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1.概述
本建议方案是根据广东省电子技术研究所自主研发生产的捷力GERI-KJ-04-WB-ZF无人值守自动发卡机及捷力GERI-KJ-05-N-SF（ZS/ZF）收发（单收、单发）卡机的功能和特点制定的，上述卡机为成熟产品，已在广东、福建等省近20条多条高速公路成功运行。 |
| 通行IC卡自动收发卡系统是结合车辆车牌自动识别系统、采用入口车道无人值守自动发卡系统，并使得出口车道的收卡机的卡箱可直接进入入口车道发卡流转的实用、高效的解决方案，具有自动识别车牌、无人值守自动发卡的功能，系统具有快捷、节省人力的优点。本方案的实施，可为高速公路公司起到节约运营成本、减少车辆滞停车道时间、提高服务质量档次、提升道路及公司形象的作用。 |
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| 无人值守自动发卡机应用现场图 | | |
| 2.自动收发卡系统主要构成 |
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| 自动收发卡系统构成示意图 | |
高速公路通行IC卡自动收发卡系统主要由捷力GERI-KJ-04-WB-ZF无人值守自动发卡机、捷力GERI-KJ-05-N-SF（ZS/ZF）收发（单收、单发）卡机、车辆车牌自动识别器和其他辅助设备等构成，系统构成见下图。
下图中，①、②、③构成无人值守自动发卡系统，其中①安装于入口车道收费岛上（原入口车道发卡的收费亭可拆除），②放置于收费站的票管室，用于收费站内IC卡的收集、计数、显示、整理、卡管理；④、⑤构成车辆车牌自动识别系统。
3.自动收发卡系统工作流程
上图中①、②、③构成无人值守自动发卡系统时，②自动收发卡机将收费站内的散卡（IC卡）收入③卡箱内，再将③卡箱拿到入口车道装入①无人值守自动发卡机内，即可发卡。 自动发卡过程如下：当司机进入入口车道驶至①无人值守自动发卡机旁，车辆压到⑤地感线圈，触发④车牌识别器自动识别车辆车牌并将车牌数据送给①无人值守自动发卡机内工控机，工控机控制IC卡读写器将所有必要的信息写入IC卡并发出，司机根据语音提示取卡，自动栏杆抬杆，车辆通行驶入高速公路。
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另外，①、③、⑥组合使用则可构成车道内IC卡自由流转使用的更加自动化的无人值守自动发卡系统。即在出口车道的收费亭内设置⑥自动收卡机，收费员收费时将IC卡通过⑥自动收卡机将IC卡收入③卡箱中，便可将③卡箱（IC卡）不经收费站票管室的调拨而直接送至入口车道由①无人值守自动发卡机发卡，简化管理流程，提高工作效率及管理水平。
构成系统的各主要设备的功能及特点如下：
4.捷力KJ-04-WB-ZF无人值守自动发卡机
捷力KJ-04-WB-ZF无人值守自动发卡机如下图所示，是专门为高速公路入口车道发卡而设计的专用设备，主要由中位主控机、电控箱、上位工业控制计算机、外部功能面板、发卡机构、卷卡机构、废卡检测及回收机构、卡箱电动升降机构、IC卡读写单元、语音提示单元等组成。
4.1 产品综述
无人值守自动发卡机的作用是接收自动车型分类器或人工辅助判型的信息或指令，将有关入口车道及车辆信息通过入口车道控制软件写入通行卡并发给司机。该发卡机上下各设2个出卡口，上卡口供3～7类车司机取卡，下卡口供1～2类车司机取卡；出卡口互为热备份，一个卡位出现故障或卡发完时可自动切换到另一个卡位；一张卡发出后，下一张自动进入待发状态，从而保证快速出卡。车辆一到，发卡机自动给出语音提示及指示灯显示，操作方便快捷；卡箱内剩余卡数少于设定值时可自动上传报警信息，提示管理员做好更换卡箱的准备；更换卡箱时，不影响卡机继续发卡；卡机操作面板设有取卡按钮、对讲按钮和粤通卡刷卡区；机内设置废卡检测和回收箱，可回收信息写入不成功的通行IC卡。
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4.2 产品结构说明
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机柜：发卡机的基础部件，其它功能单元均安装在机柜上（内）。 |
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外部功能面板：位于机柜前门，上、下两组，是设备的人机界面，供大小车司机按键取卡及启动对讲系统，完成与监控中心的对讲求助。 |
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上、下发卡单元：设备内置上下两组完全相同的发卡单元，完成卡机的发卡功能。 |
发卡单元由完全相同的左、右通道组成。各通道主要由机框架、发卡机构、带废卡回收功能的卷卡机构、废卡回收盒、卡箱、抬升机构、卡箱数据识别单元及电控器等组成。
（1）机框架：是发卡单元的基础体，支承、安装各功能部件。
（2）发卡机构：发卡动作执行机构的一部分，完成将卡从卡箱中推处，供给卷卡机构。
