道路交通I ROAD TRAFFIC
摘要：文章研究了智能交通收费系统集成与故障检测实训台，具有高速公路和智慧城市停车收费系统设备硬件的维护、安装、 调试功能，可提供收费站数十种设备软硬件的安装调试、故障检測、维护测试、系统集成设计验证等功能。该平台制作成功 后既节约学校教学设备的投入与购买，同时又满足了交通行业对收费系统维修检测的实训教学需求。 关键词：实验台；功能模块；实验项目：故障设置
智能交通收费系统集成与故障检测实训台的研究与制作
■文/黄良
到2019年底，全国拥有交通高等职业技术学院43所， 大部分高校根据社会需求开设了智能交通技术运用专业。每 年有几万人参加交通部的“公路收费及监控员”职业资格证 鉴定考试，该职业资格证将成为各省高速公路收费员的上岗 证。智能交通收费系统实训是智能交通技术运用等相关专业 和交通部“公路收费及监控员”职业资格考证的重要实操环 节。全国每年收费系统培训人员达30万多人次，急需与之 配套的多功能高速公路收费系统实训平台。
1. 收费系统实训平台的设计以及创新型功能模块的构建1.1实训台设计图
电子煎药壶
实训台设计图如图1所示。1.2功能模块构建
功能模块及其功能如表1所示。2. 实验台功能和特(1)
资金和场地。实训台以模拟原理控制方式代替全真设备安装 在实训台上，该平台制作成功后改变现在智能交通运用专业 目前无法采用教学一体化的实训设备，改变原来因经费投入 大和占用场地大的短板，既节约了学校教学设备的投入与购 买，又满足了行业对收费系统维修检测的实训教学需求。
(2)
自主开发PC 端控制软件可模拟设置收费系统各种常
见真实的故障。自主开发PC 端控制软件可模拟设置高速公路 收费车道和收费广场监控常见真实的10-20种故障，锻炼学生 在工作实习中解决收费系统故障能力，提高机电维护能力和水 平，也可以在技能考证、路段维护人员培训时设置各种故障。 (3)
设备接点开放性设计，可进行创新性实验验证， 并创设多种竞赛型的实训项目。实训台各设备、线路板都安 装有连接接线端，可供学生在方案设计时进行系统验证，可 改变控制方式去做创新性实验验
证；实训台创设多种竞赛型 的实训项目，可供学生以竞赛形式实训连接，构建浓烈的竞 争气氛，激发实训学生的斗志，充分挖掘发挥学生潜能，利 用课程锻炼学生参加竞赛的能力。
(4) 实训台供电采用多种安全设计。实验台220V 供
电采用交流电源1:1隔离变压器，电源供电采用40A 漏电保 护开关，电源供电串联8A 保险丝和漏电保护开关，实验台 装配的漏电保护电源总开关防止操作台触电事故。
(5)
实训台功能多，可用于一体化教学中。该实验台
可结合收费系统集成与维护课程讲解设备原理时提供整套收 费机电设备操作、控制的过程，能提供学生或高速公路路段 培训考证时完成整套收费机电设备系统的集成、安装、调试 功能，使学生在课堂上掌握知识真正运用到收费系统工程案 例、还原现场施工的设备连线、安装、设备维护，提高了学 生现场动手的能力，快速适应工作岗位
1.4 米
》
1-网络球机；2-5V 开关电源3-L E D 屏：4-车道摄像机；5-光
纤收发器：6-实训台状态指灯示灯；7-收费系统控制与故障
设置板：8-L E D 控制卡：9-光纤收发器；10-交换机：11-供 电接点；12-收费语音板；13-喇叭；14-信号切换器：15-备 用电源：16-收费栏杆控制模块；17-栏杆控制点；18-栏杆 上限位：19-红外检測；20-红绿雨棚灯；21-雾灯控制板板： 22-栏杆电机：23-雾灯；24-糢拟车道：25-12V 开关电源： 26-智能读卡器：27-车辆检测器：28-栏杆下限位：29-地感 线圈：30-红外检测；31-硬盘录像机；32、33-设备工具箱。
图1
实训台设计图
94
•中国卨新科技2021年第7
期
ROAD TRAFFIC丨道路交通
表丨功能糢块及其实训功能
模块号模块名称实训功能
1网络球机模拟收费站广场监控，能直观了解摄像头云台控制和图像控制，可供学生拆装调试，安装在实验台左上 角
25V开关电源用于实训台5V设备（LED屏板、LED控制卡光纤收发器）等设备供电
3LED屏模拟收费站费额显示器和高速公路情报板用，供学生拆装、维护检测实训
