第一篇：高速公路收费站设计
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
第二篇：谈高速公路收费站改扩建设计的方案
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谈高速公路收费站改扩建设计的方案
作者：刘辉
来源：《北方经贸》2012年第08期
摘要：由于交通量的迅速增长，一些高速公路收费站出现了严重的超负荷通行现象，其通行能力和服务水平无法满足当前的交通需求，因此收费站的扩建加宽势在必行。高速公路收费站改扩建的设计要建立在具体问题和具体条件的基础上制定出最合理的改造方案，并且避免改扩建后的路段各部位出现较大的问题。讨论的设计方案包括了收费站改扩建中的道路线形设计、路基设计和路面设计的要点和方法等。希望帮助设计者提高设计质量，使改扩建后的高速公路收费站能更好地为公众服务提供便利。
关键词：高速公路收费站;路基加宽;不均匀沉降;纵向裂缝
中图分类号：F570.3 文献标识码：A
文章编号：1005-913X(2012)08-0023-01
近几年来，多数高速公路交通量的迅速增长，一些高速公路收费站的通行能力严重超出负荷，车辆排队缴费的现象也日趋严重。为了满足当前交通需求和提升其通行能力和服务水平，为车辆通行提供便利，收费站亟需扩建加宽。以下对高速公路收费站改扩建设计的方案做出讨论。
一、线形设计
道路的线形设计会在极大程度上影响一个收费站的通行能力和服务水平。平面设计以主线标准段路面边缘线为设计线。纵断面设计中的路面高程需要由原收费站的路面边缘高程进行控制;主线收费站范围内的纵坡设计，除了要测量原有老路的纵坡设计，还需要实际测量现有道路设计中心线处的路面高程，最终拟合确定出新的设计方案。横断面设计中路宽、车道数的设置以及收费站两段渐变段采用的渐变率是设计重点。
二、路基设计
(一)路基加宽方案
路基加宽方案可分为路基单侧加宽和路基双侧加宽两种。在路基单侧加宽中，二灰填筑方案有较明显的优势，它是指：在路基面之下一米的区域内使用均匀混合的粉煤灰与熟石灰(0.9∶0.1)填筑，形成路堤。用二灰充当路堤的填充物有很好的效果：强度高、维持性好，并可以缩小新旧路基的刚度差;其自重荷载小，可以很好地缩小路堤因自重荷载出现的变形情况。
在路基双侧加宽方案中，粉煤灰填筑方案是众多方案中的较有优势的一种。粉煤灰填筑方案的主要填料有天然砂砾，粉煤灰和二灰，再在这三种填料之间铺设不透水土工布以起加筋路堤和隔离防渗作用。用粉煤灰和二灰作为路堤的填充物，既可以缩小新路堤重量还可以提高新路堤的质量，并可缩小路基因车辆压力作用而产生的变形。从实际工程效果来看，这种填筑方案可以很有效地缩小新旧路基间强度的差距。
(二)新老路基衔接
新旧路基衔接处的处治有着极为重要的作用，只有新旧路基之间能够紧密连接，保持整体的形状，改扩建工程才算成功。
1.压实地基前必须除去不适合土层，压实度达到85%以上的(路基下地表面三十厘米以内);当路基填土层低于八十厘米，压实度应达到95%以上。旧路路肩较差、不适合进行工程的，应将路肩重新翻碾，达到标准再进行施工。
2.必须清除路基填料中不适合的次料，如碎石、土块等。其强度弱，性质不稳定，会破坏工程质量。必须换填合格的路基填料，并确保压实。
3.必须清除其他已拆建筑遗留下来的地基，保证其顶面必须低于路面一点五米以上。否则会导致道路使用时出现路面开裂现象。
4.针对加强地基的整体承载力做特殊处理，目的是尽力缩小新老路基发生不均匀沉降的高度差，防止路面破坏。具体可以采用超压的方法，包括堆载预压处理地基和强夯等方法进行增强补压。
