浅谈智能交通系统中高速公路收费系统的设计与实现

宋烨

摘要：智慧交通系统的衍生是为了减少交通压力，优化高速公路通行效果。该系统集成了数字传感、计算机控制、网络通信等多种能力。本文将结合智能交通特点，讨论其收费系统在第三方支付数据接入、IC卡的发放与管理、重量分析计算扣费、多车道收费、通行费用数据预测等方面的设计，提高智慧交通运行效率。

【关键词】智能交通；高速公路；收费系统

高速公路作为我国城市建设、社会经济发展的重要交通枢纽，承担着连接各个城市生产运输的重要责任。随着经济市场的繁荣，高速公路交通能力的提升也受到社会各界的广泛关注，为了提高收费办公的执行效率，自动化收费系统应运而出，其能够利用计算机的自动化来满足群众通行缴费的多方位需求。

1.智能交通特点

智慧交通系统也被称为ITS系统，其发展来源于智能化车辆道路管理技术，目的是为了通过创新手段联动车辆、人员、道路的稳定配合，减少高速公路发生事故的可能性，加快路段通行能力，在前期减少人力资源投入，预防拥堵现象造成的大量空气环境污染。我国某地区高速路段在2016年应用了ITS系统后，于2017年减少了20%-50%的收费拥堵现象，实现5%-10%的节能减排，交通安全事故发生概率降低了30%-40%。

随着全球经济一体化的不断深入，各个国家都开始应用了ITS系统，例如：当前日本是世界上ITS系统最为完善的国家，美国、加拿大等地也开始广泛投入使用了该技术，虽然我国智慧交通概念起步较晚，但目前在上海、北京、山西等地都得到了应用，并实现了良好投入效果。从收费系统上来看，我国现在仍有很多地区采用的传统的MTC（半自动化收费）模式，只有少量的ETC全自动收费车道做辅助工作，需要人员对车型进行判断后，然后才能计算通行需要的费用，收费员完成费用核算收缴，才能放行车辆，这种收费方式较为传统，执行力度较低，尤其是很多驾驶者习惯应用手机支付，没有随身携带现金的意识，这个时候的解决方案通常都是抵押有效证件，由收费员先行垫付，不仅仅流程较为麻烦，同时如果遇到不守信、不诚信的驾驶员很容易造成收费员个人损失。为改善我国当前高速公路收费站排队长、排队久的问题，就需要利用信息化缴费系统，改进计费缴费方式，提高高速公路服务质量，优化通行效率。

2.高速公路收费系统设计

2.1第三方支付数据接入

随着我国科学技术的不断发展，互联网开始影响并改变着人们生活、生产中的种种行为，例如：支付宝、掌上银行、微信等支付方式更新了传统的现金支付流程，例如：在收费站中，很多司机通行时都会询问是否能用网络支付，因此也是这种支付习惯导致很多驾驶员忘记携带现金。为提高缴费服务水平，高速公路收费站开展第三方支付是未来必然发展趋势。当前我国已经有部分地区开始实现这方面的创新研究，例如：中国最大的第三方支付体系银联商务开始于河南高速公路管理部分进行合作，在京港澳、连霍、大广等高速公路河南路段的60个服务区开设了POS机终端支付，实现了服务区的第三方支付方式接入，满足了对驾驶者出行的要求，给其提供更加全面、便捷的服务。因此为提高通行效率，深入落实智慧交通理念，接入第三方支付数据势在必行，很多驾驶者没有经常通行高速公路的需求，所以不喜欢在ETC专用车道中储存大量电子金额，所以第三方支付成为了其忘带现金外最好的选择。在接入第三方支付平台数据时，可采用外界手持设备扫描司机初始二维码的方式来完成收费，二维码付款方式当前在我国应用范围较广，且比较成熟，只需要红外线扫描，就能够实时扣费，自动化完成交易，联动车道杆交易完成自行抬起，减少了收费人员找零、沟通等流程，提高缴费的执行效率。

