基于取消省界收費(fèi)站的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)改革與創(chuàng)新

劉傳奇，車(chē)卓君

(廣東華路交通科技有限公司，廣州 510420)

0 引言

2018年5月開(kāi)始實(shí)施取消高速公路省界收費(fèi)站項(xiàng)目，進(jìn)一步提高運(yùn)輸效率和高速公路通行能力，升級(jí)之后的系統(tǒng)將更加有利于人們的出行，有利于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。項(xiàng)目實(shí)施方案明確要求要在2019年年底之前完成收費(fèi)中心、收費(fèi)站、收費(fèi)車(chē)道、門(mén)架系統(tǒng)軟硬件升級(jí)改造和加強(qiáng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全保障，進(jìn)行新系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試，2020年1月進(jìn)行系統(tǒng)切換。

本文探討和分析了新收費(fèi)系統(tǒng)基于舊收費(fèi)系統(tǒng)的改進(jìn)和創(chuàng)新，同時(shí)也提出了可能存在的問(wèn)題和不足。

1 取消省界收費(fèi)站的重要性

截止目前，省內(nèi)共有127條高速公路納入聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，總里程達(dá)到8 550km。全省仍有主線收費(fèi)站44個(gè)，主線收費(fèi)站和省界站比較擁堵，已開(kāi)通ETC車(chē)道僅占收費(fèi)車(chē)道總數(shù)的25.6%，ETC付款率43.56%，客車(chē)ETC使用率約為47.30%，ETC車(chē)道數(shù)量少，同時(shí)ETC普及率低，從而導(dǎo)致出行擁堵，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生影響。因此，取消省界收費(fèi)站十分重要。

通過(guò)深化收費(fèi)公路制度改革，進(jìn)一步降低高速公路過(guò)路費(fèi)，規(guī)范收費(fèi)方式，統(tǒng)一采用車(chē)型收費(fèi)，有效地減少了客貨運(yùn)車(chē)輛亂收費(fèi)、亂罰款現(xiàn)象。同時(shí)加大ETC使用率，減少了車(chē)輛擁堵現(xiàn)象。

2 廣東省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)現(xiàn)狀

2．1 收費(fèi)設(shè)施現(xiàn)狀

目前全省有ETC車(chē)道數(shù)量2 088條，占車(chē)道總數(shù)的25.6%；主線收費(fèi)站44個(gè)，其中終點(diǎn)站26個(gè)，省界站18個(gè)；發(fā)展ETC用戶約970萬(wàn)個(gè)。ETC支付使用率43.56%，客車(chē)使用率約為47.30%，貨車(chē)支付使用率28.98%?？傮wETC使用率偏低，同時(shí)貨車(chē)ETC使用率相對(duì)更低。主線省界站的存在和ETC使用率偏低，導(dǎo)致收費(fèi)站擁堵經(jīng)常發(fā)生，特別是節(jié)假日，影響群眾的出行。

2．2 通信系統(tǒng)現(xiàn)狀

干線網(wǎng)和接入網(wǎng)兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成省內(nèi)高速公路通信系統(tǒng)，主要用于傳送本路段內(nèi)收費(fèi)、監(jiān)控等數(shù)據(jù)圖像信號(hào)。

省干線傳輸網(wǎng)絡(luò)主要由省交通集團(tuán)內(nèi)路段組建而成。目前采用SDH技術(shù)體制，以共建共享的方式在慶豐、石碁、龍江、丹灶、龍山等干線節(jié)點(diǎn)和利通廣場(chǎng)共同組成10GE核心環(huán)，慶豐-利通廣場(chǎng)-石碁通過(guò)租用電信運(yùn)營(yíng)商2芯光纖實(shí)現(xiàn)。

各路段收費(fèi)數(shù)據(jù)通過(guò)干線傳輸系統(tǒng)傳至三大片區(qū)收費(fèi)匯聚點(diǎn)，然后通過(guò)租用運(yùn)營(yíng)商30M/50M鏈路傳至聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)結(jié)算中心。各路段數(shù)據(jù)利用干線傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)绞≈行摹?/p>

