基于实时共享的ETC运营平台研究

广东工业大学自动化学院　陈　东　蔡延光　谢湘平



基于实时共享的ETC运营平台研究

广东工业大学自动化学院陈东蔡延光谢湘平

【摘要】针对ETC（Electronic Toll Collection，不停车电子收费）系统运营管理水平低、维护费用高、问题反馈慢、客服服务滞后、ETC用户数量增长减缓以及ETC使用状况监管力度不足等问题，研发一套ETC运营支撑平台，通过该平台为ETC的运营管理提供有力的支撑，实现ETC系统运营管理的精细化、科学化、全方位支撑以及主动式服务，达到平台能力及应用的可成长、可扩充，创造面向未来的智能交通系统框架。

【关键词】ETC；运营支撑平台；远程监控；实时共享；智能交通

0　引言

ETC收费方式是目前世界上先进的路桥收费方式。ETC系统的核心技术一5.8GHz微波专用短程通信（Dedicated Short Range Communication，DSRC）先进的通信功能，为ITS领域中实现车辆与道路基础设施、车辆与车辆之间提供单向或双向交互式通信服务，从而使车辆能够享用交通信息网络中的各种资源，同时也为交通信息中心提供行驶车辆的有关数据等功能提供了技术手段[1~2]。

ETC系统具有如下三大优势：（1）提高车辆通过效率。经过计算，使用ETC装置每一辆车可以节省最少10秒钟的停车缴费时间，安装了ETC装置的汽车通过收费站平均时间由14秒降低到3秒，1条ETC车道的通行能力相当于5条MTC（人工收费）车道。研究统计表明，ETC车道通行能力为1000辆/小时，单车道通行能力与人工收费车道相比增加了740多辆，也就是说从ETC车道通行，至少节省了三分之二以上的时间。（2）节能减排。ETC也可大大节约能源和尾气排放，研究数据表明，每一万次ETC交易，将节约3140升燃油消耗，并减少55.96千克各类污染物的排放。所以，电子收费系统的实施，对于减少资源消耗，降低城市污染，构建绿色交通和建设可持续发展的新北京交通体系具有重要的意义。（3）经济效益和社会效益。刚并入全国ETC联网的广东，高速公路联网里程约6000公里，已建成ETC车道1325条，实现了主线收费站100%的覆盖率和匝道收费站90%的覆盖率。广东纳入全国ETC联网后，粤通卡也将通行联网省市，从而带来了社会效益和经济效益。

同时，随着ETC建设规模的逐步扩大及其用户量的不断增加，ETC车道系统在运营中遇到的各种问题也不断浮现。目前，比较常见的问题[3~5]包括ETC运营管理水平低、维护费用高、问题反馈慢、客服服务滞后、ETC用户数量增长减缓以及ETC使用状况监管力度不足等。针对ETC系统运营管理中遇到的各种问题以及ETC建设的各利益干系人对ETC的期望，研发一套ETC运营支撑平台势在必行。

1　平台设计

1.1平台架构

ETC运营支撑平台是基于传统收费管理平台而建立的，在不影响传统收费管理平台的前提下，通过标准的系统接口，获取其各种数据信息，并对这些数据信息进行归类、统计、分析，通过对高速公路收费站ETC通道交通流运行特性和分布特性的分析，确定影响公路ETC收费通道车辆延误的因素，分析其通行能力，为ETC通道的设计、评价提供一定的参考依据，并通过一系列处理逻辑进行再整合，为管理提供有力的运营支撑。

1.2平台数据流程

1.2.1系统整体数据流程

系统的原始数据按车道——站级——分中心——省中心四级系统逐层上传，上一层系统基于其下级系统上传的数据开展相应的业务处理。在分中心级系统中，先对站级系统上传的数据进行预处理，整合出完整的过车记录信息，以供分中心级和省中心级系统实现相关功能使用，而车道的参数数据则直接由站级系统通过网络下发，并且，可根据具体的运营情况，灵活地对各级功能模块进行层次调配。

