手持工業(yè)平板PAD便攜式收費(fèi)技術(shù)在高速公路上的應(yīng)用

 “十三五”時(shí)期是我國(guó)全面深化改革的攻堅(jiān)時(shí)期，面對(duì)新常態(tài)下加快推進(jìn)結(jié)構(gòu)性改革的新要求，交通運(yùn)輸部提出要依據(jù)《交通運(yùn)輸信息化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》，把創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享的發(fā)展理念貫穿交通運(yùn)輸發(fā)展各領(lǐng)域和全過(guò)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(dòng)計(jì)劃》，確保信息化技術(shù)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(jié)合，以信息化全面引領(lǐng)企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展，推動(dòng)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(fèi)方式現(xiàn)狀：交通運(yùn)輸業(yè)是國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的強(qiáng)大動(dòng)力。迅猛發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)需要與之發(fā)展相適應(yīng)的發(fā)達(dá)完善的交通運(yùn)輸系統(tǒng)。目前，我國(guó)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(jí)以上城市均建設(shè)有高速公路，通車?yán)锍踢_(dá)12萬(wàn)多公里，建設(shè)規(guī)模世界第一。伴隨著高速公路通車?yán)锍痰脑黾优c交通信息化、智能化技術(shù)的快速發(fā)展，高速公路收費(fèi)也在入口領(lǐng)卡出口繳費(fèi)的大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)模式的基礎(chǔ)上發(fā)展出了ETC不停車收費(fèi)和移動(dòng)無(wú)感支付收費(fèi)等收費(fèi)模式，出口繳費(fèi)提供了MTC車道、ETC車道、便攜機(jī)收費(fèi)。

2、現(xiàn)有便攜機(jī)的弊端：在現(xiàn)有的收費(fèi)模式下，傳統(tǒng)的便攜式收費(fèi)系統(tǒng)采用離線的收費(fèi)模式，設(shè)備笨重不靈活，一旦選擇固定車道進(jìn)行收費(fèi)，移動(dòng)起來(lái)比較麻煩。對(duì)于道口突發(fā)情況，處理起來(lái)不夠靈活，收費(fèi)完成后，流水?dāng)?shù)據(jù)還要通過(guò)手工導(dǎo)入，數(shù)據(jù)出現(xiàn)問(wèn)題，不利于及時(shí)糾正，特別是對(duì)于一些參數(shù)表下發(fā)要求時(shí)效性較高時(shí)，無(wú)法及時(shí)下發(fā)，造成用戶投訴或損失公共財(cái)產(chǎn)，無(wú)法監(jiān)控設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，不利于維護(hù)、升級(jí)和更新，資源利用不充分。

（1）服務(wù)器未有效利用。服務(wù)器作為提供計(jì)算服務(wù)的設(shè)備，目前單純用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，造成資源極大浪費(fèi)。

（2）數(shù)據(jù)分散，利用率低。手持工業(yè)平板PAD便攜式收費(fèi)機(jī)產(chǎn)生數(shù)據(jù)后存放在收費(fèi)機(jī)器本地，無(wú)法及時(shí)匯總和實(shí)時(shí)利用。

（3）軟件維護(hù)麻煩。由于是便攜式收費(fèi)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(zhuǎn)發(fā)，軟件升級(jí)和系統(tǒng)維護(hù)有大量的重復(fù)工作。

（4）移動(dòng)不靈活。每個(gè)便攜式收費(fèi)機(jī)相當(dāng)于一個(gè)固定車道，不便于來(lái)回移動(dòng)。遇到分流等情況時(shí)無(wú)法處理。

（5）技術(shù)陳舊，維護(hù)成本高，老式便攜機(jī)采用windows或者Linux操作系統(tǒng)，系統(tǒng)版本低，技術(shù)老舊或者人機(jī)交互體驗(yàn)差。

充分利用軟件和硬件資源，降低經(jīng)營(yíng)成本，更好服務(wù)于高速公路運(yùn)營(yíng)和收費(fèi)業(yè)務(wù)，就是手持工業(yè)平板PAD便攜式收費(fèi)技術(shù)的最終目的。

3、手持工業(yè)平板PAD便攜式收費(fèi)系統(tǒng)內(nèi)容

3.1 便攜式收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：對(duì)于高速公路收費(fèi)系統(tǒng)，因業(yè)務(wù)處理要求是全天候24小時(shí)工作模式，對(duì)于系統(tǒng)的健壯性、穩(wěn)定性、安全性、可靠性、準(zhǔn)確性要求極高，對(duì)于目前收費(fèi)系統(tǒng)工作模式的完善及提高，都必須以此作為基礎(chǔ)目標(biāo)。課題擬根據(jù)現(xiàn)有收費(fèi)系統(tǒng)的軟硬件基礎(chǔ)資源、條件和實(shí)際情況，以“健壯、穩(wěn)定、安全、可靠、準(zhǔn)確”為原則，補(bǔ)充及改善現(xiàn)有便攜式收費(fèi)模式，制定便攜式收費(fèi)系統(tǒng)方案。該應(yīng)用重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn)要求：

（1）硬件設(shè)備：傳統(tǒng)的便攜機(jī)大而笨重，新型便攜收費(fèi)以定制過(guò)的手持工業(yè)平板PAD為介質(zhì)，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(gòu)：將便攜式式收費(fèi)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(dòng)式Android操作系統(tǒng)，軟件架構(gòu)由C/S改為B/S、C/S混合架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)收費(fèi)系統(tǒng)。

