高速公路收費(fèi)車道集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

高速公路收費(fèi)車道現(xiàn)場(chǎng)通常比較復(fù)雜，當(dāng)收費(fèi)車道出現(xiàn)通行異常無法正常通行時(shí)，管理人員必須要進(jìn)行相應(yīng)的授權(quán)操作。為使特情處理集中化、少人化，并能對(duì)特情進(jìn)行匯總分析，文章設(shè)計(jì)了一種全新的高速公路收費(fèi)車道集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了集成遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程授權(quán)的需求，達(dá)到了提高管理效率、降低勞動(dòng)成本的效果。

高速公路；收費(fèi)車道；遠(yuǎn)程監(jiān)控；集中授權(quán)

U491.2A491723

作者簡(jiǎn)介：

韋" 璇（1993—），工程師，主要從事智能交通機(jī)電工程施工及運(yùn)維建設(shè)與管理工作。

0" 引言

取消高速公路省界收費(fèi)站后，全國(guó)高速公路“一張網(wǎng)”進(jìn)入了一體化運(yùn)行的新階段，高速公路收費(fèi)技術(shù)與運(yùn)營(yíng)管理都有了較大的變化。隨著全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)技術(shù)的日趨成熟，自由流收費(fèi)技術(shù)在高速公路收費(fèi)車道中得到了廣泛應(yīng)用，智能化、精準(zhǔn)化、人性化的收費(fèi)車道服務(wù)將成為主流［1］。

當(dāng)收費(fèi)車道出現(xiàn)通行異常導(dǎo)致無法正常通行時(shí)，管理人員需要在各車道之間往返進(jìn)行特情處理，存在特情處理效率低、收費(fèi)人員沒有減少等不足和一定的安全隱患。在此現(xiàn)狀下，基于自助發(fā)卡和自助繳費(fèi)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)收費(fèi)特情集中處理和遠(yuǎn)程處理，提升特情處理效率，有效減少收費(fèi)人員的工作量，最終實(shí)現(xiàn)高速公路運(yùn)營(yíng)降本增效，是高速公路運(yùn)營(yíng)單位的迫切需求。

1" 主要目標(biāo)

由于收費(fèi)車道現(xiàn)場(chǎng)比較復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些情況導(dǎo)致車道無法正常通行，管理人員必須要進(jìn)行相應(yīng)的授權(quán)操作。當(dāng)收費(fèi)站車道較多且同時(shí)有幾個(gè)車道出現(xiàn)異常時(shí)，管理人員需要在車道之間來回跑動(dòng)授權(quán)。這樣不僅勞累且耗時(shí)較長(zhǎng)，甚至還嚴(yán)重影響車輛通行，容易出現(xiàn)安全事故。因此，需要設(shè)計(jì)一種路段級(jí)的高速公路收費(fèi)車道集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)，集成遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程授權(quán)。

系統(tǒng)的主要目標(biāo)如下：

（1）能夠在收費(fèi)站內(nèi)和路段監(jiān)控中心同時(shí)使用。

（2）能夠根據(jù)管理人員信息表進(jìn)行登錄驗(yàn)證管理。

（3）能夠記錄管理人員每次登錄的信息及操作，以便事后稽查。

（4）能夠根據(jù)需要配置需要監(jiān)控的收費(fèi)站及車道。

（5）能夠響應(yīng)所有需要授權(quán)的車道異常，并進(jìn)行遠(yuǎn)程授權(quán)。

2" 總體架構(gòu)

高速公路收費(fèi)車道集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)分為集中授權(quán)端和車道軟件系統(tǒng)端，總體架構(gòu)圖如圖1所示。

2.1" 集中授權(quán)端

集中授權(quán)端由登錄、主體顯示、車道配置管理、MTC異常處理、ETC、自動(dòng)發(fā)、授權(quán)信息記錄、異常監(jiān)聽及負(fù)載均衡等8個(gè)模塊組成。

