聯網收費系統若干問題的探討

聯網收費系統若干問題的探討

聯網收費系統若干問題的探討1

摘要：介紹收費管理及收費系統結構的新模式，收費結算中心功能、建設要點以及聯網收費系統網絡管理。
　　關鍵詞：收費管理；結算中心；網絡管理　　經過多年公路建設的大發展，至20xx年我國高速公路已建成19437公里，以縱貫南北和橫貫東西的

聯網收費系統若干問題的.探討2

　　摘要：介紹收費管理及收費系統結構的新模式，收費結算中心功能、建設要點以及聯網收費系統網絡管理。

　　關鍵詞：收費管理；結算中心；網絡管理

　　經過多年公路建設的大發展，至20xx年我國高速公路已建成19437公里，以縱貫南北和橫貫東西的五縱七橫國道主干線的主骨架的高速公路格局已初具規模，許多省的高速公路網也已經基本形成。隨著各省高速公路網的形成，對監控、收費、通信的建設要求也不局限于一條路的范圍，而是要從全省范圍規劃聯網監控、收費及通信建設。江蘇、浙江、廣東、山東、四川、安徽、河北、山西、湖南等省高速公路都已實施或正在實施部分區域或全省的聯網收費。交通部也于20xx年頒發了《高速公路聯網收費暫行技術要求》，對各省、自治區、直轄市的高速公路聯網收費的規劃、設計、建設和運營管理起到了規范指導作用。本文只是對聯網收費建設中的一些問題進行探討，供實施聯網收費、監控、通信及省交通信息系統時參考。

　　一、收費管理體制

　　初期的高速公路某路段收費系統管理一般都采取收費站、收費所、收費分中心三級管理或者收費站、收費分中心二級管理的方式。二級管理的方式，具有機構簡化、節省管理人員、房建與設備投資少的優點，收費系統網絡構成層次簡化、可靠性提高的優點，因此，是收費系統管理宜推薦的方式。一路一公司管理方式的推行，使業主愈來愈明確要求在能防止逃費保證正常收費的前提下盡量減少收費系統的建設投資，降低運營管理費用。在已建的收費系統中，出現了由于出入交通量較少使該站收費金額不能維持該站正常運營的現象；在經濟發達、交通量較大路段的管理公司，要求減少收費運營管理人員、降低成本提高經濟效益。這些都要求收費系統的管理和建設者思考新的管理方式和系統結構。在收費系統設計中就出現了減少收費站控制室人員的方式。例如1999年昆玉高速公路收費系統是采用一個站控室管多個收費站（廣場）的方式進行系統設計，昆玉全線16個收費站，只有三個收費站設有站控制室，其中富有收費站控制室直接管理7個收費站的收費車道，較每站設控制室的傳統模式少設13個站控制室的值班人員，按每日3班考慮，則能少設39個值班員，若每人每年按支出2萬元計，每年能節約運行費約78萬元，其經濟效益是很可觀的。此外，? 刂剖疑璞傅募跎僖彩菇ㄉ柰蹲氏陸�。栽r本└咚俟路收費系統的總體方案中?001年8月），結合北京市高速公路網具有互通立交間距較近，收費站點多，各路段分中心管理范圍較小的特點，采用弱化原模式收費站的功能，加強收費分中心管理功能的新思路，集中在收費分中心進行收費業務的管理。也就是說，取消了原收費站控制室的值班人員，實現站控制室無人值守，路段內各收費廣場各車道收費員在分中心的直接監督下進行收費業務與數據的采集和處理，對各個站收費車道和廣場的視頻監視也是采用集中至分中心進行監視。這種方式可以稱其為部分集中式或集中式。

