湖北省黃(石)黃(梅)高速公路是我國“五縱七橫”公路規(guī)劃中的滬蓉國道湖北段的一部分，是湖北省目前建設(shè)最完善，技術(shù)最先進(jìn)的高速公路，是我省第一條機(jī)電系統(tǒng)高速公路，標(biāo)志著我省公路管理開始走上現(xiàn)代化、信息化。黃(石)黃(梅)高速公路非接觸式IC卡收費(fèi)系統(tǒng)概況 黃黃高速公路自動化收費(fèi)系統(tǒng)于1000年12月份正式啟動，距今已安全、穩(wěn)定運(yùn)行一年。沿線共設(shè)八個收費(fèi)站，42條收費(fèi)車道。收費(fèi)方式采取封閉式半自動收費(fèi)體系，以現(xiàn)金為主要付款方式，以非接觸式IC卡為載件，實(shí)行“人工收費(fèi)、計(jì)算機(jī)管理，閉路電視監(jiān)視”模式。收費(fèi)系統(tǒng)分三個層次，即“車道—站—中心”，車道完成收費(fèi)操作，并將收發(fā)卡數(shù)據(jù)，費(fèi)收數(shù)據(jù)和抓拍的未征費(fèi)車輛圖片上傳到收費(fèi)站機(jī)房，站機(jī)房接收車道送上的信息，分析統(tǒng)計(jì)本站的費(fèi)收情況并上傳到中心，中心接收各站的費(fèi)收數(shù)據(jù)，匯總分析出全路數(shù)據(jù)，并管理IC卡和抓拍的圖片。

　　非接觸式IC卡收費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　黃黃高速公路收費(fèi)系統(tǒng)采用三級管理模式，即：車道—站—中心。車道是信息和收費(fèi)數(shù)據(jù)采集的地方，以工控機(jī)為數(shù)據(jù)處理核心，通過外部設(shè)備：讀寫卡機(jī)、鍵盤、攝像機(jī)、報警器、視頻捕獲卡、數(shù)據(jù)疊加卡等接收數(shù)據(jù)，并通過費(fèi)額顯示器，顯示器、針式打印機(jī)、通行燈、自動欄桿等將處理結(jié)果顯示出來，同時車道集線器將數(shù)據(jù)傳送到站計(jì)算機(jī)組，站設(shè)備負(fù)責(zé)將每班、每天的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，生成相應(yīng)的報表，并將數(shù)據(jù)傳送到中心。
　
　　硬件設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)和分析

　　以黃黃高速公路非接觸式IC卡收費(fèi)系統(tǒng)硬件設(shè)備故障為例，2001年6月至12月里，共發(fā)現(xiàn)并解決大小問題169個，更換各類備件180件次(其中不包括燈泡，風(fēng)扇，電池)。
　
　　由于車道設(shè)備的使用頻率最高、所處的環(huán)境最惡劣，所以故障率也相對來說較高，這從表中也可以看出，80％的問題都是在車道設(shè)備。而在非接觸式IC卡收費(fèi)系統(tǒng)中使用卡機(jī)相對來說是一個較復(fù)雜的技術(shù)，加上使用頻繁、機(jī)械部件較多，所以車道設(shè)備的大部分問題又出現(xiàn)在卡機(jī)上(對于車道常見設(shè)備故障的處理方法將在后面討論)。這半年里卡機(jī)所換的零部件共81件次，占整個系統(tǒng)更換零部件數(shù)量的72.3％。

　　攝像系統(tǒng)、超高報警系統(tǒng)和車道通行燈系統(tǒng)一般情況下不容易損壞，但由于它們常年都曝露在外面，加上交通事故和不可抗拒的自然因素，所以損壞的頻率也有點(diǎn)高。在這半年里共損壞車道攝像機(jī)3臺，亭內(nèi)攝像機(jī)5臺(其中被雷擊壞2臺)，解碼器壞5次，長延時錄像機(jī)壞3次，報警錄像機(jī)壞2次，亭內(nèi)攝像機(jī)外殼壞5個，超高桿被撞壞2次，紅外檢測器損壞了2套，浠水站E01道有一次使整個車道通信燈報廢。

