四川省高速公路收費(fèi)站級聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)優(yōu)化

張?zhí)斐?/p>

摘要 文章重點(diǎn)對四川省高速公路現(xiàn)有收費(fèi)站級聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行了分析與探討。通過對現(xiàn)有四川省高速公路收費(fèi)站級聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)的了解和研究，結(jié)合新的技術(shù)、設(shè)備和理念，在保證車輛交易準(zhǔn)確性和可靠性的前提下，對四川省高速公路收費(fèi)站級聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)優(yōu)化，緩解了收費(fèi)車道處理業(yè)務(wù)的壓力，提高了車輛的通行效率，確保了司乘人員能更快速地通行高速收費(fèi)站和路段收費(fèi)人員能更便捷地操作收費(fèi)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞 高速公路收費(fèi)站；級聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)；系統(tǒng)優(yōu)化

中圖分類號 U495文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2023）14-0017-03

0 引言

近年來，國家大力推行ETC技術(shù)應(yīng)用，四川省高速公路共建成ETC門架1 800余個、收費(fèi)站700余個、各類車道6 000余條，使高速公路形成了“一次行程、分段計(jì)費(fèi)、一次扣費(fèi)、一個賬單、一次告知”的全國一張網(wǎng)收費(fèi)模式，對通行高速公路的車輛按照其行駛路徑精確計(jì)費(fèi)，支撐了全世界規(guī)模最大的高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，成都市周邊的高速公路車流量急劇增長，對收費(fèi)站整體通行效率提出了更高要求。結(jié)合近年來行業(yè)內(nèi)在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等方面的技術(shù)積累，四川省高速公路決定在成南高速公路成都收費(fèi)站和成都繞城高速公路錦城湖收費(fèi)站開展四川省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)優(yōu)化試點(diǎn)工作，進(jìn)一步改善系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和計(jì)費(fèi)的精準(zhǔn)性，提高收費(fèi)站通行效率和服務(wù)質(zhì)量[1]。

1 擁堵分析

四川省近年來高速公路里程數(shù)增長迅速，通行高速的ETC車輛也日益增多。在此前提下，部分城市、城鎮(zhèn)和熱門景點(diǎn)及周邊區(qū)域的高速公路收費(fèi)站通行擁堵現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，其中成都市周邊的高速收費(fèi)站擁堵現(xiàn)象最為嚴(yán)重。經(jīng)過長時間的觀測分析，原因有以下幾方面：

1.1 部分收費(fèi)廣場占地面積小

受地理?xiàng)l件限制，部分收費(fèi)站無法對收費(fèi)廣場用地進(jìn)行改擴(kuò)建，當(dāng)車流量超過收費(fèi)站容量時，就會造成收費(fèi)站擁堵。

1.2 部分收費(fèi)車道布局不合理

很多收費(fèi)站僅有1條入口和1條出口人工車道，且均在收費(fèi)站的廣場兩側(cè)，當(dāng)持通行卡車輛向收費(fèi)廣場兩側(cè)變道時，就會產(chǎn)生擁堵情況。

1.3 高峰時段車流量大

高峰時段個別收費(fèi)站車流量增加，1小時的單個ETC專用車道流量平均超過800輛，1天的單個ETC專用車道流量平均超過10 000輛，導(dǎo)致收費(fèi)站擁堵。

針對上述問題，四川省高速公路決定進(jìn)行收費(fèi)站級聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)優(yōu)化，優(yōu)化后的收費(fèi)站級聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)在提高車輛通行效率的同時，還降低了路段公司的運(yùn)營成本。

2 成南高速公路成都收費(fèi)站試點(diǎn)情況

2.1 試點(diǎn)內(nèi)容

（1）ETC自由流系統(tǒng)?；诂F(xiàn)有ETC技術(shù)，將ETC收費(fèi)交易提前至匝道，實(shí)現(xiàn)經(jīng)過匝道的ETC車輛（包含貨車）提前交易，配合車道系統(tǒng)改造，實(shí)現(xiàn)ETC車輛快速過站，提高收費(fèi)站通行效率。

（2）站級云收費(fèi)系統(tǒng)?；谔摂M化技術(shù)，重構(gòu)現(xiàn)有收費(fèi)系統(tǒng)模式，將車道控制和收費(fèi)業(yè)務(wù)分離，收費(fèi)系統(tǒng)軟硬件集中部署在收費(fèi)站機(jī)房，車道工控機(jī)只控制車道外設(shè)，實(shí)現(xiàn)車道收費(fèi)業(yè)務(wù)集中處理，解決鄰道干擾、軟件升級、數(shù)據(jù)上傳等問題。