2.3 新、舊收費(fèi)模式的創(chuàng)新與對(duì)比

新、舊收費(fèi)模式的對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 新、舊收費(fèi)模式創(chuàng)新對(duì)比

3 改造方案與新技術(shù)應(yīng)用

3．1 收費(fèi)中心升級(jí)改造

路段中心系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示。路段收費(fèi)中心主要實(shí)現(xiàn)路段內(nèi)收費(fèi)管理、稽查管理、軟硬件設(shè)施監(jiān)控等功能。

3.1.1 收費(fèi)管理系統(tǒng)

主要負(fù)責(zé)路段費(fèi)率、營(yíng)運(yùn)參數(shù)接收下發(fā)、CPC卡入庫(kù)、路段內(nèi)調(diào)撥、路段內(nèi)庫(kù)存動(dòng)態(tài)監(jiān)控、異?？ɑ厥找约笆召M(fèi)流水信息分析等。

3.1.2 綜合稽查管理系統(tǒng)

主要提供基于大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，根據(jù)本路段自由流通行車(chē)輛的交易、通行、圖像等流水?dāng)?shù)據(jù)，識(shí)別疑似偷逃費(fèi)行為，對(duì)疑似逃費(fèi)車(chē)輛進(jìn)行車(chē)輛證據(jù)鏈管理，為相關(guān)執(zhí)法提供查詢依據(jù)。

3.1.3 收費(fèi)業(yè)務(wù)監(jiān)控與運(yùn)維管理系統(tǒng)

主要負(fù)責(zé)路段內(nèi)收費(fèi)站(車(chē)道)、ETC門(mén)架軟硬件系統(tǒng)信息配置、監(jiān)控、預(yù)警，通過(guò)告警管理、工單管理、運(yùn)維閉環(huán)管理，實(shí)現(xiàn)收費(fèi)系統(tǒng)的可用性。

3.1.4 省中心稽查系統(tǒng)路段邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)

主要負(fù)責(zé)對(duì)ETC門(mén)架系統(tǒng)視頻流和MTC、ETC抓拍圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行車(chē)輛多特征實(shí)時(shí)分析，保證結(jié)構(gòu)化特征數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、完整地傳輸?shù)绞≈行墓?jié)點(diǎn)，實(shí)時(shí)調(diào)取路段級(jí)視頻圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行高性能的特征匹配和圖片搜索功能。

圖1 路段中心系統(tǒng)構(gòu)成

3．2 收費(fèi)站和收費(fèi)車(chē)道升級(jí)改造

3.2.1 收費(fèi)站

收費(fèi)站系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。收費(fèi)站在維持現(xiàn)有收費(fèi)站系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，增加了去重服務(wù)器、管理服務(wù)器和北斗授時(shí)、安全網(wǎng)關(guān)、通信設(shè)備等，主要增加以下功能:

(1)支持CPC卡調(diào)撥管理功能，具備車(chē)道在用CPC卡、庫(kù)存卡信息統(tǒng)計(jì)管理的功能。

(2)跨省通行費(fèi)查詢，具備收費(fèi)車(chē)道向上級(jí)聯(lián)網(wǎng)中心調(diào)用MTC車(chē)輛計(jì)費(fèi)服務(wù)的功能，并將結(jié)果返回給車(chē)道。

(3)收費(fèi)參數(shù)管理，接收ETC狀態(tài)名單、黑名單以及其他車(chē)輛名單，下發(fā)至收費(fèi)車(chē)道。

(4)計(jì)費(fèi)功能，收費(fèi)公路的分段計(jì)費(fèi)功能由ETC門(mén)架完成，并具備下發(fā)費(fèi)率等功能。

(5)收費(fèi)稽查功能，支持接收和下發(fā)黑名單及逃費(fèi)數(shù)據(jù)信息查詢、通行費(fèi)補(bǔ)交等功能，提供后臺(tái)數(shù)據(jù)支持。

