基于取消省界收费站的高速公路收费系统改革与创新

刘传奇，车卓君

(广东华路交通科技有限公司，广州 510420)

0 引言

2018年5月开始实施取消高速公路省界收费站项目，进一步提高运输效率和高速公路通行能力，升级之后的系统将更加有利于人们的出行，有利于经济社会的发展。项目实施方案明确要求要在2019年年底之前完成收费中心、收费站、收费车道、门架系统软硬件升级改造和加强系统网络安全保障，进行新系统联调联试，2020年1月进行系统切换。

本文探讨和分析了新收费系统基于旧收费系统的改进和创新，同时也提出了可能存在的问题和不足。

1 取消省界收费站的重要性

截止目前，省内共有127条高速公路纳入联网系统，总里程达到8 550km。全省仍有主线收费站44个，主线收费站和省界站比较拥堵，已开通ETC车道仅占收费车道总数的25.6%，ETC付款率43.56%，客车ETC使用率约为47.30%，ETC车道数量少，同时ETC普及率低，从而导致出行拥堵，对经济社会发展产生影响。因此，取消省界收费站十分重要。

通过深化收费公路制度改革，进一步降低高速公路过路费，规范收费方式，统一采用车型收费，有效地减少了客货运车辆乱收费、乱罚款现象。同时加大ETC使用率，减少了车辆拥堵现象。

2 广东省联网收费现状

2．1 收费设施现状

目前全省有ETC车道数量2 088条，占车道总数的25.6%；主线收费站44个，其中终点站26个，省界站18个；发展ETC用户约970万个。ETC支付使用率43.56%，客车使用率约为47.30%，货车支付使用率28.98%。总体ETC使用率偏低，同时货车ETC使用率相对更低。主线省界站的存在和ETC使用率偏低，导致收费站拥堵经常发生，特别是节假日，影响群众的出行。

2．2 通信系统现状

干线网和接入网两级网络构成省内高速公路通信系统，主要用于传送本路段内收费、监控等数据图像信号。

省干线传输网络主要由省交通集团内路段组建而成。目前采用SDH技术体制，以共建共享的方式在庆丰、石碁、龙江、丹灶、龙山等干线节点和利通广场共同组成10GE核心环，庆丰-利通广场-石碁通过租用电信运营商2芯光纤实现。

各路段收费数据通过干线传输系统传至三大片区收费汇聚点，然后通过租用运营商30M/50M链路传至联网收费结算中心。各路段数据利用干线传输系统传输到省中心。

2.3 新、旧收费模式的创新与对比

新、旧收费模式的对比见表1。

表1 新、旧收费模式创新对比

3 改造方案与新技术应用

3．1 收费中心升级改造

路段中心系统的构成如图1所示。路段收费中心主要实现路段内收费管理、稽查管理、软硬件设施监控等功能。

3.1.1 收费管理系统

主要负责路段费率、营运参数接收下发、CPC卡入库、路段内调拨、路段内库存动态监控、异常卡回收以及收费流水信息分析等。

3.1.2 综合稽查管理系统

主要提供基于大数据处理技术，根据本路段自由流通行车辆的交易、通行、图像等流水数据，识别疑似偷逃费行为，对疑似逃费车辆进行车辆证据链管理，为相关执法提供查询依据。

3.1.3 收费业务监控与运维管理系统

主要负责路段内收费站(车道)、ETC门架软硬件系统信息配置、监控、预警，通过告警管理、工单管理、运维闭环管理，实现收费系统的可用性。

3.1.4 省中心稽查系统路段边缘计算节点

主要负责对ETC门架系统视频流和MTC、ETC抓拍图像数据进行车辆多特征实时分析，保证结构化特征数据实时、完整地传输到省中心节点，实时调取路段级视频图像数据，进行高性能的特征匹配和图片搜索功能。

图1 路段中心系统构成

3．2 收费站和收费车道升级改造

3.2.1 收费站

收费站系统构成如图2所示。收费站在维持现有收费站系统功能的基础上，增加了去重服务器、管理服务器和北斗授时、安全网关、通信设备等，主要增加以下功能:

(1)支持CPC卡调拨管理功能，具备车道在用CPC卡、库存卡信息统计管理的功能。

(2)跨省通行费查询，具备收费车道向上级联网中心调用MTC车辆计费服务的功能，并将结果返回给车道。

(3)收费参数管理，接收ETC状态名单、黑名单以及其他车辆名单，下发至收费车道。

(4)计费功能，收费公路的分段计费功能由ETC门架完成，并具备下发费率等功能。

(5)收费稽查功能，支持接收和下发黑名单及逃费数据信息查询、通行费补交等功能，提供后台数据支持。

(6)数据存储转发功能，汇聚收费车道交易流水、通行记录、交易日志、车牌抓拍图片、视频图像等相关数据，并按要求存储及转发。

(7)北斗定位与授时系统功能，具备北斗定位与授时系统，并定时更新至收费站、收费车道相关设备。

图2 收费站系统构成

3.2.2 收费车道

收费车道的改造主要是MTC车道改混合车道，使得车道不仅具有ETC专用车道的功能，还具有人工车道的功能。主要是在人工车道上添加天线等设备，并部署相关车道的软件。以ETC/MTC混合入口车道为例，主要具备以下功能:

