手持工業平板PAD便攜式收費技術在高速公路上的應用

 “十三五”時期是我國全面深化改革的攻堅時期，面對新常態下加快推進結構性改革的新要求，交通運輸部提出要依據《交通運輸信息化“十三五”發展規劃》，把創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念貫穿交通運輸發展各領域和全過程，江蘇交通控股有限公司印發了《江蘇交通控股有限公司信息化發展三年行動計劃》，確保信息化技術與控股公司系統的制度創新、管理創新、模式創新、業態創新和文化創新緊密結合，以信息化全面引領企業的可持續健康發展，推動高速公路交通管理體系深度、協同發展。

1、江蘇高速收費方式現狀：交通運輸業是國家社會經濟發展的基礎產業，是推動我國經濟發展和社會進步的強大動力。迅猛發展的社會經濟需要與之發展相適應的發達完善的交通運輸系統。目前，我國高速公路發展正處于飛速發展階段，絕大多數的省份地級以上城市均建設有高速公路，通車里程達12萬多公里，建設規模世界第一。伴隨著高速公路通車里程的增加與交通信息化、智能化技術的快速發展，高速公路收費也在入口領卡出口繳費的大規模聯網收費模式的基礎上發展出了ETC不停車收費和移動無感支付收費等收費模式，出口繳費提供了MTC車道、ETC車道、便攜機收費。

2、現有便攜機的弊端：在現有的收費模式下，傳統的便攜式收費系統采用離線的收費模式，設備笨重不靈活，一旦選擇固定車道進行收費，移動起來比較麻煩。對于道口突發情況，處理起來不夠靈活，收費完成后，流水數據還要通過手工導入，數據出現問題，不利于及時糾正，特別是對于一些參數表下發要求時效性較高時，無法及時下發，造成用戶投訴或損失公共財產，無法監控設備的實時運行狀態，不利于維護、升級和更新，資源利用不充分。

（1）服務器未有效利用。服務器作為提供計算服務的設備，目前單純用來存儲數據，造成資源極大浪費。

（2）數據分散，利用率低。手持工業平板PAD便攜式收費機產生數據后存放在收費機器本地，無法及時匯總和實時利用。

（3）軟件維護麻煩。由于是便攜式收費及離線客戶端模式，數據的采集、參數的下發需要層層轉發，軟件升級和系統維護有大量的重復工作。

（4）移動不靈活。每個便攜式收費機相當于一個固定車道，不便于來回移動。遇到分流等情況時無法處理。

（5）技術陳舊，維護成本高，老式便攜機采用windows或者Linux操作系統，系統版本低，技術老舊或者人機交互體驗差。

充分利用軟件和硬件資源，降低經營成本，更好服務于高速公路運營和收費業務，就是手持工業平板PAD便攜式收費技術的最終目的。

3、手持工業平板PAD便攜式收費系統內容

3.1 便攜式收費系統設計方案：對于高速公路收費系統，因業務處理要求是全天候24小時工作模式，對于系統的健壯性、穩定性、安全性、可靠性、準確性要求極高，對于目前收費系統工作模式的完善及提高，都必須以此作為基礎目標。課題擬根據現有收費系統的軟硬件基礎資源、條件和實際情況，以“健壯、穩定、安全、可靠、準確”為原則，補充及改善現有便攜式收費模式，制定便攜式收費系統方案。該應用重點考慮以下幾點要求：

（1）硬件設備：傳統的便攜機大而笨重，新型便攜收費以定制過的手持工業平板PAD為介質，體積與重量均與普通手持工業平板PAD相近，方便靈巧。

（2）系統架構：將便攜式式收費軟件由傳統的離線模式變成在線模式，操作系統由windows或Linux變成主流的移動式Android操作系統，軟件架構由C/S改為B/S、C/S混合架構，實現跨平臺收費系統。

系統利用現有的網絡架構，服務器資源進行安裝部署，減少資源的浪費，提高其使用率。手持工業平板PAD可以兼容MTC、ETC車道的收費模式，收費數據實時上傳到站端服務器，可以實時對數據進行監控，同時站端可以實時監控便攜機運行狀況。可以實現7*24小時實時在線升級運維。

