收费系统中的电子技术论文

【摘要】自来水收费系统是一种综合性的信息管理系统，集自来水用户管理、抄表、营业收费、短信平台、代收代扣功能于一体，具有信息化的特征。随着城市现代化建设的快速发展，城市供水的规模越来越大，对收费管理的要求也越来越高。在这种情况下，传统的收费方式已经不能满足现代供水收费的需求，需要运用全新的收费管理系统，提高自来水行业的管理水平和运行效率。下面是小编为大家整理的《收费系统中的电子技术论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

收费系统中的电子技术论文 篇1：

浅谈高速公路收费系统的设计与实现

摘 要：高速公路收费系统是智能交通系统的一个重要的研究课题，是实现高速公路收费从人工到半自动再到全自动过程的发展方向。一个收费系统通常由收费车道、收费站、收费管理中心三部分组成。本文主要讨论高速公路收费系统的设计与实现。

关键词：高速公路收费系统 总体设计 系统硬件设计

智能交通系统（Intelligent Transportation System），就是集信息处理、通讯、控制、以及高科技的电子技术等最新的科研成果，应用于交通运输网络中。它与传统的交通管理系统一个最显著的区别是，将服务对象的重点由以往的管理者转向道路使用者，即用先进的科技手段向道路用户提供必要的信息和便捷的服务，以减少交通堵塞，从而提高道路通过能力的目的。

1 收费监控室的远程主机组成

远程监控中心管理机构可以通过网络对一线收费工作进行了解，在远程监控中心可以完成对以建立了计算机收费监控的收费站实施远程图像监控、远程数据传输、远程报表打印、远程软件设计修改等工作任务。高速公路运营普遍存在的路费漏收和流失的问题也通过系统对出入口车辆的车牌进行识别、匹配，判断是否为同一车牌等方式解决了。同时，系统还可以通过对高速公路的车辆进行监控来协助公安、公路稽查部门发现可疑、黑名单车辆等。

2 高速公路收费系统总体设计

2.1設计思想

高速公路收费系统的总体设计要充分利用现有条件，考虑未来发展的原则，提高收费的自动化程度。将电视机监控及计算机网络逐步扩充到整个地区，以满足现代化城市在高新技术条件下的交通管理的需要。

2.2系统目标

为使系统满足要求，提出以下指标：

（1）实时性：系统具有快的时钟频率，计算机收费的票据数能立刻完整不漏的送往收费站保存。

（2）准确性：系统的自动化程度高，减少人为操作过程来避免人为错误的发生。同时，提高系统的精度。

（3）可靠性：系统要能在较恶劣的环境下24小时连续工作，提高系统容错能力。

（4）安全性：系统要有较强的安全措施，针对可能存在的漏洞进行相应的处理，并设立严格的权限管理，防止人为的破坏。

（5）可扩展性：留有充足的界面来扩展外围设备，应对不时之需。

2.3系统构成

高速公路收费系统主要由收费系统、监控系统和通信系统三部分组成。

（1）收费系统

收费系统是高速公路机电工程中效益发挥最大、最为成熟的系统。目前高速公路信息化建设的程度不一。根据交通部近期对7个省市高速公路的调查表明，目前约有30%的高速公路是人工收费，其余基本上实现了半自动收费；部分高速公路建立了监控中心和通信中心；高速公路收费系统的使用周期不一，目前一般为4-5年。

（2）监控系统

计算机收费机自动根据输入的车型信息往数据库里添加收费额等信息，然后通过计算机网络传输至监控室。如果上级主管部门需要对收费站实施统一管理和实时监控，还设计了远程监控系统，系统有远程监控中心和各收费监控室的远程主机组成。有效的将计算机网络的智能化控制管理与闭路电视监控理论有机的结合起来，在该领域是一项最有效的管理手段。

（3）通信系统

通信系统是高速公路信息化建设的传输载体，目前全国高速公路通信线路已达6700多公里。高速公路通信系统的传输媒介经历了从电缆到光缆的发展过程，目前主干均采用了光纤通信。