4车道摄像机摄像机采用式，辅助光源，模拟对车辆进行车牌抓拍、识别检测，供学生对车道设备视频采集卡、摄 像机拆装调试和识别软件参数的设置
5光纤收发器供学生进行模拟收费站数据与站级中心远程传输调试实训用油炸锅
6实训台状态指灯
示灯
电源灯为红、运行灯为绿、电源锁防止学生在没有老师指导下操作实训台。电压表能直观了解各
工
作电压
7收费系统控制与
故障设置板
主控板两大功能：①模拟收费车道工控机、控制车道的警报灯、车辆检测、车牌抓拍、地感检测等；②
故障设置功能。模拟设置丨5种收费车道设备常见故障，实训教学或考证时可设各种故障，锻炼学生现
场解决故障能力
8LED控制卡采用网络远程控制方式，学生可模拟站级收费中心编辑信息发布和收费过程金额、车道号显示的实训9光纤收发器：供学生进行模拟收费站数据与站级中心远程传输调试实训用
10交换机用于收费站网络传输连接和测试实训用
11供电接点该接点共计12个接点：分别是12V接点4对：220V接点一对；5V接点1对
12收费语音板主要模拟收费站收费时的对金额的语音播报
13喇叭语音播报负载
14信号切换器电脑显示和硬盘录像机VGA信号切换。用于一台显示器用在两台设备上
15备用电源用于实训台外设设备供电备用插座
16收费栏杆控制模块模拟控制栏杆机的线路板，供学生对栏杆机的升降、车辆检测器的连接、交通通行灯的控制实训
17栏杆控制点连接收费站栏杆机控制线路板，供学生在安装调试时连接用
18栏杆上限位模拟收费站栏杆机升起时限位停止电机的转动，用于栏杆机测试安装实训用
19红外检测用于模拟收费站车型分类系统的车型检测实训用
20红绿雨棚灯模拟收费站雨棚灯、车道通行灯的显示，用于模拟收费站雨棚灯、车道通行灯的安装调试、设备维护实 训
21雾灯控制板用于模拟收费站雾灯控制原理、连接维护实训控制
22栏杆电机采用一分30转的定速电机代替收费站栏杆机，安装在模拟车道上
23雾灯模拟收费站雾灯显示，连接雾灯控制板，收费站雾灯的安装调试实训24模拟车道设计在台面上，安装栏杆机、地感线圈的安装，台面采用木材
2512V开关电源用于实训台12V设备（红绿雨棚灯、收费语音播报模块、摄像机、收费系统控制与故障设置板、雾灯、智能读卡器、红外车辆检测栅栏）等供电
26智能读卡器用于收费系统通行卡信息读取，模拟车辆收费过程，栏杆抬杆动作的读取
27车辆检测器用于收费系统车辆的检测，供学生进行车辆检测参数的设置、安装连接实训
28栏杆下限位模拟收费站栏杆机落杆时限位停止电机的转动，用于栏杆机测试安装实训用
29地感线圈模拟车道地感、与车辆检测器连接，可供学生进行地感安装方式、连接车辆检测器安装调试实训30红外检测用于模拟收费站车型分类系统的车型检测实训用
31硬盘录像机用于收费车道、收费站广场、收费亭监控系统录像数据的保存
石墨垫
32-33设备工具箱用于放置工具，隔离电源、电脑主机等
(6)满足“课证”融合的需要。智能交通收费系统设 备集成、故障检测一体化实训台的研究与制作，有利于提高 实训教学学生的动手能力，节约教学成本，既满足“收费系 统集成与维护”课程实训教学需要，又可供“公路收费及监 控员”职业资格考证实操模拟考核，具有良好的应用范围和 前景。
3.根据课程和考证内容，实验台可开展的实训项目
依据高速公路收费系统实训教学和“公路收费及监控员”考证内容，进行实训项目功能设计有20多种，研究具有收
费系统的集成安装、设计维护、故障设置、竞赛训练等创新
滴胶卡制作型多功能的实训平台，可实现的实训项目如下：
(1)局域网组网实训，通过路由交换机可联网和测试 IP，组成一个内部局域网；局域网网络故障检测、测试、解
决实训；光纤收发通信网络的组网训练和光纤模块认知实训。
(2)收费车道雾灯硬件原理与安装调试；车辆检测器
(下转第158页）
2021年第7期》中国高新科技 95
科技探索 | TECH N O LO G Y EXPLO RA TIO N涂料分散机
