高速公路收费站设计

第1篇：高速公路收费站设计

高速公路收费站系统设计分析

摘 要：本文结合高速公路收费站系统现状，对高速公路收费站系统框架进行设计与层次的划分，提出了高速公路收费站系统设计方案，包括收费系统与ETC接口与通信设计、车辆识别与响应系统设计、申诉模块的构建设计、图像处理技术设计等，确保高速公路收费站系统设计的质量，促进高速公路收费站系统优化升级。

关键词：高速公路;收费站系统;设计

0 引言

收费系统是高速公路机电体系的重要组成部分，现阶段高速公路承载的汽车数量不断增大，为了能够适应这一需求，建立智能化的高效收费管理系统已经得到广大学者的重视。而从当前技术发展情况来看，ETC支付已经在全国范围内得到推广，因此应该设计一套与之相对应的收费系统，进一步强化收费管理水平。

1 高速公路收费站系统现状

随着国家经济快速发展，行驶在高速公路上的车辆通行量日益增大，收费站车道环境的恶化，传统收费站逐渐呈现出一系列的不足。首先，传统的收费站空间狭小、工作环境不舒适。车道上汽车产生的尾气、扬尘、噪音和雾霾等环境直接影响到车道的空气质量，对收费员的健康造成一定影响。其次，传统收费站内部机电设备集成度低。传统计费方式需要在站内安装各种大小不一的机电设备，占用空间大，设备接线驳乱，稳定性差，给后期维护检修造成较大困难。最后，传统收费站功能结构简陋单一。一般只设有冷暖空调调节，对站内空气、噪音等无改善措施。如，某高速平钟段主线全长90 km，具体施工内容包括路基工程、桥梁工程、隧道工程等。隧道采用的是上下行分离的四车道结构，设计行车速度80 km/h，最大埋深达到260 m，设计纵坡为3.03%。新的发展环境下，其瓶颈效应也变得越发突出，在一定程度上阻碍了当地高速公路网络的发展，需要进行改扩建工作，而在这个过程中，必须高度重视高速公路机电工程的建设和完善。

2 高速公路收费站系统框架设计与层次划分

2.1 系统框架设计

在本次高速公路收费系统设计中，通过融合ETC无线射频技术以及智能化无感支付技术，形成一套组合式收费系统。与常规的ETC收费模式相比，本文所介绍的系统是在ETC通道的基础上增添信号传感器、无感支付以及图像识别等，再利用相应的智能算法，确保能够充分读取车辆信息，保证能够对车辆做出正确的识别，提高车辆通过效率，保证了驾驶人员的满意度。该系统的整体框架如图1所示。

按照图1介绍的系统流程图，当有车辆驶入ETC收费系统通信区域之后，经过微波传感器快速感知信号并激活射频镜头，此时系统也进入工作状态，在射频镜头下调取车辆的车牌号，并与车辆信息数据库的资料做对比，匹配成功后开始向射频卡发送代码并调取车辆信息，根据地区高速公路收费方案计算司机应缴纳数额，当系统成功扣款后车辆可以直接出高速;若无法自动扣款(或者扣款失败)则系统激活门禁系统。在整个系统流程中，通过智能化技术能够快速完成车辆信息的管理与储存，并将与银行、第三方交易平台之间实现对接，形成缴费账单。

2.2 层次划分

根据智能技术特征，在本次系统设计中系统整体结构可以分为以下几方面：(1)终端展示层。该功能层能够为ETC缴费系统管理提供人机交互界面，能够根据用户的不同层次划分使用权，具体为收费站层、稽查部门层、公司领导层等，每个职能层所对应的系统权责不同。在设计中注意保证工作人员操作便捷性，尽可能的降低使用难度。(2)应用业务层是系统的功能层，是系统建设核心，要求系统在收费系统中能够对所有车辆的缴费业务进行信息识别，并根据后台运算结果生成查询信息并进行展示。(3)储存层。在储存层需要储存车辆ETC缴费的信息，如车辆进出信息、视频信息等。

3 高速公路收费站系统设计方案

3.1 收费系统与ETC接口与通信设计

在收费系统设计中使用了复合系统模式，在设计中通过智能化软件来融合无感支付以及ETC技术，这种设计方法能够充分适用于车辆的不同收费场景来控制收费过程，所以在硬件设备运用中需要通过天线控制器、称重显示器、车辆检测系统、信号指示灯。在该系统设计中，ETC与无感支付系统的结合采用了I/O接口以及串行结构模式，具体包括：(1)在I/O接口被应用在系统主控中心的逻辑控制上，在相关功能模块的支持下能够能快速的实现车辆信息检测，实现系统报警以及分量信息分离等，判断车辆是否可以正常通行等。(2)串行接口设计中选择异步通信接口模式，并连接称重显示器、计费显示器等。期间为强化通信质量，在系统设计中选择RS485总线连接方法，在收费系统中融合主控技术与计算机科学、数据库技术等是整个系统的“大腦”。并且在该系统中，对车辆的信息检测成为核心内容，因此在本次系统设计环节选择具有高灵敏度的车辆检测器，该装置能够与系统中的ETC模块、RS485总线等兼容。

3.2 车辆识别与响应系统设计

在本次高速公路收费系统设计中，为彰显智能化技术优势，本文构建了完整的车辆识别与响应系统，该系统的主要组成部分包括：(1)无感支付摄像机。该装置可以快速提取测量的信息并与字符叠加器连接，能够实现原始图像处理以及图像降噪等，并且当系统采集其中的关键数据之后能够将视频等加入特定的叠加字符并上传到信息系统中。(2)通信模块。通信模块性能模块的出现会进一步改变系统的通信模式，该模块采用了RUS天线加天线控制器的模式，其中天线控制器能够调整天线的开关情况，接收器在识别系统的请求之后能够将对应的通信协议与通信信号等转变为数据帧，并将其反馈给收费站。RUS天线能够将天线控制器中的信号进行放大调制后，再辐射至周边的互联网基站上。(3)收费站管理系统与银行、微信、支付宝等建立联系，可以直接完成自动缴费。(4)GSMR的网络设计。考虑到高速公路收费站的可能出现车流量复杂的问题，所以在该网络上可以构建MSC节点，满足大量车辆通行的要求。

作者：裴宇

第2篇：高速公路收费站收费班组考核体系再设计

摘 要：绩效考核是激发员工的积极性和创造性，提高员工工作效率和基本素质最有效的手段。而目前高速收费站管理已经不适应收费管理的需要。本文通过对收费站考核管理体系的优化，为收费站管理水平提升奠定了良好的基础。

关键词：高速公路；收费班；绩效考核

1、礼泉收费站收费班组绩效考核现状及问题分析

礼泉收费站目前的绩效考核方式是按照集团公司的考核制度执行。近年来，结合自身实际，也在绩效考核方面进行了不少的尝试和探索，并在逐年的完善，但是难免还会将考核流于形式，难以达到考核最初的效果和目的，归结起来，主要存在以下主要问题。

1.1绩效考核制度不合理

陕西省交通建设集团属于国有企业，由于长期以来实行的身份制的薪酬待遇的统一规定，员工对待工作积极性不高，严重阻碍了公司绩效管理的有效的贯彻和实施。主要表现在：一是存在“干多干少一个样，干好干坏一个样”的弊端。二是在人员激励方面，员工攀比心态严重，无论待遇孰高孰低，都严重影响了职工工作的积极性。全民所有制员工与外聘员工也大多采取两套标准，“同工不同酬、同岗不同酬”的情况普遍存在，严重影响了内部的公平性。

1.2对绩效考核的认识不深刻

许多管理者普遍认为考核的目的就是淘汰绩效底下的员工，因此作为员工，他们认为自己往往是被监视、被责备的对象，感到没有安全感、没有受到尊重，防御的心理比较强，特别是将绩效考核的结果与职工薪酬挂钩后，职工对此较为敏感，员工会考虑是否变革会影响到他的權益，是否他比过去多做却没有得到相应的报酬，或是他必须承担更多的责任等等问题。

1.3考核过程的形式化

虽然公司人事部门每年都花费很多精力和时间，不断改进考核制度，使它不断健全和完善。但是在员工的内心却认为这只是管理者搞得一种形式主义，每年、每个季度都在重复走着相同的过场，不过是用它来拉开差距、分配薪酬的一种冠冕堂皇手段，没有真正利用绩效考核过程和考核结果来帮助员工在绩效、行为、能力、责任等多方面得到切实的提高。

1.4考核制度的不健全

考核制度存在着以下问题：一是考核至部门，却没有与人员相关的考核比例，绩效考核指标与员工个人结合不紧，考核制度对部门的针对性不够，缺少对员工个人系统的考核要求，这就导致企业的目标无法分解到员工个人，不能区分个人绩效和集体绩效，员工的工作状况与企业整体业绩的关联性没有得到充分的体现。二是绩效考核目的不明确，企业把绩效考核与员工薪酬联系作为唯一目的，其实“把薪酬与绩效结合”应该是绩效考核的副产品，它是保证绩效管理能起到效果的重要手段，而不应该是绩效管理的主要目的；三是考核后仅进行公示，缺少有效的绩效反馈和沟通，考核流于形式和书面，无法激励员工的工作积极性，绩效管理没有起到作用。

1.5考核结果缺少反馈和改进

表现在：一方面是考核者不愿将考核结果及其解释反馈给被考核者，考核行为成为一种暗箱操作，被考核者也不知道考核者对自己哪些方面满意，哪些方面需要改进。出现这种情况，一方面是考核者害怕反馈考核结果会引起被考核者的不满，对将来的工作造成负面的影响；另一方面主要是考核者未真正理解人力资源绩效考核的目的和意义，缺少良好的民主企业文化氛围，使得考核者没有驾驭反馈考核结果的能力和勇气。在企业中考核的结果可以充分运用到人事决策、员工职业生涯发展、培训、薪酬管理等多项工作中去，但是目前企业仅将其与薪酬挂钩，凭借其作为威慑员工、对员工进行奖惩的手段，造成宝贵的绩效信息资源浪费，同时没有达到利用考核信息资源来激励、引导、帮助和滚利员工改进绩效、端正态度、提高能力的目的。考核面谈是考核结果反馈和营造考核氛围的一个十分重要的方式，考核往往是在轰轰烈烈中进行，悄无声息中结束，使考核走了过场，忽视了考核面谈的这一重要环节。