3 高速公路收费系统的系统硬件设计

3.1收费车道系统结构

由于入口车道与出口车道所完成的功能差别很大，这样所配备的车道设备也有差异，下面从入口车道和出口车道两个方面介绍收费车道系统结构

3.1.1入口车道系统

入口车道由车道控制器、收费员终端、车辆检测器、手动栏杆、自动栏杆、雨棚信号灯、黄色闪光报警装置及多路数字控制单元和车道CCTV系统等设备构成，还包括相应的电力电缆和信号电缆。

由计算机局域网络建立收费车道与收费站之间的通讯，将收费车道状态、设备运行状态、车辆信息等传到收费站。收费车道与收费站还有独立的对讲电话网络和CCTV系统（详见CCTV系统描述），可由收费站值班员直接命令或指导收费员的操作。入口车道各设备的联动使得当车辆驶入高速公路时，入口站、车道、车型、收费员及日期、时间等信息传输到收费站服务器计算机。入口车道设备如图1：

（1）车道控制机

车道每天采集的原始数据所需存储空间较大，特别是收费站网络通信故障时，车道计算机还应该能存储一段时间的原始数据，并保证此期间车道仍能独立工作。所以车道控制机应是具有较大容量的存储设备。同时，硬件应能适应大量重复性操作，具有稳定、持久工作的能力。因此车道控制机一般采用工业控制机。

图1 入口车道设备构成图

车道控制机配置有信号采集卡、以太网网卡、视频捕捉卡、字符迭加器、外设控制器等，主要完成入口收费信息的迭加；通行车辆的图像抓拍；入口信息和图像数据的存储和传送；接收处理数据监控系统下传的收费员工号、姓名、班次安排、口令等资料；控制车道各外部设备的运行。

车道控制系统具有收费车道关键设备的自诊断功能，可采集网络通讯卡、多串口通讯卡、数据采集卡等相关设备的状态信息，负责将故障信息显示在收费车道显示屏，并通过网络上传监控室。另外，显示屏上实时显示收费车道外围设备的状态和收费情况等资料。

（2）外设控制器

取代原有的车道控制接口板，外设控制器内含多路光电隔离输入（8-16路）、8路继电器输出、通讯接口板、散热风扇、开关电源、电源开关及终端接口航空插头。

外设控制器通过50芯扁平电缆及双绞线与车道控制机内的输入输出控制板及通讯板相连。外设控制器安装在收费员操作台下面。

（3）车辆检测线圈

此线圈埋设在车道的水泥路面下，位于自动栏杆之后。当有车辆通过时，线圈的电感变化，使车道控制机内的I/O卡中的某一位信号变为高，直至车辆通过以后，I/O卡中的那一位信号变低。这一特性可帮助车道控制机进行车辆计数和违章车辆图像抓拍及自动栏杆的联动。

（4）字符迭加器

在有CCTV监控要求的情况下，需要把有关的收费信息同步迭加到屏幕上一定位置，便于现场监控及事后的查核，字符迭加器就是为了实现这个目的而设计的。

（5）顶棚灯

顶棚灯安装在每一车道上方的雨棚上，在车道迎车流行驶方向的雨棚上安装红色和绿色的一组信号灯，用来表示当前车道是否开放。

（6）自动栏杆

安装在每个收费车道的收费亭的出口，当发卡操作完成后，车道软件控制车道控制机内的I/O卡，由车道控制机控制外设控制器打开栏杆，放行车辆，车辆通过后自动放下。

（7）黄色闪光报警器

处于车道自动栏杆的旁边，由车道控制机通过外设控制器控制，用于提醒收费站注意，有违章情况发生。

（8）图像捕捉器

图像捕捉器的功能是将某一路视频信号的最近一帧固定，转换成数字信息，迭加上车辆信息和收费员信息，经过压缩后，作为文件保存到计算机硬盘上。

（9）车型显示器

车型显示器位于收费亭的顶端，用于及时显示车道收费员所判断的来车车型，以利于收费站监控，防止收费员作弊。

（10）车道UPS

高速公路覆盖的范围比较大，一旦供电出故障，将导致车道工作瘫痪。所以车道收费系统应具有稳定的电力供应设施，同时为保证系统的可靠性，收费系统的各个重要的有源设备都应配备独立的不间断电源（UPS）。若经过一段时间，UPS也不能支持车道的工作，车道系统应能及时报警，使操作员有足够时间保存数据并关机。