象，分别包括螺纹钢期货、豆油期货与PTA 期货。其中， 对前两者来说，数据选择时，以2016.02.15〜2019.11.20周 期内，5min 的收益率信息。其中，将数据划分成两个部分， 一个为2019.01.0丨前的数据，是样本内训练数据集；另一个 为2019.01.02后的数据，是样本外滚动预测数据集。通过 830期数据为依托，对未来210期波动情况展开分析。对于 后者来说，数据选择时，以2016.02.15〜2019.01.01周期内， 5min 的收益率信息。其中，将数据划分成两个部分，一个 为2019.01.01前的数据，是样本内训练数据集；另一个为 2019.01.02后的数据，是样本外滚动预测数据集。通过830 期数据为依托，对未来200期波动情况展开分析。
通过大量实践研究；表明，对期货市场波动性研究时，采 用5min 内的数据，能够有效对微观结构进行处理，降低其 对研究结果的影响，使得研究结果更加准确。所以，本文均 采用5min 内的高频数据，并以此为基础，打造出相应的波 动率模型。对于收益率来说，数量级相对较低，难以直接观 察出其中的差异，因而在具体研宂时，需要将其扩大100倍， 以提升研究结论的直观性。
2. 2结果分析
以上述构建出来的多种模型为基础，结合选择出来的高 频数据，能够绘制出相应的波动曲线，通过对这些波动曲线 进行分析，即可了解各种模型的实际特点。由分析发现，对 于符合双曲线偏t 分布模型来说，由于增加了偏度与峰度特性，
因而在实际预测分析当中，能够得到较为精确的结论，效果 相对优于其他几种模型，即对于分析波动率曲线来说，与实 际波动率曲线基本相同。以该结果为基础，选择多种测度为 基准，对损失函数展开了深入探索，进而得到相应的函数值， 通过对这些函数值的对比，即可得到较为准确的结果。在螺 纹钢期货方面，对于ghst 分布方程来说，函数值均更低一些， 优于sstd 分布；在PTA 期货方面，对于ghst 分布来说，也优 于sstd 分布；在豆油期货方面，也会得到与上述相同的结论。 由此表明，相对于sstd 分布方程来说，ghst 方程更加合理， 会出现非常低的损失函数，具有更加良好的分析结果。
防辐射裙3.结语
现在金融市场分析时，可以采用多种方式对波动率进行 研究，每种方式具有不同的特点，存在不同的优势，且得到 的结果略有差异。其中，对于干扰项服从广义双曲线偏t 分 布来说，因增加了偏度与峰度等特性，使得分析效果更好， 可以得到与潜在效果基本相同的结论。所以，在金融市场分 析过程中，应加强对这一方式的重视程度，为我国金融市场 更好地发展提供指引$
基金项目：广西大学行健文理学院科研基金Y 2018Z K T 01 (Y 2019Z K Q 04)，广西高校中青年科研项目（项目编号： 2020K Y 54014) 〇
(作者单位：广西大学行健文理学院）
(上接第95页）
硬件原理与安装调试；费额显示控制原理与安装调试；车道 雨棚灯硬件原理与安装调试；车道通行灯控制实训。
(3) 收费车道栏杆机控制模块硬件原理与安装调试；
警报灯控制实训；栏杆机高低电平控制实训：车头高度检测
器接线、地感控制原理实训；收费站费额放大电路制作与故
障检修实训。
(4)
栏杆220V 电机正反转控制原理实训；通信电源
可调电源制作与故障检修实训。
(5) 收费广场监控原理、连接、测试实训；广场硬盘
录像机端口的安装连接实训；收费广场信息发布LE D 屏的
组装与维护：广场LE D 屏软件编辑图文实训。
(6)
收费站监控硬盘录像机参数设置的操作实训；车
辆车牌抓拍、识别检测安装调试实训。
4.结语
该平台制作成功后，既节约学校教学设备的投入，同时又满足了行业对收费系统维修检测的实训教学需求，提升高职
院校智能交通技术运用专业课程实验实习教学水平，改进和完
善高职学校专业课程在教学中所需要的实验台，使学生毕业后
能在高速公路机电运维岗位、机电安装、各类交通企业中承担
技术改造和创新服务，提升智能交通技术运用专业课程教学质 量和学生实践技能，既满足“收费系统集成与维护”课程实训 教学需要，又可用于“公路收费及监控员”考证实操考核，全
面培养学生收费系统集成与维护的技能，使其更好地适应行业
需求。
基金项目：2018省高职教育精品在线开放课程《收费系 统集成与维护》，广东交通职业技术学院校级科研（2019- 008-N 1)。
(作者单位：广东交通职业技术学院）
158 ♦中M 高新科技2021年第7期
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