2、礼泉收费站班组考核体系再设计

绩效管理是通过激励机制激发人的主动性、积极性，激发组织和员工争取内部条件的改善，提升技能水平进而提升个人绩效。高速公路收费站引入员工绩效考核机制，可使绩效管理理念深入每位员工的脑海，进而规范每位员工的行为，使得每位员工思想统一、有章可依、有规可循、步调一致，使收费站的整体工作质量得以改善，工作效率得以提高，员工的工作积极性和创造性也得到充分发挥，使人、路、车三者管理达到和谐统一，营造出良好的社会效益和氛围。

2.1班组绩效考核目的

在班组实施绩效考核的目的是通过制定有效、客观的考核标准，对员工进行评定，以进一步激发员工的积极性和创造性，提高员工工作效率和基本素质；绩效考核使各级管理者明确了解下级的工作状况，通过对下级在考核期内的工作业绩、态度以及能力的评估，充分了解公司员工的工作绩效，并在此基础上制定相应的薪酬调整、人事变动等激励手段。

2.2、班组绩效考核原则

1、客观性原则：用事实标准说话，切忌带入个人主观因素或武断猜想；

2、反馈的原则：在考核结束后，考核结果必须反馈给被考核人，同时听取被考核人

3、对考核结果的意见，对考核结果存在的问题作出合理解释或及时修正；

4、时限性原则：绩效考核反映考核期内被考核人的综合状况，不溯及本考核期之前的行为，不能以考核期内被考核人部分表现代替其整体业绩。

2.3班组绩效考核体系设计

2.3.1完善考核组织机构

原组织对收费站管理不够重视，由站长直接考核，由于站长忙于事务，导致对收费班组考核效果不理想，本次设计将收费站绩效考核直接归办公室考核，强化了绩效考核的落实。

2.3.2关键绩效指标设计。确定工作产出。明确组织目标，自上而下主机确认增值产出；惠子客户关系图；为各项工作产出确定权重；建立考核指标。针对不同工作产出确定指标类型；利用SMART原则设计考核指标；为各项考核指标划分权重；设定考核标准。设定基本标准与卓越标准；？由谁来进行考核；明确如何对各项标准进行考核；④提供反馈和修正信息。

2.3.3构建关键指标（KPI）。（1）、收费员的KPI及权重分别为：遵章守纪30%、文明服务35%、收费业务30%、人际沟通5%及加分项。（2）、班长指标权重为：业务能力30%、班组管理45%、分管工作20%、团队合作5%及加分项。

2.3.4绩效沟通。绩效沟通是绩效管理的核心，是指考核者与被考核者就绩效考评反映出的问题以及考核机制本身存在的问题展开实质性的面谈，并着力于寻求应对之策，服务于后一阶段企业与员工绩效改善和提高的一种管理方法。收费班组绩效沟通主要采取的形式有：建立员工申诉机制；建立例会沟通制度；建立网络沟通渠道等形式。

3、结束语

通过半年的绩效考核运作，建立起了明晰的责任考核体系，员工执行力得到了明顯的提高，特别是服务质量和安全事件指标得到明显改善。为全年任务的顺利实现起到了积极的推动作用。

参考文献

[1]胡八一.8+1绩效量化案例精选.北京大学出版社.

[2]白芹利. 关于高速公路人力资源管理的几点思考[J]. 大众商务，2010（7）.

作者：邹皎皎

第3篇：高速公路收费站改扩建项目收费系统设计

摘 要：高速公路在现代交通系统中占据着重要位置，对于经济的发展具有重要的促进作用。对高速公路实行收费政策对于国家税收有着重要的作用，是高速公路的运营养护与维修重要的经济来源。根据当下高速公路收费站收费设计的现状，结合该项目对收费系统设计进行阐述，并对相关问题提出几项措施，最后进行简单的总结。

关键词：高速公路 收费站项目 措施 思考

随着经济的不断发展，交通量的不断增大，很多高速公路的互通设置已不能满足人们日常的出行要求，需对互通进行改扩建。在高速公路收费站改扩建项目工作中，由于改扩建收费站收费系统需接入高速公路原有系统，易出现了很多问题，需要进行不断的总结、改革与创新，以不断促进收费系统设计的科学化与专业化。该文将结合四川省广邻高速公路华蓥互通改扩建项目收费系统设计进行具体分析。

1 工程概要

广邻高速公路起于广安，连接成南高速，止于邻水。该项目是四川至上海的主要陆路通道，也是川东的快速公路运输干线。广邻高速公路于1995年12月开工建设，于2000年建成通车。

广邻高速公路华蓥收费站，地处华蓥市，随交通量日益增长，原收费广场2进2出已不能满足现有交通量的要求，车辆常常在收费广场前排队，严重影响周边路网的通行，收费站的服务水平已严重滞后于交通的发展，对行车安全有一定的影响，成为阻碍城市发展的瓶颈路段，急需对其改建。经现场调查，并结合相关交通量数据分析，原有互通的部分匝道宽度已不能适应交通量发展的需要，故根据相关规范对主线加减速车道进行加宽加长，并对匝道及收费广场进行改扩建。通过加宽加长主线加减速车道来改善行车舒适度和安全性，通过改造拓宽匝道及收费广场来提高通行能力及服务水平。由于改造后的匝道和收费广场将侵占现有收费站房位置，另需新建收费站房。

改建的收费站项目包括主体设计和交通工程设计，收费站改扩建项目交通工程设计包括总体设计、监控设施、收费设施(含收费机电和收费土建)、通信设施(通信机电和通信管道)、供电照明系统以及房屋建筑设施等构成。该文仅对交通工程收费机电方面进行论述。

经过多年的运营，在收费系统方面，不管是从设备使用情况还是从实际需要方面，业主都积累了一些经验，提出了一些新的需求，这些都要在新的设计中加以采纳并实现。

2 高速公路扩建收费站项目机电设计目标

项目实施后，应能在一定时间段内有效地缓解现有高速公路的拥堵情况，并应使华蓥收费站机电系统纳入已建成的广邻高速公路收费、通信和监控系统中，其中收费系统采用四川省统一的半自动计重收费方式，并参与全省联网收费，该设计应达到以下目标：

(1)工程设计应结合满足四川省高速公路联网收费总体设计等相关规划的要求，使系统具有充分的可靠性、实用性和安全性;同时，满足已实施的全省计重收费工程对车道及收费设备的要求。

(2)工程设计应充分考虑高速公路的特点、已开通机电系统实际运行的情况和业主的管理需求，统一考虑机电系统的现状和需求，以保证机电工程实施时对现有已运行的系统影响最小;

(3)在工程投资允许的条件下，尽可能采用国内外的新技术、新工艺和新产品，以进一步提高高速公路的管理效率，降低高速公路的维护成本;

(4)设计中所选用的设备考虑现有设备的扩展性及维护配件的统一性。

3 总体方案确定

目前，在收费站改扩建设计中，常用的提高通行能力的做法有以下几种：

(1)采用性能较好的机电设备，提高收费系统的整体性能：如采用高性能的工控机、高速票据打印机、高速栏杆等设备，可以一定程度上缩短服务时间，从而提高收费站通行能力。

(2)设置自动发卡车道或者ETC电子不停车收费车道，以提高收费广场的通行能力。

(3)设置往复式车道或者多亭车道。即一个车道可以根据主交通流的方向和交通量的大小，灵活的调整收费设备，从而提高高峰时段车辆的通行速度，减少拥堵率。

(4)通过增加土建车道数提升收费站的通行能力。

根据测算后的交通量初步测算，由于该项目收费站交通量增长太快，单纯的将收费车道调整为往复式车道和多亭车道无法很好的缓解项目的交通拥堵状况。拟采用增加土建车道数的方案来提升收费站的通行能力。结合四川省高速公路的运行情况以及相关要求，根据测算的交通量确定本项目的改建方案：将车道数由原有的2入2出调整为4入6出，在双向收费岛配置1入1出的ETC车道，并在其余出口车道设置计重收费;并同时配置高速票据打印机、高速栏杆等机电设备。

4 收费系统设计

4.1 收费系统概述

高速公路收费系统不仅担负着全线通行车辆过路费的收取，同时还具有交通管理、监视、数据收集、流量调控等附加功能。按功能分，其主要由计算机收费管理系统、收费音视频监视系统、车道控制子系统以及其他辅助系统。

4.2 收费计算机系统

收费计算机系统由分中心、收费站和入/出口收费车道计算机系统构成，是整个收费系统的控制核心，其功能是从收费车道以及其他子系统获取数据，对收费相关数据进行统一管理;收费分中心计算机系统已实施，其通过通信系统，与收费站、公司收费中心和省联网收费结算中心组成收费广域网。收费站计算机系统由服务器、工作站、以太网交换机、激光打印机以及收费车道系统等构成。为保证车道与站级服务器之间快速和可靠的数据传输，广场交换机与收费站交换机之间通过单模光纤实现数据传输，通讯协议采用工业标准的TCP/IP协议，其网络拓扑结构采用“星型”模式。

收费站计算机系统通过通信系统提供的10M/100M通道与分中心计算机系统与收费分中心构成广域网。网络构成方案为：所有局域网采用全交换式以太网，网络互联设备均采用以太网交换机