1.2.2ETC事件处理流程

当站级业务人员发现ETC车道上出现异常事件（如报警、拦截）时，可通过电话通讯的方式向分中心级反馈问题，请求分中心对其无法解决的问题进行技术支援。分中心级技术人员了解问题的具体情况后，结合车道日志，确认异常事件的原因。当分中心级发现ETC系统出现重大问题，可向省中心级报警，由省中心级进行相应的处理。

2　平台功能

ETC运营支撑平台功能包括：

2.1地图监控

可实现基于地图的总体监控，实时显示分中心下属各收费站的ETC车道的总体信息，其中包括：车道故障信息、车道成功率、车道交易时间、平均过车速度等。并可在地图上实现逐级钻取，对于省中心、分中心均可直观快捷的发现问题站点或车道，并进一步查看相关细节。

2.2车道监视

可实现对其下收费站和车道实时情况的监视，包括：车流量、车道成功率、报警率、关键设备状态、参数情况、网络状态等。管理人员可通过监视功能，迅速掌握车道前端和收费站级的运营管理实况。

2.3车道主题分析

从用户所关注的多个指标、多个维度对车道进行综合分析。分析指标包括车道规模、过车速度、车道成功率、车道服务时间、车道运行状态等多个方面。

2.4标签主题分析

从用户所关注的多个指标、多个维度对标签进行综合分析。分析指标包括标签交易成功率，标签交易时间等。分析内容包括省内标签成功率及其趋势、各品牌标签的高成功率和低成功率的排名情况，省外标签成功率排名情况等多个方面。

2.5车流量通行费分析

从多个用户所关注的维度对车流量、通行费收取情况进行综合分析。分析指标包括车流量趋势、车流量排名、车流量结构、通行费趋势、通行费排名、通行费结构等多个方面。

2.6车道数据查询

可对车道相关数据进行明细查询，查询内容包括交易成功率、过车速度、交易耗时、服务时间、车道参数、车道故障、过车记录、车道报警、车牌识别成功率等。

2.7标签数据查询

可对标签相关数据进行明细查询，查询的内容包括标签品牌成功率、标签使用查询等。

2.8统计报表

可实现车道故障统计、车道状态统计、标签分省统计、车道综合统计、站级流量金额统计等功能。

2.9消息推送

ETC运营支撑平台提供消息发布功能，将统计报表、预警信息、故障信息、关键报警信息、关键指标信息通过多种渠道发布，包括网站、微信、手机APP等方式。

3　结语

ETC运营支撑平台可为各联网单位实现数据对等实时共享，如交易数据、报警数据、等相关联的收费数据；对基础参数与运营参数进行远程监控，如IC卡黑名单、储值卡黑名单、记账卡黑名单、动态超时表、身份卡黑名单表、工班表、费率表、车道编码表等；实现对全省标识卡口、收费车道关键设备运行状态的远程监控和管理；对“赣通卡”、电子标签进行提供运行数据支持；为各运管单位和路段业主提供统一的查询界面，支持对各种报表的检索、导出和打印功能，从而达到物联化、智能化、模块化、标准化的目的。

参考文献

[1]程俊龙.ETC通道通行能力与服务水平确定方法研究[J].公路交通科技,2014,31(6):133-137.

[2]林晓辉. 军警ETC车道布局对收费站服务水平的影响研究[J].交通信息与安全,2015,33(1):66-70.

[3]吴炜,丁月华,文贵华.ETC车道控制系统的设计与实现[J].计算机工程,2001,27(5):162-163,183.

[4]廉飞宇,范伊红,张元.ETC电子不停车收费的技术研究[J].计算机工程与应用,2007,43(5):204-207,2010.

[5]刘伟铭,李蓉. ETC系统缴费方式随机选择模型[J].中国公路学报,2006,19(5):77-82.

陈东（1991—），男，浙江金华人，硕士研究生。

作者简介：

基金项目：国家自然科学基金项目（61074147，60374062）；广东省自然科学基金项目（S2011010005059）；广东省教育部产学研结合项目（2011B090400460）；广东省自然科学基金团队项目（8351009001000002）。