（11）交通指示灯

交通指示灯位于车道出口旁边，有红、绿两色灯，用以指示车辆驾驶员是否可以通行。

3.1.2出口车道系统

出口车道具有入口车道的所有设备，并增加了票据打印机、费额显示器等设备。

图2 出口车道设备构成图

车辆驶出高速公路时，收费员复核车型，收缴费额，打印票据并放行。所有的操作信息传输到收费站计算机。

接下来只介绍入口车道没有的票据打印机、费额显示器设备。

（1）票据打印机

票据打印机是用来打印收费专用发票的，由于打印的速度问题，极大的影响了过车速度。通过多串口卡，采用异步通信的方式与车道控制机通信。

（2）费额显示器

安装在收费亭的窗口下，以LED数组的形式向车辆行驶员显示收费额、余额和币种等信息。费额显示器通过RS232接口与车道控制机连接。

4 结语

高速公路收费系统是整个高速公路系统中不可或缺的一部分。车辆通行费的征收及收费制的逐步完善，给高速公路发展注入了生机和活力，具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]韩优良.高速公路收费系统设计方案探讨[J].山西建筑，33（25）.

[2]黄文杰.高速公路收费方式的比较.中国科技信息，2009（14）

[3]郭敏.高速路收费系统，人民交通出版社，2002

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

作者：汪先德

收费系统中的电子技术论文 篇2：

浅谈计算机在自来水收费系统的重要应用

【摘 要】自来水收费系统是一种综合性的信息管理系统，集自来水用户管理、抄表、营业收费、短信平台、代收代扣功能于一体，具有信息化的特征。随着城市现代化建设的快速发展，城市供水的规模越来越大，对收费管理的要求也越来越高。在这种情况下，传统的收费方式已经不能满足现代供水收费的需求，需要运用全新的收费管理系统，提高自来水行业的管理水平和运行效率。论文就计算机在自来水收费系统中的应用策略进行了探讨。

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【關键词】计算机;自来水;收费系统;应用

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1 引言

自来水是一种必不可少的生活用水，随着城市空间的加速扩展，自来水用户的数量也呈现出几何级的增长。为适应社会发展及城市扩容的需求，自来水收费系统的建立显得尤为重要。计算机成为优化自来水收费系统的一种有效工具，不仅节省了大量的人力和物力，在很大程度上提升了自来水收费系统的管理效率，使其处于科学合理的管理模式之中。本文探讨了计算机在自来水收费系统中的重要应用，分析了计算机应用所遵循的原则，并提出了相关应用策略。

2 计算机在自来水收费系统中应用所遵循的原则

将计算机应用于自来水收费系统时，首先，要保证其系统的安全性。因为收费系统是在一个区域内广泛应用的开放性信息系统，其中的信息流动较大，信息的保密性和安全性受到很大的威胁。因此，应用先进的计算机技术时，要保证其安全运行，对收费系统进行分层式地保护，防止不良信息侵入系统。其次，要遵循可扩展性原则，以适应不同的要求。最后，也要具备开放性，一方面可以使收费系统和其他业务系统如银行系统中的代收代扣业务连接运行，另一方面也可以保证系统和硬件平台的相关设备没有关联。因此，在建设自来水收费系统时，除了确保计算机技术的成熟性，还要充分应用先进的计算机软硬件设备以及网络信息技术，使我国的自来水收费系统具有现代化特色[1]。