作者：曾琢

第4篇：高速公路收费站防雷设计方案

一、防雷原理

１、直击雷经过接闪器[如避雷针（带）]、引下线和接地装置而直接泄放入地，导致地网地电位上升。高电压由设备接地线引入电子设备造成地电位反击。

２、雷电流沿引下线入地时，在引下线周围产生磁场，引下线周围的各种金属管（线）上经感应而产生过电压。

３、进出大楼或机房的电源线和信号线等在大楼外受直击雷或感应雷而加载的雷电压及过电流沿线窜入，入侵电子设备。因此，我们对以上三种途径对整个入侵的雷击过电压及过电流进行防护。

完整系统防雷方案包括外部防雷和内部防雷两个方面:

1、外部防雷包括接闪器（避雷针、带、线）、引下线（建筑物钢筋、人工引下线）、接地装置（接地体、地网）等等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线、接地体等，泄放入大地。

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2、内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。在需要保护设备的前端安装合适的避雷器，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。将可能进入的雷电流阻拦在外，将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地，确保后接设备的安全。

当雷电发生在距离建筑物较近的地方，通过避雷针将可能击中于建筑物本体的雷电吸引并通过避雷针泄放入大地时，所产生的感应电动势会对内部所有的金属线路均产生具破坏作用的感应电流，正是由于电源、网络、通讯等线路出现感应雷电流，增加了建筑物内部较为敏感的计算机等设备破坏的可能性，安装避雷针时没有做好完备的内部防护感应雷的措施，将会大大增加雷击损坏事故的机会，此时的避雷针就真正成为了引雷针。

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当所在的建筑物附近出现雷雨云时，雷电不通过建筑物顶部的避雷带等泄放雷电流时，也会在建筑物内部设备的电源和网络系统中产生感应雷电流，导致设备的损坏。因此建筑物内部通过电源、网络和通讯线路相连接的计算机系统，期望通过较为传统的方法：安装避雷针以避免感应雷击的事故是不可能的，作为内部系统的防雷，只做避雷针等外部防雷，其作用是不充分的。只有针对感应雷击损坏设备的特性，采用防范感应雷击的解决方法，才能避免雷电对设备的侵袭。 由于感应雷产生的途径有许多种，在距离带电雷雨云较近所有的金属回路中均会产生破坏性的可能，只是有些的雷电过电压较小，不会对设备产生明显的破坏力而已，但过电压的存在对设备的长期使用的寿命必然产生影响，因此感应雷防范的难度远大于直击雷的防范，而且所需要投入的费用也高于直击雷的防护。

针对于系统的防雷，从可能引雷的两个途径：电源线路、信号线路，根据每一类设备的特性、需要的防雷等级程度，选用性价比合适的防雷产品，做到以合理的价格达到充分的防护。确保设备对直击雷和感应雷以及线路操作过电压的全面防护。

二、具体防雷保护方案

（一）、设计依据

⑴ GB50057-94(2000版) 《建筑物防雷设计规范》 ⑵ JGJ/T16-92 《民用建筑电气设计规范》 ⑶ GB 50174-93 《电子计算机机房设计规范》 ⑷（99D562） 《建筑物、构筑物防雷设施安装》 ⑸ GB50343-2004 《建筑物信息系统防雷技术规范》 ⑹ IEC 1312-1-2-3 《雷电电磁肪冲的防护》

（二）、现场环境分析

高速公路收费站既有强电设备,又有大量的监控、通信、传感设备等弱电设施,同时,它一般多位于郊外,周围地势空旷,其建筑物常常为附近至高点,电力线路往往要翻山越岭,信息传输和控制线路则需穿越复杂的地质层面,并且由于高速公路的路基、路面施工造成了公路沿线的土壤电阻率变化,极易遭雷电侵害，特别是感应雷和地电位反击。但是，目前我国在高速公路设计和施工中对防雷问题一直重视不够，高速公路配套建筑及其机电系统防雷缺少统一规划、综合设计，建筑物、路基、照明、监控、通信、收费等系统往往由多家单位设计、施工完成，防雷薄弱环节较多，遭雷击损毁的事故时有发生。轻者部分设备被雷电击坏，系统丧失部分功能，重者全系统瘫痪，经济损失惨重，特别是高速公路收费站被雷击后，收费系统瘫痪，无法进行计重收费，手工收费不仅缓慢，还会因为收费不能客观计重引发争议或纠纷，造成高速公路收费站车辆堵塞、影响高速公路畅通。随着智能交通的不断发展，电子设备的广泛应用和集成化程度不断提高，雷电对高速公路电子设备的危害程度还将不断增加，因此，加强高速公路收费站的防雷工作刻不容缓。

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高速公路收费站包括监控系统、收费系统、通信系统等。收费站的综合防雷主要包括对建筑物直击雷防护,网络收费系统、监控系统、通信系统三大系统的电源和信号系统以及辅助设施的感应雷防护和各种接地处理。由于收费站所有建(构)筑物基本上在土建工程中已实施了直击雷防雷措施，大多直击雷防雷措施相对GB50057-94《建筑物防雷设计规范》的规定要求基本满足，因此本方案不涉及收费站的直击雷防护。

（三）、具体方案

1、 网络系统防雷方案 a.网络中心

计算机中心机房所在建筑物总电源安装三相电涌保护器，通流容量60KA，带雷击计数器，箱体结构，也可使用大通流量模块防雷器 ,计算机中心机房总开关安装三相电涌保护器，通流容量40KA（如果是单相电则选择单相电源防雷器），如果配电箱内有安装空间，可以使用模块防雷器电脑或其他设备取电处需要使用防雷PDU插座，具体型号为：可直接安装在网络机柜上。

网络中心的进出线需要根据实际情况配备，网络进线为光纤的信号无需另外安装防雷器，但光纤加强筋必须接地良好；ADSL宽带线进入分离器的前端使用进线为专线的根据专线类型加装相应专线防雷器,交换机所有端口如果需要防雷的可采用多口电脑网络避雷器.共16口；交换机所连的高风险终端加装单口网络防雷器。

b. 外部高风险网络端口

电脑中心往各收费点的网络线多数为普通网线，这些网线因为铺设较远，有些还没有良好屏蔽，极易受雷击感应电压的破坏，这些线路雷击风险程度非常高，需要安装网络信号防雷器，该信号防雷器通流量达5KA,可有效保护网络线路。此类端口对应的就是网络中心的高风险端口。

c. 接地处理

所有避雷器均利用其现有接地设施，不再加地网。（依抽样检测地阻结果，接地电阻均可达到要求）。

2、监控系统防雷方案

监控系统的综合防雷设计应考虑环境因素、雷电活动规律、系统设备的重要性、发生雷灾后果的严重程度，分别采取相应的防护措施。

(1) 在进行综合防雷设计时，应坚持全面规划、综合治理、优化设计、多重保护、技术先进、经济合理、定期检测、随机维护的原则，进行综合设计及维护。 (2) 监控综合防雷系统的防雷设计应采用直击雷防护、等电位连接、屏蔽、合理布线、其用接地系统和安装电涌保护装置等措施进行综合防护。必须坚持预防为主，安全第一的指导方针。

(3) 监控综合防雷系统应根据所在地区雷暴等级、设备放置在雷电防护区的位置不同，采用不同的防护标准。

A、监控中心防雷方案

a.电源方面：建议该中心侧总电房处安装三相交流电源避雷器（并联，通流容量60KA），作为第一级防雷，箱体结构，也可使用大通流量模块防雷器 中心总电源开关处安装单相交流避雷器（并联，通流容量40KA），型号为：作为第二级防雷（如果是三相电则选择三相电源防雷箱），如果配电箱内有安装空间，可以使用模块防雷器每台设备供电用之插座采用多功能插座，作为电源第三级防雷，以便达到三级防雷的效果。如果是机架式安装的PDU,需要将其更换为防雷PDU。b.信号线路方面：由于引入监控中心的信号线只有视频信号和云台控制信号，所有室外摄像机引入线需对视频信号进行防雷，每条视频线路在进入机房视频卡前均采用视频信号避雷器，以达到防雷作用，如果视频信号较多，可以使用集线式多路视频防雷器，有12路、16路多种形式。对云台控制线路，由于该线路采用编码控制方式，信号在引入前可能已经合并，这样只需对合并后将要进入电脑的剩余线路进行防雷保护，可采用相应对数的控制线路避雷器保护云台控制信号。 c. 室外摄像机防雷

1)对室外摄像机，每支摄像机视频线路均采用视频信号避雷器，对室外云台，每条线路均采用控制线路避雷器。

每支摄像枪电源线路均安装摄像枪专用电源避雷器，如果摄象机电源是从控制中心拉过去的12伏或24伏直流电，则可使用万有公司直流电源防雷器或对前后端的电源端子进行防感应雷击防护。

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以上

1、

2、3点为典型的室外监控摄像机所需要使用的避雷器，属于独立安装，如果采用集成式的，这里可使用监控三合一防雷器，满足上面三种防雷器的参数，使用起来更方便。如果是枪式固定摄像机，则可以使用监控二合一防雷器，全部安装在摄像机前端。

4)由于摄像机分布于室外，所安装避雷器均需安装于防水盒内，防水盒为胶盒，安放于杆内。

5)摄像机必须已在防直击雷保护范围内,否则需要安装杆顶避雷针。 d. 所有避雷器接地均利用已有接地设施，不再另造地网。

3、通信系统防雷方案 （1）组成方式

目前，高速公路通信系统大多选择了光纤传输，早期建设的高速公路通信系统部分已经改造，部分依然沿用原来的有线传输形式。

(2)防雷器选型及安装

通信系统的防雷同样包含电源系统和信号线路. 对于电源，可以直接将其看成等同网络机房看待，采用与网络机房相同的防雷方式。当然，其中有可能重复的电源防雷器就无需安装，但最后一级的电源防雷肯定是不会共用的，对于最后这一级电源，我们直接使用防雷排插或防雷PDU 。 对于信号线路，光纤引进的线路只需将光纤加强筋做好良好接地；而对于采用普通电话线引进的通信线路尽量使用单口电话防雷器，如果是配线架接线且线路路数很多，如20条以上一般就采用多口电话防雷排，一条可保护10门电话。交换机出线一般采用多口电话防雷排；如果在交换机出线处没有安装电话防雷排，则在电话使用终端比如收费站窗口就有必要安装电话防雷器。重要电话机、传真机线路使用单口电话防雷器。 (3)接地处理