　　通訊設(shè)備和工控機(jī)內(nèi)備件一般不會損壞，但如果受到瞬時大電流沖擊也會損壞(此項(xiàng)應(yīng)與防雷結(jié)合處理)。

　　車道常見故障的分析處理方法

　　車道設(shè)備是相對獨(dú)立的一套系統(tǒng)，它能保證在與機(jī)房設(shè)備聯(lián)系中斷的情況下獨(dú)立工作一個月。技術(shù)柜內(nèi)的工控機(jī)是車道設(shè)備的核心，車道上的所有外圍設(shè)備是在工控機(jī)的控制下完成自己的工作的。工控機(jī)對相應(yīng)設(shè)備的控制是通過串口控制的。工控機(jī)內(nèi)有一個MOXA串口板，將串口擴(kuò)展為8口，再通過多串口板來控制各外設(shè)。

　　當(dāng)外圍設(shè)備不能正常工作時，首先看工控機(jī)的指令是否能正常到過相應(yīng)的設(shè)備，這個工作可以通過相應(yīng)的應(yīng)用程序檢測串口工作狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)。

　　如果接收不到正常的指令，就說明是在MOXA板、多串口板、連接線三個環(huán)節(jié)上出了問題。從實(shí)際情況來看，MOXA串口板工作非常穩(wěn)定，除了遭受強(qiáng)電流沖擊發(fā)生過故障外沒有遇到過問題，所以問題一般出現(xiàn)在多串口板和連接線上。連接線的好壞可以通過檢查接線頭和利用萬用表測試來檢查，如果連接線正常，問題就出現(xiàn)在多串口板上了。多串口板上有自己的單片機(jī)來處理相應(yīng)的信息，完成相應(yīng)的工作。由于車道是24小時不間斷工作，所以可能導(dǎo)致單片機(jī)工作不正常，以致使指令無法正常傳輸，這時可以插拔多串口板的電源，讓單片機(jī)重啟，如果還不能恢復(fù)正常工作，說明多串口板上的芯片出現(xiàn)了故障，需要更換多串口板。

　　如果指令能正常傳輸，則是外圍設(shè)備出現(xiàn)了問題，具體分析如下：

　　一、卡機(jī)?？C(jī)是由電源模塊、電源板、控制板、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、卡箱觸點(diǎn)、讀寫器、光電管、機(jī)械傳動部分組成?？C(jī)的控制指令存儲在控制板上的89C51芯片上，同樣由于長時間不間斷工作，可能會導(dǎo)致程序混亂，使卡機(jī)不能正常工作，這也可以通過插拔卡機(jī)電源來恢復(fù)。從日常情況來看，電源模塊、電源板和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器是非常穩(wěn)定的部件，很少出現(xiàn)故障。日常發(fā)生的問題主要出現(xiàn)在：光電管臟、卡箱觸點(diǎn)氧化導(dǎo)致接觸不良、信號線等，這些問題可以加強(qiáng)日常維護(hù)，來解決。另外，由于長時間、高強(qiáng)度的使用，令步進(jìn)電機(jī)、讀寫器、以及控制板上的芯片損壞。卡機(jī)中的機(jī)械部件，經(jīng)過近兩年的使用已經(jīng)出現(xiàn)變形、老化的現(xiàn)象，特別是收卡機(jī)內(nèi)的傳動盒，里面的橡膠傳動輪已經(jīng)老化變形，造成了吃卡不順等問題。還有發(fā)卡機(jī)內(nèi)的傳動小車的托板，由于長期受力，已經(jīng)有變形的情況出現(xiàn)，并造成發(fā)卡不暢。電子元器件也存在老化的現(xiàn)象，最近一段時間卡機(jī)控制板和工控機(jī)控制板的故障率大大提高，說明元件的壽命已經(jīng)快到期限。

