《高速公路收费系统》介绍了高速公路收费系统的规划、设计、施工与管理以及联网收费系统的建设。全书共七章，主要内容有：收费系统规划、收费结算中心、收费站设计、联网收费系统的支撑平台，电子收费系统、收费系统实例。
收费作业流程的控制
系统的车道收费处理单元设备控制收费作业流程，车道收费处理单元由车道计算机、显示收费作业信息的显示器和收费作业台、收费费额显示器、语音报价器、收费票据打印机、收费放行电动栏杆和车辆检测器所组成，系统工作方式如下：
收费员按键输入交费车辆类型到收费计算机，收费计算机计费并送收费费额显示器显示，语音报价器报价，经收费员确认后，计算机控制打印输出发票，并输出信号控制收费放行电动栏杆升起，车道通行信号灯亮绿色，放行车辆，车辆检测器测到车辆通过后向车道控制器传送“通过”信号，车道控制器输出控制信号，控制收费放行道闸栏杆落下，车道通行信号灯亮红色。
收费信息采集和处理
系统以车道收费处理单元系统设备和CCTV系统设备进行采集和处理车辆通行情况和收费员收费作业情况的图像和数据信息，并将信息传送到收费监控室，向收费作业管理人员提供实时的收费作业信息，
收费作业信息的采集 收费作业信息的采集方式是：
收费员判别缴费和免缴费车辆类型通过收费键盘向计算机输入车型操作，收费计算机同时进行语音报价，此时车道报价机将发出报价提示音，同时报价机数码管显示应缴金额及车型。司机缴费完成，收费员通过收费键盘操作车辆放行，此时票据打印机打印一张票据，同时道闸栏杆将自动抬起，车道将抓拍一张叠加有本次收费相关信息的车辆图像，本次收费数据通过网络上传至服务器。
收费作业信息的处理1、车道计算机接收到收费员键入的车型及缴费信息后，经自动处理输出如下信息：
a. 语音报价机报出礼貌用语和收费金额
b. 控制票据打印机打印票据.
c. 收费显示器显示收费作业信息
d. 传送收费数据信息给车道控制器，车道控制器输出：
1向收费费额显示器输出显示金额数据信息.
2视频叠加信息.（亭内和亭外摄像机）
3.I/O口（继电器组）
2、车道计算机接收到收费员键入免费信息后，经自动处理输出如下信息：
a. 车道收费计算机将本次免收费相关数据上传至服务器。
b. 道闸栏杆自动升起放行，车道通行信号灯亮绿色。
c. 费额显示器处于空白状态。
d. 收据打印机不动作。
3、CCTV亭内和车道摄像机采集的收费员工作情况图像信息，送到车道控制器叠加收费数据信息，然后送CCTV监视器上对应显示收费员的作业情况和当前的收费金额，CCTV通道摄像机采集的车辆情况及通道放行情况的图像信息送监视器显示。
4、收费管理人员在进行实时监视收费作业的过程中，根据收费作业情况和收费作业的要求对收费作业情况通过实时录象机录像。
收费数据处理
系统监控室的网络服务器、收费管理计算机、监视计算机、财务计算机和图像计算机，与车道收费处理单元组成一个计算机管理收费数据信息采集系统。通过收费管理计算机进行参数设置，包括身份码的黑白名单、个人密码、费额表和用户级别设置以及进行补罚款数据的输入；通过监视计算机对上传数据实时监视；通过财务计算机进行收费数据的查询打印。
收费数据实时传送收费数据由各车道计算机通过局域网实时上传到数据服务器，监视计算机可实时监视收费数据，并通过财务管理计算机对各个车道计算机上传的工班收费数据进行集合并处理。在系统异常情况下，无法实时传送，可自动将未传的工班收费数据存于本地机硬盘，不会丢失，等网络通畅后，再自动上传。
收费数据的处理过程1、初始状态
1、正反雨棚信号灯呈红色
2、道闸栏杆落下，车道红绿信号灯呈红色；
3、手动栏杆处于封闭车道状态；
4、费额显示器处于空白状态；
5、收费软件显示收费员登陆界面。
2、收费员上班
1、收费显示器在等待操作员输入工号、口令及票号。
2、收费员通过数字键输入自己的工号、口令及票号，确认无误，操作确认后，系统进行身份与口令校验。
a. 收费计算机上传收费员工号、车道号、起始票号、上班日期和时间
b. 正向雨棚信号灯自动变绿、反向雨棚信号灯自动变红
c. 如果是晚间上班，车道雾灯自动打开，并闪烁；
d. 向字符叠加器发送收费员相关信息，并进行叠加
e. 道闸栏杆自动落下，车道红绿信号灯呈红色；
f. 车道收费显示报价初始化完成
g. 系统进入正常收费状态。
如果被确认为无效收费员信息，收费登陆界面则自动清空，并提示操作员重新输入有效工号、口令及密码。
3、正常车辆的处理
a.当车辆驶入收费车道并停在收费亭前时,自动抓拍线圈将抓拍一张车辆图像并上传至服务器，收费员进行人工车型判别，操键盘输入车型，司机缴费完成后按下“确认”键之前，收费员可直接重新操作车型。
b.通行费额将通过收费显示器、费额显示器同时显示和提示收费员和司机；同时,通行收费车道视频符叠加至视频图像,以便监控员监督。