　　上述二種收費管理新模式和收費系統結構，與原有設站控制室值班人員模式相比，其優點是減少了收費站控制室的值班人員，簡化了收費系統的網絡結構，降低了運營管理費用，便于分中心集中監督管理。但是，當管理多站的當控制室或分中心某些設備或傳輸通道出現故障時，影響收費系統運行的范圍要廣一些，為了適應此種模式，對收費員的交接班業務的管理要進行相應的調整。由上分析可見，集中或部分集中方式的優點是明顯的，建議在設計收費系統時應根據路網的情況和特點，優先采用。此外，在采用上述方式時，除了管理上進行調整以外，要加強分中心或集中站控制室的可靠性設計有相應的技術措施，例如采取服務器集群或雙機與存儲器冗余的方式，傳輸通道冗余保護等技術來提高系統的可靠性。

　　二、聯網收費結算中心的建設

　　省收費結算中心是省域三級聯網收費機構中的最上層，也是最重要的一層。結算中心要公正、準確地進行收費交易數據、通行費等的采集、結算及賬務分割，要將通行費的拆分結果數據下傳給每個收費中心，或者要對分中心的拆分和結算結果進行校核審定，要與指定的結算銀行進行賬目信息的交換與結算，建設收費結算中心是實現聯網收費最重要的項目工作，也是要優先實施的工程。下面就收費結算中心的功能和網絡系統構成要點進行說明。

　　1． 收費結算中心功能

　　收費結算中心的基本功能有：

　�。�1）確定收費系統運行參數，并下傳給各分中心、收費站。包括費率表、車型分類、黑名單、同步時鐘等系統參數。

　�。�2）接收收費站上傳的收費交換原始數據和通行費拆分數據。

　�。�3）接收收費分中心上傳的收費交易統計數據及管理數據。

　�。�4）按規定的原則進行通行費的拆分與結算，并下傳拆分結算的結果，或者對分中心提交的拆分與結算進行校核、審定。

　�。�5）與指定結算銀行進行賬目信息的交換和結算。

　�。�6）對通行券收費票證等進行管理。

　�。�7）具有收費數據、交通量及各種管理報表的統計與打印。

　�。�8）具有查詢功能。值班員或分中心管理人員可隨時查詢當天或歷史數據，并按要求進行顯示和打印。

　�。�9）系統具有自動數據備份功能，一旦系統受到破壞或停止運行時，可以盡快地恢復系統運行。

　�。�10）系統具有自診斷功能。能自動測試中心系統的工作狀況，包括與各收費分中心、收費站的通道的連接狀況，并且在檢測到異常時自動顯示和打印診斷報告。

　�。�11）安全功能：系統能對不同層次和職責的使用及管理人員，分別設置不同的訪問操作使用權限，設置不同的操作口令和密碼，防止越權存取和修改，保障數據的完整性，并對值班員的操作進行存貯、記錄、打印。與指定銀行的數據交換或有通過公用電信網與中心進行數據通信的要有安全技術防范措施，保證數據的安全。

　�。�12）提供內部系統及上級管理部門有關信息，實現信息共享，但與辦公管理系統要有安全隔離措施。

　　2． 結算中心系統構成

　　結算中心的系統構成因根據高速公路網絡規模的大小、交通量大小、采用的收費技術來決定。系統的規模要以近期（一般按開通后五年）為主，并結合遠期的發展，系統應具有良好的開放性和可擴展性。網絡設計應注意以下幾點：

　�。�1）目前結算中心局域網宜采用千兆以太網，服務器宜采用企業級小型機組成雙機冗余系統，或者由多臺服務器組成的集群系統，操作系統宜采用UNIX或WIN20xxServer。

　�。�2）本地網絡系統的設計宜結合監控系統并考慮本地辦公自動化的需求，為辦公自動化等管理應用提供網絡支持。通常結算中心是和監控、通信中心同址，甚至是在一個樓的相鄰樓層，當該處又有一些上級管理部門時，則收費結算中心核心交換機宜為辦公管理的需求留有接口。

　�。�3）應根據不同的業務劃分子網。例如辦公自動化子網應該與收費網絡、監控網絡隔離，結算中心的`結算業務宜與通行券、票證業務用虛擬局域網分開，監控的數據宜和視頻應用以VLAN分離等，這樣可以提高安全性，并減少子網間不必要的信息交換。

