辽宁省高速公路取消省界收费站ETC 门架部署方案探讨

2020-10-16刘畅

辽宁省交通高等专科学校学报 2020年4期

刘畅

（辽宁省交通规划设计院有限责任公司，辽宁沈阳 110166）

1 概述

为贯彻落实国务院及交通运输部关于取消高速公路省界收费站相关会议精神的总体决策部署，基于交通运输部公路科学研究院《推动取消高速公路省界收费站总体技术方案》及《取消高速公路省界收费站工程建设方案》具体细则，结合辽宁省高速公路机电系统配置和运营管理现状，开展取消省界主线收费站工程项目建设。

2.总体技术方案

2.1 全国联网收费系统总体架构

全国联网收费系统总体架构由收费公路联网结算管理中心（以下简称 “部联网中心”）、省（区、市）联网结算管理中心（以下简称 “省联网中心”）、省内区域/路段中心（路公司）、ETC门架、收费站、ETC 车道、ETC/MTC 门架等组成，如图1 所示。

图1 全国高速公路联网收费总体架构示意图

2.2 辽宁省高速公路取消省界收费站项目建设阶段分析

辽宁省高速公路取消省界收费站项目共分四期建设，具体如下：

第一期工程主要包括以下内容：在省联网中心设置5 台服务器、1 套云平台管理软件、2 台省中心加密机、1 台省联网中心测试加密机，在收费站增设15 台服务器、150 台非接触式读卡器。在毛家店主线站、安民主线站、汪清门主线站、草市主线站、拐磨子主线站出省方向每处设置了2 排门架，每排门架设置了RSU 及车牌识别设备。其中每处门架车牌识别设备只抓拍车头图像。车牌识别设备采用由1 组LED 频闪暖光灯和红外白光爆闪一体灯组成的补光灯。白天采用白光暴闪，夜间为红外暴闪，暖光灯常亮。

第二期工程主要包括以下内容：路方省中心设备部署；ETC 中心系统扩容；相关机房配套系统扩容；ETC 发行设备采购；跨省稽查中心建设；省界ETC 门架系统土建及钢结构部分；用户通行保障；ETC 门架系统机电设备部分；收费软件部分；ETC 互联网+等相关内容。

第三期工程主要包括以下内容：扩容路段ETC 门架机电系统；ETC 车道系统扩容；收费站收费系统扩容；收费中心收费视频平台卡口扩容；发行网点亮化；收费系统国密改造；网络完全加固；通信传输通道建设及备份路由建设；运行监测系统建设；路段ETC 门架系统-土建及钢结构部分、主线站物理拆除等内容。

第四期工程主要包含辽宁省收费站入口治超内容的建设。

3 辽宁省高速公路取消省界收费站ETC 门架部署方案

原则上在高速公路每个互通立交、入/出口之间均设立ETC 门架系统，实现ETC 车辆和MTC车辆分段计费，对于ETC 车辆生成交易流水（或通行凭证）、ETC 通行记录和抓拍图像信息（包括车牌号码、车牌颜色等），并及时上传至省联网中心和部联网中心；对于MTC 车辆，通过读取CPC 卡内车辆信息（包括车牌号码、车牌颜色、车型信息等），计算费额并写入 CPC 卡内，形成CPC 卡通行记录，并同抓拍图像信息及时上传至省联网中心和部联网中心。下面以第二期工程为例探讨ETC 门架具体部署方案。

3.1 ETC 门架系统构成

ETC 门架系统由站级服务器、ETC 门架管理工作站、车道控制器、RSU 路侧单元（支持PSAM 及 PCI 密码卡）、高清摄像机、车牌图像识别设备、网络安全设备、补光灯、户外机柜等构成，通过工业交换机、收费站三层交换机形成以太网环网保护，与站级服务器、业务管理工作站相连。

3.2 ETC 门架布设原则

（1）在交通流发生变化（如互通立交及入/出口匝道）前的路段区间设置ETC 门架。ETC 门架应布设在直线段，与互通立交、入/出口匝道端部、被交道路直线距离宜为1.5km～3km，不具备条件的路段可根据实际情况适当调整。在省界设置ETC 门架时，应由相邻两省分别设置。

