高速公路車道收費系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、高速公路實現(xiàn)封閉式、半自動化收費是智能化交通系統(tǒng)的一個重要研究課題。它是實現(xiàn)高速公路運營、收費管理全自動化過程的關(guān)鍵一步。而這其中收費車道系統(tǒng)的半自動化，可以說是實現(xiàn)這一步的基礎(chǔ)。所以它的設(shè)計與實現(xiàn)對于整個高速公路最終實現(xiàn)高效的運營管理是相當(dāng)重要的。一個封閉式、半自動化收費的高速公路在設(shè)計上主要由收費車道、收費站、收費中心三部分組成。車道收費系統(tǒng)負(fù)責(zé)通行車輛的交通控制，車輛信息的采集、記錄和通行費用的計算。本論文主要討論它的設(shè)計與實現(xiàn)。

2、 本論文是在環(huán)膠州灣高速公路機(jī)電改造工程的背景下完成的。這一工程主要目的是建立高速公路半自動化收費系統(tǒng)以替代原有的手工收費系統(tǒng)。新的系統(tǒng)對可靠性、實時性要求比較高，增設(shè)了通信網(wǎng)絡(luò)和較多的控制設(shè)備。 基于環(huán)膠州灣高速公路新的收費系統(tǒng)對于車道收費的具體要求，論文分析了在新的收費方式下收費作業(yè)的操作流程，設(shè)計了車道系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。在車道軟件系統(tǒng)的設(shè)計中引入了UML建立了車道軟件系統(tǒng)的靜態(tài)模型和動態(tài)模型，通過設(shè)計類圖構(gòu)建了車道收

3、費軟件系統(tǒng)的實體，通過順序圖明確了收費系統(tǒng)復(fù)雜的時序關(guān)系和事件轉(zhuǎn)移條件，從而提高了車道軟件系統(tǒng)開發(fā)的效率和結(jié)構(gòu)的合理性。在具體的軟件實現(xiàn)過程中，開發(fā)了多個模塊。在I/O控制模塊中，研究了I/O控制核心設(shè)備PCL-725卡對于輸入信號的檢測和輸出信號的設(shè)定，實現(xiàn)了對外場設(shè)備良好的控制效果。同時，采用多線程技術(shù)、配置文件讀寫技術(shù)、回調(diào)函數(shù)技術(shù)、動態(tài)鏈接庫技術(shù)來提高整個軟件系統(tǒng)的靈活性和降低軟件開發(fā)中的復(fù)雜性。在車道軟件系統(tǒng)完成后，通過建立仿

4、真車道環(huán)境，完成了車道收費軟件系統(tǒng)的仿真測試工作，部分實現(xiàn)了測試自動化。解決了人工測試工作量巨大、效率低下的問題。從而提高了整個軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和成熟度。 在本論文中，還在第五章研究了利用數(shù)字圖像處理技術(shù)來檢測車輛外形輪廓，提取有效特征參數(shù)的問題。比較了Robert邊緣檢測算子、Sobel邊緣檢測算子、Prewitt邊緣檢測算子和LOG邊緣檢測算子在車輛邊緣檢測的不同效果，在總結(jié)這些算子優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，提出了有一定抗干擾性、邊緣定