交通运输71道路收费设施

交通运输71道路收费设施第1页/共104页

第一节概述第二节收费系统设计第三节收费广场设计第2页/共104页一、道路收费设施的作用l、定义●收费道路:为偿还道路工程建设贷款、筹集道路运营养护费用或以道路建设作为商业投资目的，对过往车辆征收通行费的道路。●收费设施：收取过往车辆通行费的一切交通设施。包括土建工程和机电工程设施。第一节概述第3页/共104页目的:在于向过往车辆收取通行费为道路建设、发展筹集资金，偿还工程建设贷款；为道路养护、管理筹集资金；为道路规划、建设管理提供交通数据；作为道路交通管理的辅助手段；以道路作为商业投资。2、道路收费设施的作用交警利用收费站设置卡口，检查车辆运行状况；高等级公路实现匝道控制；闭路电视作为管理辅助设施。采用BOT等方式，为道路建设提供资金。第4页/共104页自动测重系统应用第5页/共104页1、满足道路收费功能要求2、形成完整收费系统3、收费设施应与道路其它设施相协调4、多方案设计优化比选、分期实施；5、尽量减少对道路交通干扰；6、技术先进可靠；7、国产化程度高；8、有利于防止收费作弊。二、收费设施设计原则

一切道路收费设施的设计，首先应满足收费使用功能的要求。选点、土建、机电、网络设计必须为收费这一基本要求服务；第6页/共104页1、满足道路收费功能要求2、形成完整收费系统3、收费设施应与道路其它设施相协调4、多方案设计优化比选、分期实施；5、尽量减少对道路交通干扰；6、技术先进可靠；7、国产化程度高；8、有利于防止收费作弊。二、收费设施设计原则网络设计必须保证收费系统完整性；保证每一辆通过该道路的车辆，能够按车型、车种及其实际行驶的里程收费。第7页/共104页1、满足道路收费功能要求2、形成完整收费系统3、收费设施应与道路其它设施相协调4、多方案设计优化比选、分期实施；5、尽量减少对道路交通干扰；6、技术先进可靠；7、国产化程度高；8、有利于防止收费作弊。二、收费设施设计原则与道路几何条件、管理措施相协调；与通信、供电和监控系统相协调；第8页/共104页1、满足道路收费功能要求2、形成完整收费系统3、收费设施应与道路其它设施相协调4、多方案设计优化比选、分期实施；5、尽量减少对道路交通干扰；6、技术先进可靠；7、国产化程度高；8、有利于防止收费作弊。二、收费设施设计原则设计方案的提交不唯一；优化比选，以寻求最佳方案;规划阶段做到近、中远相结合，各有侧重。第9页/共104页1、满足道路收费功能要求2、形成完整收费系统3、收费设施应与道路其它设施相协调4、多方案设计优化比选、分期实施；5、尽量减少对道路交通干扰；6、技术先进可靠；7、国产化程度高；8、有利于防止收费作弊。二、收费设施设计原则以交通量为依据，确定收费车道数和收费站规模，并选择合适的收费制式、收费方式。以保证交通服务水平为优先。第10页/共104页1、满足道路收费功能要求2、形成完整收费系统3、收费设施应与道路其它设施相协调4、多方案设计优化比选、分期实施；5、尽量减少对道路交通干扰；6、技术先进可靠；7、国产化程度高；8、有利于防止收费作弊。二、收费设施设计原则引进先进收费技术，提高收费准确性、连续性和可靠性；保证选用的产品、设备是否可能已落后或被淘汰第11页/共104页1、满足道路收费功能要求2、形成完整收费系统3、收费设施应与道路其它设施相协调4、多方案设计优化比选、分期实施；5、尽量减少对道路交通干扰；6、技术先进可靠；7、国产化程度高；8、有利于防止收费作弊。二、收费设施设计原则由于进口设备价格较高，需要支付昂贵的关税且在人员培训、设备维修、保养等售后服务上不太方便，因此在设计上，应尽可能选用市场占有率高、性能优良、故障少且经过鉴定信得过的国内产品第12页/共104页1、满足道路收费功能要求2、形成完整收费系统3、收费设施应与道路其它设施相协调4、多方案设计优化比选、分期实施；5、尽量减少对道路交通干扰；6、技术先进可靠；7、国产化程度高；8、有利于防止收费作弊。二、收费设施设计原则避免在数量、车型和里程上的作弊行为；交通部门有关资料统计表明目前公路收费的总额只占应收总额的70％左右，其中有相当一部分流失，给国家和道路经营部门造成极大损失。

