目前,高速公路运营管理所包括的联网收费管理、征费稽查管理、收费监控管理等内容已大部分实现信息化管理,但各个系统均为信息孤岛,相互之间往往无法实现关联,尤其是表现在收费数据与监控音视频信息关联脱节,很难在海量的收费原始数据中有效的缩小稽查信息范围。这也导致了收费稽查、收费现场监控效率低下而无法更多的提升高速收费运营管理部门管理服务水平。本研究在综合分析了目前高速公路征费稽查和监管工作中存在的问题的基础上,重点研究了以下内容:一是采用多源异构数据融合技术,以随机过程中的排队和服务系统理论为理论依据,研究了结构性的征费稽查数据和非结构性的音视频录像数据的共通特征,实现多源异构数据融合。使征费系统数据与收费亭视频、车道视频、语音通话、收费计算机屏幕视频、键盘操作、特情移动拍摄视频等信息的联动查询。二是在分析收费数据的大数据特性的基础上,提出基于云存储及应用服务平台的实施部署模式,对现有录像系统进行数字化改进,采用分布式存储方式,研究一种既支持本地视频查看,又可满足高质量、低带宽的远程查看需求。并据此设计了车道视频服务器、智能来电显示接收器、电话语音监听盒、无线视频编码发射模块、无线视频服务器等硬件模块和音视频协同稽查控制软件。三是对监控室的整体架构进行了优化、简化,降低了建设维护成本。四是将原有绿色通道车辆使用相机留证的方式改进为无线摄像取证,并增加收费按键操作视频为事后提供多元化的稽查依据。五是通过分析征费系统数据和内线电话信息,构建视频联动控制模型,完成监控视频在监控室的自动切换提高监控员的效率。本设计通过技术改进,为收费公路运营管理者提供有效的稽查管理手段,使其提高收费稽查质量和监控效率,节约人力资源。同时,也为高速公路建设提供一种更为经济的监控模式。最终达到高速公路运营管理中的降低建设维护成本、减员增效、堵漏增收工作更为有效,提高收费管理水平。