（1）登錄模塊：完成系統(tǒng)的用戶權(quán)限驗(yàn)證及登錄操作，并記錄授權(quán)碼，輸出登錄的日志記錄。

（2）主體顯示模塊：登錄成功后，進(jìn)入主體界面顯示模塊，顯示當(dāng)前監(jiān)控的車道以及相應(yīng)車道的異常狀態(tài)信息。

（3）車道配置管理模塊：主要提供用戶錄入并保存車道信息，同時(shí)具備批量導(dǎo)入車道信息功能，以及選擇配置當(dāng)前需要監(jiān)控的車道。

（4）MTC異常處理模塊：顯示當(dāng)前的狀態(tài)信息和需要授權(quán)信息以及車道視頻，方便授權(quán)核對(duì)，并提供遠(yuǎn)程授權(quán)操作交互按鈕。

（5）ETC模塊：顯示ETC當(dāng)前車道狀態(tài)。

（6）自動(dòng)發(fā)模塊：顯示當(dāng)前自動(dòng)發(fā)卡機(jī)車道的狀態(tài)信息。

（7）授權(quán)信息記錄模塊：保存用戶登錄期間的所有授權(quán)操作，并提供導(dǎo)出功能，方便事后稽查核對(duì)。

（8）異常監(jiān)聽及負(fù)載均衡模塊：負(fù)責(zé)監(jiān)聽車道異常，并在同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)集中授權(quán)軟件時(shí)，進(jìn)行負(fù)載均衡分析，根據(jù)分析結(jié)果，進(jìn)行均衡的分配異常處理工作到各個(gè)授權(quán)軟件中。

2.2" 車道軟件系統(tǒng)端

車道軟件系統(tǒng)端由MTC車道軟件系統(tǒng)與集中授權(quán)端的通信接口、ETC車道軟件系統(tǒng)與集中授權(quán)端的通信接口、自動(dòng)發(fā)卡機(jī)車道軟件系統(tǒng)與集中授權(quán)端的通信接口等3個(gè)模塊組成。

（1）MTC通信接口模塊：完成MTC車道與集中授權(quán)端的監(jiān)聽、連接，以及異常信息、狀態(tài)信息的發(fā)送和接收。

（2）ETC通信接口模塊：完成ETC車道與集中授權(quán)端的監(jiān)聽、連接，以及異常信息、狀態(tài)信息的發(fā)送和接收。

（3）自動(dòng)發(fā)卡機(jī)通信接口模塊：完成自動(dòng)發(fā)卡機(jī)車道與集中授權(quán)端的監(jiān)聽、連接，以及異常信息、狀態(tài)信息的發(fā)送和接收。

3" 核心業(yè)務(wù)流程

高速公路收費(fèi)車道集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)流程圖如圖2所示。具體業(yè)務(wù)及異常處理流程如下。

（1）集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)啟動(dòng)后，用戶根據(jù)需要選擇監(jiān)控車道，并與車道連接，開始接收信息，同時(shí)監(jiān)聽授權(quán)請(qǐng)求。

（2）為了保證在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異?；蛘吖芾砣藛T過于繁忙時(shí)，車道異常也能及時(shí)被處理，本系統(tǒng)將在收費(fèi)站及監(jiān)控中心同時(shí)部署。一旦車道出現(xiàn)異常，系統(tǒng)首先將授權(quán)請(qǐng)求發(fā)送到監(jiān)控中心，等待管理人員處理；如在一定時(shí)間內(nèi)未收到管理人員的授權(quán)信息，系統(tǒng)便自動(dòng)將異常信息發(fā)送到站內(nèi)處理中心等待處理；如授權(quán)信息仍然超時(shí)，便提示車道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理。

（3）當(dāng)多個(gè)車道同時(shí)出現(xiàn)異常時(shí)，按先后順序保存隊(duì)列，提供自動(dòng)彈出操作窗口和手動(dòng)彈出選擇方案。

高速公路收費(fèi)車道集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用/韋" 璇，吳壯松，韓秭婧，王先有

4" 功能設(shè)計(jì)

高速公路收費(fèi)車道集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)包括系統(tǒng)管理、特情特辦、記錄查詢、運(yùn)行監(jiān)測(cè)四大菜單，功能設(shè)計(jì)圖如下頁圖3所示。具體業(yè)務(wù)功能如下。

4.1" 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理菜單包括用戶管理、角色管理兩個(gè)分菜單。