　　二、自動欄桿。自動欄桿目前最常見的問題在三個：A、動作緩慢；B、車輛過后不能自動落下；C、欄桿不能動。對于問題A，可以先通過欄桿控制器調(diào)整抬起和落下的速度，如果不能解決就是欄桿控制器壞了。對于問題B，可以先讓車輛檢測器復(fù)位，如果不能解決就是車輛檢測器壞了。對于問題C，可以斷開欄桿電源，看看電機(jī)是否有問題。

　　三、頂棚燈。與此相關(guān)的部件有保險、變壓器、燈泡，可依次判斷這些部件的好壞來確定問題所在。

　　四、鏈盤。鍵盤是收費(fèi)員用得最多的設(shè)備，所出現(xiàn)的問題一般是老化，特別是常用的“有效鍵”。

　　五、車道攝像機(jī)。車道圖像是通過車道工控機(jī)內(nèi)視頻疊加卡傳到監(jiān)控機(jī)房的，如果出現(xiàn)問題可以使用相關(guān)的檢測工具來判斷發(fā)生故障的部位。

　　如何降低設(shè)備故障發(fā)生率有一些故障是元器件本身損壞造成的，我們對這半年來的維修情況進(jìn)行了分析，除了正常報廢和交通事故、自然災(zāi)害所造成的設(shè)備故障外，其它54％的故障都是可以避免的。

　　一、設(shè)備老化和磨損方面的故障占了將近43％。所以，日常維護(hù)的好壞起到了至關(guān)重要的作用。加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)力量，盡早發(fā)現(xiàn)并排除設(shè)備隱患和老化方面的問題。各站應(yīng)配備專職維護(hù)員一名，負(fù)責(zé)處理日常的維護(hù)和維修工作，并且要即時實(shí)施到位。

　　二、在設(shè)備維護(hù)方面建議定期做如下事情：首先，保證備件齊全充足；第二，統(tǒng)一更換CPU風(fēng)扇和控制柜風(fēng)扇；第三，統(tǒng)一更換卡機(jī)控制板電池和工控機(jī)主板電池；第四，統(tǒng)一更換UPS后備電池；第五，統(tǒng)—對設(shè)備轉(zhuǎn)動部位進(jìn)行上油。

　　三、保養(yǎng)問題(指施工或維修時由于疏忽而被忽視的一些小問題，如螺絲松動等)方面的故障占了4.73％。加強(qiáng)維護(hù)員、維修員的技術(shù)水平不僅僅是要求職業(yè)技術(shù)上的提高，同時也要提高職業(yè)素質(zhì)，嚴(yán)格按照操作程序進(jìn)行處理。

　　四、故障處理要先搶通后修復(fù)，縮短系統(tǒng)中斷時間，保證設(shè)備連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　五、雷雨天氣，有些車道，廣場攝像機(jī)被雷擊壞，防雷也是重點(diǎn)。

　　六、提高員工的職業(yè)素質(zhì)，讓員工規(guī)范操作、愛護(hù)設(shè)備是使系統(tǒng)正常運(yùn)行和延長使用壽命的最好方法，以上五部分論述，囊括了設(shè)備各個方面要素，為保障系統(tǒng)正常運(yùn)行，除了要及時發(fā)現(xiàn)故障、解決故障外，還要對設(shè)備故障進(jìn)行分類統(tǒng)統(tǒng)計(jì)建立設(shè)備故障檔案和使用檔案，詳細(xì)的記錄每個設(shè)備部件的使用時間，和使用壽命，對于已達(dá)到報廢期限的部件要提前更換，防止故障的發(fā)生。對于任何一套系統(tǒng)，不論其設(shè)備是如何的先進(jìn)，技術(shù)是如何的—流，始終都會有故障的發(fā)生，找出能夠降低故障發(fā)生率的有效方法是關(guān)鍵，亦是本文中心要點(diǎn)。