关于高速公路自动发卡机系统

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摘要：自动发卡机收费技术高速公路应用情况介绍，详细阐述了自动发卡系统的结构和主要原理、功能和系统设备构成，并提出了自动发卡机的技术要求。对提升高速公路收费管理理念和水平具有一定的借鉴和指导作用。

关键词：高速公路；牌照识别；自动发卡系统

中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：

引言：自动发卡系统是高速公路不停车收费系统的重要组成部分，该系统改变了原来人工发卡模式，大大提高了发卡效率。自动发卡机系统主要由车牌自动抓拍、无人值守自动发卡机、轮轴识别器、光栅等其他软硬件组成。设备通行卡总容量是1600—2000张，发卡速度约30张／分钟。应用于高速公路入口时，司机按“取卡”键，进行自助取卡操作。领取通行卡后，栏杆自动抬起，车辆即可驶入高速公路。

一、自动发卡机系统简述

自动发卡系统集车道控制机和发卡机于一体，安装在高速公路收费站的入口车道，实现全天候车道无人值守。自动发卡系统的操作流程如下车将需要的数据层打开查看相关信息。特征和属性的连接。GIS可将特征和属性连接起来，特征与属性一一对应。随着GlS技术的不断发展，GIS技术又出现了许多新的特点，如网络GlS、开放的GlS、虚拟GIS、多媒体GIS等等。目前GlS总体上呈现出网络化、开放性、虚拟现实、集成化空间多维性等发展趋势。

二、系统组成及功能

1、设备组成

基于自动发卡设备的入口车道设备组成框图如图1。系统组成自动发卡系统组成框图如图2。系统功熊说明屏幕上，告诉车主汽车位置及前方行车状况，是否堵车、是否路况良好、前方那里可以停车用餐及加油、那里有收费站等一系列情况，并帮车主选出优化路线，从而提高运输效率。

2、GlS应用于车辆跟踪管理。

在汽车上安装一台GPS接收机，GPS将汽车位置信息送至主控室，存有电子地图的GIS系统可随时知道该汽车的位置。例如，如何安排多路警车交通路线，以保证紧急时刻在任意地方应至少有一辆警车在事发后最短时间内赶到出事地点。

总之，由于GlS在公路部门的推广应用，将推动公路管理及设计方面的科学化和现代化，对于促进我国的智能运输系统发展具有重要意义。发卡在安装自动发卡设备的入口车道，自动发卡机上有一个出卡口。当车辆驶入车道到达线圈并按下出卡按钮时，自动发卡机发出一张通行卡给司机，卡上有相关编码信息。通行卡编码信息主要包括入口站号、车道号和时间等当司机驾车驶离高速路时，这些数据用来确定其应缴的费用。

3、温湿度自动控制、故障自动报告、磁卡／IC卡机芯互换结构

利用单片机控制技术及温湿度传感技术巧妙的实现了自动发卡机内部温湿度的自动控制，有效的避免了夏天可能出现的自动发卡机内部温度过热、湿度过大、冬天温度过低的问题，并利用智能逻辑判断，实现了故障的自动报告。更换发卡设备机芯就可以分别适应于磁卡收费系统和IC卡收费系统，

4、收费站计算机通讯

自动发卡机与收费站计算机通过网络相连，收费站计算机可对车道实时监视(车道状态、设备故障信息)。

（1）数据存储

自动发卡机与收费站计算机连接失败时，车道自动发卡系统可独立工作，数据保存在车道计算机的硬盘中，当网络恢复时，自动发卡机将自动上传车道数据。

（2）操作权限控制

自动发卡机只接受被授权的操作员和维护员的操作，操作员和维护员在操作自动发卡机之前必须使用身份卡。

（3）计数

自动发卡机里的应用软件有计数功能，设有班次、小时、日计数器。

（4）维护测试

使用维护员身份卡登录后可测试、维护设备和模拟发卡流程。自动发卡机有4种工作状态，由操作人员操作并使用身份卡进行切换，包括“关闭”状态：自动发卡机加电后自动进入此状态，此时不能发卡车辆通过离开线圈将会产生报警信号。“打开”状态使用操作员身份卡登录后，进入此状态：车辆驶入车道并按“出卡”按钮将会发卡。“车队”状态：适用于免费车队；自动栏杆抬起，发卡机不发卡，车辆通过离开线圈后栏杆不落下，直至结束此状态。”维护”状态：使用维护员身份卡登录后，进入此状态可以测试卡机和其它车道设备。

5、异常

指发生了状态提示或异常，但不影响自动发卡机继续工作。包括以下情形通行卡即将用完；与收费站之间的通讯中断，车辆超时未通过；温湿度超限。

6、故障

指发生了部件故障从而可能导致设备无法正常工作时，提示必须人工处理。包括以下情形：到达线圈故障，离开线圈故障，温控系统故障，通行卡用

完，卡机故障，卡机卡纸，卡编码错误。发生这些异常和故障时，液晶面板上显示报警信息，同时向收费站计算机系统上传。进入维护状态后，维护人员可以检

测卡机和外部设备是否工作正常。

三、系统存在的问题及分析

3．1全自动无人发卡机存在的问题

(1)机械部分

①由于车道环境比较差，通行卡比较脏，在机械部分，卡夹容易被灰尘等异物卡住。

②出卡口设计有一定的阻尼系数，每天经过几千次出卡后，很容易故障，导致通行卡全部弹出，掉到地上，或者同时弹出2张以上卡片．

(2)系统部分

①浙江冬夏温差大，在车道上，夏天地面温度高达40℃以上，冬天最低一5℃度以下，再加每天24小时开机，发卡机的平均故障时间远大于国家标准。

②车型只靠轮轴识别器识别，误差率较高。浙江一类车标准是小于等于7座，二类车是大于7座且小于20座，有些7座、8座的车长度相差不大，轮轴相同，车型轮轴识别器根本无法区分。

④车牌识别只靠自动抓拍识别，存在较大误差。

(3)管理部分

①为防止司机反复倒车或者粗暴对待设备，必须每个车道安排保安引导．

②发卡机只能设置4个卡夹，总共2000张卡左右，但在省界远远不够，放卡比较麻烦．

3．2运营分析，

浙江目前只在三个收费站试点使用自动发卡系统。由于是测试阶段，系统问题比较多，软件设计有些缺陷，经常导致人口车辆流水不能正常上传，后天报表不正确。浙江目前运行较好的是ETC不停车收费的入口，由于卡及电子标签在办理过程中已经绑定了车型和车牌等车辆信息，所以正常情况下一次通行率可以达到99%。但是运营成本高，现在浙江卡的发卡量才只有1万多张。人工发卡比较准确，但是收费员压力大，自动发卡机作为收费系统的一种补充，它的存在还是有必要的。

结束语：

当前，随着高速公路路网建设的不断完善，各省高速公路都将使用二义性路径识别双频复合通行卡，通过对多功能自动发卡机的研究，提出对原发卡机的改进措施，使其功能更加完备，性能更加稳定。减少收费人员，降低劳动强度，以优质服务赢得社会的和谐，共同构建平安高速公路。

参考文献：

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