（1）用戶管理：用于管理使用本軟件的用戶，并為其分配角色。管理人員下載模板，在模板中填入導(dǎo)入的信息后上傳，即可導(dǎo)入新用戶。

（2）角色管理：展示系統(tǒng)的使用角色及角色對(duì)應(yīng)的權(quán)限信息。

4.2" 特情特辦

特情特辦菜單主要用于處理自助車道的突發(fā)特情，包括車道列表、設(shè)備告警、待辦任務(wù)、視頻通話、視頻監(jiān)控、車輛檔案6個(gè)分菜單。

（1）車道列表：主要展示當(dāng)前用戶所管轄的收費(fèi)站及車道，方便用戶在對(duì)應(yīng)車道上下班及隨時(shí)接管車道。可輸入收費(fèi)站名、站代碼、車道號(hào)、車道IP進(jìn)行搜索。選中車道，將展示特情待辦及霞測(cè)設(shè)備異常狀態(tài)。進(jìn)入

車道控制頁，未上班顯示上班頁面，已上班若車道未被接管則直接接管車道。

（2）設(shè)備告警：展示本賬號(hào)管轄車道內(nèi)收費(fèi)相關(guān)設(shè)備的異常狀態(tài)監(jiān)測(cè)。當(dāng)設(shè)備異常時(shí)，及時(shí)反饋給當(dāng)班次收費(fèi)人員。按時(shí)間展示最近的報(bào)警，設(shè)備修復(fù)后自動(dòng)消除，不再顯示報(bào)警。

（3）待辦任務(wù)：展示當(dāng)前已開啟車道的所有待辦信息。可在此處點(diǎn)擊具體車道進(jìn)行接管，并處理特情，遠(yuǎn)程授權(quán)。特情處理包括欄桿機(jī)、頂棚燈、車道狀態(tài)、清空隊(duì)列、作廢交易等操作。當(dāng)收費(fèi)員處理完成所有特情，或進(jìn)行清空隊(duì)列操作后，此條特情記錄從列表中移除。

（4）視頻通話：連接車道現(xiàn)場(chǎng)與監(jiān)控室收費(fèi)員的線上溝通。視頻通話分為主叫和被叫功能。主叫是指收費(fèi)員呼叫車道現(xiàn)場(chǎng)，與現(xiàn)場(chǎng)司機(jī)進(jìn)行通話，確認(rèn)信息；被叫是指由司機(jī)在卡機(jī)端通過求助鍵，向收費(fèi)人員發(fā)起求助，收費(fèi)員根據(jù)司機(jī)需求做相應(yīng)的處理，提高處理效率。

（5）視頻監(jiān)控：介入車道視頻、車尾視頻鏈路，協(xié)助收費(fèi)員實(shí)時(shí)了解收費(fèi)車道的現(xiàn)場(chǎng)情況。如需查看歷史視頻，則需點(diǎn)擊視頻，拖動(dòng)視頻進(jìn)度條向前滑動(dòng)即可。

（6）車輛檔案：展示歷史車型與最近一次通行記錄數(shù)據(jù)。收費(fèi)人員收費(fèi)時(shí)可及時(shí)了解車輛半年內(nèi)的車型情況，實(shí)時(shí)進(jìn)行比對(duì)、判斷，排除車型逃費(fèi)風(fēng)險(xiǎn)。歷史車型展示半年內(nèi)車輛的歷史通行次數(shù)、通行常用車型（即半年內(nèi)通行使用最多的車型）、人工核驗(yàn)常用車型（半年內(nèi)使用的除ETC通行車型以外的其他車型）。最近一次通行記錄展示當(dāng)前車道內(nèi)交易車輛最近一次的通行記錄。通常情況下，入口的最近一次通行記錄為上一次的出口通行數(shù)據(jù)，出口的通行記錄為最近的入口通行數(shù)據(jù)。

4.3" 記錄查詢

記錄查詢菜單包括特情記錄、通話記錄、最小費(fèi)額、交易記錄、入口稱重5個(gè)分菜單。

（1）特情記錄：用于查詢所有車道產(chǎn)生的特情記錄。搜索條件支持值班ID、車牌、車牌顏色、介質(zhì)類型、介質(zhì)編號(hào)、收費(fèi)站、班次、班次時(shí)間、車道號(hào)、特情類型。按條件導(dǎo)出特情記錄列表，默認(rèn)導(dǎo)出最近20 000條。