第13页/共104页一、收费系统的定义、分类和构成二、道路收费系统的计算机网络设计三、道路收费系统的计算机软件设计四、收费介质五、收费设备的选用六、系统图表设计第二节收费系统设计第14页/共104页1、收费系统的定义●由执行国家、地方制订和颁布实施的道路收费法规、政策的道路收费管理机构、收费站、收费中心、收费设备、收费人员和收费对象等共同组成的系统。一、收费系统的定义、分类和构成第15页/共104页2、收费系统的分类●根据不同的收费制式、收费方式、是否停车等可对收费系统进行分类。1）按收费制式分根据收费制式的不同，道路收费系统可分为：均一式、开放式、封闭式和混合式四种系统。一、收费系统的定义、分类和构成第16页/共104页（1）均一式●最简单●收费站设置在高速公路的各个匝道入口处或出口处（主线两端入口或出口），车辆只需经过一个收费站交费，然后驶入高速公路。收费标准仅根据车型一个因素确定，与行驶里程无关，且各个入口收费站都采取同一收费标准。

第17页/共104页均一式●适合于都市高速公路，其特点是距离短，道路出入口（互通式立交）多而密，交通流量大。此式收费制式，手续简便，效率很高，对交通影响较小。缺点是设站多，工作人员多，收取的费用对道路使用者不够公平。第18页/共104页（2）开放式

●收费站建在主线上，距离较长的高速公路可以建多个收费站，间距一般在40～60km不等。各个互通式立交的出入口不再设站，这样车辆可以自由进出，不受控制，高速公路对外界呈“开放”状态。第19页/共104页●优点：建设投资较少，管理维护费用也低；设施利用率高；交费简便迅速，对交通影响小；收费设备简单，容易实现自动化。●缺点：易出现漏费情况；收费标准不易准确；长途车辆多次交费延误旅行时间。第20页/共104页收费标准和均一制一样根据车型不同而变化，但各站的标准因控制距离不等而有所区别。

主线设置开放式第21页/共104页（3）封闭式

●在高速公路的起点、终点建立主线收费站，在所有互通立交的出、入口建立匝道收费站。车辆进入高速公路都要受到控制，但在高速公路内部则可以自由行驶，高速公路对外界呈“封闭”状态。

第22页/共104页●按入口发卡、出口收费的原则来进行设计，其优越性在于出口处通过人工校验通行票，基本上可防止作弊，比较适合于人工式收费系统。

●但是随着交通流量的不断增大，收费口服务水平往往不能满足使用要求。除出现排队问题外，还会因交通网络的逐步完善和规模增大，限制了客户行车路线的自由变更，缺乏机动性。第23页/共104页主线两端匝道所有出入口封闭式第24页/共104页均一式开放式封闭式不存在漏收，不按车型大小、车种及实际行驶里程收费存在漏收，按车种、车型收费不存在漏收，按车型大小、车种及实际行驶里程收费车辆停车一次，交通干扰小长距离出行需多次停车，交通干扰大车辆需两次停车，交通干扰较小服务时间短，收费效率高收费效率较高收费效率低能有效防止行人、非机动车及不合格车辆进入无法防止行人、非机动车及不合格车辆进入可依有效防止行人、非机动车及不合格车辆进入收费站较多，收费车道少，土建投资相对较低，运营费用低收费站少，规模小，设备简单，工程及运营费用低收费站多，规模大，系统复杂，工程及运营费用高不需通行券不需通行券需通行券适用于里程短、出口多的城市道路，交通量大或用地受限的公路桥梁、隧道、短距离道路、立交较少的长距离公路适用于距离长、立交多的高速公路第25页/共104页（4）混合式