(1)自动识别黑名单车辆，并按有关规定进行处罚。

(2)货车进入治超车道后，系统能够自动获取车型、车轴、重量等数据，传送给入口车道。

(3)ETC车辆通行时，自动识别未正确使用OBU和用户卡的用户，同时识别非法车辆，写入信息到OBU，并将其他信息写入OBU。

(4)MTC车辆通行时，系统能够辨认车辆车牌号码和颜色、车型等信息，核实后的实际车牌、车型及入口信息等写入CPC卡内，并清除CPC卡内原有信息。

(5)ETC/MTC混合车道系统应同时支持ETC和MTC车辆的通行。

3.3 ETC门架系统

ETC门架系统的功能主要包括：

(1)能够同时识别双片式OBU、单片式OBU和5.8GHz复合通行卡。

(2)能够自动识别车牌颜色和号码，并形成后台流水，上传至本地和上级服务器。

(3)实现车辆分段计费和扣费功能，同时进行比对，形成通行流水并上传。

(4)具备自检、在线程序和应用更新功能，并将ETC门架系统及设备状态信息实时发送至省联网中心系统，对机柜工作状态进行监控。

(5)与北斗授时时钟同步，配备完备的应用软件、关键设备、供电和通信网络，保证ETC门架系统能够不间断地工作。

图3 门架系统构成

3.4 数据传输

门架数据和ETC门架系统收费数据以及图片等，通过工业以太网交换机和敷设的12芯光缆组成环网传输到最近的收费站，再通过综合业务接入网或收费万兆网传输至路段中心。每个ETC门架新增30M/45M/60M测算接入网带宽。

工业以太网交换机和敷设的12芯光缆形成环网，ETC门架系统监控视频等通过环网传至最近的收费站，再利用监控万兆网传输至路段中心。

收费站备份链路收费站至路段中心租用运营商4M以上的MPLS-VPN链路。

路段中心备份链路路段中心至省收费中心新增30M以上的MPLS-VPN链路。

3.5 新系统存在的问题

新收费系统切换之后还是存在一些系统问题，主要集中在硬件、软件和网络通信方面。

(1)费显问题，入口不能正确显示相关入口、车型等信息，出口不能显示入口、出口、车重、车型、费用等信息。

(2)天线感应问题，如OBU通信失败、读取不到用户卡信息等，主要为读写失败或者读写错误。

(3)误标行为，典型的就是邻道干扰和门架天线感应错误，感应到相邻车道的车辆，导致流水错误；或者门架感应到没有经过该门架的车辆以及通过门架时没有写入信息，导致多收费或者少收费现象的发生。

(4)模拟坏卡、丢卡时，从省中心调用车辆入口信息，由于入口信息上传系统延时或者失败，导致调用不成功，或者调用错误，从而导致收费错误。

(5)数据上传、后台流水缺失、服务器处理等其他一些软硬件问题。

3.6 新收费系统后续工作重点

新收费系统创造了一个良好的出行环境。新系统应用了大量新技术和设备，使得收费对于系统的稳定性要求越来越高，特别是天线的交易成功率，以及收费软件的成熟度等。对于数据上传的及时性也越来越高，本地的数据要及时上传上级中心。

应完善和健全机电系统维护保障体系。收费运营过程中，要求系统能够健康平稳运行，心跳及时上传上级中心，因此对于故障要及时发现并解决，目前的日养维护单位已经不能满足当前需求，需要建立一个完善的日常养护体系。

新系统对于后台稽查的工作要求越来越高，如异常流水的查询，报表数据的统计，车辆稽查、黑名单管理、通行费补缴等，同时应建立联合稽查和信用管理体系，加强路段和交警以及相关部门的跨部门协作。

4 结语

高速公路机电系统是一项系统工程，系统应用了各种先进设备和技术，使得系统更加健全和智能，但同时也对系统的稳定性要求越来越高，需在使用中不断更新和完善，也需要建立和健全机电设备维护保障体系。新系统对于后台稽查的工作要求也越来越高，需同步建立稽查和信用管理评价系统，加强各单位之间的协同合作。取消省界收费站不仅保障全国联网收费秩序稳定，也提供了一个舒适的高速公路出行环境。