3 计算机在自来水收费系统的重要应用策略

3.1 构建完善的收费管理信息系统

在利用计算机建设收费系统时，要构建完善的收费管理信息系统。首先是信息中心，它属于这一系统的后台部分，计算机要在信息中心收集各种数据，并完成数据的处理，从而确保收费管理信息系统内的信息完整且安全。在自来水收费系统管理过程中，数据库服务器、应用服务器、通讯管理服务器、数据备份等结构要纳入信息中心，使其能够进行统一化地管理。其次是账务中心，这一结构是自来水企业处理财务业务的关键环节，要依靠计算机核销数据，并进行汇总、统计，能够和银行实现对接完成信息的交换。最后是营业网点的构建，在自来水收费系统中营业网点是前端环节，这一部分要完成前端的抄表卡维护、原始数据录入以及账务的处理等工作。自来水收费系统的营业网点还有一个特点就是较为分散，因此，要应用计算机建立广域网络系统，促使各个营业网点的数据能够畅通交换[2]。

3.2 设计分布式的计算机数据库系统

集中式的数据库无法保证自来水收费系统的可靠性，而且会破坏系统性能的稳定性。所以建设自来水收费系统时，需要应用计算机设计分布式的数据库。也就是说将数据划分至账务中心和营业网点，而在这些账务中心以及各个营业网点中都设立一个本区域内的数据库。其中，用户账务信息由营业网点的数据库收入，而所有用户的账务信息则由账务中心数据库管理。依靠这种关系，自来水用户的基本信息及开账数据管理工作由营业网点的数据库来承担，而用户销账数据处理工作则由账务中心数据库来完成，计算机数据的同步功能促使这三项内容在营业网点和账务中心数据库的运作下达到同步的状态。依靠分布式的计算机数据库系统，各个营业网点在具体开账时，只需负责管理本营业网点的自来水用户信息，有效提高了工作效率。

3.3 逐步优化自来水收费系统的性能

监控中心、终端设备、通信网络以及计量表具这四个关键的部分组成了自来水收费系统，每个系统的功能各不相同，随着环境的变化和需求的多样化，自来水收费系统会面临不同的问题，因此，要应用计算机来逐步优化自来水收费系统的性能。例如，分布式的数据库难以处理所有的系统性能问题，特别是处理综合性较强的报表。因此，要对系统架构进行专业化地设计，对于一些月报或者年报可以应用定期计算的模式，将结果单独储存，从而提升系统性能。此外，在收费系统架构中可以设置一台专门进行联机事务处理的数据库服务器，同时，设置进行统计分析的服务器，完成信息查询和报表服务等业务。为保证各个营业网点的数据能够及时交换，还需要设计高效的通信服务器，以确保数据交换的及时性和稳定性[3]。

4 结语

自来水收费系统的建设直接关系到整个供水企业的经济效益。其中，计算机有着强大的管理能力，能为庞大而繁杂的业务信息处理带来极大的便利。因此，要注重对计算机的应用。在实际应用的过程中，需遵循安全性、开放性、可扩展性以及先进性的原则，借助计算机设计分布式的数据库系统，逐步优化自来水分系统的性能，并且根据实际需求构建完善的自来水收费系统，从而实现信息数据的维护，强化自来水收费系统的管理，保证各个部分能够发挥良好的作用。

【参考文献】

【1】孟丽莉.哈尔滨供水营业收费系统的应用与升级[J].中国新技术新产品，2015（18）：40.

【2】张宏甫，许媛.网络技术在自来水系统中的应用[J].电子测试，2014（23）：113-114.

【3】蔡俊.自来水收费管理系统的实现[J].电子技术与软件工程，2017（19）：140.

