摘 要

随着我国对于智能交通（ITS）的投入的力度逐渐加大。ETC作为ITS中一个重要的分支，同样也得到了国家空前的支持。为了改变过去人工收费的产生的各种弊端，我国从国外引入了ETC电子收费技术，并在试验和实践中制定了我国自己的电子收费标准。自由流电子收费中主要采用的是DSRC短程通信技术来完成车载设备和车道控制系统之间的通信过程，然后通过车道控制系统和后台的计算机中心进行处理，以此来完成对车辆的准确收费。因此我开发了这个自由流电子收费软件系统来模拟车辆的收费过程。在整个自由流电子收费软件设计中一共有五大模块，分别是车辆管理模块,车辆类型管理模块,路侧设备RSU管理模块，通行记录管理模块和模拟收费模块，模拟收费模块是整个收费系统的核心。该模块可以完成对所有经过收费卡口的车辆进行准确无误的收费。整个系统界面使用的是Java Swing以获得良好的界面展示，数据处理方面使用了Spring框架和Hibernate框架，提高了整系统的扩展性，也降低了程序开发的难度

关键词：ETC; 自由流; 模拟收费; Java;

Abstract

With our country's devotion to intelligent transportation (ITS) efforts to increase gradually. ETC as an important branch of ITS, also supported by an unprecedented state. In order to change the past the various disadvantages of artificial charges, ETC was introduced from abroad in China electronic toll collection technology, and developed in the experiment and practice their own electronic charge standard in our country. Free flow of electronic toll collection DSRC is mainly used in short distance communication technology to complete the on-board equipment and communication process between lane control systems, and then through the lane control system and the background of computer center for processing, in order to complete the accurate charge of the vehicle. So I developed the software of free flow of electronic toll collection system to simulate the vehicle's charging process. In the software design of the free flow of electronic toll collection, a total of five modules, respectively is the vehicle management module, management module, vehicle type RSU roadside equipment management module, traffic records management module and simulation module, analog charging module is the core of the charging system. The module can be finished on all through the charge bayonet vehicles for accurate. Interface is using a Java Swing the whole system to get a good display interface, data processing using the Spring framework and Hibernate framework, to improve the whole system extensibility, also reduce the difficulty of application development.

Keywords: ETC; Free Flow; Simulation Charge; Java;

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的与意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 主要研究内容 2