(6)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能，匯聚收費(fèi)車(chē)道交易流水、通行記錄、交易日志、車(chē)牌抓拍圖片、視頻圖像等相關(guān)數(shù)據(jù)，并按要求存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)發(fā)。

(7)北斗定位與授時(shí)系統(tǒng)功能，具備北斗定位與授時(shí)系統(tǒng)，并定時(shí)更新至收費(fèi)站、收費(fèi)車(chē)道相關(guān)設(shè)備。

圖2 收費(fèi)站系統(tǒng)構(gòu)成

3.2.2 收費(fèi)車(chē)道

收費(fèi)車(chē)道的改造主要是MTC車(chē)道改混合車(chē)道，使得車(chē)道不僅具有ETC專用車(chē)道的功能，還具有人工車(chē)道的功能。主要是在人工車(chē)道上添加天線等設(shè)備，并部署相關(guān)車(chē)道的軟件。以ETC/MTC混合入口車(chē)道為例，主要具備以下功能:

(1)自動(dòng)識(shí)別黑名單車(chē)輛，并按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行處罰。

(2)貨車(chē)進(jìn)入治超車(chē)道后，系統(tǒng)能夠自動(dòng)獲取車(chē)型、車(chē)軸、重量等數(shù)據(jù)，傳送給入口車(chē)道。

(3)ETC車(chē)輛通行時(shí)，自動(dòng)識(shí)別未正確使用OBU和用戶卡的用戶，同時(shí)識(shí)別非法車(chē)輛，寫(xiě)入信息到OBU，并將其他信息寫(xiě)入OBU。

(4)MTC車(chē)輛通行時(shí)，系統(tǒng)能夠辨認(rèn)車(chē)輛車(chē)牌號(hào)碼和顏色、車(chē)型等信息，核實(shí)后的實(shí)際車(chē)牌、車(chē)型及入口信息等寫(xiě)入CPC卡內(nèi)，并清除CPC卡內(nèi)原有信息。

(5)ETC/MTC混合車(chē)道系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)支持ETC和MTC車(chē)輛的通行。

3.3 ETC門(mén)架系統(tǒng)

ETC門(mén)架系統(tǒng)的功能主要包括：

(1)能夠同時(shí)識(shí)別雙片式OBU、單片式OBU和5.8GHz復(fù)合通行卡。

(2)能夠自動(dòng)識(shí)別車(chē)牌顏色和號(hào)碼，并形成后臺(tái)流水，上傳至本地和上級(jí)服務(wù)器。

(3)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛分段計(jì)費(fèi)和扣費(fèi)功能，同時(shí)進(jìn)行比對(duì)，形成通行流水并上傳。

(4)具備自檢、在線程序和應(yīng)用更新功能，并將ETC門(mén)架系統(tǒng)及設(shè)備狀態(tài)信息實(shí)時(shí)發(fā)送至省聯(lián)網(wǎng)中心系統(tǒng)，對(duì)機(jī)柜工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

(5)與北斗授時(shí)時(shí)鐘同步，配備完備的應(yīng)用軟件、關(guān)鍵設(shè)備、供電和通信網(wǎng)絡(luò)，保證ETC門(mén)架系統(tǒng)能夠不間斷地工作。

圖3 門(mén)架系統(tǒng)構(gòu)成

3.4 數(shù)據(jù)傳輸

門(mén)架數(shù)據(jù)和ETC門(mén)架系統(tǒng)收費(fèi)數(shù)據(jù)以及圖片等，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)和敷設(shè)的12芯光纜組成環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)阶罱氖召M(fèi)站，再通過(guò)綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)或收費(fèi)萬(wàn)兆網(wǎng)傳輸至路段中心。每個(gè)ETC門(mén)架新增30M/45M/60M測(cè)算接入網(wǎng)帶寬。

工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)和敷設(shè)的12芯光纜形成環(huán)網(wǎng)，ETC門(mén)架系統(tǒng)監(jiān)控視頻等通過(guò)環(huán)網(wǎng)傳至最近的收費(fèi)站，再利用監(jiān)控萬(wàn)兆網(wǎng)傳輸至路段中心。