作者：张常伟

收费系统中的电子技术论文 篇3：

高速公路电子不停车收费系统的研究与实现

摘要：不停车收费系统（ETC）是国际上正努力开发并推广普及的一种用于道路、大桥和隧道的电子收费系统。它为因停车收费引起的交通拥挤、延误等问题提供了解决思路。文章从系统构成出发，深入研究了系统的原理及实现该系统的关键技术。

关键词：高速公路；不停车收费；车辆自动识别；车辆自动分类

Key words: super highway; electronic toll collection; automatic vehicle identification; automatic vehicle classification

0引言

随着高速公路通车里程的迅速增长，高速公路在路网中的重要性日益突出，而传统的人工收费模式显然越来越暴露出他的不足。其一是收费票款流失严重，财务管理混乱。其二是由于停车收费，导致了车辆的延误，能源消耗增多并大大污染了环境。更重要的是随着交通量急剧增大，收费站因车辆排队交费缓慢而堵塞严重，这已经成为道路通行的瓶颈。随着智能交通系统（intelligent transportation system，ITS）的出现，利用电子计算机技术、电子技术和现代通信技术，建立不停车收费系统（Electronic Toll Collection，ETC）使车辆和道路智能化，可以从根本上杜绝收费票款的流失现象，解决道路拥挤、堵塞等弊端，提高道路运行安全和效率，实现安全快速的道路交通环境。由上所述可知，在我国研究和发展电子不停车收费系统具有重大的经济和社会效益，前景十分广阔。

1系统简介

1.1系统定义

电子不停车收费系统（Electronic Toll Collection，ETC）作为智能交通系统（ITS）的重要内容，是国际上正努力开发并推广普及的一种用于道路、大桥和隧道的电子自动收费系统。ETC利用专用短程微波通讯技术（Dedicated Short Range Communication，DSRC），通过收费车道或路侧单元（RUS）与车载单元（OBU）的信息交换，自动识别车辆，采用电子支付方式，自动完成车辆通行费扣除的全自动收费方式。

1.2系统构成及工作原理

ETC在我国经历10多年的发展路程，技术较为成熟，达到国际先进水平。根据我国路网现状和ETC应用实际，现在投入使用的ETC多采用先进的5.8GHz微波频段的DSRC技术，系统车载单元（OBU）则多采用两片式电子标签和双界面CPU卡相结合的方式，成功地实现车辆的不停车收费。

（1）系统构成。ETC系统主要由工控机、车道控制器（NSLC-0105）、电子标签读写天线、车辆检测器（抓拍线圈以及落杆线圈）、抓拍摄像机、费额显示器/通行信号灯/声光报警器、自动栏杆和字符叠加器组成。在各个设备中，电子标签读写天线通过RS232串行电缆线直接连接到工业控制计算机上，由应用程序直接控制；其它设备如自动栏杆、费额显示器、车辆检测器等都通过车道控制器与工业控制计算机连接，由应用程序控制。字符叠加器则将过车信息叠加在视频信号上后传至收费站监视器。具体系统构成如图1所示。

（2）系统工作原理。当车辆进入通信范围时，首先压到触发线圈，启动读写天线；读写天线与电子标签(车载机+CPU卡)进行通信，判别车辆电子标签是否有效，如有效则进行交易，无效则报警并保持车道关闭，直到车辆离开检测线圈；如交易成功，系统控制栏杆抬升，通行信号灯变绿，费额显示牌上交易信息；车辆通过抓拍线圈时，系统进行图像抓拍，字符叠加器将过车信息叠加到抓拍圖像中；车辆通过落杆线圈后，栏杆自动回落，通行信号灯变红；系统保存交易记录，并将其上传至收费站服务器中，等待下一辆车进入。具体过车流程如图2所示：

2ETC系统的关键技术

ETC是国际上最先进的应用于公路收费的系统，是电子技术、通信和计算机、传感技术、交通工程和系统工程等技术的综合产物。在本文中，主要介绍了ETC系统中的两个关键技术：自动车辆识别系统（AVI）和自动车型分类系统（AVC）技术的功能实现。

