一个电子不停车收费系统（ETC）的设计与实现

论文摘要

电子不停车收费系统简称ETC（Electronic Toll Colection）,是国际上正在努力开发并推广的一种用于公路、大桥和隧道的电子自动收费系统。ETC利用专用短程微波通信技术通过收费车道或路侧单元（RSU）与车载单元（OBU）的信息交换,自动识别车辆。ETC是采用电子支付方式自动完成车辆通行费扣除的全自动收费方式,不必再像以往一样在收费亭前停靠、付款。采用该系统,通行车辆不必在收费站停车交费即可通过,从而增大了收费站的处理容量。由于它涉及交通基础设施投资的回收,又是缓解收费站交通堵塞的有效手段,而且潜在的消费群巨大,因此各个国家都把ETC作为ITS领域最先投入应用的系统来开发。针对交通行业软件特性需求,描述了采用PowerBuilder、VC、Oracle的C/S/S三层架构的实现方法。在此三层架构中,选择PowerBuilder作为客户端开发工具,其可视化编程大幅度提升了开发效率,并且有效解决了设备控制、消息通信等方面的开发难题,更加适合密集型操作的交通行业软件；采用VC++作为服务端实现方式,核心业务逻辑实现全部在VC++中实现,使系统具备高度的可扩展性,能够应对更高的性能要求。本文首先介绍了课题提出的研究背景及现实意义。然后针对实际需求,分析了ETC收费系统收费方案设计与实现,详细阐述了河北省实施ETC收费系统的总体方案,介绍了ETC收费车道的设计与实现,通信系统的设计与实现,以及系统的测试与优化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究情况
• 1.3 课题研究的意义
• 1.4 本人工作的主要内容
• 1.5 论文的组织与安排
• 第2章 架构模式概述
• 2.1 SOA架构模式
• 2.2 C/S/S架构模式
• 2.3 本章小结
• 第3章 ETC收费系统总体设计
• 3.1 系统需求
• 3.1.1 功能性需求
• 3.1.2 非功能性需求
• 3.2 需求分析
• 3.2.1 C/S/S架构的选择
• 3.2.2 开发工具的选择
• 3.3 ETC收费系统总体设计
• 3.4 ETC收费系统模块划分
• 3.4.1 ETC中心收费模块
• 3.4.2 ETC收费站管理模块
• 3.4.3 ETC收费车道模块
• 3.4.4 ETC通信模块
• 3.4.5 电子标签及预付卡销售充值点（POS）模块
• 3.5 本章小结
• 第4章 ETC收费车道系统的设计与实现
• 4.1 总体设计要求
• 4.2 设计与实现
• 4.2.1 业务流程层的设计与实现
• 4.2.2 业务组件层的设计与实现
• 4.2.3 设备抽象层设计与实现
• 4.2.4 收费流程设计与实现
• 4.3 ETC收费车道的问题
• 4.4 本章小结
• 第5章 ETC通信系统的设计与实现
• 5.1 通信系统的总体结构
• 5.2 通信系统设计要求
• 5.3 消息队列设计与实现
• 5.3.1 消息队列的设计
• 5.3.2 消息队列的具体实现
• 5.4 通信模块设计与实现
• 5.4.1 通信模块的设计
• 5.4.2 通信模块的实现
• 5.5 本章小结
• 第6章 系统测试和优化
• 6.1 系统测试
• 6.1.1 单元测试
• 6.1.2 集成测试
• 6.1.3 系统测试
• 6.2 系统性能测试
• 6.2.1 测试过程
• 6.2.2 测试结果
• 6.3 优化处理过程
• 6.4 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 论文情况