手持工業(yè)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(tài)下加快推進結構性改革的新要求，交通運輸部提出要依據(jù)《交通運輸信息化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》，把創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享的發(fā)展理念貫穿交通運輸發(fā)展各領域和全過程，江蘇交通控股有限公司印發(fā)了《江蘇交通控股有限公司信息化發(fā)展三年行動計劃》，確保信息化技術與控股公司系統(tǒng)的制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、業(yè)態(tài)創(chuàng)新和文化創(chuàng)新緊密結合，以信息化全面引領企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展，推動高速公路交通管理體系深度、協(xié)同發(fā)展。

1、江蘇高速收費方式現(xiàn)狀：交通運輸業(yè)是國家社會經濟發(fā)展的基礎產業(yè)，是推動我國經濟發(fā)展和社會進步的強大動力。迅猛發(fā)展的社會經濟需要與之發(fā)展相適應的發(fā)達完善的交通運輸系統(tǒng)。目前，我國高速公路發(fā)展正處于飛速發(fā)展階段，絕大多數(shù)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(guī)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(fā)展，高速公路收費也在入口領卡出口繳費的大規(guī)模聯(lián)網收費模式的基礎上發(fā)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(xiàn)有便攜機的弊端：在現(xiàn)有的收費模式下，傳統(tǒng)的便攜式收費系統(tǒng)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(fā)情況，處理起來不夠靈活，收費完成后，流水數(shù)據(jù)還要通過手工導入，數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，不利于及時糾正，特別是對于一些參數(shù)表下發(fā)要求時效性較高時，無法及時下發(fā)，造成用戶投訴或損失公共財產，無法監(jiān)控設備的實時運行狀態(tài)，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(shù)據(jù)，造成資源極大浪費。

（2）數(shù)據(jù)分散，利用率低。手持工業(yè)平板PAD便攜式收費機產生數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的采集、參數(shù)的下發(fā)需要層層轉發(fā)，軟件升級和系統(tǒng)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(tǒng)，系統(tǒng)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(yè)務，就是手持工業(yè)平板PAD便攜式收費技術的最終目的。

3、手持工業(yè)平板PAD便攜式收費系統(tǒng)內容

3.1 便攜式收費系統(tǒng)設計方案：對于高速公路收費系統(tǒng)，因業(yè)務處理要求是全天候24小時工作模式，對于系統(tǒng)的健壯性、穩(wěn)定性、安全性、可靠性、準確性要求極高，對于目前收費系統(tǒng)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(jù)現(xiàn)有收費系統(tǒng)的軟硬件基礎資源、條件和實際情況，以“健壯、穩(wěn)定、安全、可靠、準確”為原則，補充及改善現(xiàn)有便攜式收費模式，制定便攜式收費系統(tǒng)方案。該應用重點考慮以下幾點要求：

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

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

系統(tǒng)利用現(xiàn)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(yè)平板PAD可以兼容MTC、ETC車道的收費模式，收費數(shù)據(jù)實時上傳到站端服務器，可以實時對數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，同時站端可以實時監(jiān)控便攜機運行狀況?？梢詫崿F(xiàn)7*24小時實時在線升級運維。

3.2 便攜式收費系統(tǒng)研發(fā)：根據(jù)高速公路便攜式收費系統(tǒng)設計方案，按照軟件開發(fā)流程，進行項目的需求分析、系統(tǒng)設計、程序編碼、系統(tǒng)測試。

（1）需求分析：在確定軟件開發(fā)可行性的情況下，對軟件需要實現(xiàn)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(fā)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(fā)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(tǒng)設計：此階段中根據(jù)需求分析的結果，對整個軟件系統(tǒng)進行設計，如系統(tǒng)框架設計、數(shù)據(jù)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(tǒng)一、符合標準的編寫規(guī)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(tǒng)測試：在軟件設計完成之后要進行嚴密的測試，一發(fā)現(xiàn)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(tǒng)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(fā)、專家咨詢、意見征集、系統(tǒng)優(yōu)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(tǒng)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(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、界面展現(xiàn)及其他關鍵技術上有許多可供選擇的實現(xiàn)方案和產品，目前采用主流的系統(tǒng)技術架構平臺技術標準及實現(xiàn)技術主要是J2EE（業(yè)界標準）。操作系統(tǒng)基于主流的移動端操作系統(tǒng)Android?？紤]到本系統(tǒng)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(tǒng)宜采用J2EE作為統(tǒng)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(xiàn)狀，確定研究課題《江蘇高速公路手持工業(yè)平板PAD便攜式收費系統(tǒng)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(tǒng)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(jù)研究計劃，進行理論研究、比較研究、案例分析、現(xiàn)狀研究，探索便攜式收費新模式，總結經驗，通過軟硬件開發(fā)實現(xiàn)手持工業(yè)平板PAD便攜式收費系統(tǒng)，并進行運行測試。

（4）研究結果及其反饋：根據(jù)手持工業(yè)平板PAD便攜式收費系統(tǒng)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(chuàng)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(yè)平板PAD，輕巧方便，可以隨身攜帶，實現(xiàn)了真正意義上面的便攜。

（2）操作系統(tǒng)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(tǒng)進行開發(fā)，人機交互性更強，體驗更好。

（3）不同于傳統(tǒng)的離線收費模式，收費數(shù)據(jù)通常在下班后導入站端服務，手持工業(yè)平板PAD便攜式收費數(shù)據(jù)實時上傳于站端，便于收費數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)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(jiān)控，站端服務可以實時進行手持工業(yè)平板PAD便攜設備運行情況進行監(jiān)控，終端安全控制，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，提高系統(tǒng)運行效率。

（6）在線升級運維，傳統(tǒng)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(xiàn)場進行安裝部署。手持工業(yè)平板PAD便攜式收費程序可以通過站端進行控制升級。