（2）通話記錄：用于查詢所有車道產(chǎn)生的通話記錄，包含語音包。搜索條件支持路段名稱、處理人工號(hào)、通話類型、收費(fèi)站、車道號(hào)、處理時(shí)間。點(diǎn)擊音頻文件，可播放音頻記錄。

（3）最小費(fèi)額：用于查詢所有車道的最小費(fèi)額使用記錄。搜索條件支持值班ID、車牌、車牌顏色、介質(zhì)類型、介質(zhì)編號(hào)、入口站、入口時(shí)間、出口站、出口時(shí)間、出口車道號(hào)。按條件導(dǎo)出最小費(fèi)額使用記錄列表，一次僅能導(dǎo)出20 000條。點(diǎn)擊車牌，可查看車輛交易詳情。

（4）交易記錄：用于查詢當(dāng)前用戶權(quán)限管轄范圍內(nèi)所有收費(fèi)站的出入口交易記錄。搜索必選條件支持入口時(shí)間、值班ID、車牌、通行ID、介質(zhì)編號(hào)，搜索其他條件支持出入口站、出入口車道號(hào)、介質(zhì)類型、車牌顏色、車型、車軸、車種。按頁碼導(dǎo)出數(shù)據(jù)，一頁最多可導(dǎo)出20 000條。

（5）入口稱重：用于查詢所有車道產(chǎn)生的入口稱重記錄。搜索條件支持車牌、車牌顏色、車型、軸數(shù)、班次、班次時(shí)間、大件運(yùn)輸、超限率。

4.4" 運(yùn)行監(jiān)測(cè)

運(yùn)行監(jiān)測(cè)菜單包括監(jiān)測(cè)中心、車道監(jiān)測(cè)、服務(wù)信息3個(gè)分菜單。

（1）監(jiān)測(cè)中心：實(shí)時(shí)展示本監(jiān)控中心正在使用的黑名單版本信息、費(fèi)率相關(guān)參數(shù)信息、數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測(cè)概況。協(xié)助維護(hù)員、收費(fèi)員對(duì)車道收費(fèi)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)每隔10 min更新一次，如在更新時(shí)間間隔內(nèi)版本號(hào)未變更，以紅色標(biāo)記預(yù)警。

（2）車道監(jiān)測(cè)：用于運(yùn)維人員對(duì)站級(jí)各車道的車道版本、費(fèi)率版本、基礎(chǔ)信息版本、計(jì)費(fèi)模塊版本、局中心未上傳數(shù)量、站級(jí)未上傳數(shù)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。支持按路段-收費(fèi)站查詢單個(gè)收費(fèi)站各車道各數(shù)據(jù)、服務(wù)版本信息。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)展示各車道正常及異常數(shù)據(jù)情況，默認(rèn)展示當(dāng)前站點(diǎn)的所有車道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

（3）服務(wù)信息：展示各類服務(wù)的相關(guān)信息，包括版本信息、流水服務(wù)版本、節(jié)假日免費(fèi)時(shí)間段、危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸現(xiàn)行時(shí)間段、交易服務(wù)、計(jì)費(fèi)服務(wù)、外場(chǎng)服務(wù)、查詢服務(wù)。點(diǎn)擊服務(wù)類型，可查看此服務(wù)的相關(guān)內(nèi)容。

5" 關(guān)鍵技術(shù)

高速公路收費(fèi)車道集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)如下。

5.1" 自由流收費(fèi)技術(shù)

自由流收費(fèi)是一種基于實(shí)時(shí)交通狀況的收費(fèi)技術(shù)。通過在道路上設(shè)置收費(fèi)站或傳感器，對(duì)通過的車輛進(jìn)行收費(fèi)。收費(fèi)金額根據(jù)車輛類型、行駛時(shí)間和行駛距離等因素確定。傳感器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)交通狀況，向收費(fèi)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。收費(fèi)設(shè)備根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算收費(fèi)金額，并向車輛發(fā)送收費(fèi)信息。數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)收集、存儲(chǔ)和分析收費(fèi)數(shù)據(jù)，為收費(fèi)策略制定和優(yōu)化提供支持。自由流收費(fèi)能夠有效提高收費(fèi)效率，減少交通擁堵。