　�。�4）結算中心網絡要高可用性，其網絡宜進行冗余設計，盡量避免單點設備故障影響系統的正常運行。

　　（5）結算中心與各路收費分中心組成收費網絡的邏輯拓撲結構應采用有備用通道的星形結構，或者是不完全的網狀結構，或者是采用兩個環的自愈保護結構，才能保證收費網絡的可靠性。

　　3． 結算中心位置的選擇

　　一個省域聯網收費區域內宜有一個結算中心，通常是在省會所在市，其物理位置的選擇宜從以下幾方面考慮。首先，結算中心應在高速公路通信干線光傳輸網上，只有這樣才能得到通信網絡的可靠支持，以及滿足不斷增長的信息傳輸；其次，收

　　費結算中心宜和高速公路的管理公司在一起，這樣相互之間的數據交換與信息共享較易實現，其初期投資也較少，否則兩者之間的通信投資會加大或增加工程的復雜性。當租用公用電信網來解決連接通道時，應考慮長期運行費用。此外，交通通利、周圍無環境污染、供水供電可靠等因素也是需要考慮的�？傊�，結算中心位置的選擇要結合本地區的實際情況，經過技術經濟比較后因地制宜地確定。

　　三、網絡管理系統

　　1．網管系統的必要性

　　全省高速公路聯網收費、監控系統等組成的信息網是一個較大的專用網絡，監控、通信及收費中心、分中心、收費站、通信站與各級管理中心等分布省內各處，網絡的規模也會隨著高速公路的建設增大，設備增多，監控、通信、收費及辦公自動化應用中數據、話音、圖像及視頻等多媒體信息急劇增長，網絡也愈來愈復雜，對網絡的性能要求也越來越高，管理上也會更困難。因此，為了保證網絡的可靠和運行質量，滿足聯網收費、監控系統和辦公自動化的需要，應該建設一個全省的網絡管理系統，對監控、收費、通信及辦公自動化等網絡系統進行統一管理。

　　建立網管系統就可以查看全網的網絡連接關系，檢查各種設備可能出現的故障，檢測網絡性能瓶頸及時作出報告，并進行自動處理或遠程修復，使網絡正常、高效運行。

　　2．網管系統的主要功能

　　聯網收費系統網管應主要包括以下管理功能：

　�。�1）故障管理：網管系統應有自動診斷功能，監控全網絡的各種設備，并能夠自動發現設備的運行狀況。還可以探測到位于廣域網上的設備，顯示哪些設備和網段工作正常，哪些部分需要引起注意，對接收到的故障事件進行分析和處理，并能執行診斷測試、故障跟蹤以及故障修正。

　�。�2）配置管理：能自動發現網絡內的所有設備，能夠正確地產生拓撲結構圖并自動更新。提供跟蹤網絡變化的能力，為網絡上的設備配置、安裝和分配軟件、修改參數，使網絡管理者對網絡的配置實施控制，可以改變配置以減輕擁塞分離故障。

　　（3）性能管理：實時監控設備狀態，獲取網絡運行的信息及統計數據，準確地發現系統瓶頸和潛在的性能問題，幫助系統管理人員制訂正確的解決方案。

　�。�4）安全管理：網絡管理能夠提供訪問保護，包括授權設施、訪問控制、加密及密鑰管理、身份認證和安全日志記錄等功能。根據收費、監控業務處理的要求嚴格規定誰可以訪問哪些數據，可以請求何種服務，可采取影響系統的措施等，保護服務器和數據庫的數據安全。

