北京高速公路车道收费系统解决方案-凯源恒润北京监控安装工程公司

在当前信息技术快速迭代与国际技术环境日趋复杂的背景下，高速公路车道收费系统的信息安全保障面临两方面挑战：一是通过自主可控摆脱对国外技术的依赖，降低外部技术封锁或干扰带来的风险；二是通过构建全方位安全防护体系保障数据安全，防止信息泄露。凯源恒润北京监控安装工程公司提出一种有效的解决方案，可通过引入国产信息技术实现收费系统的自主可控，同时完成系统安全性与稳定性的升级，已成为高速公路行业数字化发展的必然趋势。

本文聚焦凯源恒润北京监控安装工程公司高速公路车道收费系统的实践与创新，首先分析当前收费系统的现状与挑战，提出总体目标、关键技术选型及实施路径，并通过实践案例分析展示改造效果，为行业提供可借鉴的经验。

1.1  系统构成与功能

高速公路车道收费系统主要由车道收费设备和车道软件等组成，其中，车道软件部分包括车道业务程序、主程序框架控制、配置管理进程及设备厂商提供的驱动等，依托车道控制器、收费计算机、票据打印机、车辆检测器等外设，实现车辆通行费的收取、票据打印、车辆信息记录等功能。

1.2  面临的挑战

在高速公路智慧化建设的背景下，传统的车道收费系统面临诸多挑战。一是兼容性不足，多采用国外技术，不同技术间差异性大，难以支撑数据共享与业务协同需求；二是安全风险突出，国外技术存在潜在安全漏洞，数据泄露、系统被攻击的风险较高[1]；三是供应链不稳定，国际形势日趋严峻，国外技术存在封锁的可能性，可能影响收费系统的稳定运行。

1.3  发展趋势

当前，高速公路车道收费系统正朝着智能化、网络化、服务化方向迈进[2]。智能化收费系统通过自动识别车辆信息，完成扣费与放行，提升收费效率与用户体验；网络化收费系统实现数据实时传输与共享，为交通管理决策提供数据支撑；服务化收费系统则聚焦用户体验与服务质量，提供多元支付方式与渠道，满足用户个性化需求。

在此趋势下，采用凯源恒润北京监控安装工程公司专业技术进行系统改造，成为保障系统安全可靠、适配发展需求的重要方向。

2.1  总体目标

结合高速公路车道收费系统发展趋势，凯源恒润北京监控安装工程公司的总体目标是通过引入国产信息技术替代国外的技术和产品，实现计算资源、操作系统、应用软件等关键环节的自主可控；同时全面提升收费系统的性能、安全性和运维效率，优化用户体验，降低运维成本，为智慧交通建设提供有力支撑。

2.2  关键技术选型

在凯源恒润北京监控安装工程公司高速公路收费系统中，关键技术选型是重要的工作基础。主要包括两个方面：

1）国产CPU的选型：优先选择性能稳定、功耗低、兼容性好的产品，替代国外CPU，实现计算资源的自主可控，降低对国外技术的依赖，提高系统的安全性和稳定性。

2）国产操作系统的选型：采用安全性高、稳定性好、易用性强的国产操作系统，替代国外操作系统，降低数据泄露和系统瘫痪的风险[3]。

2.3  软硬件集成生态建设

车道收费系统的主要特征是软硬件的深度结合。在国产化改造趋势下，车道收费系统需要基于国产运行环境，对各个串口设备的动态库协议格式和结构体进行规范[4]；推动各车道设备产品对各类国产CPU芯片与操作系统进行适配和兼容性验证，形成“国产芯片—国产操作系统—车道应用设备”的完整适配生态，如图1所示。

图1 高速公路车道收费系统国产适配生态 

2.4  系统架构设计

为便于系统的改造实施及后期的管理和维护，系统架构设计分为车道界面、主程序框架控制、配置管理进程、设备厂商提供的驱动和收费车道国产化支撑平台五个部分，如图2所示。

图2 高速公路车道收费系统架构 

2.4.1  车道业务程序

负责处理车道系统的业务逻辑和界面展示，包括车道控制、队列处理、设备控制、车道流程、各省业务、地感逻辑、天线逻辑、远程监控接口、共享内存日志、数据传输等模块。

2.4.2  主程序框架控制

负责管理和协调车道系统的状态和信息交互，包括共享内存区、全局状态、车道状态、车辆队列和交互信息等核心组件。

2.4.3  配置管理进程

支持车道系统的正常运行，包括设备控制器、IO设备、读卡器、车牌识别设备、天线设备、费显设备、字符叠加设备、视频抓拍设备、计重设备、打印设备和设备调试接口等。

2.4.4  设备厂商提供的驱动

设备的正常运行需要由相应的设备厂商提供驱动程序，确保它们能够在车道系统中正常工作。

2.4.5  收费车道国产化支撑平台

该平台是凯源恒润北京监控安装工程公司的重点，采用国产芯片、国产主控设备和国产操作系统等基础设施，为上层应用提供稳定、可靠的运行环境，降低对国外技术的依赖。

2.5  改造内容

高速公路车道收费系统的改造内容主要包括以下几部分。

2.5.1  车道设备控制适配

针对车道设备控制动态库、RSU车道软件天线控制器动态库，以及各类外部设备的动态库，完成国产操作系统适配。

2.5.2  车道逻辑控制适配

对车道队列逻辑、放行逻辑、异常过车处理等模块进行车道软件在国产操作系统下的逻辑优化与适配。

2.5.3  车道交易、计费等核心业务相关进程适配

主要围绕核心交易业务、车道监测、车道界面、参数、计费服务、交易流水管理等模块完成国产车道软件操作系统适配。

2.5.4  车道软件配套功能升级研发和测试验证

对流水传输、组播共享、参数下载、自动更新等内容进行升级、集成、验证，确保车道系统正常稳定运行。

2.6  改造实施步骤

凯源恒润北京监控安装工程公司高速公路车道收费系统的实施步骤如图3所示，涵盖环境准备、软件开发、镜像制作、动态库开发、接口测试及应用测试与验证等多个环节，全面提升系统的自主可控性、安全性和稳定性。