●混合式收费是开放式和封闭式两种收费方式的混合，其基本出发点是将两者的优点结合起来，形成一种新型的、简单有效的收费制式，用在中长距离的收费公路上。这种收费制式在主线上设一定数量的收费站，间距大于40km，在两主线站之间的部分匝道设收费站。●每个收费站的标准不同，但对每一个站来说仅根据车型不同而变化，在减少漏收和不合理收费额的前提下，收费区间要认真分析确定。第26页/共104页2)按收费方式分

●可以归纳为三大类，即人工收费、半自动收费和全自动收费系统。●(1)人工收费系统基本上不使用微机，其收费方式是在每个收费亭设置收费员，按规定的收费标准对车辆收费。操作程序分四步：①识别车型；②收取费用；③发放收据；④放行车辆。

第27页/共104页●人工收费的最大优点是：简单易行，可节省大量的建设及管理经费。但突出的缺点是：少收、漏收、闯口等现象严重，同时要求收费人员的素质比较高。第28页/共104页●(2)半自动收费系统计算机辅助收费系统，由人工和计算机相互配合，共同完成收费工作。采用人工识别车型或仪器识别，人工收取通行费，利用计算机及自动控制技术自动读写信息、计算收费金额、打印数据、累计和汇总。这种方法既避免了设备过于复杂问题，又为防止作弊行为起了很好的抑制作用。目前广泛采用。第29页/共104页自动化和电子机械设备完成收费，人工维持。1条收费系统效率为8~12倍半自动收费系统。干扰小，收费准确。设备技术要求高，一次性投入大。技术趋于成熟，应用仍不很多。（3）全自动收费系统

第30页/共104页有两种：●

（1）硬币式：

●在收费站的通道上安装硬币收费机，车辆经过时，车主把硬币投入收费机硬币装置内。收费机收到硬币后，会自动鉴别硬币的真伪和数量。确认所投硬币正确无误时发出指令，开起收费站的栏杆或亮出可以通行的绿色信号灯，允许车辆通行。

●但该种设备有设备来源困难和要求维修人员素质较高等缺点。第31页/共104页●

（2）全自动车辆辨认收费系统：●预先在车辆规定的位置贴上与该车相对应的识别条码。车辆经过收费站时，激光判读装置自动读取识别条码并传递给计算机，计算机按接受的条码来读取预先储存的该车车型、车主姓名和所有计费信息，按相应的规定收费标准,通过计算机网络在用户预存的银行账户中扣除应缴通行费用，完成一次收费过程。●包括：自动车型识别技术、射频识别系统、计算机管理系统、分账系统。第32页/共104页●收费站电子收费系统：为混合式，在过渡时期存在；第33页/共104页●自由流电子收费系统：为将来发展方向，取消匝道收费站，在主车道上每隔一定里程设置，实施分段开放式电子收费。第34页/共104页第35页/共104页第36页/共104页

3）按是否停车分●根据车辆是否需要停车，可将收费系统分为：●一般收费系统●不停车收费系统。第37页/共104页3收费系统的构成●收费政策、法规●收费标准●收费管理机构●收费人员●收费对象●付款方式●收费车道、站、中心、●银行后台等组成。第38页/共104页3、收费系统构成第39页/共104页收费系统运作的保证第40页/共104页按收费站规模确定第41页/共104页现金、预付费、信用卡和银行转帐第42页/共104页车辆所属分类；车辆类型分类；第43页/共104页土建和机电工程构成第44页/共104页根据不同类型、里程制定标准第45页/共104页1988年交通部、财政部、物价局颁布的标准第46页/共104页●现代道路收费系统：计算机硬件、软件和机械电子设备组成的计算机网络系统。它包括：●收费车道子系统（包括车道控制器和收费车道附属设备）●收费站计算机子系统●收费站收费监视与控制子系统●收费中心计算机子系统●通信子系统●供电子系统和辅助设施子系统二、道路收费系统的计算机网络设计第47页/共104页收费站收费系统的组成与结构收费广场收费监控室第48页/共104页●一般的道路收费系统，由收费车道、收费站、收费中心组成二级或三级计算机网络系统。●整个系统自上而下采用主从方式，收费中心定时轮询收费站，收费站定时或实时从收费车道获取信息，收费站是收费系统的基本工作单元，收费车道具有独立工作能力，当上一级计算机发生故障或线路故障时，收费车道仍然能够独立运转，故障排除以后，中断的信息能及时恢复传送。第49页/共104页●一般来说，可以将收费站到收费车道组建成一个局域网（ANN)，收费中心到各收费站组建成一个远程网络（WAN）。●在进行收费系统计算机网络设计时，首先应对该道路的等级、交通量、收费制式、收费方式、网络传输数据量、可靠性要求、实时要求等进行分析；其次，本着消除传输瓶颈，全面提高可靠性和性能价格比的原则，对该系统网络所采用技术的先进性、可移植性、升级扩充能力、人机交换界面的亲和性、易操作易维护性进行反复比选和论证。

