公路安防监控收费系统设计方案.docx

1、公路安防监控收费系统设计方案公路安防监控收费系统方案1. 系统和项目综述1.1. 概述本收费系统详细设计（以下简称详细设计）是xx科技发展对古窑子王圈梁高速公路招标文件及招标补遗书全面研究的基础上，作出的收费系统的技术方案。本方案遵循回族自治区高速公路站级收费系统技术规。古窑子王圈梁高速公路收费制式采用封闭式，全线设2个收费分中心、1个主线收费站、3个匝道收费站，共计4个收费广场，20条收费车道。古王高速公路收费系统管理体制：1) 4个互相独立的收费站,包括 古窑子匝道收费站; 高沙窝匝道收费站; 盐池匝道收费站； 盐池主线收费站。2) 2个互相独立的收费分中心，包括 古窑子收费分中心； 盐池

2、收费分中心。3) 古窑子匝道收费站归口设在古窑子管理所的古窑子收费分中心管理；高沙窝匝道收费站、盐池匝道收费站和盐池主线收费站归口设在盐池管理所的盐池收费分中心管理，而古窑子收费分中心和盐池收费分中心则归口设在银古王公路管理处的银古王公路收费中心管理。为了适应上述管理体制的要求，设计了二级计算机管理系统，即收费分中心计算机系统和收费站计算机系统。1.2. 系统功能综述1.2.1. 收费方式古王高速公路收费系统采用人工收费、CCTV闭路电视系统监督、计算机管理的半自动收费方式。古王高速公路采用封闭式收费系统,通行券采用非接触式IC卡,收费业务以收取现金为主,车型采用人工判别方式。在收费广场入口车

3、道，收费员人工判车型并手动输入车道控制器，在车道控制器控制下，收费员将存在入口信息的非接触式IC通行卡交给司机，确认后电动栏杆开启，车辆驶离，通过埋设在自动栏杆机栏杆正下方地面的检测线圈，车辆检测器检测车辆,自动输入车道控制器。车道控制器通过本地快速以太网实时将入口车道数据传至收费站通信计算机。在收费广场出口车道，收费员将司机递交的非接触式IC通行卡置于IC卡读写器的无线读写区域，收费员手动输入车型，读出非接触IC通行卡上记录的车型、入口地址、时间、工号等入口信息，外部金额显示器显示应收通行费。收费员按车辆行驶里程收取通行费，确认无误后打印收据交给司机，信息自动输入车道控制器，自动栏杆开启，车

4、辆驶离。车辆检测器检测车辆，自动输入车道控制器，通过本地快速以太网实时上传至收费站通信计算机，若入口和出口信息不一致或者车辆不交费闯卡，以及发现其它特殊情况，则车道紧急报警器报警并且由车道摄像机摄像，记录特殊情况下车道视频信息，同时抓拍特殊情况图片与数据叠加后压缩形成JPG文件，实时传送至收费站监控室，保证监控人员对收费广场进行全面实时的监控和管理。1.2.2. 车辆分型车 型车辆特征描述1型车货车：2吨以下（含2吨）客车：10座以下（含10座）2型车货车：2吨以上，5吨以下（含5吨）客车：11座以上，12座以下（含12座）3型车货车：5吨以上，7吨以下（含7吨）客车：13座以上，30座以下（

5、含30座）4型车货车：7吨以上，12吨以下（含12吨）客车：31座以上，50座以下（含50座）5型车货车：12吨以上客车：51座以上车辆分型编码围为：110。 1一型客车 2二型客车 3三型客车 4四型客车 5五型客车 6一型货车 7二型货车 8三型货车 9四型货车 10五型货车 采用+100表示拖挂车。1.2.3. 通行券本收费系统使用非接触式IC卡作为通行劵，采用“入口发卡，出口验卡收费”的方式。1.2.4. 收费类型 正常车 军警车 紧急车 车队 出入口车型不一致 欠费车 无卡车 坏卡车 U型车 超时车 违章车1.3. 项目综述收费系统设备包括各收费分中心的收费分中心计算机系统,各收费站