（3）带废卡回收功能的卷卡机构：发卡动作执行机构的一部分，完成IC卡的中继传送同时在此完成通行IC卡的数据读写及分发工作，将读写成功的IC卡输送出去，供操作者（司机）使用，未成功的进行回收。
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（4）废卡回收盒：用来存贮未读写成功的IC卡。
（5）卡箱：IC卡周转的载体；卡箱上装有记录该卡箱有关信息的识别IC卡。
（6）抬升机构：完成卡箱的升降功能。
（7）卡箱数据识别单元：由卡箱上的IC卡、IC卡天线配合主控板完成。对卡箱的信息数据（卡箱号、装入通行IC卡卡数等）进行采集，处理。
（8）电控器：是发卡单元的智能系统。与中位机通讯共同完成卡箱的升、降，通行IC卡的分发、回收及卡箱数据的处理。
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中位控制机：与上位机（工业控制机）、电控器进行通讯完成控制卡机的各种动作，状态上报及通行卡天线的切换控制等工作。 |
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通行IC卡读写切换和读卡单元：由IC卡读卡器和天线切换电路成。完成各通道通行IC卡数据的读写工作。 |
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对讲（热线电话）单元：由安装在前门面板的电话按键、拾音器、对讲（热线电话）电路、喇叭和置于监控室的总控制机（电话）组成。完成使用者（司机）与监控室的沟通任务。 |
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外部刷卡单元：由置于前门面板的IC卡天线和IC卡读卡器组成，完成通用射频通行IC卡（如：粤通卡、闽通卡等）的读写工作。 |
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LED显示器：每个通道上方均设置有LED显示器，显示所在通道的卡箱当前的卡数目。 |
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上位机（工控计算机）工作台：由工控计算机安装台面、内置于台面下部的可活动的键盘支架及显示器安装板（门面板）组成。 |
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车道控制机安装台:放置车道控制机或车道控制板及其组件。 |
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空调调温单元：是机柜附加控制单元。控制调节机柜内温度使各功能部件有良好的工作环境。 |
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其它功能单元：此外还有照明、防雷击等功能单元。 | |
4.3 产品特点
捷力KJ-04-WB-ZF无人值守自动发卡机是我所研制生产的新一代卡机产品，相比原有的捷力KJ-04-WA-ZF无人值守自动发卡机（2006年5月于华南快速路中山大道站试用），其主要特点有： |
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内部结构重新排列，模块化设计，布局更加合理。内部设置了工控机放置平 台、液晶显示器安装工位、收费键盘安放位等，方便系统安装及维护操作； |
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具备废卡回收功能，读写失败的IC卡可自动回收，发卡过程更顺畅，废卡管理更规范，大大减少因废卡产生导致的出口车道收费时间延误，提高管理和服务质量； |
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安装卡箱（箱）由人工手动抬升改为电动机构全自动抬升，减少卡箱在手动装卸过程中对卡箱的撞击，也使卡箱安装、定位更加准确，保证发卡可靠，并降低收费管理人员的劳动强度； |
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采用双层隔热设计，可选配专业的工业空调以保证工控机及发卡机具有良好的工作温度环境，保证了自动发卡系统的可靠稳定性； |
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预留有空调安装位置，可解决工控机发热严重时系统易死机的问题； |
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可增加热线电话对讲功能。 | |
4.4 主要性能参数
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| 1． 适用IC卡厚度范围： |
0.6mm～1mm |
| 2． 每分钟发卡能力： |
不少于20张 |
| 3． 额定功率： |
150W（max）（不含内置的其它设备） |