所有避雷器均利用其现有接地设施，不另加地网。（依抽样检测地阻结果，接地电阻均可达到要求）。

第5篇：高速公路收费站-收费岛施工组织设计方案

高速公路计重收费改造工程

施工组织设计

1. 施工前的质量控制

施工前主要是指施工准备阶段，我们主要抓住以下几个方面：开设计交底会设计单位、监理单位、土建施工单位、机电总承包商、称重设备供应商共同参加会议，讲解计重收费原理，让施工人员理解计重收费设备对收费广场、收费车道、收费岛的要求。

到施工单位驻地进行考察 考察施工单位的近期业绩、工程指挥系统组成、工程技术人员水平、工人的数量与素质，检查关键工种是否具有上岗合格证书，仪器仪表是否具有国家计量监督部门检测合格证书，了解机具、车辆设备配备况能否满足施工要求等。

审核施工组织设计 审查施工单位的质量保证体系、质量现场管理措施、工程进度安排、安全防护措施等是否满足工程实施要求。

审核设备和定货 对施工单位设备采购合同的规格、型号、技术指标认真核对是否符合合同规定要求，对主要材料在进入施工现场前进行有关测试资料和合格证书检查。

进行施工现场调查对已建成的通信管道、电力管道、人(手)孔、机房、基础、配电室等进行详细调查，审查施工设计图 图纸是否完整、正确。 2. 施工过程的质量控制

2-1在施工监理工程中，监理办从组织领导、科学管理、更新监理理念、大胆创新入手，使工程质量、安全、环保始终得到严格控制。

严格工序验收检查 监理办根据设计标准和工艺要求，对关键工序编制施工工序质量验收标准。这次我们工序验收变施工单位按工程施工工艺程序申请报验为主动检验，按照施工工序质量标准认真检查，对符合质量要求的现场签认，不符合质量要求的及时提出，要求施工单位整改。上道工序不合格不能进入下道工序施工。主动监理极大限度地消除了工程质量隐患和事故苗头，并且也保证了对已完工工序进行一次性合格的检验和及时签认，使工程顺利地进行下道工序的施工，既控制了质量又加快了工程进度。

建立“样板工程”制度 关键分项工程或工序，要选取一个计重收费车道、一个收费站作为样板工程进行示范操作，通过总结，施工单位提出规范的施工工艺标准，经业主、监理同意后全线推广。本工程每道工序都先在宁连高速淮安主线收费站做试点，总结经验，组织大家参观学习收到了很好的效果。

坚持旁站监理 监理工程师根据施工单位的派工单进行,一般工序不漏监，要害部位重点监理。如称重设备基坑尺寸严格按照厂家图纸开挖，浇灌的混凝土标号和养护时间必须满足规定。

2-2本计重收费工程要尽量提高称重设备的精度以及计重收费系统的稳定性，在质量监理过程中形成如下一些要点。

2-2-1 要控制车速

车速与称重设备精度有直接的关系。通过用计量仪器进行测试，车辆静态测试时称重设备精度达99%以上，车速为5km/h时称重设备精度达95%，而当车速大于5km/h时称重设备精度就受到很大影响。措施如下：在高速公路出口处，在称重前约500米处，设立标识“车辆减速5km/h以内，不要加速，减速和急刹车”，以保证称重系统测量的准确性，减少纠纷的可能性;设置减速标线和减速块，安装减速块时要注意车辆通过减速块时，在通过称重台时还再踩刹车对称台产生冲击从而影响精度(变速)。一般在称重设备前方不小于18米速

块。

建议在车道工控机显示器上显示车速(根据目前称重设备提供的接口可以做到)。这样收费员就可以根据实际情况需要报出车辆经过称台的行驶速度，对有的想投机取巧的驾驶员就有很大的说服力。

2-2-2 土建要求

为保证在车辆到达收费亭前完成检测，应适当延长收费岛的长度，同时考虑便于规范驾驶员通过称台的车速控制。改建收费岛：拆除改建范围内的岛头(岛尾)，切割开挖收费广场砼路面，施工岛身加长段和新建岛头(岛尾)，并按新的设计调整受改建影响的设备布置和设置新增加设备基础;新建入口单向收费岛：入口单向收费岛上有雾灯、手动栏杆、车道摄像机、通行信号灯、自动栏杆;新建出口单向收费岛：出口单向收费岛上有雾灯、手动栏杆、计重设备手孔、控制箱、光栅车辆分离器、称重显示屏、通行信号、车道摄像机、通行信号灯、自动栏杆;收费岛及收费亭基础：收费岛及收费亭基础在横断面方向水平，纵断面方向与路面纵坡一致，顶面最低的一边至路面的距离为25cm;收费岛防护：在收费亭前方设2根Φ219*10.0mm钢管防撞柱，在收费亭两侧设置冷弯方钢防撞栏，以确保收费员、收费艇及设备安全;收费岛面的铺装：收费岛面的铺装采用彩色水泥方格砖，颜色、规格和旧岛统一或由建设单位确定;收费岛立面标记：收费岛立面标记应按GB5768-1999采用黄黑(或红白)相间普通油漆，标线间隔15cm，收费岛头贴铝基反光膜，单色宽度15cm，以增加夜间的反光效果。

安装称台的位置不能横跨水泥板块伸缩缝，以防热涨冷缩将称台卡死，保证称台的安全。称台安装在车道中间，称重台面横、纵向应和路面横、纵向坡度保持一致，但坡度不能大于2%。如果称台前后路面坡度大于2%应大面积地破水泥路面，重浇水泥路面，找平、控制称台的坡度，并使称重台面与路面平滑过度、严防车辆路过称台时跳车、颠簸。

在所有出口侧收费岛上增设一个控制箱、一个称重显示屏基础和一个手孔，手孔内设横向排水管引至边坡外。特别要注意的是横向排水管沿着路中心与边坡方向一定要有斜角，斜角要达到15°才便于排水。手孔底部高程要底于称台基础(如果手孔底部设积水罐，也可将排水管伸到积水罐里)。如果称台里积水会影响称重设备精度。

从收费亭基础经控制箱基础至岛前部手孔内埋设钢管，在岛尾前增设称重显示屏基础，与收费亭基础间用钢管连通。如果通行信号灯与收费亭距离不够长， 可考虑将称重显示屏与通行信号灯合装在同一根柱子上。

2-2-3 设备安装

我国车辆技术规范规定货车总长度不大于18米，因此称重设备安装在距离收费窗口18米的位置即可，距离过短将导致有的超长车辆车头到达收费窗口时车尾还没有全部通过称重台面，距离过长则一般来说车速会相对更快，或车辆处于变速状态的概率更大，影响称重精度。由于有个别车辆的不规则性，因此称重台面安装距收费亭窗口要大于18米，一般18米至23米左右，这样也便于车辆排队，保证称一辆车，交一辆车的费用。红外线车辆分离器的玻璃表面冬天容易积霜，建议参考小轿车后挡风玻璃使用热敏电阻加热的方式除霜。称重显示屏显示内容应至少包括车型、超载率、金额、预备两行备用。显示屏应全天候工作，具有防尘、防雨、防晒性能;亮度应保证在各种照明和自然环境条件下，20米范围内的司乘人员能够清晰地看见其显示的内容;目前显示屏一般都是LED的，因此安装时最好能转过15°，这样显示屏能正对司乘人员，便于看清楚。 3. 设备安装

3-1 人(手)孔和广场摄像机

对增加收费收费车道的收费广场，相应增加收费亭下人孔，在扩建的路肩外设置新的路肩人孔，收费广场扩建前期受影响拆除的收费广场摄像机手孔和基础在新的

3-2 设备基础及管道

3-3收费亭

4. 工程完工后的质量控制

按合同要求进行交、竣工检验和验收。审核竣工资料和竣工图是否与施工实际相符，做到完整、准确。检查未完工作量和缺陷，监督施工单位按期完成，直至签发缺陷责任期终止证书。

计重收费在我国刚刚起步，计重收费设备的检测精度有待提高，国内可选厂家还不是很多，而国外设备的价格较高，维修不是很方便。为充分体现“以人为本”的思想，让司机有申诉的权利，建议在出口广场路侧增加一套低速/静态便携式复核设备，设置简易超载执法亭，亭内设有管理计算机、打印机等设备

第6篇：高速公路收费站视频监控系统设计方案

一、概述

道路交通系统是人员、物资的运输和流通的重要枢纽,在社会经济的运行中担负着重要作用,是国民经济的动脉。高速公路的运输由于其快速灵活的特点，越来越受到各个部门的重视，在近年来得到快速发展，因此高速公路的管理收费等存在的问题的解决也日显重要。高速公路的收费管理主要依靠大量的、分散在各处的收费站，而这些收费站所处位置分散在各地，相距遥远;因此迫切需要一种可以远程控制的，快速的，操作简便的监控系统以实现对其收费站进行远程集中监控和管理。

二、系统简易介绍

某高速公路公路系统共有12个收费站，每个收费站设有6支固定彩色摄像机分别监控6个车道，2个自动彩转黑的智能高速球摄像机在公路两个方向作环境监控，视频/数据信号采用数字压缩，编码后按TCP/IP协议打包上网，片区及市交管局分别设监控中心可对各收费站进行实时/准实时监控，发生警情时联动相应的摄像机进行录像。

三、系统方案

1.系统介绍

系统采用一种交互式远程图象系统，它通过装在分散的被监控点的远程图像单元收集现场图像，并进行数字压缩，然后借助公共的通信线路(电话线，广域网/局域网，ISDN等)进行远程传输，从而实现在远端对各分散的被监控点的集中监控，包括各远程点图像的查看，远程云台控制，远程报警及报警现场图像的硬盘记录等远程音频监控等。