系統(tǒng)利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，服務(wù)器資源進(jìn)行安裝部署，減少資源的浪費(fèi)，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(fèi)模式，收費(fèi)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到站端服務(wù)器，可以實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)站端可以實(shí)時(shí)監(jiān)控便攜機(jī)運(yùn)行狀況。可以實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)實(shí)時(shí)在線升級(jí)運(yùn)維。

3.2 便攜式收費(fèi)系統(tǒng)研發(fā)：根據(jù)高速公路便攜式收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，按照軟件開(kāi)發(fā)流程，進(jìn)行項(xiàng)目的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、程序編碼、系統(tǒng)測(cè)試。

（1）需求分析：在確定軟件開(kāi)發(fā)可行性的情況下，對(duì)軟件需要實(shí)現(xiàn)的各個(gè)功能進(jìn)行詳細(xì)需求分析。需求分析階段是一個(gè)很重要的階段，這一階段做的好，將為整個(gè)軟件項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。“唯一不變的是變化本身”，同樣軟件需求也是在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中不斷變化和深入的，因此，我們必須定制需求變更計(jì)劃來(lái)應(yīng)付這種變化，以保護(hù)整個(gè)項(xiàng)目的正常進(jìn)行。

（2）、系統(tǒng)設(shè)計(jì)：此階段中根據(jù)需求分析的結(jié)果，對(duì)整個(gè)軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)等。軟件設(shè)計(jì)一般分為總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。好的軟件設(shè)計(jì)將為軟件程序編寫(xiě)打下良好的基礎(chǔ)。

（3）、程序編碼：此階段是將軟件設(shè)計(jì)的結(jié)果轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可運(yùn)行的程序代碼。在程序編碼中必定要制定統(tǒng)一、符合標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě)規(guī)范。以保證程序的可讀性、易維護(hù)性，提高程序的運(yùn)行效率。

（4）、系統(tǒng)測(cè)試：在軟件設(shè)計(jì)完成之后要進(jìn)行嚴(yán)密的測(cè)試，一發(fā)現(xiàn)軟件在整個(gè)軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題并加以糾正。整個(gè)測(cè)試階段分為單元測(cè)試、組裝測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試三個(gè)階段進(jìn)行。測(cè)試方法主要有白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試。

4、技術(shù)路線與研究方法：本應(yīng)用采用調(diào)查與研究并重、理論與實(shí)踐結(jié)合的方法，并通過(guò)交流考察、技術(shù)討論、軟件開(kāi)發(fā)、專家咨詢、意見(jiàn)征集、系統(tǒng)優(yōu)化等形式，有重點(diǎn)、分層次的解決課題相關(guān)問(wèn)題。

4.1、技術(shù)路線：系統(tǒng)總體上采用基于J2EE技術(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與解決方案，在平臺(tái)架構(gòu)、平臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、界面展現(xiàn)及其他關(guān)鍵技術(shù)上有許多可供選擇的實(shí)現(xiàn)方案和產(chǎn)品，目前采用主流的系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)平臺(tái)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)主要是J2EE（業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)）。操作系統(tǒng)基于主流的移動(dòng)端操作系統(tǒng)Android。考慮到本系統(tǒng)的建設(shè)基礎(chǔ)和將來(lái)的擴(kuò)展異構(gòu)平臺(tái)集成的需要，也考慮到產(chǎn)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(shù)架構(gòu)。

4.2、研究方法

（1）確定研究目標(biāo)：查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解國(guó)內(nèi)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(fèi)系統(tǒng)研究》。

（2）制定研究計(jì)劃：檢索、查閱相關(guān)文獻(xiàn)，梳理分類，并進(jìn)行實(shí)地考察、統(tǒng)計(jì)分析、訪談反饋，制定具體的研究計(jì)劃。

（3）具體研究過(guò)程：根據(jù)研究計(jì)劃，進(jìn)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(fèi)新模式，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)軟硬件開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)手持工業(yè)平板PAD便攜式收費(fèi)系統(tǒng)，并進(jìn)行運(yùn)行測(cè)試。

（4）研究結(jié)果及其反饋：根據(jù)手持工業(yè)平板PAD便攜式收費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行情況，編制相關(guān)報(bào)告，上報(bào)上級(jí)管理部門(mén)，同時(shí)不斷收集各類反饋信息，與時(shí)俱進(jìn)，不斷完善研究成果。

5、創(chuàng)新性

（1）收費(fèi)介質(zhì)的更換，摒棄了原有老式的笨重的收費(fèi)便攜機(jī)，采用定制過(guò)手持工業(yè)平板PAD，輕巧方便，可以隨身攜帶，實(shí)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(fèi)程序基于主流開(kāi)源的移動(dòng)端Android操作系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，人機(jī)交互性更強(qiáng)，體驗(yàn)更好。

（3）不同于傳統(tǒng)的離線收費(fèi)模式，收費(fèi)數(shù)據(jù)通常在下班后導(dǎo)入站端服務(wù)，手持工業(yè)平板PAD便攜式收費(fèi)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳于站端，便于收費(fèi)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，數(shù)據(jù)錯(cuò)誤及時(shí)糾正。

（4）收費(fèi)模式上，在兼容MTC功能的基礎(chǔ)上，同時(shí)支持ETC車道無(wú)感支付功能。

（5）便攜設(shè)備的監(jiān)控，站端服務(wù)可以實(shí)時(shí)進(jìn)行手持工業(yè)平板PAD便攜設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，終端安全控制，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

（6）在線升級(jí)運(yùn)維，傳統(tǒng)的便攜式是離線模式，軟件的升級(jí)運(yùn)維只能通過(guò)運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝部署。手持工業(yè)平板PAD便攜式收費(fèi)程序可以通過(guò)站端進(jìn)行控制升級(jí)。