电子不停车场出入口管理系统

电子不停车出入口管理系统

出入口车辆智能管理方案

编号： 版本：V1.0

编写： 北京博宇通达科技有限公司 2012年01月 日 审核： 年 月 日 批准： 年 月 日

文件档案表编号 名称 页数 与文档相关的文件位置( 与文档相关的文件位置(URL) ) 设计 责任人 编写 QA 审核 校验 审核/校验 评审 批准 电子不停车出入口管理系统——出入口车辆智能管理方案 版本 V1.0

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修改记录

目录

1

概述........................................................................................................................................... 5 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 2.

背景 ........................................................................................................................... 5 系统概要 ................................................................................................................... 5 系统优势 ................................................................................................................... 6 名词解释 ................................................................................................................... 6

厂区通行模式 ........................................................................................................................... 7 2.1.

特殊事件处理 ........................................................................................................... 7

3. 技术指标 ................................................................................................................................... 8 3.1. 3.2. 3.3.

系统整体结构 ........................................................................................................... 8 工作站设备布局 ....................................................................................................... 8 设备指标 ................................................................................................................... 9 3.3.1. 3.3.2. 3.3.3. 3.3.4. 3.3.5.

自动栏杆机 ....................................................................................................... 9 线圈 ................................................................................................................. 10 车检器 ............................................................................................................. 10 摄像机 ............................................................................................................. 11 DSRC设备 ..................................................................................................... 11

4. 系统总体设计系统结构 ......................................................................................................... 12 4.1. 4.2.

软件设备布局 ......................................................................................................... 12 软件系统设计 ......................................................................................................... 13 4.2.1. 4.2.2.

软件结构 ......................................................................................................... 13 中心分系统 ..................................................................................................... 13

4.2.2.1. 管理子系统 ............................................................................................. 14 4.2.2.2. 监控稽查子系统 ..................................................................................... 14 4.2.2.3. 通讯子系统 ............................................................................................. 15 4.2.3.

工作站分系统 ................................................................................................. 16

4.2.3.1. 厂区入口 ................................................................................................. 16 4.2.3.2. 厂区出口 ................................................................................................. 17

附件1 设备清单 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

1 概述

1.1. 背景

近年来私家车在内的机动车辆的数量增长迅速，出入厂区或重点区域的车辆数量也越来越多。随着人们生活水平的提高，人们对基础设施的要求也越来越高，更追求人性化、方便、快捷等等。因此，现在出入口设计上对管理要求更高的同时更加重视通行感觉和体验，更具人性化。普通的出入口对车辆的管理主要采用人工管理，在通行效率、安保、车辆管理等方面存在着这样那样的问题。为满足出入口诸多需要我们将智能交通的概念引入厂区出入口。通过高科技设备、完善的管理软件来实现车辆管理的自动化、信息化、智能化。

北京现有车辆安装标签在高速公路ETC车道通行的用户达10余万个，ETC不停车收费大大缓解了高速公路收费站由其是主站的交通压力。厂区智能出入口引入高速公路不停车收费理念，实现不停车通行，提高通行速度。为给装有OBU和高速公路速通卡并且是本厂区的用户提供便利，智能出入口车辆系统支持拥有OBU的车辆不停车通行，实现了智能出入口与高速公路的接轨。

1.2. 系统概要

专用短程通信(Dedicated ShortRange Communication,简称DSRC)是一种高效无线通信技术，它可以实现小范围内图像、语音和数据实时，准确和可靠双向传输，将车辆和道路有机连接，成为智能交通的重要通信平台，DSRC具有高速、高安全等特性。厂区智能车辆管理系统是通过路边车道设备控制系统的信号发射与接收装置（简称RSU），识别车辆上设备（简称OBU）内特有编码。判别车型，计算通行费用，并自动从车辆用户的专用帐户或卡钱包中扣除通行费。采用DSRC技术来完成RSU与OBU之间的通信，最终实现厂区的不停车收费/通行。