6、的收费站计算机系统以及入口/出口收费车道设备。包括下列项目：1) 收费分中心计算机系统，包括主机、显示器、打印机及软件；2) 收费站计算机系统，包括主机、显示器、打印机、软件和监视台；3) 不间断电源设备UPS;4) 收费亭设备,包括收费员终端、车道控制器、亭摄像机、非接触式IC卡读写器、软件及必须的附属设备；5) 闭路电视系统，包括CCTV摄像机（设置于出口车道及收费广场）、视频矩阵切换器、闭路电视控制器、键盘、监视器、录像机、软件和传输设备等；6) 自动栏杆（入口/出口）；7) 费额显示器（仅出口车道）；8) 车辆检测器（入口/出口）；9) 报警系统；10) 车道设备与收费站计算机之间的所

7、有数据传输电缆、光缆以及其它传输用电缆、电力电缆和控制电缆；11) 收费车道、收费站、收费分中心设备的安装材料；12) 测试和维修设备；13) 备件、工具和设备；14) 培训设备和资料；15) 收费站与各收费车道之间的部系统；16) 技术文件，包括应用软件程序清单、备份盘以及供业主或监理工程师审批的资料、图纸、备件清单、操作与维护手册等；17) 提供的服务包括整套系统的12个月缺陷责任期设备的维修或更换，以及培训业主收费员等。1.4. 界面划分1) 收费设备用电以通信电力室配电盘为界，收费用电电缆接至通信电力室配电盘，无通信电力室的收费站，收费用电由供电专业提供。收费亭、机房照明、空调用电及收

8、费广场、大棚照明由收费设计提出要求，由房建设计专业统一设计。2) 收费设施设计专业提出收费机房的室装修要求，由房建设计专业统一进行建筑设计。3) 收费广场局前人孔至大楼前的人井之间的管线和站区管道布设由房建专业设计、施工。大楼收费设施管道由通信设施提供路由。4) 收费设施提供给监控设施数据通信接口。5) 收费站至收费分中心的数据传输电路由通信设施提供，与通信设施接口为G.703 2M。6) 收费广场上需要预留预埋的人、手孔及管道，由收费设施设计专业提出设计要求，由房建设计专业统一设计施工。7) 收费设施设计专业提出收费岛、收费广场、收费大棚设计要求，房建设计专业完成设计。收费岛上手孔、基础、管

9、线预埋等由收费设施提供。2. 入口车道收费亭设备及操作收费车道分为入口车道和出口车道，与收费站设备一起完成具体的收费操作。其设备包括入口收费车道和出口收费车道设备，入口车道收费员根据判别的车型向司机发IC卡，车道通行信号灯由红变绿，自动栏杆抬起，当车辆通过车辆检测器时，车道通行信号灯由绿变红，自动栏杆关闭，收费员继续处理下一辆车。2.1. 入口收费亭设备2.1.1. 键盘1) 收费员键盘是一专用键盘，它通过标准接口与车道控制器连接。收费终端键盘是单独的组件，整个组件由装配成一体的单独按键开关组成。2) 键盘上有规定的功能键和一个10键数字键盘及若干备用键。3) 键盘上的按键有110克以上的操作

10、力或触觉，键开关的接触寿命在正常工作条件下达到107次操作。4) 键盘逻辑包括锁定功能，防止错误数据或同时有两个以上键码的输入。第一个按下的键应予承认，在该键未放开之前，其它按键无效。5) 键盘上的各种键不会因为重复使用而出现错误登记。如果收费员按键操作顺序发生错误，则键盘不能正常工作，收费员只有按规定正确操作，才能完成收费过程登记，否则操作无效。6) 键盘上各种键的布置便于收费员快速操作并不易发生操作错误，键盘设计将经监理工程师批准。在各种收费过程中，按键顺序、操作次数和各个按健平均使用次数均将在投标书中操作流程部分予以说明。7) 键盘上键的排列将按下列原则进行布置： 根据功能分割区； 每键

