监视下级收费监视——按各种车型、通行方式、当日、当班次和最近一小时分类显示各分中心或收费站的收费金额。下级交通量监视——按各种车型、通行方式、当日、当班次和最近一小时分类显示各分中心或收费站的交通量。设备状态监视——显示各下级网点设备的状态(工作、不工作、故障)。通信管理数据下载、数据采集、通信故障报警。收费中心IC卡管理IC卡信息查询、下级网点库存分析、中心库存分析、可疑交易分析。票据管理发票领用及废票登记、发票信息查询、下级网点发票库存分析。报表查询各收费站、分中心日、季、月、年收费、交通量统计表；小时交通量报表；IC卡发卡子系统功能储值卡发行、充资；通行卡、优惠卡、工作卡发行；读卡、续期、卡格式化、信息查询、数据发送。
本实施例的系统具有如下性能一、安全、可靠性●整个收费系统设置了中心负责人、中心管理员、分中心负责人、分中心管理员、站长、站管理员、班长、收费员等八个人员级别及相应的使用权限。
●通过操作系统设置域控制器计算机、工作站和独立服务器计算机的硬盘访问权限，设置WINDOWS NT的用户组、账户和域策略(全局组、本地组、成员)。
●针对不同级别的用户，通过数据库管理系统设置其访问对象和访问方式。
●各级软件提供详细的操作日志。
●系统提供可靠的数据备份与恢复手段。
●出入口车道计算机与收费站服务器通信中断时可独立正常工作，确保交通的畅通。
二、防伪、防作弊性●当特殊事件(违章、出入口车型不一致，U转、无卡、坏卡/券、无钱、拖车、紧急、车队和特大车等)发生时，车道计算机抓拍车道图像，同时向收费站报警，存储并上传特殊事件信息及相关图像，由收费员和站管理员共同完成收费处理。
●当出现打印故障时，收费员按“废票”键，废票信息(废票号、时间、相关网点号、收费员号等)将上传收费站，收费员结账时将上缴该废票，以防止作弊。
●在车道系统的维护状态下，可以进行模拟运行，相关记录被保存和上传，供查询以防止作弊。
●车道和收费亭在闭路电视系统的监视下，各种违章和作弊现象将被记录下来。
三、实用性●车道计算机保存两套费率信息，在预定时间完成新老费率的自动转换。
●能够方便地进行出入口车道处理的切换，以便适应不同时期出入口车流量变化的需要。
●能够满足含多隧道、多桥梁因素的费额。
●各分系统和子系统的用户界面综合了国内外多个系统的优点并加以提高，设计合理、明了简洁，并具备完善的帮助信息，使用方便。
●系统参数的维护与管理可以通过收费中心分系统的操作界面实现，收费站分系统设有自动和人工两种排班功能。
●中心可管理的收费站为1～255个，每收费站可管理的车道数量为2～30条。
四、实时性●出入口车道的交易数据、抓拍信息、设备状态信息实时传输到收费站，收费站的信息实时传输到分中心或中心。各管理网点可及时掌握其下级网点的交通量和收费情况，确保联网收费实时性、完整性、一致性。
五、可扩展性/可伸缩性●采用模块化设计原则，系统功能的增减极为方便。
●可根据用户要求修改系统参数，实现对不同功能的取舍。
●支持多收费制式、多种支付方式，是一个实时多媒体的计算机自动控制信息系统。
六、费额管理本系统的费额计算与管理功能解决了包括任意多个隧道、桥梁收费因素的高速公路费率计算，并具有两套费率自动切换的功能，大大增强了费率管理的通用性同时也降低了管理人员的劳动量。
权利要求
1.一种通用道路收费系统，包括自上而下呈树状结构的收费中心(1)、收费站(2)和出入口车道子系统(21、22)，其特征在于a、收费中心(1)与收费站(2)之间为广域网连接，而收费站(2)与出入口车道子系统(21、22)之间为局域网连接；b、收费中心(1)设管理模块(300)，其包括费率管理模块(302)和通信管理模块(304)，该费率管理模块(302)含有站间距定义分模块(3021)、公里单价定义分模块(3022)和隧道桥梁费定义分模块(3023)；并驻留费额信息定义生成程序(400)，其按公式DTM＝[(VC*PT*UN)+(VCT1+VCT2+VCT3+…+VCTN)]；TMI＝DTM*(FT/DT)；以及TM0＝DTM生成收费金额，其中DTM为默认收费金额；TMI为特大车型收费金额；TM0为普通车型收费金额；PT＝|PS-PD|为计费距离，PS为入口收费站，PD为出口收费站，VC为车型，UN为每公里单价，VCT1+VCT2+VCT3+…+VCTN是车辆经过的隧道或桥梁，TN为隧道或桥梁编号，FT为实际车辆吨位，以及DT为默认的车型吨位；C、收费站(2)设管理模块(200)，其含有通信管理模块(202)，其连接出入口车道子系统，读取相关信息，和连接收费中心(1)中的通信管理模块(304)，接收费额信息。
2.根据权利要求1所述的通用道路收费系统，其特征在于，所说的收费中心(1)可管理1-255个收费站(2)。
3.根据权利要求1或2所述的通用道路收费系统，其特征在于，所说的收费站(2)，其每一收费站(2)可管理的出入口车道(21、22)的数量为2-30条。
4.根据权利要求1所述的通用道路收费系统，其特征在于，还可在收费中心(1)与收费站(2)之间设立收费分中心。
全文摘要
一种通用道路收费系统，包括一收费中心，至少一个收费站和至少二个出入口车道子系统，其中收费中心与收费站以广域网连接，而收费站与出入口车道子系统之间以局域网连接；收费中心驻留费额信息定义生成程序，按公式DTM＝[(VC
文档编号G07B15/06GK1399231SQ02136669
公开日2003年2月26日 申请日期2002年8月27日 优先权日2002年8月27日
发明者罗赞文, 甘骏人, 张帆, 卞江华, 刘国强, 李辉 申请人:上海经达实业发展有限公司