厂区出入口智能车辆管理系统除了支持高速公路速通卡的使用，同时支持厂区自己免费车通行等多种方式通行。系统除了提供常规的查询、统计等功能外，还提供了监控、稽查、停车引导等等管理功能。

1.3. 系统优势

厂区出入口智能车辆管理系统从通行效率、安全性、客户便利使用等多方面存在着很大的优势。

厂区的高效率通行。部分高峰时段（例如上下班），由于出入口通道数量的不足，单纯

人工管理可能会因为对车辆身份进行验证所需消耗大量时间，导致了不必要的车辆拥堵。而厂区出入口智能车辆管理系统能够从根本上解决这个问题，系统不但能够实现不停车的快速通行，同时会对车辆身份进行验证，并且提供稽查功能，系统从全方位保证了快速通行的可靠性和准确性。

高安保性 。厂区出入口智能车辆管理系统在出入口处能过RSU和OBU之间会对车辆

的安全性进行一系列的校验，如果任何一个校验通不过都会被拦截，保证了收费的安全性。客户使用的卡为双界面CPU卡，双界面CPU卡具有很强的防伪功能，即使物理卡被复制，在厂区智能出入口也是无法通过的。系统提供实时挂失功能，这样即使卡遗失只要及时挂失就不用担心有任何损失，保障了客户账户的安全性。由于电子标签安装在车辆上并可防拆卸，而IC卡可灵活地插入和取出，即电子标签跟车、卡跟人，那么当停车的时候，车主可以把IC卡取出拿走，就相当于把“车钥匙”拿走了。这对于保障车辆安全是很重要的，因为即便车辆被人偷了，没有IC卡的话也出不了大门。 系统的可扩展性。厂区出入口智能车辆管理系统支持厂区推出各种增值业务，有时候出

于某种特定的需要，厂区会对部分的特殊车辆（例如VIP车辆）进行快速验证并快速放行，这时候便需要一种非常可靠的不停车快速识别手段对车辆和特定用户的身份进行快速验证。

方便用户使用。当遇到恶劣天气或时节（例如南方的春夏雨季），纯人工管理方式需要

出入口管理人员在外面核对每一个车辆的合法性。而出入口智能车辆管理系统可以通过系统自动校验车辆合法性，当非法车辆驶近时，系统会报警，管理人员有针对的处理非法车辆即可。

1.4. 名词解释

电子标签：

又称为车载机（OBU），具有信息存储和微波通信应答功能，并配置了接触式CPU卡读写接口的车载单元。与双界面卡配合使用，可不停车通过出入口。OBU具有防拆卸功能，安装后拆卸，OBU就报废不可使用。

双界CPU面卡：

具有很高的安全性、可靠性与灵活性，可通过标准的接触式界面或非接触

式界面进行读写操作，与电子标签配合使用可实现不停车通行。

IC卡读写器：

能在计算机的控制下或独立完成对IC卡进行读、写等操作的设备，在本文档内特指非接触式IC卡读写器。

地感线圈： 车辆检测器：

埋设在车道上，用于检测车辆通过状态的磁感式感应器。

与线圈相联接的信息处理器，其功能是将磁通信号转换为数字信号或数字化的状态信号，以便于计算机处理。

公务车

有标签和卡的车辆，在厂区出入口可免费通行的车。

2. 厂区通行模式

收费可以采取多种方式，系统可以根据厂区的车辆管理政策灵活确定，如：正常OBU+卡的收费车、公务车、免费车通行等等。 公务车用户

公务车是在厂区内免费通行，并且该车装有标签和高速公路速通卡的车辆。车辆通过入口和出口时，系统确认车辆为免费车，自动放行。公务车通行为不停车方式，一旦天线与标签交易失败时，才需要停车刷卡通行。 免费车用户