　　3．網管系統的組成

　　網絡管理系統主要由四部分組成：若干被管的代理，至少一個網絡管理站；一種公共網絡管理協議；一種或多種類別管理信息庫。代理可以應用于多種設備上，例如路由器、交換機、服務器、工作站、打印機、UPS電源的后援系統等。網絡管理協議是最重要的部分。當前有兩種計算機網絡管理協議，一種是開放系統互連組織（OSI）提出的公共管理信息及協議（CMIS/CMIP），另一種是Internet工程任務組（IETF）提出的簡單網管協議（SNMP）。SNMP是TCP/IP的一個協議，是一個相當簡單的請求與應答協議，它是通過網絡控制站定期輪詢被管理設備的新信息來工作。網絡管理站是網絡控制中心。管理信息庫（MIB）是SNMP代理軟件的存儲部分，其中存儲對象的信息稱為變量（或稱屬性），管理信息庫（MIB）可以分為多種類別。OSI提出的方案定義了故障管理、配置管理、計費管理、性能管理和安全管理這五個網管的功能域，對管理的框架、管理信息的定義、對象的屬性與行為等都有詳細的定義，但實現起來過于復雜，在實際應用中沒有得到多數廠家的支持。而SNMP協議由于簡單實用被迅速地推廣開來，得到了廣泛的支持。

　　省高速公路信息網中宜在省中心的監控或收費LAN上配置一臺網管工作站，安裝相應的網管軟件及SNMP網管協議，并采用遠程監視（RMONV-1、-2、）技術對網絡中的路由器、交換機等網絡設備、計算機及外圍設備以及這些設備上的應用程序經過被管代理進行管理。

　　4．網絡管理方式

　　網管可以分成集中式與分布式管理兩種方式，兩種方式的特點如下：

　�。�1）分布式

　　在省中心設置一個全網的網管中心對骨干網的路由器、交換機進行控制和管理，并對省中心的收費結算、監控的服務器、數據庫系統進行管理。在各路段收費分中心設置本地網管工作站，管理分中心內的網絡設備、收費及監控的數據庫、服務器和應用系統。當各節點的網絡設備和服務出現故障時，首先由分中心管理員進行處理，如出現無法處理的情況，交給省網管中心管理員負責處理。其優點是層次分明，網絡及故障處理是分級進行。在網管中心還可以采用冗余配置，滿足大型網絡管理的可靠性和連續性。但是投資較大，要與帶外管理方式相結合，增加使用者的負擔，不適合于中小型網絡。

　�。�2）集中式

　　集中式管理方式只在省中心設置一個網管中心，負責全網的服務器、數據庫等主機系統、網絡設備及網絡應用的管理。如果出現網絡故障，都由網管中心管理員處理。其優點是統一管理，系統的安全性高、易管理性好，但有可能促成網絡擁塞，使網管中心成為瓶頸。但是對多數省的新建高速公路通信網來說，一般不會產生網絡擁塞。

　　對于一個省高速公路聯網收費、監控等網絡管理方式宜結合本省通信網絡的規模、通信專網的性能、維護管理人員的水平、近期遠期的規劃與投資來選擇集中式或分布式。作者認為近期多數省高速公路網絡管理還處于初期，維護管理人員少、技術水平還不高，新建高速公路通信網一般采用STM-1或STM-4等級光同步傳輸系統，一般不會因網管產生網絡擁塞，所以宜采用集中式網絡管理。

　　此外，在各條路的監控、收費、通信的設計和實施中，應強調收費站、收費分中心路由器、局域網交換機等設備應支持SNMP協議和能遠程監視（RMON），否則在實施聯網收費時會無法進行網絡管理影響系統的運行。對網絡管理軟件，宜選擇著名廠商，開放性較好、有豐富開發接口、滿足網管基本功能適當兼顧系統管理及應用管理的產品，以滿足今后信息網絡擴展的需要。

　　參考文獻：

　　1．《北京市高速公路聯網收費系統總體方案》 北京市首都公路發展有限責任公司、中國公路工程咨詢監理總公司、北京天智恒業科技發展有限公司 20xx年8月

　　2．《昆玉高速公路機電招標附件技術規范》 中咨泰克公路科研所 1999年11月

　　3．朱岳《高速公路聯網監控系統的初步探討》 交通信息產業 20xx年第3期

　　4．《大型及中小型用戶網管解決方案》 微電腦世界 20xx年第15期

　　作者簡歷：

　　一九六五年畢業于西南交通大學電機系統，長期從事自動化監控、收費系統、信息系統及軟件工程的設計和研究。一九八七年獲高級工程師資格，現任北京泰克公路科研所總工程師。

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