11、之间有合适间隙以避免误操作； 常用键加大尺寸； 键的数量最少。8) 终端键盘包括下列键：10个车型分类型，用“车型1”、“车型2”、 “车型3”、“车型4” 、“车型5”、“车型6”、 “车型7”、“车型8”、“车型9”，“车型10”表示；1个“更改”键；1个“取消”键1个“确认”键1个“已付/已发卡”键；1个“上班/下班”键；1个车道“打开/关闭”键；1个“紧急”车键；1个“拖挂”键；1个“公务” 车键；1个“军警” 车键；1个“欠费”键若干备用功能键。10个数字键，用阿拉伯数字09表示。键盘布局参照如下：789备用解除报警车道开关上班下班车型7车型8456备用备用取消更改车型5车型6123

12、车型3车型40清除军警公务无卡欠费车型1车型2紧急拖挂车型9车型10已付/已发卡确 认2.1.2. 显示器技术指标： 尺寸： 14对角线 水平点距：0.23mm 带宽：108MHz 扫描频率：水平3071KHz 垂直50160KHz 分辨率：1280*1024 体积：399X373X408 重量：15kg 电压：90-260V AC,50Hz/60Hz 辐射标准：TCO99 平均无故障时间75000小时。 功耗：75W1) 收费员终端有一台14”彩色显示器，用于显示收费员所需的信息或提示收费员进行下一步操作。显示器分为四个显示区域。A) 状态显示区。在该区域将以字母或图形方式显示下列信息： 当

13、前的日期和时间； 车道开放/关闭图标； 自动栏杆开放/关闭图标； 非接触IC卡读写器状态图标； 车道号； 收费员身份码等。B) 设备状态显示区。在该区域显示各种外部设备的工作状态。C) 收费业务处理显示区 收费员所选择的车型； 收费业务处理状态。D) 帮助显示区。该显示区给予收费员操作提示。2) 所有的显示和指示将在正常照明条件下清晰可见，收费员可对显示特性（对比度、亮度等）进行调节。3) 当收费员按收费业务处理程序输入每一键时，其显示将清晰可见。4) 显示方式参照如下图示例： 2.1.3. 车道控制器2.1.3.1. 车道控制器机箱与通风、散热车道控制器机箱符合以下要求： 配置通风、换气、防

14、尘等设备，不会因恶劣环境影响系统的正常运行； 车道控制器机柜，具有良好的抗振、耐腐蚀、防尘、阻燃功能，且散热性能良好，坚固耐用，并具有令人满意的外观造型。2.1.3.2. 工控机在车道控制器中，工控机是车道设备的核心，选择高可靠性的工控机以保证在硬件级不发生故障。本公司综合考虑性能、价格、对环境的适应、服务等因素，结合车道控制器的研发经验，选用ADVENTECH公司的机箱与工业主板，INTEL公司的CPU，以及其它的设备。具体描述如下。 CPU：选用INTEL公司的CPU，型号：PIII800。 存：128M 硬盘：20G 软驱：选用1.44M软驱。 主板：选用ADVENTECH公司的PCA-

15、6178工业主板，具体指标为： 系统BIOS：Award Flash BIOS2MB(CMOS可自动备份及恢复) 支持Pentium III850以上 2级缓存：256K CPU置全速缓存 存：3个168线DIM插槽，可支持768M存，支持ECC 芯片组：Intel 440BX，66/100FSB IDE控制：支持4个IDE设备，支持PIO Mode4 EIDE设备 FDD控制：支持2个软盘驱动器 串行口：2个RS232 UART16C550 并行口：1个支持SPP/EPP/ECP方式 网络： 1个10/100M的网卡 显卡：在板上集成1个AGP 2X的VGA显示控制器，8M SGRAM 键盘

