| 出版日期：2004-07-05 总期号：1327 本年期号：48 |
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东方通科技助力京沈高速联网收费改造
项目情况 京沈高速公路起始于北京东北四环四方桥互通立交，途经河北香河、天津宝坻、河北唐山市、迁安、秦皇岛市、辽宁绥中、葫芦岛、锦州、盘锦，止于沈阳市过境高速公路北李官互通立交。全长658.7公里，于1996年9月起分段陆续开工，全线于2000年竣工通车，总投资195.1亿元。 沿线共设6个主线收费站和37个匝道收费站。6个主线收费站分别为白鹿、香河、宝坻（1站2点）、山海关、万家和沈阳西，相邻站点的间距分别为38公里、51公里、190.3公里、15.8公里、354公里。主线收费站的平均间距为110公里。由于京、津、冀地区特殊的地域区划，导致京沈高速公路北京至山海关段插花路段多，收费站相对较密，298公里的高速公路共设4个主线收费站，平均间距为74.5公里。原有最短收费站间距只有15.8公里。高速成了中速、慢速，驾车者怨声载道。 系统结构 为保证京沈高速的高效运营，特制定京沈高速公路联网收费改造方案如下：一.保留香河、山海关2个主线收费站；二.撤消天津段宝坻主线站、宝山段的河北主线站和辽宁段的沈阳西主线收费站；三.合建山海关和万家主线收费站，一站两点，互代发卡。省界主线站经过调整、改造后，将京沈高速公路分为两个区域实施联网收费。辽宁段将在辽宁省内联网收费中统一考虑；北京至山海关段作为一个联网收费区域实施。北京至山海关段联网收费区域包括廊坊段、天津段、宝山段、唐山西外环、唐津高速公路河北段五个管理路段（340公里）。其系统的网络拓扑如图1。 各级分中心及收费站与玉田中心连接，另外，天津下属收费站与天津分中心连接。下级将车道数据以文件的形式上发给玉田中心，由中心服务器入库。 联网收费结算中心在原玉田主线收费站的基础上进行改建。结算中心的基本职能包括：通行费的汇缴、清算与划拨、通行卡的统一管理。现系统构架如图2。 联网系统由车道、收费站、收费分中心、结算中心四级系统组成，由下级系统从车道文件数据库中，通过通信系统将车道的原始记录上发给上一级系统，导入上一级数据库。各级之间独立执行此操作，将原始记录上发至从中心后进行结算。另外，上级的命令及配置信息也需要通过通信系统将命令及配置信息逐级下发到下一级系统，部署到各个车道。 本系统由一个主线程及读库现程、发送线程、接收线程、数据处理线程、维护线程组成。以后需要增加图像传输。 为保证通信模块的安全可靠运行，需要解决以下问题：系统的稳定性、消息的可靠传输、大并发数据处理、大数据量长时间传输、高伸缩性、扩展性、高可管理性、开发周期短。针对以上问题，特选用东方通科技公司的消息中间件——TongLINK/Q。 TongLINK/Q的通讯解决之道 我们将TongLINK/Q部署到每个传输节点上，即总中心、收费分中心和收费站上。其中间件构架的系统模式如图3。 各个收费站与玉田总中心直接相连，通过消息中间件TongLINK/Q将各个收费站的车道原始记录直接上发到玉田总中心。并将该记录抄送到各级分中心。消息中间件TongLINK/Q介于底层系统和应用程序之间，通过调用TongLINK/Q传输接口进行消息传输，这样将网络上所出现的问题屏蔽在中间件层之下，应用程序可以将更多的工作投入到业务流程中去。 TongLINK/Q为应用提供了一个简单易用、高效可靠的分布式开发和运行平台。利用TongLINK/Q可以方便快速地设计开发出可靠、高效的符合需要的分布式应用系统。此外，TongLINK/Q提供了一个分布式应用管理平台，它通过名字服务和应用管理，提供对分布式应用的管理和监控。TongLINK/Q系统以节点来确定物理网络中的每一个点（网点和接入机器设备），并通过对节点的配置来构建这些节点之间的关系，从而形成树型或网状的TongLINK/Q逻辑网络通信结构。