第50页/共104页收费系统的计算机网络设计一般应遵循如下的原则：●

1）符合国际开放式（CLIENT/SERVER）标准，包括操作系统标准、图形界面标准等；●

2）符合TCP/IP网络通信标准；●

3）真正的分布式系统，功能按节点分布，数据库也按节点分布，任一节点可独立运作；

●

4）网络具有合理的拓扑结构，如采用星形或簇形互联；

第51页/共104页●

5）所有节点计算机装载多任务操作系统；

●

6）在线远方能诊断用户系统的运行情况；

●

7）友好的人机界面，易于操作和管理；●

8）在生命周期内操作系统能向上、向下兼容；

●

9）符合工业标准的结构化布线系统。

第52页/共104页局域网广域网第53页/共104页

各车道控制计算机、服务器、管理计算机、多媒体计算机、通过集成器或交换机组成星型网络结构。收费站收费网络结构第54页/共104页收费中心计算机系统网络构成图第55页/共104页路中心通信服务器路中心数据服务器路中心交换机路公司路由器路中心IC卡管理终端路中心统计分析终端收费站路由器分公司路由器UTP100MBUTP100MBWBE服务器EIEIEI路公司收费中心网络第56页/共104页车道机车道机车道机车道机路公司收费中心SDH骨干网联网结算中心收费站计算机网络收费站计算机网络路公司收费中心网络拓扑结构第57页/共104页平台软件应用软件网络和通讯软件三、道路收费系统的计算机软件设计第58页/共104页操作系统：UINX，WINDOWSNT，WINDOWSXP，DOS等；数据库软件：ORACLE、FOXPRO等；编程软件：VISIUALC++，FOXPRO等；1、平台软件第59页/共104页车道收费系统应用软件：控制车道读写设备和车道附属设备（读写控制器、读写头、自动栏杆、信号灯、费额显示器等）收费站系统应用软件：数据存储处理、统计、检索、系统管理、程序开发、数据录入等模块；收费中心系统应用软件：数据存储处理、统计、检索、参数调整、收费介质处理模块、银行结算等；2、应用软件第60页/共104页整体网络管理支持各种硬件系统，界面友好，便于协调管理；横向通信网络内部局域网管理；纵向通信广域网管理，支持远程用户；网络防病毒3、网络和通信软件第61页/共104页定义：为了实现道路收费功能，道路收费系统在收费过程中需要借助一定媒质来进行，这类物质统称为收费介质。常见介质：通行券：不含任何价值，系统中起临时介质作用，不固定使用于某辆车，适用于封闭式收费站。发展历程：打印券—磁性通行券—接触式IC卡—非接触式IC卡。