免费车为无标签无卡车辆，在厂区可免费通行。此类车辆在厂区的出入口也可以实现不停车通行，系统通过车牌识别出的车牌号与免费车列表进行核对，核实通过的车辆系统直接放行。如果车牌识别设备故障或者识别有误差时，系统支持手工输入车牌来实现免费通行。

2.1. 特殊事件处理

(1) 紧急车辆（如：救护车）在入口直接入放行，出口收费员按特殊车辆键放行，系统可以

对特殊车型进行统计。

(2) 对于闯关车（冲关车），系统作相应记录。

(3) 出现通行卡损坏（物理损坏）或无卡情况下，通过查询（车牌或卡号）进行处理。

3. 技术指标

3.1. 系统整体结构

图 3-1 系统结构图

3.2. 工作站设备布局

出入口车道设备布置见如下图所示。 图 3-2 出入口设备布局

3.3. 设备指标 3.3.1. 自动栏杆机

技术指标：

栏杆抬起时间0.6～1.2秒可调； MTBF：大于1，000，000起落次； MTTR：小于0.5小时；

电源：AC 220V±15%，50～60Hz；最小电流：50mA，最大电流5A； 使用寿命：大于5，000，000起落次或大于10年； 操作温度范围：-20℃～+70℃。 横截面直径为75mm。

3.3.2. 线圈

线圈与车辆检测器组合使用，用于检测车辆是否存在，并通过车辆检测器将车辆的存在信号转化控制信号，从而让系统获知车道是否有车辆通过。

线圈电缆由横截面积不小于1.5mm2的多股铜导线构成，用于超低压电路(AC32V以下)。

3.3.3. 车检器

性能描述：

可以检测出入厂区的各种车辆；

当两辆车快速、慢速或相距很近地通过检测器时，可判为两辆车；

各车道的检测器不会互相干扰，金属物体在两车道之间的收费岛上移动时，不会影

响检测器的性能和精度； 检测器具有人工复位按钮； 频率：４级可调； 灵敏度：９级可调： 全自动调谐

线圈电感量范围２０～2500μH 反应时间：100毫秒 指示灯显示线圈状态 工作温度：-20℃～+6０℃

检测器具有自动复位和人工复位两种功能 贮存温度：－40℃～＋85℃ 可靠性：

用于车辆计数的检测器能保证其计数误差小于1×10-4，这一误差适用于：

车速可达60公里/小时 车道宽度

a) 一般车道：3.0～4.0米；

b) 可能出现人员穿越检测区域的情况。

3.3.4. 摄像机

厂区出入口摄像机作为视频抓拍系统的前端设备，用于拍摄所有通过车辆的车头图像。其安装角度能使车辆以时速30公里通过抓拍线圈时，拍出的图像包含车辆的头部、车牌，图像应较清晰，能辨认车牌号。

性能指标：

1/2英寸CCD彩色摄像机：PAL制，像素数752×582， 信噪比：５０db 分辨率：480线

最低照度：0.４１LUX（F1.2） 电子光圈：1/50～1/100，000秒 背景光补偿功能

３－ＤＡＴＷ（自动跟踪白平衡）检测，手动 兼容所有类型镜头

3.3.5. DSRC设备

4. 系统总体设计系统结构

4.1. 软件设备布局

说明：

1. DB1和DB2：数据库服务器（双机热备）； 2. 传输服务器：负责数据的传输；

3. APP1和APP2：应用服务器（双机热备）； 4. 发行工作站：做发行相关操作及发行管理的工作站

5. 信息管理、交易管理工作站：维护出入口基础信息；提供针对交易

管理的用户界面

6. 数据传输管理工作站：提供数据传输监控管理界面，数据下发操作

功能的工作站。

7. 工作站（出入口）：提供收费站收费功能；

4.2. 软件系统设计 4.2.1. 软件结构

厂区出入口车辆智能管理系统包括二个分系统，分别为：中心分系统、工作站分系统。每个系统具有各自的功能模块。具体如下图：

图4-1 软件整体结构

4.2.2. 中心分系统

中心分系统是厂区出入口车辆智能管理系统的重要分系统。中心分系统又分为三个子系统，分别为：管理子系统、通讯子系统、监控稽查子系统。每个子系统又分不同的功能模块。中心系统结构如下：

