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2024年2月5日发(作者：linux操作系统基础与实训教程)
高速公路收费系统的软件构架技术分析
摘要：中国是世界上拥有高速公路最多的国家，将各个城市连接起来，优化公路运营相关的基础设施和配置是提高公路管理水平的关键。近年来随着电子技术和自动化技术的全面发展，ETC不停车高速公路收费模式得到了广泛的推广和应用。人工收费与ETC收费相结合已成为中国公路收费系统建设的核心，使得原先的收费效率大幅提高。本文综合分析了公路收费系统所涉及的技术领域，对新时期公路收费系统的发展趋势进行了全面的探讨。提出现阶段适用于中国高速公路收费系统的软件架构技术的具体标准。
关键词：高速公路；收费系统；软件架构；技术
随着现阶段物联网技术和互联网技术的全面发展，高速公路车流量的爆炸性增长，现有高速公路收费系统需要进一步优化和发展。智能收费系统是未来高速公路相关软件架构的重点，应当投入大量的人力和物力提高收费系统的自动化水平。因此，全面分析高速公路收费系统中应用于软件层面的架构技术就显得尤为重要，这对于提升高速公路收费系统的应用效果具有重要的现实意义。
1高速公路收费系统
公路计重收费系统主要根据收费系统监测到的相关信息，包括对车辆相关基本参数的分析，进行判断，并根据超标的具体情况进行标准化检测。车辆进入收费车道后，收费车道内的传感器会检测到车辆的存在，触发计重系统工作，并自动记录和保存数据。此外，大多数高速公路收费系统都增加了轮胎识别系统，可以识别轮胎数量，并根据轮胎数量判断是小型汽车还是大型货车，从而根据既定标准确定高速公路车牌号码的收费标准。在目前高速公路应用的电子不间断收费系统技术下，IC卡支付方式是国内最常见的高速公路收费系统。智能支付IC卡的应用可以减少各种收费凭证在运营中的不便，有效降低收费系统的使用成本，提高收费系统的数字化应用效果，帮助车主迅速通过高速公路收费站点，节省时间和成本。
2传统的高速公路收费系统软件架构
21世纪以来，随着中国公路建设规模的不断扩大，公路的里程和数量都得到了全面的提高，如何让车辆更快地驶离高速公路成了人们关注的焦点。如果高速公路的收费状况不能得到优化，必然会导致车辆拥堵，进一步加大交通压力。随后，中国高速公路对收费制度进行了全面改革，围绕分中心制度和结算中心制度构建了统一的收费标准。虽然这种方式大大提高了高速公路系统的整体运行效率，在缓解交通拥堵、降低成本投入方面起到了很好的作用，但由于系统各模块之间的高度独立性，相关数据的传输呈现自上而下的传输状态，高速公路收费系统中数据传输、财务数据管理、收费监控等相关问题显得尤为重要。总体而言，高速公路收费系统的软件架构更多的是围绕这个基础进行设计，需要通过系统用户的对象修改来构建中央管理系统、计算系统和收费站管理系统。在实际业务办理和服务水平优化过程中，数据库比对可以为数据管理提供基本保障，从而实现收费系统在既定软硬件平台上应用效率的全面提升。
3高速公路收费系统中前端应用中涉及的技术
3.1动态网站技术
由于系统操作界面大多采用网页的形式，用户需要在各种请求过程中执行系统动态处理的反馈结果，如果网页加载速度过慢，将会直接导致收费效率降低。考虑到在大多数网页技术下，动态网页的实现过程相对困难，而近年来，随着计算机技术的飞速发展，动态网页技术实现了全面的创新。
从本质上讲，连接技术不是传统的ASP框架，而是一种基于web系统的新框架，它包含了各种动态网站的集成优势，对于提高开发效率，提升高速公路收费系统的用户体验，促进Web应用系统升级和扩展方面有着很大的优势。新功能在新的模块和组件中实现了更高水平的可扩展性和可定制性，在实践和设计方面，为各种管理系统提供了合理的解决方案，具有与SQL Server等数据库软件高兼容性的优点，从而能够更好地满足管理系统对于动态网页实现的需求。在市场工程技术的发展中，长期的实践和设计为各种管理系统提供了高端Web商业管理模式的合理解决方案。
3.2数据库技术
随着数据库管理日益重要，数据库管理系统的优化性和操作对象的明确性也成了关注的热点。在这方面，SQL2005操作管理系统引入了一种新的管理模式，即将数据库表按照触发器和表的形式来执行存储。在这种模式下，整个数据库系统中的各个对象都可以被清晰地划分和分类，不仅能够在高性能服务器上保持较高的运转效率，同时也适用于低配机器，使得整个数据库的运行效率和数据管理的精度都得到了极大地提高。