16、口/鼠标口：1个 电源电压：5V/16A，12V/20mA 机箱：选用ADVENTECH公司的IPC6806型工业机箱。技术特点和指标为： 重质钢结构 6槽ISA/PCI无源底板 150W电源 可带1个3.5寸FDD和1个HDD 带过滤网的49 CFM冷却风扇 加固化卡板压条，提高系统抗震性能。 安全认证：UL/CSA/TUV/CE 底板：选用研华公司的6槽无源底板，型号：PCA-6806。技术规格： 2个ISA插槽 3个PCI插槽 1个CPU插槽CPU板占用1个插槽，I/O卡占1个ISA插槽，图像捕获卡占用1个PCI插槽，多串口卡占用1个ISA插槽，声卡占用1个PCI插槽。2.1.3.3.

17、多串口卡选用MOXA公司的4路串口卡，型号：C104。C104提供4个RS232端口，兼容所有ISA/PCI系统。专业ASIC芯片的设计，使C104的结构更紧凑。无跳线的设计使C104的地址、中断设置全部通过软件实现，使用更加灵活，满足未来高速通讯的需求，特别选用16550/TI550C通讯单元，置16字节的FIFO，T1550C通讯单元可提供高达921.6k bps的通讯速率，2000V的浪涌保护功能，令通讯更加安全。满足不同用户的需要，C104适用于多种操作系统，如Windows NT、Windows95、os/2、Windows3.X、DOS、SCO UNIX/XENIX、Linux、Q

18、NX、PICK、MUMPS以及IMS Multiuser DOS等。技术指标：1) 总线方式：ISA/PCI2) 端口数： 43) I/O地址： ISA：0x00000xFFFF4) PCI：由BIOS指定5) IRQ：ISA：2，3，4，5，7，10，11，12，156) PCI：由BIOS指定7) 数据位：5，6，7，88) 停止位：1，1.5，29) 校验方式：none，even，odd，space，mark10) 通讯速率 (bps)：50921.6K11) 信号：RS232：TxD，RxD，RTS，CTS，DTR，DSR，DCD，GN12) 电源需求：+5V/180mA（max），+

19、12V/110mA（max），-12V/160mA（max）13) 工作温度：0552.1.3.4. 输入输出接口所有外部设备的电源与控制信号均连接到车道控制器的接线端子排上，车道控制器总电源接线端子采用带保险丝的端子、当设备短路时，保险丝熔断以保护设备。在端子排上，提供有以下的电源与信号接口：1) 通行信号灯与报警灯控制接口 （入口、出口）2) 天棚信号灯 （入口、出口）3) 自动栏杆电源 （入口、出口）4) 车道摄像机电源 （出口）5) 自动栏杆控制信号6) 脚踏开关输入 （入口、出口）7) 费额显示器（包含DC电源与RS232信号） （出口）8) 视频数据叠加器（包含DC电源、RS232

20、信号和视频信号）（出口）9) 车辆抓拍线圈（出口）10) 车辆检测线圈（入口、出口） 2.1.4. 非接触IC卡读写器IC卡编码格式及管理遵循回族自治区高速公路站级收费系统技术规。见后述。技术规格： 具有读写功能，选用非接触方式，处理过程由车道控制器控制。 可处理MIFARE标准的非接触IC存储卡或CPU卡（RF卡）； 读写距离不小于10cm 标准RS232/RS485串行通迅口 传输速率：9600bps 处理器寿命至少10年 环境温度：3080 供电电源：AC220V10% 读写速度：500ms/非接触式IC卡指标 符合ISO14443A标准； 防灰尘及防潮湿； 可为存储器卡、混合卡或CPU