高速公路的收费站的集中监控系统可采用远程图象监控系统实现。系统包括两部分：1)在各收费站的远程图象单元及各种摄像机和报警探测器。2)各级集中监控中心的监控电脑和远程操作软件。

收费站的的远程图象单元前端连接监控位置的摄像机，并把收集的摄像机图象进行数字化压缩，然后通过高速公路局域网(LAN)传输到监控中心。可传送高解像度(320x196)和低解象度(160x96)两种图象。每个远程图象单元有16个报警输入，8个控制输出，在接入报警探头后，若发生警报，可自动向监控中心拨号并自动弹出相应的报警图象。远程单元同时可自动存储报警前后的高解象度图象(320x196);供操作员调用查看。

远程操作软件装在监控中心的电脑里，通过电脑的鼠标，即可完成一切操作：如单/多画面的显示(最多可同时显示16个摄像机图象);远程云台、镜头控制;远程点自动轮巡、定时连接或手动连接，远程图象可手动进行硬盘录象，录象后的文件以远程点名称、摄像机号及录象的日期、时间为标记以便于日后的回放及存档;图象回放时具有暂停及逐帧前阅的功能;软件还具有报警事件、操作人进入/退出及系统操作等系统事件详细的记录功能;具有远程诊断及升级能力;软件有一个管理者及多个操作员用户，每个操作有各自的权限划分及各自的操作密码。远程单元也有自己的保护密码，防止无授权的用户进入。

RapidEye系统通过高速公路局域网(LAN)进行图象，报警及控制信号远程传输。安装配置非常方便，系统没有容量限制，可根据需要随时配备远程监控点和监控操作软件和管理软件。

第7篇：高速公路通信监控收费系统的防雷设计方案

高速公路

通信、监控、收费系统

防雷设计方案

河北德实科技有限公司

一、概述

当今社会电子计算机技术、微波通信技术日益发展，各类电子设备大量应用，雷击电感应到附近的导体中形成过电压，可高达几千伏，对微电子设备的危害极大。LEMP的主要侵入通道有电源线路、各类信号传输线路、天馈路线和进入系统的管、缆、桥架等导体侵入设备系统，造成电子设备失效或永久性损坏。因此，雷击脉冲的防护是在入侵通道上将雷电流泄放入地，从而达到保护电子设备的目有。其主要方法是采用隔离、等位、钳位、均压、滤波、屏蔽、过压过流保护、接地等方法将雷电过电压、过电流及雷击电磁脉消除在设备外围，从而有效地保护各类设备。目前主要采用气体放电管、放电间隙、高频二极管、压敏电阻、瞬态二极管、晶闸管、高低通滤波器等元件根据不同频率、功率、传输速率、阻抗、驻波、插损、带宽、电压、电流等要求，组合成电源线、天馈线、信号线系列电涌保护器(SPD)安装在微电子设备的外连线路中，地线按共用接地原则接入系统的地线，才不至于造成地电位反击。只要设计合理、安装合格，电涌保护器就能有效的防御雷电。

因此，采用完善的综合防雷手段构成一套完整的防雷体系，这就是现代防雷的新理论：综合防雷理论。目前高速公路建设发展迅速，为了使高速公路畅通无阻，保证高速公路通信、监控、收费系统正常运行，将雷电灾害降低到最低限度，防雷工程技术人员应对系统进行全面规划、综合治理、制定完善的综合防雷设计方案。

二、高速公路综合防雷设计方案的依据

高速公路综合防雷在设计时主要采用以下标准，供设计时参照。

1、 IEC61024《建筑物防雷》

2、 IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》

3、 ITU K25《光缆的防雷》

4、 ITU K27《电信大楼内的连接结构和接地》

5、 GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

6、 GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

7、 GB50174-93《电子计算机机房设计规范》

8、 GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》

9、 GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

10、YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规范》

11、XQ3-2000《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》

三、高速公路通信、监控、收费系统的基本组成

1、每一条高速公路在其管理的区间内均设有一监控中心大楼。监控中心一般设在高速公路的出、入口处，也有设在管理区间的中心部位。中心一般设置有大型地图板和监控电视系统，并配有多画面切换控制设备、视频监视器、低速录象设备及自动转换装置。中心配备有计算机网络系统、负责管理各收费站的收费信息、紧急电话的控制、公路出入口及中间各大型电子显示屏的控制和公路沿线的小型电子提示牌的控制等。中心大楼内还有程控交换机系统、中心控制台、光缆通信的两个或四个8Mbit/s接口的光端机、电端机及上网设备、无线电话系统、UPS供电系统等多种电子设备。

高速公路每个收费站还相应配套建立了一个监控分中心，分中心设置了监控电视系统和计算机网络系统，负责管理监视本收费站的收费信息和车辆信息等。

2、在每个收费站配备有光缆通信设备，收费用的计算机局域小网，收费站信号灯控制系统，监视、摄像、记录系统，控制操作台，站内电话控制台、无线对讲电话等。

3、在每个收费亭内配备有收费计算机网络系统工作站专用计算机，收费票据打印机，收费指示板，指示灯，车道控制机，自动栏杆，语音提示系统，车辆过境自动计数器，对讲电话和空调及供电系统等设备。

4、在公路沿线及收费站广场设置了多个监控摄像头，将摄像头的视频信号通过光缆、同轴电缆、对称电缆或通过微波传输系统，将视频信号或语音信号传到中心监控室，以利控制中心掌握公路沿线的车辆行驶运行情况，便于指挥调度。

5、道路LED指示牌。LED指示牌发布高速公路即时信息，位于空旷的环境中，其控制信号线一般由光纤组成，系统电源采用就地变压(主要是使用开关电源)的措施，由电源引起的雷击事故较为普遍。

四、高速公路的综合防雷原则

高速公路的综合防雷设计应考虑环境因素、雷电活动规律、系统设备的重要性、发生雷灾后果的严重程度，分别采取相应的防护措施。

1、在进行综合防雷设计时，应坚持全面规划、综合治理、优化设计、多重保护、技术先进、经济合理、定期检测、随机维护的原则，进行综合设计及维护。

2、高速公路综合防雷系统的防雷设计应采用直击雷防护、等电位连接、屏蔽、合理布线、其用接地系统和安装电涌保护装置等措施进行综合防护。必须坚持预防为主，安全第一的指导方针。

3、高速公路综合防雷系统应根据所在地区雷暴等级、设备放置在雷电防护区的位置不同，采用不同的防护标准。为确保防雷设计的科学性、先进性，高速公路建设工程在设计前宜做高速公路沿线现场雷电环境评估。

五、高速公路建筑物直击雷防护措施

1、监控中心大楼一般设置在高速公路的出入端或控制管理区域的中心位置。由于周围地形比较空旷，楼层一般都比较高且楼顶还安装有各类通信天线、有的还架设有铁塔，这些都是直击雷的重要目标。由于楼内有大量实时运行的电子、微电子设备，又是整个高速路的指挥中心，根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》的规定，可定为二类防雷建筑。按滚球法(滚球法半径45m)设计避雷针、避雷带或者避雷网等。设计方法请参照《建筑物防雷设计规范》附录四的要求，决定避雷装置的数目、布局、高度，在设计时应考虑避雷针抗当地30年最大风的抗风强度，并留有一定余量。

2、为了减少避雷装置的维护，防止酸雨对避雷针的腐蚀，应在监控中心大楼楼顶安装不锈钢或者镀锌避雷装置，其高度和数量根据滚球法计算其保护范围能覆盖整幢中心大楼的天面和各类天线，使其能有效防止直接雷击以保护大楼的楼顶和各类通信天线的安全。

3、在公路沿线安装监控摄像头的云台杆顶、收费站广场云台杆顶以及LED指示牌顶各安装一套不锈钢避雷针，以保护云台摄像头等设备免遭直击雷危害。

4、在高速公路收费站钢架屋顶上和大型室外电子显示屏顶端左右对称各安装一套不锈钢避雷针，以保护收费站钢架屋顶和电子显示屏框架结构免遭直击雷危害。

5、避雷针的引下线最好利用钢结构柱做泄流线，条件不允许时，也可以单独用25mm2以上的铜绞线穿镀锌钢管屏蔽，并做绝缘处理，从避雷针尖直接以最短路径入地，以减少泄流时的雷击电磁脉冲辐射而损坏微电子设备和室外大型电子显示屏编码控制系统。

六、雷击电磁脉冲(LEMP)的防护措施

雷击电磁脉冲(LEMP)所产生的感应电动势通过侵入通道叠加在线路信号上产生瞬间高电压，击毁各类用电设备和微电子芯片，因此在实施防雷工程时必须将感应雷击作为重点，进行有效的防御。在设计综合防雷时，应从以上通道进行重点防护，同时做好等电位连接和共用接地系统。根据国标GB50343《建筑物电子信息系统防雷技术规范》4.3按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质确定雷电防护等级，高速公路监控和收费雷电防护等级为B级。

1、电源系统的防雷措施

在监控中心大楼的总配电盘上安装一套雷电通流容量Iimp≤25kA(波形10/350μs);响应时间Ta≤100ns的三相电涌保护器SPD1，型号为：MG-50/4，作为一级保护;在楼层分盘上安装一套雷电通流量Imax≤80kA(波形8/20μs);响应时间Ta≤25ns的三相电涌保护器SPD2，型号为：M-80/4，作为二级保护;在UPS电源前安装一套雷电通流容量Imax≤40kA(波形8/20μs);响应时间Ta≤25ns的三相电涌保护器SPD3，型号为：M-40/4，作为三级保护。在UPS电源后或设备前安装若干套雷电通流容量Imax≤20kA(波形8/20μs);响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD4，型号为：1P20AS-7，作为四级精细保护。

