车道控制机的设计

摘要：在总结多年从事公路收费管理自动化工程经验的基础上,研制了一套车道收费控制系统。此系统采用了先进的计算机技术，网络技术，多媒体技术，IC卡读写技术。

关键词：车道控制机；设计

1 引言

随着我国交通事业的发展,我国的公路里程已跃居世界前列,对公路交通管理收费的智能化提出了迫切要求。为此,我们在总结多年从事公路收费管理自动化工程经验的基础上,综合了大量客户的要求,本着满足当前应用,适应长远技术发展的原则,研制成功了一套车道收费控制系统.此系统采用了先进的计算机技术，网络技术，多媒体技术，IC卡读写技术。整个系统采用模块化设计。其主要功能包括：人工，自动(配车型分类装置)判别车型,人工收费或自动收费（配IC卡读写设备或不停车收费设备），票据打印，栏杆自动起落，图像抓拍存储，车牌号码识别，计算机自动数据处理，网络数据传输等，工作稳定可靠,扩展性能好,功能强大,已经应用在国内多个省市的数十个车道上,取得了较好的经济效益和社会效益。

2 性能指标：

输入电源：AC220V整个系统有电源过流保护，漏电保护和避雷保护；

输出电源：DC5V，12V，24V，每一单路供电3A以上

网络接口：以太网接口

控制器I/O：16路光藕输入16路光藕，继电器输出

串口：可通过多路串口卡扩展多个RS232接口

工作温度：－20℃～＋55℃

工作湿度：20％～80％

采用标准工业控制计算机，配置根据实际需要而定

3 系统设计:包括硬件设计和车道管理软件设计两部分

系统硬件框图如下:

本车道机的中心为一台工控机,内部安装有多路串口卡,视频捕捉卡，网卡，声卡，外接通讯板和各种外部设备及信号采集处理板。多路串口卡可以通过通讯板向外部设备和采集板发送信息，控制各种外部设备，也可通过采集板接收某些外部设备信息.由于安装了多路串口卡,使系统可扩展设备增加,扩大了系统的应用范围。

产品性能及各种设备工作过程如下

信号采集处理单元：可以实时监测接收车辆检测器，栏杆以及其他外设的状态,以确定车道当前信息并传送至工控机,工控机根据收费员的指令和车道情况向信号采集处理单元发出相应指令,控制栏杆,声光报警装置,以及各种信号标志(顶棚灯,通行灯,雾灯)。其输入输出通过光藕隔离与外部设备连接，有效的杜绝了外部干扰，并配以看门狗电路，使控制更加稳定可靠。

线圈检测器，埋在车道的相应位置，可以自动统计车流量,启动图像抓拍和自动落杆

车型分类装置，可以判别车辆类型，做交通流量调查。

字符叠加功能:通过多路串口卡将车型,收费员工号,车道号及其他各种收费信息,叠加在视频图象上显示。

费额显示器:可显示字符和汉字，用于显示收费金额，发布通告信息。

键盘，专为收费而设计的专用设备，通过标准接口与计算机或串口卡相连。

IC卡读卡器或不停车收费设备:与工控机通讯可以实现IC卡自动交费,或不停车收费

计重设备，系统可扩展计重设备，用于对超载超限车辆的管理。

电动栏杆，控制车辆交费通行

对讲设备，内部对讲机在收费厅内独立于其他设备，包括主机和分机，主机位于监控室内

分机位于收费厅内。为收费站值班监控人员与收费员提供直接的语音通道。

车道摄像机，对来往车辆进行图象采集，由此图像可进行车牌号码识别，同时，字符叠加器将各种收费信息叠加到此图象上显示。

广场及厅内摄像机，对广场及厅内状况进行监控。

车道以太网交换机，用于车道主机与监控室的服务器交换信息，本系统采用基于TCP/IP协议的100M以太网系统，网络拓扑结构为星型双绞线连接。

4 与国内外同类产品的比较：目前市场上的国外产品售价高，售后服务跟不上，影响用户使用，给用户造成不

便。而国内产品通用性差，集成度不高，扩展性差。而且由于各收费站和交通部门需要车道柜控制的外部设备各不相同，要求车道柜拥有多种控制端口和控制模式。本车道柜基本消除了上述缺点，由于串口的增加,系统既可以用PS2口,USB口的键盘,票据打印机,也可用串口的上述设备,对于语音报价,可以由工控机声卡输出,也可以使用串口的语音报价设备, 且可通过柜内跳线实现多种控制模式，端口预留充分维护安装方便。总之,本系统工作稳定可靠,其实用性扩展性更强,可以与不同厂家的产品相连。

5 软件部分如下：

系统软件包括车道机软件和站机软件

车道机采用WINDOWS\98,WINDOWS\2000\WINDOWS\X系统。程序开发采用VISUAL6.0

车道机软件主要完成以下功能：

收费员上下班管理及车道状态显示；收费票据帐目的录入功能，票据打印功能，实时数据存储功能；车道流量数据和车型数据的采集存储；图像抓拍功能。可拍摄经过车辆图像，以备查询；超载超限车辆管理功能；车道外部设备的控制功能，该功能可依据车道的具体情况及业主的要求实现扩展；网络数据交换和传输功能；预装车牌号码识别软件，可自动识别车牌。

结束语：本系统适合我国复杂的公路交通环境，具有性能优越，操作简单，维护方便，性价比高的优点，是我单位的国家科研赞助项目《交通自动化控制系统》中的一部分，曾获市级科研成果奖励，已用于全国多个收费系统中，创造了可观的经济效益，获得了用户的认可和好评。

参考文献

[1]Visual basic 6.0 程序设计 北京 人民邮电出版社

[2]SQL Server 2000开发指南 北京 清华大学出版社

[3]单片微型计算机应用系统实现南京 东南大学出版社

作者简介：王茂海，男，一九六六年十二月二十三日生，一九八九年七月毕业于沈阳工业大学电子工程系应用电子技术专业，曾获丹东市科技进步奖等多种奖项。