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舒类号:理哉常级: 尘』
理空. 学号:——
东南大学
硕士学位论文
高速公路车道收费系统的设计与实现
研究生姓名: 弛造
导师姓名: 壑霁教授
胙患侗稹9ぬ迷摇学科专业名称控制毽迨与控割工程
论文提交§生旦论文答辩§生依祭嫉
学位授予单位盔亩太生学位授予塑且目
答辩委员会主席兰堡盔评阅人壁,尘
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摘要
摘要
高速公路实现封闭式、半自动化收费是智能化交通系统的一个重要研究课题。它是实现高速公路
运营、收费管理全自动化过程的关键一步。而这其中收费车道系统的半自动化,可以说是实现这一步
的基础。所以它的设计与实现对于整个高速公路最终实现高效的运营管理是相当重要的。
一个封闭式、半自动化收费的高速公路在设计上主要由收费车道、收费站、收费中心三部分组成。
车道收费系统负责通行车辆的交通控制,车辆信息的采集、记录和通行费用的计算。本论文主要讨论
它的设计与实现。
本论文是在环胶州湾高速公路机电改造工程的背景下完成的。这一工程主要目的是建立高速公路
半自动化收费系统以替代原有的手工收费系统。新的系统对可靠性、实时性要求比较高,增设了通信
网络和较多的控制设备。
基于环胶州湾高速公路新的收费系统对于车道收费的具体要求,论文分析了在新的收费方式
费作业的操作流程,设计了车道系统的硬件结构。在车道软件系统的没计中引入了⒘顺档
软件系统的静态模型和动态模型,通过设计类图构建了车道收费软件系统的实体,通过顺序图明确了
收费系统复杂的时序关系和事件转移条件,从而提高了车道软件系统开发的效率和结构的合理性。在
具体的软件实现过程中,开发了多个模块。在疧控制模块中,研究了疧控制核心设备卡
对于输入信号的检测和输出信号的设定,实现了对外场殴备赵好的控制效果。同时,采用多线程技术、
配置文件读写技术、回调函数技术、动态链接库技术来提高整个软件系统的灵活性和降低软件开发中
的复杂性。在车道软件系统完成后,通过建立仿真车道环境,完成了车道收费软件系统的仿真测试上
作,部分实现了测试自动化。解决了人工测试工作量巨大、效率低下的问题。从而提高了整个软件系
统的质量和成熟度。
在本论文中,还在第五章研究了利用数字图像处理技术来检测车辆外形轮廓,提取有效特征参数
的问题。比较了边缘检测算子、咴导觳馑阕印边缘检测算子和咴导觳馑
子在车辆边缘检测的不同效果,在总结这些算子优缺点的基础上,提出了有一定抗干扰性、边缘定位
较为准确的边缘检测算法,通过最终的实验结果来看,检测效果获得了提高。为进一步的精确计算选
定的车辆特征参数提供了较为准确的数据。
目前,新的车道收费系统已经投入使用,完全符合环胶州湾高速公路管理运营方在新的收费模式
下对于收费车道的要求,有效的提高了整个高速公路收费系统的效率。
关键词:,,图像处理,算子
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第一章绪论
第一章绪论
高速公路收费系统的发展介绍
随着我国经济的迅猛发展,高速公路交通作为经济发展的主要基础设施之一,越来越受到重视。
在高速公路的建设上,我国普遍采用了“贷款建设,收费偿付”的金融和投资体系,即通过贷款来建
设高速公路,在高速公路建成投入使用后通过对通行于高速公路上的车辆收取通行费用的方式来偿还
贷款。
高速公路收费制度的建立不仅可以为高速公路建设开辟资金来源,而且可以吸引私人企业和个人
参与高速公路建设投资,解决高速公路建设长期依靠政府财政,发展缓慢的弊端。另外,高速公路的
养护与管理资金可以直接从征收的车辆通行费中提取,减少了许多中间环节,克服了多年来道路养护
管理中的不记成本、不讲经济核算的种种弊端。此外,高速公路具有比一般公路高的效益,决定了高
速公路可以依据市场法则,通过收取车辆通行费对其价值进行补偿。从另外一个角度上看,高速公路
收费不只是从经济上考虑用于还贷或开辟新的高速公路建设的资金来源,还可实现高速公路交通需求
控制。从而解决高速公路拥挤、安全和污染等问题。所以,建设先进、完善、有效的高速公路收费系
统是整个高速公路系统建设和管理中不可或缺的一部份。它所要实现的主要功能有:
●对使用高速公路的车辆按车型、行驶里程进行合理、正确的收费。
· 规范收费、现金入账等财物统计工作,防舞弊、堵塞财物漏洞。
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