由于每个节点在逻辑网络中的位置不同，为了更简单方便地控制这些节点，因而赋予了每个节点不同的类型，形成不同的节点级别。这完全类似于我国目前的行政机构级别划分处理，形象而且好用。 TongLINK/Q的应用管理是指在系统当中配置了应用管理后，自动启动用户应用程序，在以后的系统运行当中，无需用户再手动地启动应用，使之更方面地进行操作管理。 消息中间件TongLINK/Q在此系统中的作用： 1、系统的稳定性。由于联网收费系统要经过7*24小时的收费运营，因此，需要通信模块能足够保证联网收费系统的平稳运行。 TongLINK/Q作为一个成熟的消息中间件产品，已经运行在金融、电信、政府等行业的生产系统中，其稳定性完全能够满足联网收费系统在系统的稳定性方面的要求。 2、消息的可靠传输。由于传输数据非常重要，因此需要保证所传输的数据能够在各种突发故障的前提下（如网路断线，机器掉电等），能够可靠地保证消息的传输。 利用TongLINK/Q构建的底层数据传输平台，能够很好地保证数据传输的可靠性。在TongLINK/Q中，传输数据可以通过建立在每个传输节点上的可靠的消息队列进行存放和发送，即使出现宕机或网络故障等情况，数据也能在系统和网络恢复后得到可靠传输，使得联网收费的数据能够不丢、不重复地发送到目的地。 3、大并发数据处理。各级收费站每时每刻都有大量的数据并发上来，因此需要该系统能够具有处理大并发的能力。 消息中间件TongLINK/Q提供的连接缓冲池、数据库连接池等技术能够高效地处理大并发量的数据，在车辆高峰时期，可以保证收费系统的正常运行。 在应用服务器上，中间件TongLINK/Q提供的进程管理可以根据用户定义的规则调度应用进程。对频繁请求的服务，中间件会预先启动几个服务。对较少请求的服务，中间件在有了请求后再启动服务，并在无此类请求后关闭这个请求，释放系统资源。中间件能够对并发访问进行有序的控制。 4、高伸缩性、扩展性。京沈高速公路是连接北京与东北地区的主干道路之一，其车流量会不断地增加，收费系统要处理的业务量也会增加。主机处理能力可能会难以满足业务的处理要求，中间件提供服务器组的集群运行模式，可以应对不断发展的业务需要。 基于消息中间件TongLINK/Q的联网收费系统可以在不影响系统正常运行的前提下动态增加、删除收费分中心、收费站的节点；动态修改服务进程的调度策略、增添新业务等等，提高整个系统的灵活性和可扩展性。 5、高可管理性。京沈高速公路联网系统跨多个省市，各个收费站发布零散，给系统管理和维护带来诸多不便。 消息中间件TongLINK/Q是一个易用易管理的平台。基于TongLINK/Q的联网收费系统可采用统一管理模式，可以在收费总中心的管理机上对其它各个业务节点（路段收费中心、收费站）的运行情况进行统一的管理、监控和维护。管理工作有中文图形界面，简单、直观。 6、开发周期短。京沈高速公路联网收费项目从设计到完成只有短短的6个月，本项目时间紧、任务重，需要能够快速开发的通讯解决方案。 消息中间件TongLINK/Q为应用提供了简易接口，屏蔽了复杂的网络编程，大大提高了应用系统的开发速度，同时也获得了可靠、稳定、高效的网络服务。 实施效益 2003年9月20日，北京至沈阳的高速公路全程联网收费正式开通，京沈高速全面实现“一卡通行”。这是我国开通的第一条联网收费的高速公路，它标志着我国跨区域高速公路由分段管理向跨省市综合管理的转变。 该工程的建成，打破了高速公路分割管理的管理模式，提高了通行效率，降低了运营成本。交通部副部长冯正霖指出，今后，交通部将重点解决京津冀地区和长江三角洲地区的国道主干线联网收费问题。东部各省份要力争在2005年内全部实现省内高速公路联网收费的目标。 
图一：京沈高速联网收费系统网络拓扑图 
图二：系统结构设计 
图三：京沈高速联网收费系统消息中间件部署图 |
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