（3）ETC特情輔助系統(tǒng)。在ETC車道合理位置設(shè)置特情輔助設(shè)備，與車道收費(fèi)軟件和費(fèi)額顯示器聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)司乘人員自助處理特情，減少車輛倒車，提高收費(fèi)站通行效率。

（4）智能收費(fèi)機(jī)器人?；跈C(jī)器人技術(shù)，將收卡機(jī)、讀卡器、車牌識別、掃碼支付、信息顯示屏、語音播報(bào)、票據(jù)打印機(jī)等設(shè)備集于一體，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動和CPC卡車輛移動支付，并提供紙質(zhì)發(fā)票，提高CPC卡車輛過站速度，減少一線收費(fèi)人員。

2.2 試點(diǎn)方案

（1）主線ETC自由流系統(tǒng)。在收費(fèi)廣場前250 m和400 m的位置分別部署ETC預(yù)交易門架和車輛誘導(dǎo)情報(bào)板門架。

對經(jīng)過的ETC車輛進(jìn)行提前交易，而收費(fèi)廣場的ETC專用車道只需進(jìn)行交易車輛名單核對，即可完成車輛快速放行。

對交易失敗、異常的車輛進(jìn)行誘導(dǎo)，提醒異常車輛及時變道走混合車道進(jìn)行處理，以提高整個收費(fèi)廣場車輛的通行效率。

（2）站級云收費(fèi)系統(tǒng)。采用超融合基礎(chǔ)架構(gòu)（HCI），以3臺物理服務(wù)器為基礎(chǔ)，部署超融合平臺軟件，整合重構(gòu)傳統(tǒng)的站級業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和車道系統(tǒng)，構(gòu)建完整的云計(jì)算平臺，控制所有車道的收費(fèi)業(yè)務(wù)流程。

通過后移車道收費(fèi)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)車道業(yè)務(wù)站級化管理，車道外設(shè)由收費(fèi)站級協(xié)管，實(shí)現(xiàn)車道業(yè)務(wù)和控制解耦，打破車道間的信息孤島，解決常見的流水不同步、鄰道干擾等問題，集約化車道控制器，為統(tǒng)一遠(yuǎn)程管控打下基礎(chǔ)。

（3）ETC特情輔助系統(tǒng)。在ETC出口專用車道部署特情輔助設(shè)備，該設(shè)備可快速處置ETC特情。在ETC特情出現(xiàn)時，通過“用戶自助+遠(yuǎn)程協(xié)助”的方式，實(shí)現(xiàn)ETC車輛特情處置流程化和智能化。

四川省現(xiàn)階段可處理的特情有未檢測到標(biāo)簽、未插卡、黑名單卡、余額不足、讀寫卡失敗等，只有“無入口信息”這一種特情需要人工介入處理。

（4）智能收費(fèi)機(jī)器人。智能收費(fèi)機(jī)器人，集成收卡機(jī)、讀卡器、車牌識別、掃碼支付、信息顯示屏、語音播報(bào)、票據(jù)打印機(jī)等多種設(shè)施設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對CPC卡、ETC卡車輛進(jìn)行非現(xiàn)金處理，并提供發(fā)票自助打印功能，為后續(xù)車道設(shè)計(jì)“去島化”打下基礎(chǔ)。

2.3 試點(diǎn)情況

（1）主線ETC自由流系統(tǒng)。建設(shè)情況：主線ETC自由流系統(tǒng)從2022年3月26日開始設(shè)備聯(lián)調(diào)和交易測試，期間因疫情防控等原因延遲上線，于2022年5月17日開通試運(yùn)。

試運(yùn)行情況：主線ETC自由流系統(tǒng)工作日日均通過預(yù)交易門架ETC車輛21 411輛，交易成功車輛20 231輛，引導(dǎo)特情車輛1 180輛（包含外省車、無入口信息、黑名單、U型和余額不足等車輛）。

（2）站級云收費(fèi)系統(tǒng)。建設(shè)情況：站級云收費(fèi)系統(tǒng)從2022年5月24日開始設(shè)備聯(lián)調(diào)和軟件開發(fā)部署，于2022年6月26日開通試運(yùn)行。

試運(yùn)行情況：站級云收費(fèi)系統(tǒng)工作日日均交易成功放行車輛9 342輛（測試階段間斷放行），收費(fèi)軟件運(yùn)維工作量約減少44%。

（3）ETC特情輔助系統(tǒng)。建設(shè)情況：ETC特情輔助系統(tǒng)從2022年1月9日開始設(shè)備調(diào)試和車道測試，于2022年1月10日完成了車道的封道實(shí)車測試，共計(jì)部署全部（7條）ETC出口專用車道，于2022年2月7日開通試運(yùn)行。