收費(fèi)站備份鏈路收費(fèi)站至路段中心租用運(yùn)營(yíng)商4M以上的MPLS-VPN鏈路。

路段中心備份鏈路路段中心至省收費(fèi)中心新增30M以上的MPLS-VPN鏈路。

3.5 新系統(tǒng)存在的問(wèn)題

新收費(fèi)系統(tǒng)切換之后還是存在一些系統(tǒng)問(wèn)題，主要集中在硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)通信方面。

(1)費(fèi)顯問(wèn)題，入口不能正確顯示相關(guān)入口、車(chē)型等信息，出口不能顯示入口、出口、車(chē)重、車(chē)型、費(fèi)用等信息。

(2)天線感應(yīng)問(wèn)題，如OBU通信失敗、讀取不到用戶卡信息等，主要為讀寫(xiě)失敗或者讀寫(xiě)錯(cuò)誤。

(3)誤標(biāo)行為，典型的就是鄰道干擾和門(mén)架天線感應(yīng)錯(cuò)誤，感應(yīng)到相鄰車(chē)道的車(chē)輛，導(dǎo)致流水錯(cuò)誤；或者門(mén)架感應(yīng)到?jīng)]有經(jīng)過(guò)該門(mén)架的車(chē)輛以及通過(guò)門(mén)架時(shí)沒(méi)有寫(xiě)入信息，導(dǎo)致多收費(fèi)或者少收費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生。

(4)模擬壞卡、丟卡時(shí)，從省中心調(diào)用車(chē)輛入口信息，由于入口信息上傳系統(tǒng)延時(shí)或者失敗，導(dǎo)致調(diào)用不成功，或者調(diào)用錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致收費(fèi)錯(cuò)誤。

(5)數(shù)據(jù)上傳、后臺(tái)流水缺失、服務(wù)器處理等其他一些軟硬件問(wèn)題。

3.6 新收費(fèi)系統(tǒng)后續(xù)工作重點(diǎn)

新收費(fèi)系統(tǒng)創(chuàng)造了一個(gè)良好的出行環(huán)境。新系統(tǒng)應(yīng)用了大量新技術(shù)和設(shè)備，使得收費(fèi)對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求越來(lái)越高，特別是天線的交易成功率，以及收費(fèi)軟件的成熟度等。對(duì)于數(shù)據(jù)上傳的及時(shí)性也越來(lái)越高，本地的數(shù)據(jù)要及時(shí)上傳上級(jí)中心。

應(yīng)完善和健全機(jī)電系統(tǒng)維護(hù)保障體系。收費(fèi)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，要求系統(tǒng)能夠健康平穩(wěn)運(yùn)行，心跳及時(shí)上傳上級(jí)中心，因此對(duì)于故障要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，目前的日養(yǎng)維護(hù)單位已經(jīng)不能滿足當(dāng)前需求，需要建立一個(gè)完善的日常養(yǎng)護(hù)體系。

新系統(tǒng)對(duì)于后臺(tái)稽查的工作要求越來(lái)越高，如異常流水的查詢，報(bào)表數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，車(chē)輛稽查、黑名單管理、通行費(fèi)補(bǔ)繳等，同時(shí)應(yīng)建立聯(lián)合稽查和信用管理體系，加強(qiáng)路段和交警以及相關(guān)部門(mén)的跨部門(mén)協(xié)作。

4 結(jié)語(yǔ)

高速公路機(jī)電系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，系統(tǒng)應(yīng)用了各種先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，使得系統(tǒng)更加健全和智能，但同時(shí)也對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求越來(lái)越高，需在使用中不斷更新和完善，也需要建立和健全機(jī)電設(shè)備維護(hù)保障體系。新系統(tǒng)對(duì)于后臺(tái)稽查的工作要求也越來(lái)越高，需同步建立稽查和信用管理評(píng)價(jià)系統(tǒng)，加強(qiáng)各單位之間的協(xié)同合作。取消省界收費(fèi)站不僅保障全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)秩序穩(wěn)定，也提供了一個(gè)舒適的高速公路出行環(huán)境。