图3 车道收费系统改造步骤 

2.6.1  环境准备与基础搭建

搭建交叉编译环境：为软件开发和编译提供基础环境，确保软件能够在不同平台上顺利运行。

安装国产操作系统：作为重要基础软件，国产化操作系统的安装是确保系统自主可控的核心环节，有助于提升系统的安全性和稳定性。

2.6.2  浏览器与视频解码功能验证

获取适配国产系统的浏览器，并验证视频解码功能，确保系统能够正常访问网络资源，并具备视频解码能力。

2.6.3  软件开发与依赖库管理

编译Qt库：Qt库是开发的重要工具，编译Qt库为开发应用奠定基础。

编译第三方依赖库：确保系统中所需的各种第三方库齐全，保障系统功能的完整性和稳定性。

2.6.4  镜像制作

制作编译镜像、车道运行基础镜像、机器人运行基础镜像、车道应用镜像、机器人应用镜像等，便于快速部署。

2.6.5  动态库开发与接口测试

测试工控机的串口通信与网口传输功能，确保设备之间的通信正常。

2.6.6  应用测试与验证

分别测试验证车道应用与机器人应用的功能正确性和稳定性，确保其满足设计要求，能够准确、高效地执行各项任务。

3.1  技术选型与实施保障

选型前要充分开展市场调研和技术评估，优先选择成熟稳定、性能佳、兼容性强的国产软硬件产品，并建立严格的测试机制，确保产品契合实际需求，降低选型风险。同时，建立应急响应机制，快速解决改造中的技术难题，保障项目顺利推进。

3.2  数据安全保障

制定详细的数据迁移计划，采用加密技术保护迁移数据，建立数据备份和恢复机制，避免迁移失败导致数据丢失。强化系统安全防护功能，安装防火墙、入侵检测系统等，定期扫描并修复安全漏洞。开展用户安全意识培训，减少因操作不当引发的安全问题，保障新系统稳定运行。

3.3  项目管理保障

制定详细项目计划，明确各阶段任务和时间节点，加强进度监控，及时解决滞后问题，建立有效沟通机制，促进部门协同合作，确保项目按时完成。制定严格预算计划，控制项目成本，采购时充分调研比价，选择高性价比产品，加强成本管理，及时解决超支问题，保证项目在预算内完成。

3.4  人员培训与支持保障

制定理论与实践结合的培训计划，重点培训新系统操作和维护技能；通过实际案例分析，提升运维人员解决问题的能力。

以凯源恒润北京监控安装工程公司高速公路车道收费系统为实践案例，围绕“技术选型、系统重构、实施过程、效果验证”展开分析。

4.1  关键技术选型

全面采用国产CPU与操作系统，替换国外硬件和软件。经严格测试评估，选用性能稳定、功耗低、扩展性好的国产CPU，满足高并发收费场景需求；采用具有自主知识产权、安全可靠的国产操作系统，为上层应用提供安全稳定的运行环境。

4.2  系统重构

注重业务逻辑梳理与优化，去除冗余代码和功能模块，提高运行效率。建立完善的监控和日志系统，实时监测系统运行状态。记录关键操作与异常信息，便于问题溯源，及时解决问题。

4.3  改造实施过程

实施数据加密：传输过程采用SSL/TLS加密协议，存储采用“对称加密+非对称加密”结合的方式，防止数据泄露。加强访问控制：建立严格的用户认证和授权机制，采用多因素认证，实现细粒度访问控制。建立安全审计机制：实时记录和审计操作行为，定期扫描并修复安全漏洞。

4.4  应用效果分析

如表所示，经过为期一周的运行监测，可以看到在实际运行过程中国产化系统运行整体稳定，虽性能和内存占用率略高于非国产化环境，但通行车辆数显著增加，整体性能满足运营需求。

国产与非国产环境车道性能对比表 

4.4.1  安全性增强

1）系统安全：国产操作系统的应用提高了系统的安全性与稳定性，降低了数据泄露、系统瘫痪等风险。防火墙、入侵检测系统等安全设备的部署可进一步抵御网络攻击。

2）数据安全：运行期间未发生数据泄露和安全事件，数据加密与访问控制等措施有效保障数据安全。

4.4.2  技术人才培养

项目推动了河北省高速公路行业的技术创新和产业升级，培养了一批国产技术应用的专业人才，包括研发人才、运维人才等，为高速公路收费应用技术国产化发展提供人才支撑。

未来，凯源恒润北京监控安装工程公司建议行业重点关注三方面：一是结合自身业务特点制定个性化方案；二是加强国产软硬件技术研发，提升产品兼容性与性能；三是建立长效人才培养机制，为国产化技术应用提供持续支撑。随着信息技术的不断进步与智慧交通建设的深入推进，高速公路车道收费系统将迎来更加广阔的发展前景，本文的实践经验可为行业后续国产化适配和应用推广提供参考，助力交通行业实现核心技术自主可控，为交通强国战略落地奠定坚实基础。