2.2IC卡的发放与管理

IC卡的发放与管理属于收费系统中软件设计的一种，当前我国通行的IC卡有五种类型：（1）储值卡，用户可以在前期向卡内储存电子金额，充值开通后就能使用；（2）通行卡，一次性通行发放，在入口发放，出口缴费回收，作为车辆经过高速路段的通行凭证，并不单独发放给个人；（3）优惠卡，由银行、高速公路管理所发放，在规定期限内能够以折扣价格通行制定高速路段；（4）身份卡，收费站工作人员所有，起到操作收费系统的作用；（5）密匙卡，负责存放密匙与管理密匙。根据IC卡的不同作用，工作人员可以第一时间实现对缴费情况的判断，在当前我国大部分收费站都有体现，通过对IC卡的发放、管理、数据整合，能够判断出该高速公路路段的平均车辆通行情况，例如：通行卡的发放数量需要保证在24小时内该路段车辆通行数量的1.5-2倍，确保车流通行顺利，必要时还可以利用通行卡来完成对车辆的实时监控，确保收费系统运作合理，管理规范。

2.3重量分析计算扣费

智能化计重收费能够联动EWTC车道与RSU路侧收费设备的信息交流，通过计算车辆重量信息來判断缴费情况，然后利用收费系统当中的信息整合功能，实现对高速公路通行费用的扣除。当前我国普遍应用的EWTC系统是通过入口计算重量然后在高速路段出口进行收费，使用双天线称台后置模式。该重量计费需要的主要设备有：RSU测量单元、电子显示屏、计重器、车辆分离检测器、字符叠加器等等，能够从车辆轴型号、总负荷来判断重量，然后将数据信息从传感器输出，经过中央控制机后在电子显示屏上反映计费情况，实现不停车收费。

2.4道同步自由收费

车道同步自由收费技术也被称为多车道自由收费系统（MLFF），车辆在高速公路通行过程中可以自由实现变道通行，判断车辆跨线、并行甚至超车等行为，然后向中央控制器反馈信息，进行联网收费，所有安装了电子车牌的车辆在经过控制区域后，MLFF系统都会自动与车内的OBU达成信息双向交流，完成交易数据收集，定位车辆通行情况，自动触发设备拍照，准确识别车辆号码牌，提高车辆识别精准度，然后将车辆比对图片上传到车道信息处理系统当中，该模块在无人高速公路收费系统设计上可起到重要作用，改变传统缴费方式，提高高速公路的应用性能。

2.5数据预测通行费用

随着现代化城市建设的不断深入，高速公路通行流量也在每日剧增，高速公路行业发展过程中会在缴费方面衍生很多问题，例如：很多司机会利用收费漏洞进行逃费，让高速公路的通行成本不断流失。因此在智慧交通理念下，需要采取全新的数据预测通行费用模式，利用大数据挖掘优势，有效判断收费金额走向，更好的帮助管理员进行车辆通行费用的计算。例如：数据挖掘技术、神经系统、灰色理论、遗传法计算都是常见数据应用技术。现阶段数据预测方式仍处于实验模型阶段，计算机可以通过计算平均增产率来构建预测模型，或者是按照多元回归曲线来分析收费信息。在未来智慧交通发展进程中，需要积极利用起该项技术高精准度、时效性强等优势，把握好技术内容，确保预测结果准确、可靠。

3.结束语

综上所述，当前我国信息化技术发展不断深入，在社会各行各业都给人们生活提供了更加优质、便捷的服务，为了深化智慧交通理念，提高交通运行缴费能力，就需要从系统设计入手，融合以人为本理念，减轻收费站人员工作压力，推进我国高速公路行业建设的可持续发展。

【参考文献】

[1]张毅.“二广”高速公路收费集中监控管理系统建设模式探讨[J].中国交通信息化，2018（03）：114-116.

[2]张伟.无卡化高速公路收费结算系统设计[J].中国交通信息化，2017（S1）：141-142+147.

[3]黄志远.高速公路节能型过路收费系统设计[ J].上海公路，2017（01）：76-80+84+6.