第2章 电子收费软件需求分析与数据库设计 4

2.1 功能需求介绍 4

2.2 数据库的设计 4

2.2.1 数据库表的E-R图 4

2.2.2 数据库表设计 5

2.2.3 数据库管理系统的选择 7

2.3 电子收费软件开发平台的选取 7

2.3.1 程序设计语言 7

2.3.2 集成开发环境 9

2.3.3 Java中的技术使用 9

第3章 总体架构的设计和功能模块的划分 12

3.1 软件的结构模式选择 12

3.2 总体架构的设计图 12

3.3 功能模块划分 13

3.3.1 管理员登录模块 13

3.3.2 车辆管理模块 14

3.3.3 车辆类型管理模块 14

3.3.4 道路管理模块 15

3.3.5 记录管理模块 16

3.3.6 模拟收费模块 16

第4章 详细的模块设计 18

4.1 文件配置 18

4.1.1 Spring（spring.xml） 文件配置 18

4.1.2 Hibernate文件配置 18

4.1.3 数据库中相关信息配置文件 19

4.1.4 日志配置 19

4.2 管理员登录模块的具体实现 19

4.3 对主界面详细设计 20

4.3.1 主界面概述 20

4.3.2 主界面的具体实现 21

4.4 对于管理功能模块的详细设计 22

4.5 模拟收费模块的详细设计 27

4.5.1 客户端的设计 27

4.5.2 服务端的设计 30

第5章 测试程序功能模块 33

5.1 管理员登录模块测试 33

5.2 车辆管理系统模块测试 34

5.3 模拟收费模块测试 37

第6章 总结 40

参 考 文 献 41

致 谢 42

第1章 绪论

1.1 研究的目的与意义

多车道自由流ETC（Electronic Toll Collection）技术是一种优于传统路桥收费方式的先进电子化收费方式，因此该技术被拟定为多个国家的智能交通建设的一部分^[1]。这种主流技术是路侧设备和车载单元基于DSRC协议进行消息互换的。车道系统可以在车辆通过后，将通信内容中的重要信息传送到计算机后台中心进行进一步的处理，然后从用户绑定的银行账户中收取对应的过路费用。由于整个收费过程都通过设备之间自动完成，全程不需要人工参与，因此车辆经过收费站点不需要停车，也无需减速，就可以完成电子收费。在采用了自由流电子收费系统之后，可以提高车辆通过路桥的车流量，有效的解决由于人工收费耗时过长引发的交通拥堵的问题。在使用电子收费系统之后，可以改善收费站点的收费环境，收费人员可以在收费中心通过监控就可以进行收费管理，不仅可以提高收费的效率，还能解决因人工收费引起一些弊端。自由流电子收费系统的使用不仅有利于对该地的车辆做进一步的管理，使车辆管理更为科学和有效，而且可以进一步的解放人力，使这一部分人力投入到更多机器无法完成的方面，推动整个社会的发展。

1.2 国内外研究现状

随着我国经济的发展，我国的车辆保有量也一直在稳步上升，因此对于我国的公路的管理提出了越来越大的挑战。GB/T20851是我国为了规范电子收费应用而出台的国家标准，它为我国的ETC的发展奠定了基础，规范了我国ETC设备市场各种ETC设备之间的不兼容情况。虽然我国的电子收费起步晚，但是进步快，根据国家的相关部门，我国已经在2015年全面实现了高速公路ETC的联网工作，在ETC联网后，有利于国家从全局制定更有战略意义的管理规则，同时有利于全国对原来的清分结算体系的不足进行改善，推进我国的ETC系统发展的进程，提高我国ETC系统自主产权的程度，大力拓展ETC的相关产业，建立有中国特色的ETC系统。交通部在2016年4月19日，提出了接下来交通部将会把ETC的建设重点放在扩大ETC的社会认知度，加大对用户的发展力度，构建规范的客户服务体系，同时将在停车、城市公交、车租车等多个领域去探索ETC的应用场景，使我国的ETC市场可以蓬勃发展。随着我国的信息网络的发展，在大数据发展方面也开始赶上国际的发展。因此，随着ETC电子收费系统中获取的数据量逐渐增大，随着车辆的总量的增长，技术开发人员也准备在电子收费领域引入“云计算”的解决方案^[2]。

在国际上，发达国家中的日本、美国、欧洲等发达国家或地区对电子不停车收费的研究早在上世纪的八九十年代就开始了，所以也拥有更为成熟的ETC标准。较为成熟的是欧洲标准CEN/TC278、美国标准ASTM/IEEE和日本标准ISO/TC204三种以DSRC为核心的标准化体系^[3]，但是由于三方的利益所在，所以ISO至今仍未确定国际通用的ETC标准。虽然国际标准尚未出台，但是各国以根据本国或当地的标准建立了本国的电子收费系统。虽然统一的标准并未建立，但是并不影响各国的ETC建设。例如，美国最大的公路收费系统是E-ZPass系统，但是该系统仍旧不属于兼容全国所有的ETC系统，而且由于美国对个人隐私的尊重，因此会对本国的ETC的发展产生了一定的影响^[4]。而在东南亚的马来西亚则建设了SmartTAG、ExpressTag、SagaTag的ETC系统，但是由于这三套系统采用了两种ETC标准，因此对于用户使用过程仍然不够友好。在西欧的德国则采用了全球首个基于GPS（全球定位系统） GSM（全球移动通讯）技术来开发一套全自动收费系统来对国内通行的货车进行收费，从而在一定程度上解决国内建设道路的资金紧缺问题。