ETC车道数据交换子系统的设计与实现

论文摘要

电子不停车收费系统(Electronic Toll Collection,简称ETC)利用车辆自动识别技术完成车辆与收费车道之间的无线数据通讯,实现不停车自动收费,有效缓解了交通拥堵的问题。由于涉及到收费问题,车道交易数据的正确性至关重要,保证其安全性、可靠性也是国家高速公路收费规范的基本要求。本文主要根据重庆市ETC系统车道软件所提出的功能需求,实现了ETC车道交易数据在车道本地数据库和车道业务逻辑控制子系统之间,以及车道客户端数据库和收费站服务器端数据库之间的数据交换。根据数据交换方式的不同,数据交换子系统系统在体系结构上被划分成了信息管理和数据传输两个子模块。信息管理模块封装了对本地数据库的操作,并提供相应接口API函数给车道软件控制子系统调用,简化了上层的应用逻辑。信息管理模块主要实现了数据查询、记录保存和费率计算三种功能。各功能子模块的实现根据数据特点采取了特定的优化策略,具有高效、容灾、稳定的特点。数据传输模块实现了客户端和服务器端之间的网络数据传输过程,作为ETC系统的守护线程在后台独立运行。数据传输模块主要实现了数据下载、数据上传和时间同步三种功能。数据下载功能采用中间数据库的方式实现,具有实时、可靠的特点。数据上传和时间同步功能通过C/S模式的网络通信方式来实现,保证了交易记录在网络传输过程中的可靠性,并有效控制了服务器端的负载平衡。本文给出了数据交换子系统的总体设计、各功能模块的详细设计及其优化策略。该数据交换子系统已应用于重庆市电子不停车收费系统的车道软件中,并已通过了实验室测试和场地测试阶段,系统运行稳定,取得了良好的效果。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.1.1 ETC 系统简介
• 1.1.2 ETC 系统组成
• 1.1.3 ETC 系统国内外发展现状
• 1.2 联网收费数据通信接口规范
• 1.2.1 数据通信接口传输方式
• 1.2.2 数据通信接口要求
• 1.3 论文主要工作
• 1.4 论文的组成
• 2 数据交换中的关键技术
• 2.1 ADO 技术
• 2.1.1 选择ADO 的原因
• 2.1.2 ADO 对象模型
• 2.1.3 ADO 对象的封装
• 2.2 Socket 网络通信
• 2.2.1 Socket 通信原理
• 2.2.2 IOCP 模型
• 2.3 本章小结
• 3 数据交换子系统的总体设计与架构
• 3.1 ETC 系统的网络结构
• 3.2 ETC 车道软件系统总体架构
• 3.3 数据交换子系统的体系结构与功能模块划分
• 3.3.1 信息管理模块
• 3.3.2 数据传输模块
• 3.4 系统数据库设计与数据字典
• 3.4.1 系统数据库设计
• 3.4.2 系统数据字典
• 3.5 本章小结
• 4 数据交换子系统各功能模块的实现
• 4.1 系统参数配置
• 4.2 信息管理模块的详细设计
• 4.2.1 数据查询功能
• 4.2.2 记录保存功能
• 4.3 数据传输模块的详细设计
• 4.3.1 数据下载功能
• 4.3.2 数据上传功能
• 4.3.3 时间同步功能
• 4.4 系统多线程的同步机制
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录