20世纪80年代以来,我国的高速公路迅猛发展,截止2018年底,我国高速公路总里程达到14万千米,位居全球第一。我国81%高速公路为收费高速公路,收费方式以现金和电子不停车收费系统ETC(Electronic Toll Collection)为主,安装ETC设备的车辆直接通过ETC专用车道不停车通过,未安装ETC设备的现金车辆在高速公路入口发放复合式通行卡,出口回收,同时按照卡内累计金额收取通行费。2020年之前我省使用逻辑加密卡作为通行卡,成本很低,每新开路段按照估算入口流量的三倍采购通行卡。2020年取消高速公路省界收费站后需要使用复合通行卡,这种卡成本较高、质量较重,如何提升管理手段使复合卡流转速度加快、减少库存、降低采购成本是现阶段需要解决的问题。本文首先讨论高速公路收费业务中通行卡的主要作用,并对河南省高速公路路网内通行卡使用情况的调研,通过对部分省份通行卡管理系统的调研了解,分析了卡管理系统的不足。第二,通过研究河南省高速公路路网内通行卡的管理模式、各站各路段通行卡的库存及收发卡情况,发现收费站点、路段中心及省中心通行卡的保有量变化均服从正态分布,按照正态分布理论计算全省收费站通行卡保有量上下限,并根据实际情况基于3σ法则对各站的误差进行调整。第三,对河南省高速公路路网内通行卡站点之间调拨频次、调拨数量、调拨成本等方面进行了调研,提出利用Lingo获得最优的调拨方案的方法,并按照省内路网管理层次将整个路网划分为四个层次,分别是省中心、区域中心、路段协调点、收费站,提出路段协调点的选取办法,对河南省内调拨协调点选取位置进行了规划。第四,对河南省通行卡智能管理软件与车道收费软件进行了全面设计与实现,提供车道间相互交接卡盒功能,提高通行卡流转效率,降低收费站通行卡库存量,同时通行卡卡管理软件取得了软件著作权。