三、路面设计
(一)挖除水泥混凝土路面
首先将用人工撒灰线把要挖除的旧路面范围标示出，然后进行挖除施工。旧路中心的大面积混凝土块采用破碎机破碎，破碎机破碎的路段边缘应超出旧路保留部分50厘米左右;小面积混凝土块或边缘处需要用风镐等小型机械进行破碎，或人工破除，必须确保旧路的保留部分没有受到损伤。当用破碎机破碎旧路面后，应立即挖除破碎的混凝土块并进行创面的清理。
(二)路面结构设计
主线收费站范围内的路面改建设计，根据不同的路面情况需要采用与之相应的路面结构：
1.主线收费站渐变段。拓展加宽部分采用水泥混凝土-沥青混凝土的复合路面，对老路的水泥混凝土路面进行病害处治后，再在上面直接加铺沥青混凝土层，将新老路面拼接起来。新拓展部分也可结合老路路面，且便于施工。
2.收费通道。由于车辆在经过收费通道时要经过减速、刹车、起步、加速等一系列过程，相对起其他路面，收费通道路面的承受能力收到更大的考验。
3.收费广场拓宽部分。拓宽部分的水泥混凝土板块一般尺寸较大，由此也容易发生新老路基和路面基层不均匀沉降的情况，所以，此部分的路面结构采用强度较大的钢筋混凝土面板。
(三)路面的衔接
新老路面衔接处经常出现的问题是产生纵向裂缝。纵向裂缝会对拼接路面的质量产生不同程度的影响，严重的甚至会危害到行驶车辆的安全。因此，新老路面衔接处的处理是改扩建工程设计中的重点和难点之一。如下措施可控制纵向裂缝。
1.挖除老路面边缘50厘米范围内的面层和水泥，它们通常已经呈现出疏松状态，将这些疏松的部分在新路面施工时一起进行回填压实，已达到提高路面整体性的作用。
2.在新老路面衔接处的水泥碎石顶面上加铺2米宽的钢筋网片，其横向、纵向间距均为10厘米，这样能大大提高路面结构的稳定性。
3.将土工格栅和土工布设置在新路的基底面以上部分。先将土工布铺设两层设置在砂垫层上，起到反滤作用以及使大面积受力均匀。然后将一层土工格栅置于土工布之上距离二十厘米到五十厘米的位置，并且至少伸入旧路基的边坡不少于一米。这种加用土工布和高强度土工格栅处治法，可以有效增强新旧路基结合处的刚度和强度，改善改造后路基的整体承受力，保护新旧路基结合处的路面不易受到荷载的破坏。
此外，新旧路基结合处必须注重考虑隔离防渗措施，防止雨水或异物渗进新老路基结合处，造成破坏。在新老路基结合处铺上不透水土工布，可以加筋路堤和隔离防渗。不透水土工布可稳定新旧路基，缩小路基的不均匀沉降;其隔离防渗作用，可防止雨水和异料的渗入对产生路基的破坏。
四、总结
由于各大高速公路的交通压力加重，高速公路收费站也面临着新的交通荷载，所以改扩建高速公路收费站势在必行，更需要一个合适的设计施工方案。本文讨论了道路线形设计中的平面设计、纵断面设计和横断面设计，路基设计和路面设计的方案以及相应的施工注意要点等方面。但是实际的改造方案极大程度上要求具体问题具体分析，不同收费站都有最适合其的设计。实地考察高速公路收费站的多方面情况，能避免改扩建后的路段出现较大的问题，尤其是新老路面衔接处。所以，收费站改扩建工程设计不仅需要设计者的高水平的土建专业知识，也需要在设计过程中反复的实践，根据实际情况不断对设计进行完善和修正，提高设计质量，使改扩建后的高速公路收费站能更好地为公众服务，提供便利。
参考文献：
[1] 李开正.纵断面拟合设计在高速公路加铺改造工程中的应用[J].交通科技，2009(3).
[2] 潘国强.高速公路改扩建工程中路基加宽方式及其特点综述[J].公路工程，2007(5).