图4-2 中心分系统结构

4.2.2.1. 管理子系统

中心管理子系统包括：状态名单维护、参数管理、工作日志管理、查询和报表等功能模块。

4.2.2.2. 监控稽查子系统

监控稽查子系统包括监控、图像稽查、停车引导等功能。 （1） 收费监控

用于实现对各出入口工作站所有工作车道的硬件设备状态、收费操作信息、工作流程进度的实时、动态监视，并可以对特殊事件进行报警显示。

收费监控的基本功能包括：车道实时监视；车道设备检测；值班日志打印。 每个出入口显示为一个窗口，用数据和图标表示当前出入口车道状态；可对关心的车道放大显示。

系统对每个出入口车道的收费员的每个操作以及特殊和报警事件都要进行日志记录，记录每个操作步骤的详细信息，以供查询。

收费监控子系统含按出入口工作站发送的短信息发送功能，即某个所有出入口车道进行信息发送。 （2） 图像稽查

系统稽查功能是从对两方面进行稽查，不仅是对收费员的工作进行稽查，同时也可能对

用户是否合法通行进行稽查。能过稽查工作来降低厂区出现损失的可能性。稽查模块也是厂区智能出入口管理系统安全保证的一部分。

管理中心对车道抓拍的图像和对应的收费记录可以进行比对，以确认收费记录的合法性和收费员操作的准确性。系统提供稽查功能，是对收费的工作进行监督，稽查情况可以作为收费员工作的进行考核的一个标准。 （3） 停车引导

停车引导子系统主要是根据当前厂区区域内车位空余的情况，在入口处显示空余车位数，并指示司机前往。

4.2.2.3. 通讯子系统

通讯子系统是各分系统之间数据传输的枢纽，通讯子系统需要保证数据传输的完整性、安全性及实时性。

通讯主要是中心与出入口间的通讯。 a) 管理中心与出入口间的通信内容包括：

出入口系统到管理中心――出入口系统把出入口上的实时数据（交易记录、图像抓

拍数据等）通过网络上传到应用服务器，经过服务器解析后填入管理中心数据库的相应数据表中。

管理中心到出入口系统――管理中心到出入口系统的通行主要是进行参数下发，包

出入口系统操作人员名单、黑名单、班次表、权限表（即：操作员类型表）、公务车名单、免费卡名单等。

参数和状态名单下发采用手动下发的方式，当操作员对参数设置和状态名单做任何

操作后都要同步更新到车道，以保证更新的内容能在车道上实现。 b) 管理中心与出入口系统通信的设计要求：

要求实现对管辖的所有出入口车道的车道计算机中的业务数据进行主动、实时、不

间断地采集，并将采集到的基本业务数据传送到管理中心数据库中。这些业务数据包括：车道上下班数据、交易记录等。

出入口系统能够在网络正常情况下实时收到管理中心下传的系统参数。 当网络中断再恢复时，保证网络中断时数据不丢失。

当出入口交易记录上传中心数据传输失败时支持重发，直至数据传输成功。中心成

功收到车道交易记录后，将交易记录从车道数据库中删除。

能够自动检测入出口系统的状态及管理中心与出入口系统的网络连接状况。

在传输过程中，如果发现数据在传输过程中丢失，接收方应该立即向发送方发送重

发命令，将数据重新进行传输。

数据支持导入导出，在网络连接失败的情况下，出入口系统原始数据（入出口交易

记录）能够通过软盘或其他移动存储介质，传输到中心服务器中。从管理中心能够将参数（免费车名单、公务车名单、操作员表等）通过软盘或其他移动存储介质，传输到出入口计算机。