在每个收费站对应的监控分中心大楼的总配电盘上安装一套雷电通流容量Imax≤120kA(波形8/20μs);响应时间Ta≤25ns的三相电涌保护器SPD1，型号为：M-120/4，作为一级保护;在楼层分盘上安装一套雷电通流量Imax≤80kA(波形8/20μs);响应时间Ta≤25ns的三相电涌保护器SPD2，型号为：M-80/4，作为二级保护;在UPS电源前安装一套雷电通流容量Imax≤40kA(波形8/20μs);响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD3，型号为：M-40/4，作为三级保护。在UPS电源后或设备前安装若干套雷电通流容量Imax≤20kA(波形8/20μs);响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD4，型号为：1P20AS-7，作为四级精细保护

SPD连接导线应短而直，SPD连接导线不宜大于0.5m，当长度大于0.5m时应适当加粗线径。当SPD1～SPD2的线距小于10m、SPD2～SPD3的线距小于5m、SPD3 ～SPD4的线距小于5m时，应在两SPD间加装退耦装置。为防止SPD老化造成短路，要求SPD安装线路上应有过流保护装置，应选用有劣化显示功能的SPD 在收费亭内的供电线路上各安装一套雷电通流量Imax≤40kA(波形8/20μs);响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD，型号为：M-40/2，保护各亭收费计算机、票据打印机、收费指示板、指示灯、自动拦杆、车道控制器、语音提示系统、对讲机等电源线路安全。

在进、出高速公路两端和中间的大型电子显示屏电源线路配电盘上各安装一套雷电通流量Imax≤80kA(波形8/20μs);响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD1，型号为：M-80/2，作为一级保护;在稳压整流器设备前安装一套雷电通流量Imax≤40kA(波形8/20μs);响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD2，型号为：M-40/2，作为二级保护;在末级设备供电处安装防雷插座，通流容量Imax≤20kA(波形8/20μs);响应时间Ta≤25ns的单相电涌保护器SPD3，型号为：1P20AS-7，作为三级电源保护。如果大型电子显示屏通过信号线路供电，那么在信号线进大屏前加装一套型号PT-POE的防雷器，电源Un48V，线脚4，8;信号Un5V，线脚1，2，3，6。电源部分通流容量Imax≤5kA(波形8/20μs)信号部分通流容量Imax≤2.5kA(波形8/20μs)

在视频信号及控制信号进入主控机房或者分控机房设备的前端加装相对应的浪涌保护器对其主控机房内的设备进行防雷电保护，在硬盘录象机的前端一一对应的加装视频防雷设备：12TB075-DH;在控制总线的进线端或分线端加装控制信号浪涌保护器对其主控机房内的控制信号发射设备进行防雷电保护，控制信号防雷设备：24TC302-D防雷器。

2 、监控系统的前端设备：

《信息系统技术管理规范》第三条规定：“各类通信线路和设备宜增加相应的防雷措施。” 任何一个监控系统均由前端系统，终端系统，传输系统及控制系统四个子系统组成，前端系统一般在室外，容易遭受直击雷和感应雷，同时通过传输系统及传输系统本身对雷电的感应，将雷电传输到监控中心，损坏终端设备，破坏控制系统。在监控线路的各条进线端加上相对应的防雷保护，如距离较远，建议两端都加装防雷器。 在普通摄像机进线端加装二合一防雷器，型号：PT-CCTV2。组合方式为220AC+BNC或24DC+BNC;在带有云台摄像机进线端加装三合一防雷器，型号：PT-CCTV3。组合方式为24DC+24DC+BNC或220AC+24DC+BNC

3、收费系统信号线的防护措施 (1)在监控中心主机房计算机网络服务器至网络交换机(HUB)间安装一只计算机网络信号SPD，型号为：8TR4508-LH，以保护服务器。

(2)在监控分中心机房网络交换机至收费亭的微机间的数据线两端各安装一只计算机网络信号SPD，型号为：8TR4508-LH，以保护网络交换机和收费亭微机网络端口。

(3)在电子显示屏的光、电端机编码器之后至控制器两端各安装一只数据线SPD，型号为：24TC304-D，以保护光、电端机、编码器和控制器。

(4)收费亭与监控分中心有线对讲系统两端各安装音频控制信号避雷器1个，通流容量5KA(波形8/20μs)，型号为：170TC302-D。

(5)宜在程控电话和紧急电话传输线两端安装程控电话电涌保护器，其标称导通电压为Un≤1.5Uc ;雷电通流量Imax≤5kA(波形8/20μs);响应时间Ta≤50ns 的程控电话SPD，型号为：170TR1102-DT。

七、屏蔽措施

1、屏蔽是减少电磁干扰的基本措施，宜采取以下措施：外部屏蔽措施、线路敷设于合适的路径、线路屏蔽，这些措施宜联合使用。

为改善电磁环境，所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属部件都应等电位连接在一起，并与接地装置相连。屋顶为金属表面、立面金属表面、混凝土内钢筋和金属门窗框架，都必须进行等电位连接后接地。

在需要保护的空间内，当采用屏蔽电缆时其屏蔽层至少在两端并宜在雷电防护区交界处做等电位连接。当微电子设备系统要求只在一端做等电位连接时，可将屏蔽电缆穿金属管引入，金属管在一端做等电位连接。

建筑物之间的连接电缆应敷设在金属管道内，这些金属管道从一端到另一端应全线电气贯通，并连到各建筑物的等电位连接带上。电缆屏蔽层也应连到这些带上。

2、实践中建筑物或房间的大空间屏蔽是由金属支撑物、金属框架或钢筋混凝土的钢筋这些自然构件组成的。这些构件构成一个格栅形大空间屏蔽。穿入这类屏蔽的导电金属物应就近与其做等电位连接后接地。

3、监控系统设备机房位置应选择在LPZ最高级区和避免设在建筑物的顶三层内;当建筑物天面部分的避雷网格尺寸不符合系统抗干扰的要求时，应在天面加装屏蔽层。使用非屏蔽电缆，入户前应穿金属管并埋入地中水平距离10m以上。如受条件限制无法穿金属管埋地入户，则应加长入户屏蔽管或栈桥长度，金属管或栈桥的两端以及在雷电防护区交界处要做等电位连接和接地。

4、监控系统设备为金属外壳时，应用最短的导线将其与等电位连接带连接。如是非金属外壳，当设备所在建筑物屏蔽未达到设备的电磁兼容性要求时，应加装金属网或其它屏蔽体对设备屏蔽，金属网应与等电位连接带进行等电位连接。

5、计算机、通信、监控机房的设备应与建筑物外墙保护1m左右距离。以防止大楼遭到直击雷时沿外墙泄流入地的引下线周围产生较强的电磁场而损坏微电子设备。

八、等电位连接

1、等电位连接是现代防雷技术重要的防护措施之一。将进入监控中心大楼的各类管线的屏蔽层、机架等在进入大楼前进行等电位连接后接地。在进入设备前再进行二次等电位连接后接地。将广场摄像头输出的同轴电缆的外层和其它管线外层在进入大楼前进行等电位连接后接地。

2、将分开的外导电装置用等电位连接导体连接后接地，以减少系统设备所在的建筑物金属构件与设备之间或设备与设备之间因雷击产生的电位差。利用钢筋混凝土结构的建筑物内所有金属构件的多重连接建立一个三维的连接网络是实现等电位连接的最佳选择。为方便等电位连接施工，应在一些合适的地方预埋等电位连接预留件。

进入系统所在建筑物的各类水管、采暖和空调管道等金属管道的金属外层在进入建筑物处应做等电位连接，燃气管道入户后应在法兰盘连接处插入一块绝缘两端用开关型SPD连接后户内金属管道可参加等电位连接，并与建筑物组合在一起的大尺寸金属件连接在一起，按GB50054的要求做总等电位连接之后，接向总等电位连接带，并可靠连通接地。

3、在建筑物入口处，即LPZ0B与LPZ1区交界进行总等电位连接后接地，在后续的雷电防护区交界处按总等电位连接的方法进行局部等电位连接，连接主休应包含系统设备本身(含外露可导电部分)、PE线、机柜、机架、电气和电子设备的外壳、直流工作地、防静电接地、金属屏蔽线缆外层、管道、屏蔽槽、电涌保护器SPD的接地等均应以最短的距离就近与这个等电位连接带直接连接。连接基本方法应采用网型(M)结构或星型(S)结构。网型结构的环行等电位连接带应每隔5m经建筑物墙内钢筋、金属立面与接地系统连接。当采用S型等电位连接网络时，系统的所有金属组件除在接地基准点，即ERP处连接外，均应与共用接地系统的各组件有足够的绝缘(大于10KV, 1.2/50μs)。

九、共用接地

1、宜利用建筑物的基础钢筋地网作为共用接地系统。如建筑物没有基础钢筋地网，宜在建筑物四周埋设人工垂直接地体和水平环型接地体。接地体的接地电阻不宜大于1Ω。原则上应在各雷电防护区界面处做等电位连接，但由于工艺要求或其它原因，被保护设备的安装位置不会正好设在界面可能发生的电涌电压时，电涌保护器安装在被保护设备处，而线路的金属保护层或屏蔽层宜首先在界面处做一次等电位连接接地。

2、埋于土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢;埋于土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢。圆钢直径不应小于10mm扁钢截面不应小100mm²,其厚度不应小于4mm;角钢不应小于40 X 40 X 4mm;钢管壁厚不应小于3.5mm。人工垂直接地体的长度宜为2.5m。人工垂直接地体间的距离及人工水平接地体间的距离宜为5m，当受条件限制时可适当减小。人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m，在冻土区人工接地体应埋设在冻土层以下。接地体应远离由于砖窑、烟道等高温影响土壤电阻率升高的地方。