試運(yùn)行情況：從2022年2月7日開始，正式對社會車輛開放使用（使用期間由于防疫政策原因中途暫停使用）截至2022年6月13日，共處理特情6 353筆，平均處理耗時20 s左右，處理效率較原有的引導(dǎo)至人工車道的方式，提升了4～6倍。ETC特情自助處置終端上線以來，隨著相關(guān)軟件的逐漸優(yōu)化，由試點(diǎn)前期一部分特情需要人工介入處理，變?yōu)楝F(xiàn)今無需人工介入的全自助處理，平均處理耗時從28 s降低至20 s左右，又進(jìn)一步提升了處理效率和使用體驗(yàn)。且每一筆ETC特情處理過程均可管控、可追溯，為ETC車道日常運(yùn)營稽查管理提供輔助。

（4）智能收費(fèi)機(jī)器人。建設(shè)情況：智能收費(fèi)機(jī)器人從2022年3月21日開始設(shè)備調(diào)試和軟件部署，于2022年5月18日調(diào)試完成。

試運(yùn)行情況：智能收費(fèi)機(jī)器人車道每輛車在入口的發(fā)卡通行時間可提高約10%，智能收費(fèi)機(jī)器人車道每輛車在出口收卡移動支付或刷ETC卡的平均收費(fèi)通行時長可減少約2～3 s。

3 成都繞城高速公路錦城湖收費(fèi)站試點(diǎn)情況

3.1 試點(diǎn)內(nèi)容

試點(diǎn)內(nèi)容為匝道車輛誘導(dǎo)系統(tǒng)。一是通過在匝道門架前面設(shè)立蜂鳴提示牌告知（見圖1）和OBU三聲蜂鳴音表示ETC簽卡異常，形成走人工混合車道的意識，從而加強(qiáng)印象和引導(dǎo)，逐漸形成用戶習(xí)慣。

二是通過在匝道門架后面建設(shè)LED可變情報(bào)板，與門架上部署的虛擬出口收費(fèi)車道系統(tǒng)（見圖2）聯(lián)動，門架上的虛擬出口收費(fèi)車道系統(tǒng)會對ETC設(shè)備異常的車輛進(jìn)行篩查。出站ETC車輛在進(jìn)入匝道時，可通過設(shè)立在門架上的虛擬出口收費(fèi)車道系統(tǒng)和門架后面設(shè)置的LED可變情報(bào)板，提前知曉自己車輛ETC設(shè)備已經(jīng)異常，然后依據(jù)LED可變情報(bào)板提示，提前變道進(jìn)入人工車道，既避免了因自身ETC設(shè)備異常而造成不能順暢通行ETC車道，也避免了占用ETC車道而導(dǎo)致?lián)矶隆?/p>

3.2 試點(diǎn)方案

（1）收費(fèi)廣場窄島和縮島設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)的收費(fèi)站車道設(shè)計(jì)中，收費(fèi)島占據(jù)了較大的面積。通過窄島設(shè)計(jì)，在不新增占地的情況下，將原有的2個相鄰收費(fèi)島由標(biāo)準(zhǔn)寬度2.2 m縮減到0.5 m，拓展成1個ETC專用收費(fèi)車道，最終實(shí)現(xiàn)不改變收費(fèi)大棚的情況下增加1條車道的目標(biāo)。同時，通過去島設(shè)計(jì)將收費(fèi)島島頭縮短，在滿足收費(fèi)島功能的前提下，增加出口收費(fèi)廣場面積，使出口收費(fèi)廣場車輛通行效率更高。

（2）重新規(guī)劃收費(fèi)站車道布局。原有收費(fèi)站廣場ETC專用車道設(shè)置在左側(cè)，貨車人工車道設(shè)置在右側(cè)，部分貨車需行駛至右側(cè)人工車道稱重，產(chǎn)生擁堵。重新規(guī)劃收費(fèi)站車道布局后，在出口收費(fèi)廣場左側(cè)采用能快速施工的窄條式稱重設(shè)備，將原ETC專用車道改為混合車道，結(jié)合雙系統(tǒng)進(jìn)行車道優(yōu)化，出站的非ETC貨車無需再橫跨收費(fèi)廣場行車，分左右側(cè)分別快速出站，解決了ETC車輛被貨車擋住無法快速駛?cè)隕TC專用車道的問題，大大改善了擁堵，提高了行車安全。