c.当收费员确认已收取应支付的全部通行费（现金）时即可按下“确认”键：
d.票据打印机打印一张票据；
e.道闸栏杆升起，车道通行信号灯呈绿色；
f.车道收费计算机生成本次收费数据，进行车道视频字符自动叠加，并再次抓拍一张叠加有收费数据信息的图像，收费数据与图像一同上传至服务器；
g.车辆通过自动落杆线圈后，道闸栏杆自动落下，车道红绿信号灯呈红色；
h.费额显示器处于空白状态
i.车道收费机等待下一次收费。
4、免费车种(含军车、公务车、紧急车)处理
a.当免缴费车辆通过收费车道时，收费员首先操作以应车型，如：军警、政府、及友邻等；然后按下相应的车辆类型，如：一类、二类、三类……等；放行完成后，收费计算机将上传本次收费记录至服务器；
b.道闸栏杆自动升起，车道通行信号灯显示绿色；费额显示器处于空白状态，收据打印机不动作；
c.车辆通过自动落杆线圈后，道闸栏杆自动落下，车道红绿信号灯呈红色；
5、违章车的处理
a.当收费员未完成收费业务处理操作,车辆已驶入道闸落杆线圈检测范围内，则确认该车辆违章；
b.收费计算机自动触发车道报警器，经过10秒钟或收费员按“解除报警”键后报警停止；
c.收费计算机自抓拍该违章车辆图像；
d.将本次违章数据信息同抓拍图像自动上传至服务器。
6、车队的处理
当特许通过的“车队”来到收费车道时,收费员按下“车队开始”键,此时自动栏杆处于打开状态,费额显示器和车型分类显示器处于空白状态,当车队全部通过检测器检测区域后,收费员再按下“车队结束”键，自动栏杆落下，系统恢复到车道正常收费业务处理的初始状态。同时，自动抓拍线圈已记录抓拍了所有通过的车辆，并上传服务器。
7、收费员下班
a.收费员下班时，操作收费键盘下班键，系统完成下班任务，并将下班时所有数据信息上传至服务器；
b.正反雨棚人号灯呈红色、雾灯闭、道闸栏杆落下、车道红绿信号灯呈红色、收费报价显示机初始化并呈空白。
数据信息的管理
系统由收费管理系统数据库对收费数据信息进行管理，收费管理系统数据库能储存保留五年以上的数据供查询检索，结果可通过服务器或管理计算机的显示器显示，查询检索内容如下：
a. 所有收费车辆收费数据日、周、旬、月、季度、年情况
b. 某收费员、某车道、某班次、某一车型、某票号段在某一时间段收费情况
c. 某一时间段及某日等收费车次情况
d. 收费员工作记录及非正常运行、非正常操作、车队、错票等情况记录
e. 系统工作状况信息
4系统组成编辑
各收费车道计算机相互独立无通信关系。
5主要设备编辑
主要车道设备：
车道计算机、专用键盘、车道智能控制柜、票据打印机、道闸、车道摄像机、费额显示器、字符叠加器、闪光报警器、雾灯、车道红绿信号灯、雨棚红绿信号灯
车道计算机系统是一个独立完成收费作业、控制收费作业流程的系统。与每个设备相对独立，当系统网络发生故障和进行故障处理时，不影响各个车道计算机系统的正常收费；当系统中某个车道计算机系统发生故障和进行故障处理时，不影响其它车道计算机系统的正常收费，保障收费系统正常的收费作业。车道收费处理计算机系统单元构成如下图四：
控制柜
技术指标：
尺寸: 高700mm 宽560mm 深590mm输入电源：AC220V 输出电源： DC12V/ 4A 、DC5V/ 1A 工控机：P4 2.0 G / 256M / 80G / 100M 网卡；多串口卡 /16 路I/O 卡 4U标准机箱视频图像捕获卡：分辨率为768 ×576 以上 RS232 接口：2 ～8 个，用于外设接口(1 块多串口卡和2 个工控机自带串口) ，用于费额显示器、收费员键盘、IC 卡读写器、视频数据叠加器等设备 内置PCI接口卡：8 路I/O 标准接口 电源防雷保护：放电电流等级：5KA ；最大放电电流：25KA ；防护级别：1.8KV ，可防护的内部短路电流：10KA 控制器内配置I/O 调理板（均有LED 指示灯）开关量接口：固态继电器6 个（可选择输出数字量的任一一个控制端口），用于控制车道通行灯报警灯和顶棚信号灯；继电器6 个（可选择输出数字量的任一一个控制端口），用于控制自动栏杆；光耦输入 8 个，用于2 个车辆检测器的检测信号输入和脚踏开关输入 6-10 路RS232 接口 工作环境：-20 ℃ ～+ 40 ℃ 软件平台：Windows 2000 Professional 或Windows NT Workstation 4.0 机壳可用彩色喷塑钢板或不锈钢板制造
局域网
收费站局域网主要由两部分组成；一部分是收费站控计算机，包括服务器及功能各异的工作站，如硬盘录像机、报表查询计算机、车道收费计算机等。局域网采用星形以太网结构10-100Mbps，传输线缆UTP-5。由于车道计算机和收费控制室计算机距离较远，为保证传输质量，这二部分之间采用以太网交换机通过多模光缆连接，采用多模光纤主要是考虑到距离一般在3KM以内，防止信号过强引起反射，同时也可以降低成本。