| 4． 卡箱容量： |
最大容量：420张（标准卡，厚度0.76mm） |
| 建议使用容量： |
400张 |
| 5． 卡箱更换时间： |
不大于20S/次 |
| 6． 平均无故障时间(MTBF)： |
5000小时 |
| 7． 平均故障修复时间(MTTR)： |
0.5小时 |
| 8． 通讯接口： |
RS232C；波特率9600bps |
| 9． 读写器支持的IC卡格式： |
Mifare 1标准非接触IC卡 |
| 尺寸： |
86×54mm |
| 10．外形尺寸： |
1005mm×692mm×1930mm (L×W×H) |
| 11．整机重量： |
约400kg |
| 12. 噪音： |
≤60dB | |
5. 捷力KJ-05-N-SF自动收发卡机 |
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| 收发卡机应用现场图 | |
捷力KJ-05-N-SF自动收发卡机如下图所示，主要由机箱、收/发卡机构、卷卡机构、抬升机构、卡箱、卡箱数据识别单元、LCD显示面板、IC卡读写天线、控制电路及降级天线等几部分组成。捷力KJ-05-N-SF自动收发卡机主要用于入口人工发卡车道人工发卡、出口车道收卡、收费站票管室卡管理和卡箱调配等。
1. 机箱：人工自动收/发卡机的基础部件，其它功能单元（部件）均安装在机箱内。
2. 收/发卡机构：人工自动收/发卡机的核心部件，位于卡机上盖下方，完成将IC卡从卡箱中发出/收入的功能。
3. 卷卡机构：完成IC卡的中继传送，同时在此完成IC卡的数据读写。
4. 抬升机构：位于卡机下方，完成卡箱的自动升降功能。
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5. 卡箱：IC卡周转的载体；卡箱上装有记录该卡箱有关信息的识别非接触式IC卡。人工自动收/发卡机标配1个卡箱。
6. 卡箱数据识别单元：由卡箱上的IC卡、IC卡读写天线组成。对卡箱的信息数据（卡箱号、装入通行IC卡卡数等）进行采集，处理。
7. LCD显示面板：显示人工自动收/发卡机当前的各种工作状态，如当前工作卡箱的卡箱号、IC卡数量；卡机的工作状态（正常/故障）；故障类别等。
8. IC卡读写天线：由正常通道IC卡读写天线和降级IC卡读写天线组成，通过整合的非接触式IC卡读写器，完成通行IC卡（兼容双界面卡）数据的读写工作。
9. 控制电路：人工自动收/发卡机核心控制部件，与上位机（工业控制机）进行通讯，控制卡箱的升、降，IC卡的收/发、卡箱信息读写等功能。
10. 降级天线：当卡机出现故障，无法完成收发卡操作或者需要在外部刷卡时，可以用卡机的降级天线直接对IC卡进行读写。 |
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11. 卡机接口：位于卡机背后下方，提供两个接口和电源插头引线及二次接地装置，COM1是卡机通讯串口,COM2是读写器通讯串口；卡机内部已通过电源线进行接地，一般不需要再接地，如有需要可通过它使机箱与大地相连接。
12. 其它功能单元：打开机箱门，按压升降按键可完成卡箱的装卸；向外抽拉上盖按钮可解除上盖的锁定，翻起上盖。
5.2 产品特点 |
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相比于前代卡机，新卡机内部结构重新排列，模块化设计，布局更加合理； |
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体积更加小巧，适合放置于收费亭内的有限空间； |
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安装卡箱由人工手动抬升改为电动机构全自动抬升，减少卡箱在手动装卸过程中对卡箱的撞击，并降低收费管理人员的劳动强度； |
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收卡机构采用固定式结构，卡箱定位更准确，滞卡率更低，若遇卡机卡票时排除故障更简便。 | |
5.3 主要性能参数 |
| 1． 适用IC卡厚度范围： |
0.6mm～1mm |
| 2． 每分钟发卡能力： |
不少于20张 |
| 3． 每分钟收卡能力： |
不少于20张 |
| 4． 额定功率： |
50W（工作） |
| 5． 卡箱容量： |
最大容量：420张（标准卡，厚度0.76mm） |
| 建议使用容量： |
400张 |
| 6． 卡箱更换时间： |
不大于20S/次 |
| 7． 平均无故障时间(MTBF)： |
5000小时 |
| 8． 平均故障修复时间(MTTR)： |
0.5小时 |
| 9． 通讯接口： |
RS232C；波特率9600bps |
| 10．读写器支持的IC卡格式： |
Mifare 1标准非接触IC卡 |
| 尺寸： |
86×54mm |
| 11．外形尺寸： |
220mm×305mm×834mm (L×W×H) |
| 12．整机重量： |
30kg |
| 13. 噪音： |
≤60dB | |