3、在高土壤电阻率地区，降低接地装置接地电阻宜采用下列方法：

A、采用多支线外引接地装置，外引长度不应大于30m; B、为了有效降低接地电阻，可适当使用降阻剂; C、换土法。

4、在监控中心大楼周围应做一环型闭合接地电阻小于1Ω的复式混合地网，浇灌长效降阻剂，以保证地阻常年稳定。此地网主要用于监控中心大楼和收费亭的安全保护接地。并与大楼并网作为共用接地系统。该地网引出极应用40 X 4mm镀锌扁钢制作，用截面积大于25 mm²的BR铜线从引出极引出至各收费亭供接地专用。一根以最短路径引入主机房接地母排上供机房接地专用。

在公路沿线云台杆下面各做一个小于1Ω的联合地网，每个地网两端做两个引出极，极间距宜大于5m，一根引出极作为防直击雷接地，一根引出极作设备安全接地用。每根地线穿1.5英寸镀锌钢管屏蔽后，引到云台杆顶和设备间供两种接地用。各分散的地网通过电源系统的安全保护地连通全线达到等电位连接的目的。

十、运行维护

(1)避雷器安装之后，应检查所有接线是否正确安装，然后运行测试，看系统和设备是否正常工作，有无异常情况，如有，应及时检查，直至整个系统均正常运作。

(2)每年雷雨季节前应对接地系统进行检查和维护。主要检查连接处是否紧固、接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理。

(3)接地网的接地电阻宜每年进行一次测量。

(4)每年雷雨季节前应对运行中的避雷器进行一次检测，雷雨季节中要加强外观巡视，如检测发现异常应及时处理。

十一、竣工验收

(1)防雷工程施工单位须按设计要求精心施工，工程建设管理部门应有专人负责监督。对于隐蔽工程应实行随工验收，重要部位应进行拍照和专用设备项记录。

(2)设计资料和施工记录应由相应的防雷主管部门妥善存档备查。

十二、销售服务及质量保证 (1)由本公司销售的产品和施工的工程均由保险公司承担产品质量和工程责任保险。

(2)工程中所使用的防雷器件，从工程验收合格之日起一年内免费保修，超过保修期两年内维修只收取工本费，终身负责维修。 (3)根据用户需求，免费提供防雷知识或防雷技术讲座; (4)保修期内，若防雷系统出现故障，公司技术人员在接到通知后的24小时内赶到现场。

第8篇：嵌入式技术的高速公路收费系统的设计

【摘 要】近年来，我国高速公路通车里程和汽车数量的日益增多，如何提高出入口车辆的通行效率和收费管理工作是面临的主要问题之一。本文介绍一种采用图像处理技术和通信技术的高速公路收费系统，以实现无人值守电子不停车收费，可有效提高通行效率和收费系统自动化程度及智能性。本文还给出了车辆图像信息的采集、处理方法以及实现不停车收费的软硬件设计方案。

【关键词】嵌入式;收费系统;自动识别

0 引言

目前，我国高速公路收费大多处于纯人工收费状态，需要大量人力，工作效率低下，运营成本较高;交费时需要停车，在交通高峰时期，收费站成为高速公路的“瓶颈”;近来，部分省市实施的高速公路区域联网收费在全国得到了公认，采用人工半自动收费和电子不停车收费(ETC)等，但存在“倒卡”和“换卡”等现象，给国家造成不小的损失。

针对我国高速公路收费的现状，本文提出了基于嵌入式技术和图像识别技术进行车辆识别的收费系统，自行采集动态视频和静态图像自动判别车型，识别车牌号码，并记录相关信息;自动判别并匹配车型与车牌号码，计算通行费，以实现无人值守和集中管理。

1 系统设计和硬件选型

系统有控制部分和图像信息采集及处理两个部分组成，框图如图1所示。

图1 系统结构框图

1.1 控制部分

系统采用S3C2410型ARM9芯片，扩展相应的外围电路，完成对图像信号采集控制、信息显示、通信接口等工作。一个控制板可控制多个车道的图像采集和信息传输工作，各车道的DSP不参与采集过程，只用于图像处理，减轻了其工作压力，具有很高的实时性。

车辆进入入口处缓行车道时，由传感器感知到有车辆通过，ARM9主控板发出控制信号，三个位置的CCD传感器分别拍摄，采集车辆三视图像，用以确定车辆车型和车牌号码。传统的DSP与PC机采用PCI卡接口一对一进行数据交换，成本较高，在ARM9上运行linux操作系统后支持以太网协议，设计光口和电口电路，可直接组网与PC机相连，将车辆信息上传至服务器数据库，并送LED显示屏显示;ARM9控制板与各DSP处理器采用RS485协议进行通信。

图2 主控系统硬件结构图

出口处图像采集过程同上，采集后的信息，经ARM9上传至PC机后，在服务器数据库中检索并匹配，计算出相应的里程，并根据车型计算出通行费用，并送LED显示屏显示，付费可采用IC卡预交等方式。

为防止夜间车辆大灯对图像采集的干扰，需设置可供车辆图像采集缓行通道。硬件框图如图2所示。

1.2 图像采集部分

电荷藕合器件图像传感器CCD(Charge Coupled Device)，它能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，在ARM9控制信号的作用下将一帧数据传输给DSP。

1.3 图像处理部分

图像识别芯片采用TI公司生产的TMS320C6201型DSP，该部分负责接收CCD采集的图像信息;由三位平面图像计算出车体的长宽高;进行车牌定位，并识别出车牌号码;在ARM命令CCD传感器拍摄图像后，再由ARM发出DSP读命令，然后通过RS485总线将车辆信息传送至主控部分。

2 软件设计

系统软件设计主要包括主控程序设计与图像识别算法的实现。主控部分设计主要是嵌入式操作系统的移植与应用程序的编写;如何选择高效可靠的图像识别技术是系统可靠工作的关键，本系统采用纹理法进行车牌图像提取，利用改进的Sobel边缘检测算法提取号码特征信息，使用gabor变换的方法进行号码分类识别的方法读取出号码信息。

2.1 主控部分软件设计

2.1.1 操作系统

本文选用linux嵌入式操作系统，实现以太网驱动和对各应用任务的调度。移植工作需完成对TCP/IP协议栈的修改和以太网接口驱动程序的编写，以满足系统的要求。通过网络驱动程序，向系统注册检测到的网络设备和传送车辆信息数据。

2.1.2 应用程序模块

应用程序采用模块化结构，使用C语言编写。包括初始化模块、通信模块、人机界面模块。

(1)初始化模块：在开机或复位后初始化，包括I/O端口、寄存器、LCD参数、通信参数、实时时钟、EEPROM数据等的初始化。

(2)人机界面模块：LED屏实时显示经过车辆信息，可由键盘操作，显示历史车辆信息。

(3)通信模块：通信模块包括采用RS485协议与DSP的通信数据;采用以太网与PC进行信息交换。

2.2 图像识别方法

2.2.1 车型识别

车型识别主要根据焦距和投影图像大小的比例关系。使用颜色分割法分割出车辆三视图，根据与焦距之间的比例关系计算出车辆实际的长宽高，作为通行费计算的一个依据。

D=np/M (1)

式中：n为像素数;p为像素间距;M为倍率;D为车辆实际尺寸。

2.2.2 车牌识别

要进行车牌的提取和识别，必须了解车牌与背景或车体的区别特征。我国通行的车牌大体有四类：蓝底白字、黄底黑字、黑底白字和白底黑字或红字。在环境等因素影响下，从颜色特征提取变得比较困难。可从下面两个角度进行特征识别：(1)一般车牌格式为：省份?英文字符?5个英文字符或阿拉伯数字，而且数字和英文字符笔画上连通;(2)车牌牌底和号码颜色特征区别明显，边缘突出。及时准确的获取车牌信息是收费系统中的一个重要的部分，识别过程：图像信息预处理→车牌定位→倾斜校正→二值化→字符分割→字符识别。

本系统设计时将车牌识别过程：

1.字符切分：车牌定位完成图像预处理、车牌搜索和倾斜校正;

2.车牌字符切分与识别：车牌二值化，字符分割，字符特征提取和字符识别。

3 结论

本文设计的基于嵌入式技术的高速公路收费系统，相对于现有的收费模式，实现了无人电子不停车收费模式，采用嵌入式和以太网技术，大大降低了成本;采用高速的DSP芯片，选择合理高效的软件识别算法，提高了实时性、准确性和成功率。该系统的研制可满足我国高速公路发展的要求，具有较高的兼容性。

【参考文献】

[1]洪健，等.基于DSP的车牌实时识别系统的设计[J].计算机应用研究，2013，24(7).

[2]王莉兵.车辆牌照识别关键技术研究[J].现代计算机，2012，9.

[3]易连结，等.车辆牌照的识别技术研究[J].人工智能与识别技术，2013，18.

[4]杨超，等.智能交通系统中车牌定位算法[J].电子测量技术，Vol.30，No.12，Dec. 2012.