计算机收费系统的网络结构为:
1） 用一台网络交换机,收费站服务器和车道各收费计算机，构成10-100Mbps星型以太局域网结构。所有车道计算机连接到二台10-100Mbps自适应共享式集线器。站内其它计算机，如报表查询计算机、硬盘录像机连接到站内10-100Mbps自适应交换式集线器。车道集线器与站内集线器之间采用光纤连接。
2） 各收费车道计算机相互独立无通信关系。
6系统功能编辑
系统功能
系统服务器采用IBM等著名品牌的专用服务器，从硬件上首先保证服务器的稳定性与可靠性，收费机采用在野外耐恶劣环境的品牌机。以保证系统在野外一年365天，每天24小时的不间断运行。
在进行系统设计时，在网络上选择了采用了目前最先进的客户/服务器结构，设计者选择了Microsoft Windows Advanced Microsoft SQL Server Microsft Windows Professional，这是基于如下考虑。
Microsoft Windows Advanced Server操作系统
它是用于局域网的服务器平台，它的集中式安全管理和强有力的容错管理(RAID5)等特点使之成为用于服务器的理想的操作系统。它将网络管理和基本操作系统完美地结合起来，使网络易于使用和管理。它是一个与平台无关的、可伸缩的服务器操作系统，它可以运行在Intel x86 系统、精简指令集（RISC）的计算机和DEC Alpha计算机上，从而使用户在选择计算机系统硬件上有很大的自由；它可以扩展到对称的多处理器系统上，使得当需要提高性能时还可以增加额外的处理器；其内部完全是32位结构，在运行时有多个线程，它的抢占多任0务方式使操作系统能为每个应用等程序分配足够的处理时间。
Microsoft SQL Server
其安全性、事务处理能力和误差符合重要事务的要求：其智能服务器技术增强了服务器上的数据整体性，减小了开支和维护的成本。支持方便的单一处理系统和新型的对称多处理器系统，保证应用程序环境符合尺寸上的需求。支持多用户的高性能快速响应，允许同时存取多个客户、多用户DBMS。网络独立性允许Microsoft SQL Server 2000支持在多机种网络上同步连接客户/服务器。规则和触发器提供了数据库整体机制.企业连接性服务用于存取公共数据和信息系统.它具有分布式数据库管理功能,支持缩放式\多服务器应用程序。此处它还有多种应用程序和工具，以供开发者和用户灵活的选择。
Microsft Windows Professional
具有友好的图形用户界面（GUI）、多任务环境以及网络连接功能，它的硬件无关性、强大的应用软件支持和广大的用户基础也是选择它的原因之一。
先进性
先进性体现在设备的先进性、软件的先进性和总体的先进性上。软件的设计服务器采用Microsoft Windows Advanced Server，收费计算机采用Microsft Windows Professional环境，数据库采用Microsoft SQL Server 多用户大型关系式数据库。
通用性和可扩展性
通用性和可扩展性也体现在以上三个方面，我们选择的设备兼容性好，易于升级维护。
可靠性
收费系统要求每天不间断运行，任何一个站点故障在可能引起全线系统的瘫痪，可靠性是一个系统是否真正实用的关键，收费系统大部分设备都安装于环境条件较恶劣的室外场所，对硬件设备的可靠性和稳定性要求很高，在设计中，除从硬件选择上保证其各项性能指标达到或超过招标书上的要求外，还提供多种备援措施保证收费操作的顺利进行，包括服务器数据热备份、网络电缆备份、收费工作站本地备份、大容量后备及软件系统都将进行严格全面的测试。
完备性
本系统的收费控制措施和监控措施对车辆收费的外部逃费控制和内部监控控制是完备的。
安全性
本收费系统采用Windows Advanced Server网络系统，数据库采用具有容错技和数据备份技术的SQL Server 大型数据库。为了防止硬盘损坏、偶然或恶意的数据破坏、自然灾害（火灾、水灾、地震等）、盗窃、病毒等造成的数据破坏，我们可以根据SQL Server 提供的工具制定一套完整的数据备份方案，将重要数据备份到磁带设备带到安全的地方去，或通过网络将备份发送到远程站点有专人来管理。一旦数据库遭到破坏，我们可以立即用备份的数据来恢复，这样既安全又可靠。
一套完整的数据备份解决方案，一方面是提供一系列可操作的系统备份硬件配置，另一方面则还需提供一套完整的数据备份操作方案。建议每日对系统作实时备份，每月对系统作月结备份，设立专职的数据档案保管员，负责数据资料的保存。