（3）雙系統(tǒng)可變式收費(fèi)車道。在有人值守的ETC/人工車道按需設(shè)置“ETC/人工車道系統(tǒng)+ETC專用車道系統(tǒng)”雙系統(tǒng)可變式收費(fèi)車道，收費(fèi)車道可根據(jù)不同的時間段和車流變化，自由便捷地改變當(dāng)前收費(fèi)車道的類型。當(dāng)ETC車輛較多時，可將ETC/人工車道變?yōu)镋TC專用車道。當(dāng)持通行卡車輛較多時，又可將ETC專用車道變回ETC/人工車道。不管是ETC車輛多還是持通行卡車輛多，收費(fèi)車道均不會閑置，同時還提升了收費(fèi)人員的利用率，緩解了收費(fèi)車道通行壓力，也降低了擁堵時間。

（4）計(jì)重模式升級。為滿足收費(fèi)站島頭縮短，同時防止出口收費(fèi)站計(jì)重設(shè)備臺面造成天線信號反射干擾，人工車道內(nèi)原有計(jì)重設(shè)備已無法滿足需求。隨著現(xiàn)有計(jì)重設(shè)備的更新?lián)Q代，計(jì)重設(shè)備的精度逐步提升，計(jì)重設(shè)備的防作弊機(jī)制也越來越完善。該次收費(fèi)站改造使用了窄條式高速動態(tài)計(jì)重設(shè)備和石英石動態(tài)計(jì)重設(shè)備，能在精度完全滿足國標(biāo)2級要求的前提下，同時具有低難度施工、短周期施工、易維護(hù)和易回收的特性，能替代現(xiàn)有收費(fèi)站的計(jì)重設(shè)備，可以更好地保證人工車道車輛通行效率[2]。

3.3 試點(diǎn)情況

收費(fèi)站級聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)優(yōu)化于2021年6月開始籌備，將降低收費(fèi)站擁堵、緩解收費(fèi)車道通行壓力、提高車輛通行效率和司乘人員的過站體驗(yàn)作為工作重點(diǎn)，結(jié)合成都繞城高速公路錦城湖收費(fèi)站無法擴(kuò)大收費(fèi)廣場用地和沒有土地新增車道的情況，制定了改造方案。2021年12月30日融合了匝道車輛誘導(dǎo)和LED可變式情報(bào)板引導(dǎo)等技術(shù)方法與收費(fèi)車道窄島和縮島化、雙系統(tǒng)可變式收費(fèi)車道等創(chuàng)新理念于一體的成都繞城高速公路錦城湖收費(fèi)站正式上線，提升了ETC車輛的通過率和出行車輛的過站體驗(yàn)。

在成都繞城高速公路錦城湖收費(fèi)站實(shí)施完成并逐步培養(yǎng)以來，擁堵情況有所好轉(zhuǎn)。異常ETC車輛在匝道的誘導(dǎo)成功率達(dá)57.38%以上（見表1），部分緩解了ETC專用車道的擁堵情況，同時收費(fèi)廣場的擁堵率也得到了一定程度的下降。除了擁堵情況的改善（見圖3和圖4），也給收費(fèi)站的工作人員和司乘人員帶來了“感官上”的變化。對于工作人員而言，收費(fèi)站系統(tǒng)集成化帶來了便捷和效率，可“一鍵式”操作所有ETC車道，避免像之前一樣，處理異常數(shù)據(jù)需要往返于各個車道，既減少了時間，提高了效率，也保障了安全；對于司乘人員而言，匝道預(yù)提示功能，可方便司乘判斷自身車輛ETC的異常情況，增加“預(yù)判”，提前規(guī)劃走人工車道，避免車輛在收費(fèi)站廣場的左右穿插，無需提前從左往右“搶占”人工車道，按序排隊(duì)即可，減少了擁堵也提升了司乘人員的安全。

4 結(jié)語

通過采用新技術(shù)、新設(shè)備、新理念來提高收費(fèi)業(yè)務(wù)技術(shù)保障，標(biāo)準(zhǔn)化收費(fèi)業(yè)務(wù)流程，可不斷提升高速公路通行效率和服務(wù)質(zhì)量，同時也對高速公路運(yùn)營降本增效、數(shù)字化建設(shè)管理起到一定的促進(jìn)作用，更提升了收費(fèi)站車輛通行容量、通行效率以及司乘人員的過站體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]韓超帆. 高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)結(jié)算對賬核賬信息化平臺設(shè)計(jì)[J]. 信息與電腦（理論版）， 2023（3）： 116-119.

[2]羅煜， 何子牛， 陳鍶， 等. 基于ETC自由流多措疏堵的應(yīng)用研究[J]. 湖南交通科技， 2022（3）： 177-182.