基于(非接触)IC卡的收费公路免费车辆管理系统的研究与实现

摘要

在公路收费管理中，免费车的管理比较混乱，利用免费车偷费、漏费现象比较严重，已经引起了管理部门的高度重视。基于规范公路通行费征收管理工作的要求，体现公开、公正、科学、准确的征收原则，研究和开发基于非接触IC卡收费公路免费车辆管理信息系统便具有十分重要的意义。 论文首先指出了现有的一、二级公路收费系统中存在的不足，与将非接触式IC卡技术引入收费系统的好处；其次，突出了免费车辆管理信息系统中IC卡安全技术的重要性，设计了“密钥系统”，着重研究了密钥的生成方法和密钥卡的管理方法；然后，结合系统的设计目标与需求，对IC卡管理业务流程、密钥发行子系统、IC卡发行子系统、公路规费票据管理子系统、车道收费子系统、收费管理子系统及系统的软硬件环境等进行了详细的设计。最后，描述了系统实现所需的软硬件平台，及在甘肃公路系统中的应用情况，并就其在实现过程中与现有收费系统的对接问题进行了探讨。 该系统在甘肃一、二级公路系统中的成功应用，验证了系统功能设计的合理性，实现了对免费车辆的统一管理，提高车辆的通行效率，减少通行费征收中的漏收、少收或不收等徇私舞弊的现象。目前，基于非接触IC卡收费公路免费车辆管理信息系统已在甘肃省收费公路系统中得到了普及与推广。

目录

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声明

第一章绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外收费系统的发展状况

1.2.1国外收费系统的发展情况

1.2.2国内收费系统的发展现状

1.3研究的主要内容

第二章非接触IC卡的理论概述

2.1IC卡的类别

2.2非接触式IC卡的工作原理

2.2.1设计原理

2.2.2源射频卡的能量供应技术

2.2.3射频卡到读写器的数据传输技术

2.3非接触式IC卡收费系统的特点

2.4免费车辆收费系统中IC卡的安全技术

2.4.1IC卡的物理安全机制

2.4.2 IC卡的安全算法

2.5本章小结

第三章基于非接触IC卡的免费车辆管理系统的总体设计

3.1系统总体设计目标

3.2系统总体设计需求

3.3系统功能设计

3.3.1 IC卡的管理模式

3.3.2 IC卡管理业务流程设计

3.3.3系统构成

3.4系统运行环境设计

3.4.1硬件环境

3.4.2软件环境

3.5本章小结

第四章基于非接触IC卡的免费车辆管理系统的密钥设计

4.1密钥生成流程

4.1.1卡片类型及作用

4.1.2密钥类型及作用

4.1.3加密算法描述

4.1.4密钥生成流程图

4.2密钥的产生

4.2.1卡片主控密钥的产生

4.2.2总控密钥和应用主控密钥的产生

4.2.3保护密钥和业务密钥的产生

4.3密钥卡片结构

4.3.1洗卡母卡及洗卡母卡传输卡

4.3.2领导卡

4.3.3总控密钥母卡及总控密钥传输卡

4.3.4主业务代码卡

4.3.5业务主密钥母卡及业务主密钥传输卡

4.3.6 SAM卡母卡及SAM卡母卡传输卡

4.3.7应用业务代码卡

4.3.8应用卡母卡及应用卡传输卡

4.4本章小结

第五章基于非接触IC卡的免费车辆管理系统的实现

5.1系统的软件设计与实现

5.1.1软件开发平台

5.1.2应用软件设计与实现

5.2系统的硬件配置与实现

5.2.1车道收费子系统的硬件平台

5.2.2其他子系统的硬件平台

5.3应用成果

5.3.1效益

5.3.2与现有收费系统的对接问题

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