四、收费介质第62页/共104页1、非自动收费系统的储值卡（PVC硬磁卡、可读写IC卡）●储值卡含有一定价值，一般对应车辆或单位。一般储存着三类信息：（A）车主信息和车辆信息，包括车主姓名、单位、车辆类型、车牌等；（B）卡的信息，包括卡的编号、密码等；（C）卡的余额。第63页/共104页●硬质PVC磁卡保密性较差，一般只储存A、B两类信息，各车道读写器通过与中心结算计算机进行实时通信来进行操作，收费系统对计算机网络、收费设备的要求较高，系统投资费用也较高。●可读写IC卡一般包含A、B、C三类信息保密性较好，各车道读写器无须同中心结算计算机进行实时通信，只需定时（例如：0.5h、1h、80h、16h、24h等）同中心结算计算机进行通信。第64页/共104页3不停车收费系统的收费介质——特殊介质●不停车收费系统的收费介质可称为车载应答器（OBE)，包括：非接触IC卡，SMART(斯玛特)卡，专用电子标签等。车载应答器般包含储值卡中的A、B、C三类信息，对于封闭式收费系统，一般还储存着出入口车道信息。第65页/共104页第66页/共104页车载应答器的主要技术要求包括：●

1）车载应答器与天线之间应采用最新的数据通信技术，如微波通讯、红外线、声表面波等。●

2）车载应答器的辐射不能超出一定的限值，以免对收费员和驾驶员造成一定的损伤。●

3）车载应答器可以是被动唤醒式，被动唤醒式也需要电池，电池应有5至10年的使用寿命；也可以是主动应答式，功耗较大，一般可使用车载电池。●

4）车载应答器在各种恶劣的天气和环境条件下，都应该能够被精确地检测和读写第67页/共104页●

5）车载应答器应具有较小的体积，能够被固定在车内或司机随身携带。对于没有车辆分类设备的收费系统，车载应答器应具有防拆除自锁装置●

6）车载应答器表面应印刷一定的图案、标识●

7）未来的不停车收费系统，应该是一卡走遍天下的系统，所以对卡的通用性、贮存空间分区等有一定的技术要求。●

8）作为不停车收费系统的车载应答器，可以是储值卡，也可以不是。

第68页/共104页1半自动收费系统设备●

1）车道收费设备●常见的车道收费设备有：车道控制器、收费员终端、手动栏杆、自动栏杆、信号灯、车辆检测器、车辆分类判别装置、费额显示器、车型显示器、打印机等。五、收费设备的选用第69页/共104页●

（1）车道控制器●车道控制器以计算机为基础，包括若干控制意义明确的模块，模块与微处理器（CPU）相接，CPU将协调和排定各个模块处理器的工作。车道控制器可以是单板机，也可以是多板模块化组件。第70页/共104页车道机与外围设备接口如下：●

（1）以太网接口：连接车道光收发器和以太网交换机；●

（2）VGA接口：连接车道显示器;●

（3）标准PS/2：连接收费员专用键盘;●

（4）I/O接口：连接天棚信号灯、车辆检测器、通行信号灯、自动栏杆、声光报警器。第71页/共104页MTT－016型车道控制机第72页/共104页●

（2）收费员终端●收费员终端包括键盘和显示器。●

①键盘●每车道1台。●

②显示器●每车道1台。

第73页/共104页●

（3）读写器读写器是用于读写通行券和储值卡的车道设备。读写器可分为磁卡读写器、接触式IC卡读写器、非接触式IC卡读写器等多种类型。。●

IC卡读写器●每车道1台。车道IC卡读写器包括天线、主机、主机电源线、主机信号线、天线射频线等组成。第74页/共104页（4）车辆检测器检测车辆到达和通过第75页/共104页（5）信号灯●信号灯包括雨棚信号灯和车道红绿信号灯。雨棚信号灯安装在每一个车道上方的雨棚上，包括绿色箭头“↓”灯和红色叉形“X”灯，绿灯亮表示车道开放，红灯亮表示关闭。红绿信号灯安放在收费岛后端，亮绿灯表示允许车辆通行，亮红灯表示禁止车辆通过。通行信号灯与费额显示器一体化设计。第76页/共104页第77页/共104页第78页/共104页●

（6）栏杆●栏杆包括手动栏杆和自动栏杆。●手动栏杆安装在收费岛的前端，它的作用同雨棚信号灯，可以用来开关收费车道。●自动栏杆安装在收费岛末端，在车辆办理完交费手续后自动开启。在每个车道自动栏杆下方都埋设有线圈，用于检测车辆是否通过车道，以控制自动栏杆的下落；同时，在出口车道收费亭下方也埋设有检测线圈，用于判断车辆是否进入车道，以触发视频卡进行图像扑捉。第79页/共104页●