21、卡； 卡存储器不小于8K； 读写频率为13.56 MHZ； 数据传输率为106Kbps; 读写距离不小于10cm； 10年长寿命应用。2.2. 入口收费车道的操作过程描述2.2.1. 初始状态下述各种收费车道设备的功能和操作过程是假定电源正常供电，收费车道设备电源开关闭合，收费站计算机已将相关的数据下传收费车道设备且车道无车辆通行。收费员开始上班时，首先打开收费亭门锁，清洁整理操作台及地板等。在上述条件下，收费员打开终端电源，收费车道处于如下状态：1) 收费车道处于关闭状态，天棚信号显示红色，收费员终端键盘上的“车道关闭”指示灯亮。2) 手动栏杆处于关闭状态。3) 车辆检测器处于工作状态并可检

22、测所有违章车辆。4) 收费员终端显示如下容： 收费站名称； 车道号； 设备时钟的日期与时间； 指示车道处于正常状态； 天棚信号灯显示“”; 除“上班”键，收费员终端键盘上的其他键失效。5) 自动栏杆处于关闭状态。2.2.2. 车道打开操作程序（打开状态）收费员开始上班，按下“上班”键，该操作产生如下结果：1) 显示“输入您的身份码”，收费员通过刷卡或键盘输入自己身份码。假定该身份码被收费站计算机确认为有效，则显示： 收费员身份码； 车道控制器记录下收费员身份码、车道号、日期和时间。2) 若该身份码被确认为无效，则产生如下结果 收费亭顶上的黄色闪光报警器发出报警信号； 在收费站控制室计算机显示“

23、无效身份码”信息； 在收费员终端上显示“无效身份码”信息。3) 收费员打开手动栏杆4) 收费员按下“车道打开”键，则收费车道处于如下状态 天棚信号标志由红色转为绿色； 显示车道“打开”的信息； 车道通行信号灯为红色； 生成上述信息，存入车道控制器并上传收费站计算机； 以大号字体显示“输入车型”以引起收费员注意和提示操作； 自动栏杆处于关闭状态。2.2.3. 入口收费车道的正常处理与记录当某一辆车驶入收费车道并停在收费亭前时，收费员判断车型。按下键盘上的某一车型键输入车型，收费员可通过“更改”键取消原输入车型而重新输入车型，不按“更改”键而连续按车型键，则该操作无效。1) 所选择车型以大号字显示

24、。2) 收费员确认车型后，将一写有收费员代码、日期、车型等信息的非接触式IC通行卡交给司机。3) 收费员按下“已发卡”键，车道通行信号灯由红色变为绿色。4) 司机启动车辆驶离检测器检测域。5) 自动栏杆打开，车辆放行，收费车道设备至此完成一次正常入口收费处理业务，生成“车辆车型”、“通过时间”、“更改次数累计”、“分车型车辆数”等信息存贮在车道控制器，并上传收费站计算机。车道通行信号灯由绿色变为红色，收费员终端显示器上以大号字体显示“输入车型”信息提示收费员进行下一次操作。6) 当收费员按下“已发卡”键且IC通行卡已发出后，车辆进入车辆检测器检测域之前，若收费员发现车型分类错误，则可重复按下“

25、取消”键，取消原输入“车型”信息，使系统恢复到车道正常收费业务处理的初始状态，然后重新按“车型”键，完成另一次收费处理业务。收费员应该取消此通行卡并在班次操作结束后交收费站值班员以便核查。收费站计算机将记录与此“取消”操作有关的信息。当车辆通过检测器后，收费员则不能用“取消”键取消已输入的信息。2.2.4. 公务车的处理与记录当不需要此功能时，由用户通过我们提供的配置程序屏蔽此功能。持有业主核发的免费证的车辆称为公务车，免费证上记录有车号、车型、车辆所有者单位、核发机构和日期、免费证有效期等信息。当某一公务车驶入收费车道并停在收费亭前时，司机向收费员出示免费证，收费员按下“车型”键，然后按下“