（2）在满足ETC 门架功能要求的前提下，布设位置的选择应综合考虑，优选供电、安装、通信方便的地点，尽量靠近附近的收费站房。

（3）应尽量布设在高速公路主线与相邻非收费公路距离较远的位置。应尽量避开交通拥堵严重的路段、避免逆光等干扰，利于提高车牌图像识别准确率。ETC 门架布设应尽量避开5.8GHz相近频点干扰源。

3.3 ETC 门架系统布局

ETC 门架系统由上下行双方向门架组成，上下行双方向门架宜背向错开设置，距离宜不小于30m，同时距离不宜过远。ETC 门架系统采用自由流方式设置，布局应考虑美观、实用。为避免门架间信号相互干扰，同向设置两个门架时，其最小间距应不小于500m。对于同向不具备设置两个门架条件的路段，可根据实际情况设置单门架，同时应考虑关键设备的冗余设置，如图2、图3 所示。

图2 省界ETC 门架系统布局示意图

图3 省界ETC 门架系统布局示意图（俯视）

3.4 省界处ETC 门架部署方案

省界ETC 门架须在每个方向前后各设置两排，互为冗余。每两个车道部署两套不低于300万像素车牌识别设备，分别负责抓拍车头和车尾图像；一套车牌图像识别设备覆盖两条车道，应急车道按普通车道计算；每个车道部署一套RSU天线，每个门架设置一套天线控制器。同向两道门架互为冗余；每处门架设置1 套不低于900 万像素的高清枪式摄像机，拍摄车头方向全部车道图像，每处门架设置1 套高清快球摄像机拍摄门架周围道路通行情况。图像存储于就近收费站新增的网络硬盘录像机中。

3.4.1 省界ETC 门架机电设备系统

在一期工程建设基础上，根据交通主管部门意见，完善省界ETC 门架系统的建设。在毛家店主线站、安民主线站、汪清门主线站、草市主线站、拐磨子主线站出省车道方向的门架处增设户外机柜，设置后备电源，保证设备在供电异常情况下正常运行，在车尾方向增设车牌识别设备，使每个门架具备抓拍车头、车尾图像功能，为实现对道路路况和周边情况进行实时监控。在门架处设置高清快球摄像机和高清枪式摄像机。在毛家店主线站、安民主线站、汪清门主线站、草市主线站、拐磨子主线站入省方向补充2 套ETC 门架及设备，在黑水、三十家子、万家、阿尔乡、海州主线处设置2 套入省、2 套出省方向ETC，共新增30 套门架及设备，具体桩号见表1。

表1 二期工程ETC 门架桩号一览表

每个省界ETC 门架系统包含门架、工业以太网交换机、路侧天线、天线控制器、高清车牌图像识别设备、户外机柜、高清快球摄像机和高清枪式摄像机等设备，敷设光电缆至就近收费站，在收费站设置服务器、工作站、以太网交换机、硬盘录像机等设备，安装管理系统软件等进行ETC 门架系统运行管理，同时进行图像和数据的存储。

3.4.2 ETC 门架通信传输系统

ETC 门架系统通信应满足以下要求：

（1）网络带宽应根据业务需求合理规划。

（2） ETC 门架系统与站级服务器之间应采用千兆工业以太网环网连接，自愈时间不大于200ms。

（3）站级服务器与上级系统应建立可靠的通信链路，采用主备双链路，主用链路采用省内现有收费通信网络，备份通信链路可采用电信运营商专线网络，带宽应不小于4Mbps。

（4）系统以主用通信链路为主进行数据通信。当主用通信链路中断时，系统应自动切换至备份通信链路以保证数据上传功能，切换时间不超过60s。当主用通信链路由中断状态恢复后，系统宜自动切换为主用通信链路，条件不具备时可人工方式切换使用主用通信链路。

（5）通信传输安全应符合《联网收费系统省域系统并网接入网络安全基本技术要求》相关要求。

3.4.3 ETC 门架设备供电

（1）外场设备的供电方案采用低压电力电缆供电方式。

（2）供电线路引自附近收费站区的电源机房，旺清门、草市主线收费站附近门架从旺清门服务区取电，三十家子主线站处门架从三十家子匝道站取电，本期对收费站和服务区的电源机房内配电柜进行扩容，电力电缆采用室外直埋YJV22 型电缆。

（3）在每个 ETC 设置一套户外机柜，后备电源时间不少于24 小时。

（4）省界ETC 门架系统上、下行门架采用2根线缆分别从收费站配电柜敷设至门架户外机柜进行供电。