一、项目背景与挑战
随着我国高速公路网络日益密集，交通流量持续增长，传统的收费系统在稳定性、效率、数据处理能力及运维成本等方面面临严峻挑战。收费站作为高速公路运营的关键节点，其核心计算与控制设备需要在高强度、高粉尘、宽温、电磁干扰等复杂工业环境下7x24小时不间断稳定运行。伴随着ETC的普及、移动支付的集成以及未来自由流收费模式的演进，系统对数据处理实时性、设备互联互通性以及整体解决方案的灵活性与可扩展性提出了更高要求。
二、联想天工工控产品解决方案核心优势
联想天工系列工控产品，专为严苛工业环境设计，以其卓越的可靠性、强大的性能和灵活的定制化能力，为高速公路收费系统提供了坚实可靠的硬件基石。
- 卓越的可靠性与环境适应性：产品采用全金属加固结构，具备宽温（通常支持-20℃至60℃）、防尘、防震、抗电磁干扰等特性，能够完美适应收费亭、机房等现场环境，确保系统常年无故障稳定运行。
- 强大的计算与扩展性能：搭载高性能处理器，提供充足的计算能力以应对多车道视频流分析、实时交易处理、数据加密等任务。丰富的I/O接口（如多串口、多网口、PCI/PCIe扩展槽）可轻松连接车牌识别相机、费额显示器、自动栏杆机、票据打印机等外围设备。
- 高度的系统集成与兼容性：预装或兼容主流工业操作系统，并提供完善的驱动支持，能够无缝集成到现有的收费软件平台中，降低系统集成难度与风险。
- 便捷的远程管理与维护：支持网络唤醒、远程监控、故障报警等功能，便于运维中心进行集中式管理、软件批量部署与系统状态监控，大幅降低现场维护成本与时间。\n5. 面向未来的设计：产品设计考虑技术演进，支持5G模块、AI加速卡等扩展，为未来向智能化、云边协同的收费模式升级预留空间。
三、典型应用场景与解决方案架构
场景一：车道级收费控制终端
- 核心设备：联想天工嵌入式无风扇工控机或强固式平板电脑。
- 部署位置：每个收费亭内。
- 功能角色：作为车道收费业务的核心控制单元。
- 运行车道收费软件，处理现金、ETC、移动支付等多种交易。
- 通过串口/网口控制栏杆机、信号灯、费额显示器等外设。
- 接收并处理车牌识别摄像机抓拍的数据，进行车辆信息匹配。
- 将交易流水、抓拍图片等数据实时上传至收费站服务器。
- 价值体现：设备体积小巧、坚固耐用，在有限空间内提供强大控制力，保障每一条车道业务连续不中断。
场景二：收费站级数据汇聚与处理服务器
- 核心设备：联想天工机架式工控服务器或高性能边缘服务器。
- 部署位置：收费站机房。
- 功能角色：作为本站所有车道数据的汇聚、处理与暂存节点。
- 汇总各车道上传的交易数据、图像视频流，进行本地校验、存储与备份。
- 运行本地数据库，提供数据查询和统计服务。
- 作为与省级/路段中心通信的网关，定时或实时上传汇总数据。
- 可部署本地AI分析应用，如对异常交易、车牌二次识别进行初步分析。
- 价值体现：提供高可靠、高可用的本地计算与存储能力，缓解网络传输压力，提升系统响应速度与整体可靠性，实现“边缘智能”。
场景三：门架系统边缘计算单元（适用于自由流收费）
- 核心设备：联想天工强固型边缘计算网关或微型工控机。
- 部署位置：高速公路沿线的ETC/视频识别门架上。
- 功能角色：在恶劣的户外环境下完成数据采集与实时处理。
- 连接并控制路侧单元（RSU）、高清摄像机组、补光灯等设备。
- 实时处理车辆通行交易信息（OBU交易）和视频识别信息（CPC卡或车牌识别）。
- 对原始数据进行过滤、整合、编码，并通过光纤/5G网络回传至中心。
- 执行简单的本地逻辑判断与故障诊断。
- 价值体现：极强的环境耐受性与稳定的无线通信能力，将计算能力下沉至网络边缘，实现低延时、高可靠的数据处理，是构建新一代自由流收费系统的关键基础设施。
四、方案带来的核心价值
- 提升运营效率与通行体验：稳定高效的硬件平台保障收费交易快速完成，减少车辆排队等待时间，提升道路通行能力与用户满意度。
- 保障系统高可用性与数据安全：工业级可靠性极大降低设备故障率，结合冗余设计，确保收费业务不间断运行。本地处理与加密传输保障关键交易数据安全。
- 降低全生命周期总成本（TCO）：长寿命、低故障率减少了更换与维修成本；远程管理功能降低了日常运维的人力与差旅成本。
- 支撑系统平滑演进与智慧升级：灵活开放的硬件平台易于兼容新技术与新设备，为未来向无感支付、车路协同、大数据分析等智慧高速应用扩展提供坚实基础。
五、
联想天工工控产品解决方案，深度契合高速公路收费系统对稳定性、实时性、环境适应性与长期可维护性的核心诉求。通过为车道、站级、门架等不同层级提供量身定制的硬件产品，构建了一个层次清晰、稳定可靠、面向未来的收费系统硬件支撑体系。该方案不仅能够有效解决当前收费运营中的痛点，更是交通运输行业数字化转型、迈向智慧高速公路的可靠合作伙伴，为高速公路的数字化服务升级持续赋能。