第三篇：高速公路联网系统车道收费软件的设计与实现分析
摘 要 高速公路收费是确保高速公路营运正常的一项措施，在信息技术与网络不断发展的时代下，高速公路车道收费网络化正逐步完善。在高速公路收费系统中，主要有数据清分中心、收费中心、收费站以及车道收费这四个系统。其中车道收费是整个系统中的第一处理点以及数据源。本文基于这一背景，简单阐述了车道收费系统在联网状态下的功能，分析了收费软件设计需注意的几点问题，并在此基础上研究了软件实现要点。旨在优化收费软件设计，提升高速公路收费管理效率。
【关键词】高速公路 收费系统 软件设计
车道收费软件的使用目的在于处理好车辆出入作业，联网是对信息的一种交互，确保收费合理性。车道可分为出口与入口两种，入口系统主要功能为读写IC卡、开启与关闭自动栏杆、转换交通信号灯、为道路监控提供实时信息、上传或下载车辆黑名单、入口车辆相关数据的上传等;而出口系统除上述功能外，还需计算通行费用并语音播报、更新费率表、特殊车辆记录与抓拍、出口数据上传等。在联网状态下，我国高速公路管理将更为规范化，通过车道收费软件的设计与使用保障整个交通系统的正常运作。本文以车道收费系统的设计与实现为主线，作出如下分析。
1 车道收费软件设计要点分析
1.1 突发状况应急处理设计
在现阶段高速公路收费环境中，不乏一些车辆为了节省过路费出现闯关现象，这种情况可能造成收费的混乱。另外，车辆种类的不同在收费标准方面也不尽相同，例如在遇到公务车、军警车、领导车队(紧急车)、欠款车等车辆时，软件需对这类车辆展开及时划分，确定收费标准。且车辆还分为有卡与无卡两种，与收费标准差异性相互组合时无形中极大增加了收费复杂性。
1.2 用户版本移植的复杂性
现阶段收费系统相当于仅面向了业主这单一方面，在联网状态下，业主使用的车道收费模式与软件设计密切相关。传统收费系统属于非联网状态，若在此基础上加以改进首先要解决业主匹配问题。在联网情况下，可将收费看做两个以上高速公路业主(且行驶路段为相连状态)的联合收费，无论是在外设上还是版本上都需有所改变。换言之，要求收费系统不仅能够起到既定作业的处理功能，还可灵活应对现实状况，做好适应性与灵活性。
2 收费软件的功能实现分析
2.1 软件实现方式
车辆在进入到收费系统之后，由于自身重量以及车身行驶状态会将线圈触发，车辆随即进入到天线检测范围。在信号被触发之后，车道程序会将天线开启，接收CPU与OBU传来的信息同时实时处理。通过信息交互，车辆CPU卡信息将实现被读写。
首先收费系统会验证CPU卡与车辆是否匹配，并查验OBU有效性。之后访问服务器数据库，了解车道内车辆是否处于黑名单或灰名单之中，若处于则根据欠费或漏缴情况作出合理判断并打印单据(此操作需联网实现)，在所有检验均合格后才能够开始收费操作。收费操作为交易核心，车辆在高速公路入口处收费为零元，出口处收费根据驶入与驶出情况按标准收费。最后，车辆在交易成功状态下，费额显示器上会将扣费信息显示出来并放行。
2.2 数据上传
数据上传是联网状态下软件的必要技能，也是联网时车道收费核心功能。由于高速公路在软件运行条件上相对恶劣，受到内存等客观条件影响较大，因此在设计上可分为前台与后台两方面展开传送，通过UDP通信协议完成。但这是一种可靠性不强的传输协议，因此需采用某种方式保障数据可靠性，例如SendFlag标志。具体上传流程如下：
当高速公路入口处发卡或出口收费信息出现时，信息会被存至本地数据库，将标志定义为假并让前台软件向后台发送传送消息。后台接收后则使用协议将数据上传，将标志为真的记录删除。接着，当收费站服务器收到信息后，需自动检索数据库再操作数据，成功后发送成功标志至车道软件。软件收到成功信息后，可将该记录标志设置为真。最后，车道收费后台软件会将数据发送至收费站服务器。此时若网络出现故障，需重新检查网络是否处于联通状态。
2.3 时间统一性的实现
在收费系统中，由于需使用到联网功能，因此时间的统一性尤为重要。在软件实际运用中，时间标准应以站级服务器为主。服务器中会安装SQL Server，能够自主实现与Windows的对时。