2.1自动车辆识别系统（AVI）的功能实现

车辆识别技术（Automatic Vehicle Identification，AVI）是不停车收费的核心技术。所谓的自动车辆识别就是当车辆通过某—特殊点时，不需要司机或观察者采取任何措施，就能精确识别车辆身份的一种技术。国际上目前应用的实际情况表明，用于公路不停车收费的车辆识别技术主要以微波和红外技术为主，车辆识别流程如图3所示。

（1）光学和红外AVI技术。该系统利用装在车辆外面的一个具有代码标志的标签，该标签类似于条形码，车辆身份信息由一系列宽度或颜色变化的线条表示，当车辆经过读取单元时，数量和颜色不同的光被反射到读取单元上，这些光的唯一性被自动分析识别后，以表明识别到车辆的身份代码信息送到工控机去处理。

（2）射频和微波AVI系统。射频和微波技术是目前一些自动车辆识别系统的基础，它利用微波通讯技术实现数据代码的传送。车载无线电收发两用装置可以发射或接收频率范围为1000Hz，1兆Hz以及千兆Hz的电波。微波系统的优点是使用高频时，它能够检测出比电感环式检测高出很多的速率传送的数据，这样就增加了系统能够处理的数据量。由于天线的大小与所使用的波长有关，微波收发装置在尺寸上比电感收发装置小。

2.2自动车型分类系统（AVC）的功能实现

高速公路是分车型收费的，不同的车型对应着不同的收费标准，所以有一套高精度、高速度的自动车型分类系统（Automatic Vehicle Classification）就显得尤为重要，目前国内外自动车型分类系统装置基本上都是根据车辆本身的几何参数设计的，常用的车辆分型技术主要有激光扫描分型技术、光幕检测技术和摄像识别技术。

（1）激光扫描分型技术。激光扫描分车型装置安装在收费车道上方。激光扫描器以每秒600～700次的频率不停地扫描进人检测区的车辆外形，并通过前后两束已知间距的激光束自动测量车辆的长、宽、高三维尺寸，以车辆的体积为主要参数判定车型。此分车型技术适用与单、多车道自由流电子收费系统。

（2）光幕检测技术。该技术采用发生垂直的水平光束来检测车辆的抵达和车辆外形。发射架向车道对面的接受架发射多束平行光束，当车辆通过阻断光束时，能产生车辆的二维轮廓图形。它能检测到拖车挂接装置，所采用的光束有超声波、红外线和激光。

（3）摄像识别技术。摄像识别技术采用摄像机直接获取通行车辆的视频图像。利用图像处理技术提取车辆的物理参数，判别车辆轮廓信息，如车辆长度、宽度，并进行分类。也有的统一在车牌上直接写上车型，通过对车牌图像的数字化处理直接读取车型。

3结论

将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子控制技术以及计算机处理技术有效综合运用于公路运输管理系统，将成为21世纪现代化运输体系的基本模式和发展方向，是交通运输进入信息时代竞争的重要标志。不停车收费技术是近年来发展中的新技术，在高速公路收费上具有许多显著的优点，相信随着ITS技术的发展，电子收费系统的运用与发展必定会进入更高的台阶。

参考文献：

[1] 刘志伟，程琳. 不停车收费系统（ETC）的概括研究[J]. 科技创新导报，2008(2):11.

[2] 高文娟，唐斌. 高速公路不停车收费系统的设计与实现[J]. 科技资讯，2008(8):209-210.

[3] 伍佑成. 浅谈电子不停车收费系统[J]. 中国公共安全，2007(9):33-35.

[4] 宋少威. 浅谈高速公路不停车收费系统[J]. 北方交通，2007(6):164-166.

[5] 王娇蕾，郭皓. 电子不停车收费系统（ETC）的设计与应用[J]. 黑龙江交通科技，2007,5(12):133-136.

[6] 赵红英，郑国强. 不停车收费系统概述[J]. 浙江交通职业技术学院学报，2005(3):39-42.

作者：张建栋　赵丽红　王海峰