应能动态显示数传输的工作状态及数据传输的主要数据内容。

系统具有较高的安全性和易维护性，要能够杜绝一切未经授权而访问系统的可能。

4.2.3. 工作站分系统

出入口工作站包括厂区入口车道和出口车道。管理员在出入口上下班登录车道软件时，系统支持使用用户名登录和身份卡登录两种方式。

出入口通行方式支持：不停车通行、刷卡通行（支持刷多个发行方发的不同类型的卡）、通过查询免费车名单通行。

4.2.3.1. 厂区入口

(1) 公务车进场――车辆驶入入口时，持有双界面卡＋电子标签的公务车车辆可不停车通

行，没有电子标签的车辆，刷双界面卡通行，其处理流程如下： a) 车辆驶入地感线圈，系统对车辆进行图像抓拍并进行车牌识别； b) 系统启动微波读写天线，尝试对双界面卡＋电子标签进行读写； c) 双界面卡+电子标签交易成功时，将入口信息写入卡中 ，栏杆择；

d) 当天线失败或者无标签车辆时，刷双界面卡，验证通过后，将入口信息写入卡中，

之后栏杆抬起，车辆通过进场； e) 车辆驶离地感线圈，栏杆放下。

(2) 无卡免费车——对于无卡免费车，通过车牌识别系统识别出的结果与免费车名单核对，

实现不停车通行。

a) 车辆驶入地感线圈，系统对车辆进行图像抓拍并进行车牌识别； b) 车牌识别结果与免费车名单核对。

c) 识别结果属于免费车的，自动旅行；识别结果与免费名单不匹配时，通过手工输入

车牌号来与免费名单匹配，匹配成功放行。 d) 车辆驶离地感线圈，栏杆放下。

(3) 紧急车辆进场――对于紧急车辆，如军警车、救护车、贵宾车队等，系统提供免刷卡放

行功能，其流程如下：

a) 操作员按下工作站系统中提供的“特殊车辆”按扭 b) 栏杆抬起，车辆通过；

c) 系统对车辆进行图像抓拍并记录相关信息； d) 车辆全部通过后，栏杆放下。

4.2.3.2. 厂区出口

(1) 公务出场――车辆驶入出口车道时，持有双界面卡＋电子标签的车辆可不停车通行，天

线交易失败时，刷双界面卡通行，其处理流程如下：

a) 车辆驶入地感线圈，系统对车辆进行图像抓拍并进行车牌识别； b) 系统启动车道天线，天线尝试对双界面卡＋电子标签进行读写； c) 双界面卡+电子标签交易成功时，将出口信息写入卡中 ，栏杆择；

d) 当天线失败或者无标签车辆时，刷双界面卡，验证通过后，将出口信息写入卡中，

之后栏杆抬起，车辆通过进场； e) 车辆驶离地感线圈，栏杆放下。

(2) 无卡免费车出场——对于无卡免费车，系统提供对车牌的输入来确认，确定为免费车时

放行，具体处理流程如下：

a) 无卡免费车车主提出自己为免费车

b) 收费员在车道系统中输入车牌号，系统显示查询结果 c) 如果是免费车，点击确认再刷临时卡，不收费； d) 如果查询结果不是免费车时，刷临时卡，收费通行； e) 栏杆抬起，车辆放行； f)

(3) 紧急车辆出场――对于紧急车辆，如军警车、救护车、贵宾车队等，系统提供免刷卡放

行功能，其处理流程如下：

a) 操作员按下系统中提供的“特种车辆”按扭 b) 栏杆抬起，车辆通过；

c) 系统对车辆进行图像抓拍并记录相关信息； d) 车辆全部通过后，栏杆放下。

车辆驶离地感线圈，栏杆放下。

附件1 设备清单

单个出入口设备清单

注：按1入1出两条车道设计。只列出主要设备。

三

软件 出入口管理系统 中心管理系统 发行系统 传输系统 小计 套 套 套 套 1 1 1 1 70000 75000 85000 20000 70000 75000 85000 20000 70000 75000 85000 20000 250000

总计

752800

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rh94.html