2.4 数据打印高效性
传统采用Windows驱动的数据打印花费时间较长，通常为8秒左右，若通过车辆过多可能造成堵塞情况。在联网系统中，需正视打印时效这一问题，直接将打印控制码发送至打印机，票据会在2秒左右时间被打出，极大提升了收费速度，确保高速公路的通畅性。
2.5 特殊情况的处理
对于车辆在驶入收费站后出现的特殊情况，软件需加以区分并将其上传至服务器，包括车辆车牌号、车主信息以及具体情况类别等方面。尤其是在出口车道，通常出现的特殊情况有储值卡余额不足、入口信息错误或丢失、CPU卡丢失、报警器提示等。入口方面，主要有缺少CPU卡以及电子标签两种。对于特殊情况，需值班员正确引导车辆至MTC车道处理，并将信息上传。
3 结束语
高速公路联网车道收费系统的设计是对高速公路运营的支撑，也是减少道路堵塞，提升车流速度的有效方式。在联网状态下，信息传播速度极大提升，系统可实现大部分数据处理，有效减轻了值班员工作量。在系统的设计与实现方面，现阶段需解决的主要问题在于联网状态下身份认证的统一性以及软件处理功能范围的扩大化。总之，软件设计人员还需加大投入力度，在不断实践基础上将收费软件设计得更为完善，通过软件真正实现联网管理，为高速公路的运营提供强有力支撑。
参考文献
[1]郑颖.高速公路车道收费软件的设计与实现[D].西安电子科技大学，2010(01).
[2]张星.ETC车道收费软件的设计与实现[J].中国交通信息化，2011(01).
[3]周杨.高速公路收费系统MTC车道软件设计与实现[D].西安电子科技大学，2012(02).
[4]余绪金.高速公路不停车收费联网车道软件的设计与实现[J].科技广场，2012(04).
作者单位
江苏智运科技发展有限公司 江苏省南京市 210049
第四篇：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]
第五篇：基于Java的高速公路收费管理系统的设计与实现
【摘 要】本文阐述了基于Struts2+Spring+Hibernate开源框架实现高速公路收费管理子系统的开发流程。本文首先对Struts
2、Hibernate、Spring等框架进行论述，其次描述了系统的需求分析与总体架构设计，包括系统的功能需求、性能需求、功能结构设计和体系结构设计等;然后详细介绍了系统的各个模块的具体实现，主要模块有登陆模块、数据录入模块、维护模块等;最后，对系统进行的测试并对项目的主要工作和存在的不足做了论述。
【关键词】Struts2;Spring;Hibernate
0 引言
基于B/S结构的Web程序的开发，有非常大的灵活性，允许用户远程访问系统资源的同时能对数据平台和管理访问权限进行有效的保护。B/S结构软件的所有的客户端只是浏览器，也只需要管理服务器，更为快捷、方便、高效。与C/S体系结构相比，B/S体系结构不仅具有C/S体系结构的全部优点，而且具有客户端零维护、可扩展性好、安全性好、资源重用性好等新的优点。
1 系统需求分析
计算机收费系统式收费站的主要组成部分[3]。每个收费站由网络服务器、管理计算机构成的上端管理系统和若干个车道控制计算机构成 的车道控制系统组成局域网。高速公路计算机收费系统的目标是：按照每辆车的车型和实际行驶里程收费;提高收费的工作效率，尽量降低由于收费过程引起的交通延误，提高高速公路的通行能力;实现高速公路的现代化营运管理为智能运输系统的实现留有一定的接口。基于系统的以上目标，收费系统应该具有以下功能：
1)实行计算机管理，尽量减少人为干预，保证车型判别的正确性。
2)系统能自动检查设备运行状态，能准确并及时地给出故障信息和故障排除信息。
3)系统应该是全天候、实时的，如收费车道应该在任何时间有车辆通过时能正常使用。
4)具有一定的报警功能，如遇抢劫时的远程报警，与车辆冲关或进出口收费员判刑不一致时报警。
根据以上对系统需求的描述和功能的分析，对于收费管理系统，它主要处理的数据是收费数据，主要包括 4个模块：数据登录模块，录入模块，维护模块。
2 技术平台
2.1 MVC模式和Struts框架