26、公务车”键，收费车道将出现：1) 所选择的车型以大号字和“公务车”显示。2) 收费员按下“公务车”键后，不发通行卡。收费车道将出现： 车道通行信号标志由红色变为绿色； 自动栏杆打开； 司机启动车辆驶离检测器检测域。3) 收费车道设备至此完成一次“公务车”入口处理业务，生成“车辆车型”、“通过时间”、“更改次数累计”、“分车型车辆数”和“公务车辆数累计”等信息存贮于车道控制器，并上传收费站计算机。收费员终端显示器恢复到车道收费业务处理初始状态，车道信号灯由绿色变为红色，自动栏杆落下。2.2.5. 紧急车辆的处理与记录当有执行紧急任务的救护车、消防车、工程抢险车等紧急车辆通过入口收费车道时，收费员

27、按下“车型”键，再按下“紧急车”键，收费员终端报警器响起“蜂鸣”声，收费站值班员操作台上也同时响起“警铃”报警声。收费站值班员通过部有线对讲系统确认后，收费车道将出现：1) 所选择的车型以小号字和“紧急车”显示。2) 收费员通过读写器写一附收费员代码、日期和免费代码的通行卡交给司机，并按下“已发卡”键。收费车道将出现： 车道通行信号标志由红色变为绿色； 司机启动车辆驶过检测器检测域； 所有报警信号停止； 车道通行信号灯由绿色变为红色； 自动栏杆关闭。3) 收费车道生成“车辆车型”、“通过时间”、“更改次数累计”、“分车型车辆数累计”、“紧急车辆数累计”等信息存贮于车道控制器，并上传收费站计算机

28、。收费员终端显示器恢复到车道收费业务处理初始状态，车道信号灯由绿色变为红色，自动栏杆落下。2.2.6. 违章车辆的处理与记录1) 当收费员未完成收费业务操作，而车辆已驶入检测器检测域时则确认该车辆违章。2) 当收费车道没有收费员上班，而车辆通过检测器检测域时，同样确认该车辆违章。3) 当出现“违章”状态时，收费亭顶上的声光报警装置将报警，收费站计算机终端显示“违章”信息，经过10秒后或收费站值班员确认后，声光报警停止，收费站计算机“违章”显示消失。车道控制器记录“违章时间”，并上传收费站计算机。收费车道恢复“违章”前的状态。2.2.7. 车道关闭操作过程（关闭状态）1) 收费员按下键盘上的“车

29、道关闭”，则收费车道处于如下状态 天棚信号标志由绿色变为红色； 显示器显示“车道关闭”信息； 车道通行信号灯为红色； 生成上述信息存入车道控制器并上传收费站计算机； 收费站监视器以醒目方式显示该车道号。在上述条件下，收费员不可继续处理在车道排队的车辆。2) 收费员关闭手动栏杆。3) 收费员刷卡或输入自己身份码，并按下“确认”，假定该身份码被收费站计算机确认为有效，则： 显示“车道关闭”和日期、时间等信息并记录； 车道通行信号灯为红色； 自动栏杆关闭。4) 收费员按下“下班”键并按下“确认”键后，收费车道处理器存贮“下班时间”、“收费员身份码”、“车道号”、“收费广场名称”。并将该班次的所有记录信息上传收费站计算机，供存贮和打印报表之用。5) 当收费员按下“车道关闭”键并按下“确认”键，用手动栏杆关闭车道，只要收费员不输入“身份码”，收费员则可重新打开手动栏杆，按下“车道开放”键并按下“确认”键，收费员可进行被认为是同一班次的收费业务操作。6) 收费站计算机打印的班次报表是一天中若干班次的总汇表，如有要求，也可分别在每一小班次结束后，打印该班次报表。7) 收费员按下“下班”键并按下“确认”后，车道设备处于如下状态： 检测器处于正常工作状态； 天棚信号标志和车道通行信号灯为红色； 收费员终端键盘除“上班”键和系统状态测试指示灯处于工作状态外，其它键失效； 车道控制器处于工作状态；