[责任编辑：杨玉洁]

第9篇：高速公路收费系统通信服务器的设计与实现解析

收稿日期 :2002201229

作者简介 :付孟若 (1972- , 男 , 广东韶关人 , 博士生 , fumengruo @21cn. com. 高速公路收费系统通信服务器的设计与实现 付孟若

吴今培

张其善

(北京航空航天大学 电子信息工程学院 , 北京 100083

摘

要 :高速公路收费系统通信服务器是高速公路收费系统数据传输的枢

纽 . 重点介绍了高速公路收费系统通信服务器软件的设计 、 实现方法和特点 . 通信服 务器使用按优先级分发报文的通信协议 , 支持多用户的并发通信 . 为了实现数据共享 的集中控制 , 通信服务器采用客户 Π服务器的模式 . 使用多线程的编程技术 , 满足了对 通信服务器实时性的要求 . 目前 , 该软件已通过了验收 , 在广深高速公路上运行良好 . 关

键

词 :通信软件 ; 协议 (通信 ; 网络软件 ; 并发通信 中图分类号 :U 412. 36+ 6. 1; TP 393. 09文献标识码 :A

文 章 编 号 :100125965(2003 0720624203 De sign and implementation of on highway toll (School of E , of Aeronautics and Astronautics , Beijing 100083, China toll connection system is the center of data transmission. The de 2sign , of communication server were introduced. Based on designed protocol support packets , communication server exchanges data concurrently with end 2users. Client ΠServer m odel was utilized to meet the need of centralized control of sharing data. Multithread

programming technique was used to fulfill requirement of real 2time. The system w orks satis factorily at G uangzhou 2Shenzhen highway. K ey words :communication s oftware ; protocol (communication ; netw ork s oftwares ; concurrent communication

我国是当今世界上公路建设速度最快的国

家 . 目前已通车高速公路收费系统普遍采用 “ 人工 收费 , 计算机管理” , 随着高速公路路网的发展和 计算机网络 、 通信等高新技术的发展 , 在区域或省 内实行联网收费 , 是当前智能交通系统 (ITS 发展 的趋势 . 高速公路收费系统一般分为 3级 :收费车 道 、 收费站 、 收费管理中心 . 收费管理中心负责管 理各个收费站 , 收费站管理各个车道 , 收费中心与 收费站通过同步数字网 S DH (Synchronous Digital Hierardly 快速传递数据 , 收费站通过局域网对收 费车道实施监控并获得相关的收费信息 . 收费数 据在车道形成 , 经过收费站上报到中心 . 各种系统 配置及参数表由中心下发到收费站 , 再由收费站 下发到各个车道 . 为了连接高速公路收费管理中心和收费站 、 收费车道 , 分发收费数据和监控数据 , 需要开发高 速公路收费系统通信服务器 . 主要解决各级管理 部门之间的网络互连 、 监控报文的可靠实时分发 和其它类型报文的可靠分发 . 通过该通信服务器 , 可以获得各个收费车道设备的实时状态信息 , 并 可下发打开车道 、 关闭车道 、 强制下班等控制报文 和其它业务参数表 . 本文主要讨论该通信服务器的设计 (功能 、 通 信协议 和实现 (开发手段 、 软件结构和特点 .

1系统设计

通信服务器是高速公路收费系统通信的桥

2003年 7月 第 29卷 第 7期 北 京 航 空 航 天 大 学 学 报

Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics July 2003 V ol. 29 N o 17 梁 , 通过它可以实现各级系统之间的数据通信和 信息交换 . 1 功能

① 实时接收和发送监控报文 ; ② 根据数据的 优先级 , 接收和发送其它各种类型的报文 ; ③ 支持 文件传输 ; ④ 通信链路的维护和侦测 . 当链路中断 并恢复后 , 支持自动重连 ; ⑤ 具有简单网管功能 , 可以维护各个通信节点 . 2 通信协议

通信服务器为各个客户端提供 TCP ΠIP 的接 口 [1]. 由于报文不是按照 FIFO (先进先出 的原则 进行传送 , 因此通信服务器使用一个应用层的通 信协议 , 来调度和分配优先级不同的报文 . 按照协 议的定义 , 报文被分为 5部分 (见图 1 . 目的地址 源地址 优先级 数据 校验 图 1

报文结构 报文按类型分为监控报文和数据报文 . 监控

报文的优先级别最高 , 数据报文的优先级次之 , 普 通文件的优先级最低 . 网络通信中断时 , 器缓存未上传的数据 , . . 优先级划分的原则是 :在同类 报文中 , 不需确认的监控报文或实时数据报文的 优先级最高 , 其次才是需要确认的监控报文或非 实时数据报文 .

2实

现 2. 1

开发手段

在 Windows 2000平台上有大量的系统服务类 型作为分布式计算手段 . 除了直接使用 Windows 提供的 Wins ock 服务外 ,Windows 2000还有命名管 道 (pipe 、 远程过程调用 (RPC 、 分布式组件对象 模型 (DC OM 、 消息队列 (MS M Q 等名目繁多的分 布式软件开发手段 . RPC ,DC OM 都是为专门的系 统功能而设定的 , 在通信服务器以数据传输为主 的情况下 , 使用它们只能增加系统开销 . MS M Q 虽 然很适用于开发传输数据的中转中心 , 但它使用 了过多的中间层系统调用 , 导致效率太低 , 会成为 系统的瓶颈 . 因此最佳的选择就是直接对 Wins ock (Windows S ocket 接口进行开发 , 虽然编程复杂 , 但可以获得最好的性能 [2]. 2. 2

软件结构

高速公路收费系统采用客户 Π服务器的模 式 [1]. 其中通信服务器是服务器端 , 与它相连的其 它应用系统是客户端 , 其模型如图 2所示 . 客户 Π

服务器模式就是以服务器为中心实现数据共享的 集中控制 . 客户端只要与通信服务器间建立一条 连接 , 就可以与所有其它的客户端通信 . 客户 Π服 务器模式实际上包含了 2个程序 , 一个运行在服 务器端 , 另一个运行在客户端 . 客户端与服务器端 建立可靠的 、 面向连接的服务 . 服务器首先启动 , 建立一个套接口 , 并把它和本机的网络地址绑定 起来 , 然后使套接口做好侦听的准备 , 这时就可以 等待接收数据了 . 客户端在建立套接口后 , 就可以 与服务器建立连接了 . 连接一旦建立后 , 服务器和 客户端就可以通过套接口发送和接收数据了 . 事 实上 , 服务器和客户端的程序并不是对称的 . 客户 端的程序不停地向服务器发出请求 , 服务器侦听 套接口 , 根据客户端的请求做出响应 , 所以它们之 . , . 图 2 客户 Π服务器模型

广深高速公路收费系统通信服务器包含通信 模块 、 链路控制模块 、 报文处理模块和用户管理模 块 . 这些模块之间的关系如图 3所示 . 图

3通信服务器的结构

通信模块根据报文的优先级 , 可靠地发送和 接收报文 , 并支持报文的静态路由 . 链路控制模块监测网络连接是否正常 . 如果 不正常则通知主线程设置网络不正常标识 , 同时 定时检查网络通信是否正常 . 如果网络连接恢复 正常 , 则通知主线程可以进行数据传输 . 报文处理模块负责报文的处理 , 主要包括提 取报文所需的原始数据 , 并根据报文的定义格式 , 封装和拆封报文 . 用户管理模块主要完成与通信服务器连接的 客户端的管理 , 管理的内容包括授权客户端连接 526 第 7期

付孟若等 :高速公路收费系统通信服务器的设计与实现

通信 , 客户端的名称 — 地址表格的维护 , 各通信节 点通信状态的显示和管理 , 以及在必要的时候 , 可

以强制断开与通信节点的通信连接等 . 由于每个客户端都需要与通信服务器建立 TCP ΠIP 连接 , 为了提高软件代码的重用性和加速 应用系统的开发 , 利用 Windows 平台的 ActiveX 技 术将客户端的通信代码封装成一个 OCX 控件 , 这 样通信服务器和客户端的 OCX 就构成了一个基 于 TCP ΠIP 的实时分发技术的客户 Π服务器模式 . 这种实时的分发技术能够在不同的模块间提供透 明的通信手段 , 开发层次在 OSI 7层网络模型的 应用层上 . 2. 3

特

点

1 多个客户端的实时 、 并发通信 . 根据需求 , 通信服务器需要与多达 30个的客户端建立连接 , 这样要解决处理各个节点数据的延时问题 . 通信 服务器建立了 30个逻辑通信链路 (建立并打开 30个套接口 , 与请求通信的客户端相连 , 来解决服 务器调度客户端并发通信的问题 , 每个逻辑通信 链路都分别使用 512个字节的缓冲区 . 以满足客户端的实时 、 2 时 , , 使用了 .

一个接收线程 , 分别处理报文的发送和接收 . 发送 线程和接收线程需要协同工作 . 通信服务器使用 同步事件 (WS AEventSelect 来同步数据 , 防止发送 线程和接收线程在读取数据缓冲区时发生冲突 . 3 差错控制采用连续 ARQ (自动重复请求 方式 . 客户端可以一次发送多个数据报文 , 通信服 务器接收到报文 、 解析后发回一个应答 , 对一次传 输进行确认 . 这样可以避免客户端每次发送一个 数据报文 , 都需要等待通信服务器的应答 ACK (Acknowledgement , 从而提高了信道的利用率和 传输效率 .

4 确认应答机制 . 根据设计的通信协议 , 并 不能保证发送的报文都被通信服务器可靠地接 收 . 为了保证数据传输的可靠性 , 通信服务器设计 了可靠的确认应答机制 . 客户端在发送数据报文 后 , 就等待服务器的应答 (ACK 报文 . 如果在规定 的时间内 , 客户端没有收到服务器的应答 , 则重新 发送未正确接收的数据 , 同时重发次数增加一次 . 如果重发次数超过了规定的次数 M , 就丢弃该数 据报文 , 同时启动通信链路检测线程 , 检查通信链 路的状况 , 如图 4所示 . 图

4通信链路检测线程的流程

5 数据转发机制 . 通信服务器对接收到的报 文进行分析 . 如果报文的目的地址不是本地 , 就通

过全线地址表对目标地址进行路由 , 然后通知发 送线程 , 从指定的端口转发 . 2, 所 , . 如果需要增 , 可以编辑全线地址表 , 加入通信节 点地址和名称即可 .

3结 束 语

使用多线程的编程技术开发的 、 支持并发通 信的通信服务器 , 在广深高速公路系统升级改造 过程中 , 经过了系统联合调试和实际运行的考验 , 并运行良好 . 采用 ActiveX 技术开发的 OCX 控件 , 加速了应用软件的开发 , 提高了代码的重用性 . 实 践证明 , 它可以满足实时性和多用户并发通信的 要求 . 参考文献 (R eferences [1]Leon R E. W orld of internet :A client 2server architecture and the new generation of in formation servers[J].Online and CDROM Re 2view ,1994,18(5 :279~284 [2]哈蒙德 . 计算机局域网性能分析 [M].钟嘉强译 . 北京 :人民 邮电出版社 ,1991

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2003年