MVC某种语言所特有的设计思想，而是所有面向对象程序设计语言都应该遵守的规范[4]。MVC思想将应用分为三个基本部分：模型、视图、控制器。这三个部分将以最少的耦合协同工作，从而提高应用的可扩展性及可维护性。
Struts2是Struts的下一代产品，是一个优雅的，可扩展的Java EE Web框架[5]。它是Struts和WebWork的技术基础上进行合并的全新的Struts2框架。但是，Struts2没有继承Struts1的血统，而是继承WebWork的血统。Struts框架作为MVC模式的典型实现，对Model、View和Controller都提供了对应的实现组件。
2.2 Spring框架
Spring框架是一个分层架构，由7个模块组成，各个模块之间是相互的。Spring其他模块构建在核心容器之上，其中，核心容器定义了创建、配置和管理bean的方式。
3 系统实现
在系统需求分析和设计的基础上，在系统的开发过程中，将SSH架构应用到实际的项目开发中，并且利用第三方报表开发软件开发报表部分，极大地简化了系统的开发，提高了效率。在整个系统的实现过程中，本文主要实现了收费管理系统模块。
3.1 数据登录模块
用户登录模块的设计中完全实现了MVC模式，实现了视图与数据处理的分离。登录页面、修改密码页面以及登录成功页面构成视图层;用户登录及修改密码的请求应答控制由控制器实现;具体的用户信息合法性由Struts2提供的客户端输入校验完成，保证输入信息的合法性。图1是用户登录的简要图。
3.2 录入模块
数据录入模块主要就是报表文件的开发，设计报表文件，首先要打开设计器，连接到数据源，然后开始进行报表文件的设计。本模块中报表文件，仅用于数据录入，因此可以创建的报表应该选择填报或参数表单。然后在快逸报表中的表格中填写选项，设置选项的属性要根据需求来设置，包括设置数据的格式，编辑的风格、是否可写，能否为空等。
3.3 维护模块
该模块主要是负责维护人员名单的相关信息。由于本系统是内部人员使用的系统，用户较少，不需要通过注册来添加人员，而是通过该模块来添加删除人员或者修改其权限。
主要涉及到的信息包括：站号、用户ID、用户名、用户密码、班次编号、录入权限、监视权限、统计权限、检索权限、稽查权限、维护权限、票据管理权限、卡管理权限等，如表1所示。其中各种管理权限来自于用户信息中purview字段，每个比特位代表一种权限。
4 结论
系统采用SSH(Struts2+Spring+Hibernate)轻量级框架，完成了高速公路收费管理系统的开发，对三个框架的使用和集成有了深刻的认识。本文详细介绍了三个框架的背景、相关技术以及内部实现原理，包括MVC的开发模式、ORM技术以及IOC和AOP，这些对于系统的开发有非常重要的帮助。项目基于MVC的思想进行开发，Struts2框架负责了表示层和控制层;采用Hibernate框架以面向对象的方式来访问数据库，极大地简化了数据库操作;Spring框架将业务层又细分为业务逻辑层和数据持久层，使得接口和实现进一步的分离，使开发者从繁杂的事务管理中解脱出来，而专注于业务逻辑的处理。
【参考文献】
[1]彭艳玲，胡松涛.高速公路收费现状与存在问题研究[J].山西科技，2008(04)：10-12.doi：10.3969/j.issn.1004-6429.2008.04.005.
[2]吴炜，丁月华，文贵华.ETC车道控制系统的设计与实现[J].计算机工程，2001(05)：162-163.doi：10.3969/j.issn.1000-3428.2001.05.065.
[3]郭敏.高速公路收费系统[M].北京：人民交通出版社，2002，7：15.
[4]李刚.较轻量级JavaEE企业应用实践[M].北京：电子工业出版社，2004，11：158.
[5][美]巴西亚，等，编.Java企业级持久化技术指南[M].叶斌，译.北京：科学出版社，2010，6：137.
[6]白广元.Java Web整合开发完全自学手册[S].北京：机械工业出版社，2009，8：144.
[责任编辑：丁艳]