（7）费额显示器和车型分类显示器●费额显示器安装在收费亭尾部或侧边，其作用是向驾驶员传递本次交费的处理信息。能显示车型、金额、重量、超重比例或其他与收费系统相关的信息。●车型分类显示器安装在收费亭顶上或雨棚边缘，其作用是使收费站控制室人员在任何条件下都能清楚地看到显示的内容以便对收费员的操作进行监督和控制。第80页/共104页●

(8）打印机●打印机的作用是为驾驶员打印收费凭证。

●票据打印机仅在出口车道安装。●打印内容至少包括以下：●交通厅公路通行费征收专用章●财政厅票据监制专用章●高速公路名称、站号、车道号、收费员号、●车型、时间、总的通行费额第81页/共104页票据打印机IC卡训读机收费系统键盘车道工控机第82页/共104页计算机终端设备通信服务器收费监控2）收费站设备监控、统计、检索、打印报表、收费校核等第83页/共104页计算机终端设备通信服务器收费监控2）收费站设备显示器、键盘、打印设备等各种外设第84页/共104页计算机终端设备通信服务器收费监控2）收费站设备收费数据的传输、全线时钟控制第85页/共104页计算机终端设备通信服务器收费监控2）收费站设备对车辆违章、收费员和财务室的监控。第86页/共104页第87页/共104页●3）收费中心设备收费中心的主要设备包括

●①管理工作站和终端输出设备；对数据的处理，运行参数管理和收费介质管理。

●②通信服务器及其他辅助通信设备；负责数据的通信、传输。

●③收费监控设备；●④UPS电源等。第88页/共104页2全自动不停车收费系统设备●

1）全自动不停车收费系统设备的特点●不同于其它半自动收费系统的设备只有一个，即收费介质读写器，这里称为通讯器。不停车收费系统的通讯器能够对装在汽车上（一般指汽车挡风玻璃处）高速运动（最大可达到250km/h）的收费介质（车载应答器）进行远距离（3一15m）读写。由于全自动不停车收费系统所需的人工很少，因此对车辆分类器和违章车处罚取证设备的要求较高，故本部分只讨论通讯器、车辆分类器和违章车处罚取证设备。图为不停车收费设备构成示意图第89页/共104页不停车收费设备构成示意图第90页/共104页第91页/共104页第92页/共104页●

2）通讯器●由收发器和天线组成，它负责同车载应答器（OBE）进行通讯，并将收费基础数据，如车型、车牌号、OBE编号、入口车道代号、出口车道代号等信息读出或写入车载应答器。其主要技术参数为：●

（1）通讯方式，主要为微波，也可以是红外线等；

●

（2）通讯频率，目前世界上最主要的不停车收费系统设备都采用微波进行通讯，而微波通讯的频率有三种：900-928MHZ、2.45GHZ、5.8GHZ。

900-928MHZ通讯器多用于北美地区，这个频率的主要缺点是它同我国军警通讯所采用频率相接近。第93页/共104页●2.45GHZ的通讯频率主要应用于欧洲、东南亚地区的不停车收费系统。2.45GHZ的通讯频率的主要缺点是它同我国移动通讯的频率相接近，容易造成相互干扰。目前，欧洲、日本和美国趋向于采用5.8GHZ作为不停车收费系统的通讯频率，并有可能发展为国际（ISO）交通导航系统的专用通讯频率。●

（3）通讯速度，为单位时间内通讯器同车载应答器之间传送的信息量。●

（4）存取方法，包括被动唤醒式和主动通讯式两种。第94页/共104页●

（5）车辆最高行驶速度，即在通讯器对车载应答器进行正确读写时，允许的车辆最高行驶速度。目前，可达到250km/h左右。对于没有车道分道线的“自由流”车辆，一般要求通讯器能够处理的较高，速度达150km/h以上