5.2" 遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)

遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)把視頻監(jiān)控設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)，通過計(jì)算機(jī)或手機(jī)等終端設(shè)備觀看遠(yuǎn)程的視頻圖像［2］。遠(yuǎn)程監(jiān)控流程包括監(jiān)控點(diǎn)、傳送網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心等。監(jiān)控點(diǎn)各攝像機(jī)的視頻信號(hào)輸入視頻采集終端，通過圖像壓縮算法將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)經(jīng)壓縮后的音視頻數(shù)據(jù)流到視頻監(jiān)控中心，監(jiān)控中心解壓縮并通過計(jì)算機(jī)顯示屏幕和聲卡進(jìn)行監(jiān)控［3］。遠(yuǎn)程監(jiān)控可以將信息網(wǎng)與控制網(wǎng)有效連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況的隨時(shí)掌握，達(dá)到降本增效的目的。

5.3" 遠(yuǎn)程授權(quán)技術(shù)

遠(yuǎn)程授權(quán)技術(shù)深度融合實(shí)際業(yè)務(wù)，形成業(yè)務(wù)現(xiàn)場(chǎng)人員觸發(fā)、管理人員審核授權(quán)的管理模式。業(yè)務(wù)現(xiàn)場(chǎng)人員遇到需要授權(quán)的業(yè)務(wù)，暫停原業(yè)務(wù)進(jìn)程，自動(dòng)請(qǐng)求授權(quán)信息，獲管理中心授權(quán)后恢復(fù)原業(yè)務(wù)進(jìn)程。管理人員接收授權(quán)請(qǐng)求并審核，進(jìn)行遠(yuǎn)程授權(quán)。遠(yuǎn)程授權(quán)加強(qiáng)了管理中心對(duì)業(yè)務(wù)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督管理，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)信息的共享與交互。

6" 應(yīng)用成果

高速公路收費(fèi)車道集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)現(xiàn)已在廣西多條高速公路的收費(fèi)站得到應(yīng)用。在近兩年的運(yùn)行過程中，相比傳統(tǒng)的收費(fèi)車道系統(tǒng)，集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速公路收費(fèi)車道的集中管理和監(jiān)控，使管理人員能夠快速響應(yīng)車道的異常情況，及時(shí)恢復(fù)車道的正常通行。根據(jù)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)分析，通過建立羅城信息總站，將羅城、安馬、和睦、小長(zhǎng)安、天河5個(gè)收費(fèi)站的收費(fèi)班長(zhǎng)進(jìn)行授權(quán)集約化管理，實(shí)現(xiàn)由原來的5個(gè)收費(fèi)站的20名收費(fèi)班長(zhǎng)，縮減至5名收費(fèi)班長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程高效授權(quán)，降低運(yùn)營(yíng)成本的效果。

7" 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)了一種全新的高速公路收費(fèi)車道集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)。集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)功能完備、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)明清晰，很好地實(shí)現(xiàn)了集成遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程授權(quán)的需求。集中監(jiān)控授權(quán)系統(tǒng)的成功應(yīng)用，加強(qiáng)了管理人員對(duì)收費(fèi)車道現(xiàn)場(chǎng)的管理調(diào)控，減輕了管理人員的工作量，提升了管理中心對(duì)收費(fèi)車道的監(jiān)控能力，達(dá)到了提高管理效率、降低勞動(dòng)成本的效果。

［1］北京網(wǎng)路智聯(lián)科技有限公司，交通運(yùn)輸部路網(wǎng)監(jiān)測(cè)與應(yīng)急處置中心.用于收費(fèi)站入口ETC集中交易的處理方法及相關(guān)裝置［P］.中國(guó)：CN202211708593.8，2023.

［2］楊瑞琨，劉" 峰.云技術(shù)下實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)和視頻雙重監(jiān)控管理［J］.江西科學(xué)，2016，34（6）：883-885.

［3］李玲玲.基于Web服務(wù)器的視頻監(jiān)控系統(tǒng)［J］.信息通信，2014，（4）：121-122.

20240503