在数据库系统中，表是最基本和常见的数据存储对象，用于将数据逻辑组织为一组关联的数据行和列。在SQL2005操作管理系统中，数据库表的创建方式包括表设计器和Transact-SQL语句中的Create命令，可以根据具体需求和个人习惯选择其中的一种方式进行创建。在表创建完成之后，为了使其具有存储的实效性，需要进行数据插入操作，将具体数据行写入到表中。在插入数据之前，需要确保表的格式和字段定义都与实际需求相匹配，以保证数据的正确性和完整性。同时，在进行数据插入操作时，也需要考虑到预留空间和适当的约束设置，以避免数据存储过程中出现各种错误或冲突。在某些情况下，需要对表进行删除操作，例如在系统维护或数据库重构时。此时可以通过内置的管理器进行删除，也可以使用Transact-SQL语句中的Drop Table命令，将不需要的表从数据库中移除。在删除表之前，需要特别注意备份和保留相关数据，并确保删除操作不会对系统或数据造成不可恢复的影响。
3.3 连接技术
连接技术为用户提供了更加精确和高效的数据库访问机制，将面向对象的编程思想和关系型数据库的存储方式结合在一起，实现数据的访问、操作、更新和存储等操作。连接模式是指应用程序通过连接数据库对象与数据库进行交互，连接模式具有时效性，即一旦连接建立，应用程序可以持续访问和操作数据库，直到数据库连接关闭。然而，连接模式下的访问速度较慢，且需要持续占有数据库资源。
非连接模式和连接模式呈现出较为明显的差异，非连接模式是指应用程序只有在需要访问数据库时才建立连接，在操作完成后及时释放连接，以释放数据库资源。非连接模式以DataSet类为核心，采用XML形式进行数据存储，可以实现直接访问数据提供对象，而无需判断数据源的具体位置。同时也提供了以OleDb为核心结合SQLServer接口的数据操作方式，具有更高的精确性，但开发较为困难，一般在技术下直接采用SQLServer执行连接。
4计算机软件架构的创新技术
4.1 Docker
Docker技术本质上是开源技术下的具体应用容器，也可以作为数据控制的引擎和驱动。将该技术应用于高速公路收费系统中，可以通过集中手段实现集装箱的管理和调整。但考虑到在实际应用过程中大多数容器不会因为计算机操作系统的影响而发生变化，具体应用阶段只需要搭建Docker引擎来构建虚拟化的Software架构，并且该技术可以在应用过程中独立运行，在车道检测时将该功能模块部署在Docker中，可以以最小的资源投入实现高效的数据备份和存储。
4.2远程字典服务
这项技术本质上具有独特的开源特性。由于它支持通过ANSIC语言写入，因此内存持久性更强。作为基于日志的数据库，在应用过程中提供了不同语言的api，相比传统数据库技术，可以实现更高效、可持续的数据存储，而数据硬盘的安全存储效果也可以最大限度地提高高速公路消费系统数据的高频提升，确保相关收费业务能够具有较高的可靠性和稳定性。
4.3微服务和RPC
“微服务”技术近年来得到了全面发展，并在国内各个工业应用领域得到了广泛推广。通过对现有系统结构和架构的调整，服务模型具有更高的服务粒度，其轻量级RPC可以实现各阶段通信模式的改进，提高远程服务控制的便利性。对于传统的高速公路收费系统，在具体的业务限制下，实际收费系统可以在单机系统结构上进行分布和优化。相对而言，业务流程的通用性水平较高，建立了多个
微服务模式。在此基础上建立的微服务组还可以简化收费级别，最大限度地提高系统的便利性和可识别性。
5新一代高速公路收费系统软件架构
高速公路收费系统的软件架构设计是非常重要的，其中大数据、云计算、云存储技术的应用可以提升系统的智能化程度，并使用云存储+Docker+RFID+5G的新架构，实现高速公路智能网络的全面互联，包括信息查询、高速费用自动计算、路径拟合管理等功能。此外，综合软件技术可以促进高速公路收费系统的智能化发展，并使用5G通信技术，持续优化和调整计算方法，建立新的车路协同模式，提高无人驾驶场景下智能交通管理系统的实施水平。因此，新一代高速公路收费系统软件架构设计将有助于提高高速公路收费系统的智能化水平和服务质量，以满足不断增长的交通需求。
6结束语
随着我国经济和科技的不断发展，公路收费系统也在快速发展，在未来，公路收费系统将逐步引入自动化、智能化技术。为了更好地适应新技术的发展趋势，优化公路收费系统软件架构成为当务之急。通过优化公路收费系统软件架构，可以逐步发展智能高速公路交通网，使其更加智能化、可靠性更高、运行效率更高，为高速公路行业提供更好的服务，并在不断优化的基础上建立健全的数据保护和隐私保护措施，提高公路收费系统的安全性和保密性。
参考文献：
[1]李鹤,张朝.高速公路收费中扫码支付技术应用探析[J].中国交通信息化,2019(06):122-123.
[2]潘翔.高速公路ETC联网收费系统的实现[D].四川:电子科技大学,2020.
[3]吴凡.信息化模式下的高校学费管理工作探讨[J].管理观察,2019(36):95-96.
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