3.2 便攜式收費系統研發：根據高速公路便攜式收費系統設計方案，按照軟件開發流程，進行項目的需求分析、系統設計、程序編碼、系統測試。

（1）需求分析：在確定軟件開發可行性的情況下，對軟件需要實現的各個功能進行詳細需求分析。需求分析階段是一個很重要的階段，這一階段做的好，將為整個軟件項目的開發打下良好的基礎。“唯一不變的是變化本身”，同樣軟件需求也是在軟件開發過程中不斷變化和深入的，因此，我們必須定制需求變更計劃來應付這種變化，以保護整個項目的正常進行。

（2）、系統設計：此階段中根據需求分析的結果，對整個軟件系統進行設計，如系統框架設計、數據庫設計等。軟件設計一般分為總體設計和詳細設計。好的軟件設計將為軟件程序編寫打下良好的基礎。

（3）、程序編碼：此階段是將軟件設計的結果轉化為計算機可運行的程序代碼。在程序編碼中必定要制定統一、符合標準的編寫規范。以保證程序的可讀性、易維護性，提高程序的運行效率。

（4）、系統測試：在軟件設計完成之后要進行嚴密的測試，一發現軟件在整個軟件設計過程中存在的問題并加以糾正。整個測試階段分為單元測試、組裝測試、系統測試三個階段進行。測試方法主要有白盒測試和黑盒測試。

4、技術路線與研究方法：本應用采用調查與研究并重、理論與實踐結合的方法，并通過交流考察、技術討論、軟件開發、專家咨詢、意見征集、系統優化等形式，有重點、分層次的解決課題相關問題。

4.1、技術路線：系統總體上采用基于J2EE技術的結構設計與解決方案，在平臺架構、平臺應用服務器、數據庫管理系統、界面展現及其他關鍵技術上有許多可供選擇的實現方案和產品，目前采用主流的系統技術架構平臺技術標準及實現技術主要是J2EE（業界標準）。操作系統基于主流的移動端操作系統Android。考慮到本系統的建設基礎和將來的擴展異構平臺集成的需要，也考慮到產品支持等多方面的因素，本系統宜采用J2EE作為統一的技術架構。

4.2、研究方法

（1）確定研究目標：查閱相關文獻，了解國內外研究現狀，確定研究課題《江蘇高速公路手持工業平板PAD便攜式收費系統研究》。

（2）制定研究計劃：檢索、查閱相關文獻，梳理分類，并進行實地考察、統計分析、訪談反饋，制定具體的研究計劃。

（3）具體研究過程：根據研究計劃，進行理論研究、比較研究、案例分析、現狀研究，探索便攜式收費新模式，總結經驗，通過軟硬件開發實現手持工業平板PAD便攜式收費系統，并進行運行測試。

（4）研究結果及其反饋：根據手持工業平板PAD便攜式收費系統運行情況，編制相關報告，上報上級管理部門，同時不斷收集各類反饋信息，與時俱進，不斷完善研究成果。

5、創新性

（1）收費介質的更換，摒棄了原有老式的笨重的收費便攜機，采用定制過手持工業平板PAD，輕巧方便，可以隨身攜帶，實現了真正意義上面的便攜。

（2）操作系統不再局限于Windows或Linux兩種，收費程序基于主流開源的移動端Android操作系統進行開發，人機交互性更強，體驗更好。

（3）不同于傳統的離線收費模式，收費數據通常在下班后導入站端服務，手持工業平板PAD便攜式收費數據實時上傳于站端，便于收費數據的實時監控，數據錯誤及時糾正。

（4）收費模式上，在兼容MTC功能的基礎上，同時支持ETC車道無感支付功能。

（5）便攜設備的監控，站端服務可以實時進行手持工業平板PAD便攜設備運行情況進行監控，終端安全控制，發現問題及時解決，提高系統運行效率。

（6）在線升級運維，傳統的便攜式是離線模式，軟件的升級運維只能通過運維人員現場進行安裝部署。手持工業平板PAD便攜式收費程序可以通過站端進行控制升級。