基于“互联网+”的高速公路收费系统研究

李伟

（北京瑞拓电子技术发展有限公司，北京100040）

1 引言

随着经济的快速发展，我国的道路交通设施不断完善，以高速公路为例，截至2017年，我国的高速公路总里程已超过1.32×105km，设置在全国各地的大小收费站超过1 500个。高速公路建设对其收费系统的功能有非常严格的要求，将“互联网+”技术应用于高速公路收费系统的建设和改造中，可以丰富系统功能、优化系统、提高充电效率、缩短车辆的等待时间，为驾驶员提供更好的服务。

2 基于“互联网+”的高速公路收费系统设计

现有的高速公路收费系统包含2部分，分别是半自动收费系统和ETC系统，前者需要由收费人员根据通行车辆的车型和通行里程计算通行费用，在完成收费操作后，逐一放行；后者则是借助车载电子标签完成主动识别和扣费。随着网络和技术的导入，有必要重新审视高速公路的通行费征收系统[1]。

2.1 明确设计思路

在“互联网+”背景下，强调互联网与传统产业的有机结合，而不仅仅是将互联网技术应用于该产业。因此，基于“互联网+”的高速公路计费系统的设计必须添加适当的智能要素，例如，监视系统的设计中，可以借助单片机，依照集中管理、分布监控的基本原则，实现不同环节监控工作的相对独立性，利用相应的数据模型完成实时监控和远程数据传输，促进工作效率的提高。

2.2 优化工作流程

基于“互联网+”的高速公路计费系统体现了模式化和过程化的特点，可以利用信息技术和智能技术的优势，以及物联网平台和现代通信技术提高生产效率和效果。例如，通过在收费站前方适当距离处设置监控系统的方式，能够就逃费车辆的外观特点和车牌号进行记录，以图片信息作为证据，将传输到收费管理部门，便于交通管理机构进行处理[2]。

2.3 确立核心优势

基于“互联网+”的高速公路收费系统相较于传统的收费系统具备几个非常明显的优势：

1）通过对收费过程的模式化和规范化，可以显著提升效率；

2）能够将物联网作为核心载体，保证工作的实时性以及数据传递的高效性；

3）借助智能化平台可以提高容错率，实现信息的快速收集，为相关工作提供可靠依据。信息存储可被视为计费系统的衍生优势。在运行中，高速公路计费系统可以采集并存储相应的工作信息，存储到相应的数据库中，方便管理人员进行调取和查看，更好地了解收费站的工作态势，保证良好的工作效果[3]。

3 基于“互联网+”的高速公路收费系统的结构

基于“互联网+”的高速公路收费系统由多个子系统组成，功能丰富，能够为高速公路的运营和管理提供可靠的支持和保障。

3.1 收费系统

收费系统是高速公路收费系统的核心部分，也是最重要的执行系统，它可以遵循预设流程自动完成通行费用的收取工作，为了保证系统的运行效果，可以采用多种收费模式并行的方式，如ECT自动扣费、电子收费、纸币。通过互联网增值技术的应用，收费系统可以与银联、支付宝、微信等可靠且信誉良好的收费平台配合使用。车辆信息的识别可以通过超短程射频识别技术实现。例如，对于必须支付通行费的车辆，可以要求他们提供唯一的证书信息，将其放置在信息识别区域，系统会自动完成相关信息的识别，并且依照车辆的类型和进入高速公路的位置扣除相应费用，确认扣除完成后，系统控制止动杆，抬起车辆，放行。纸币的充电模式与以往的手动充电不同，业主可以独立支付费用。在提供身份证、驾驶证等必要信息后，系统会进行核对，确认无误后，给出具体的缴费金额，车主在将纸币投入收费箱后，系统控制限行杆抬起，对车辆放行。

3.2 监控系统

监控系统与收费系统一样，都是主要的执行机构，在对监控设备进行设计时，应强调“集中管理、分散工作”的设计原则，将设备布置在收费站周边区域，相邻2组设备之间的距离不能小于300 m。所有的监控设备都必须通过相应的通信线路实现与管理终端的有效连接，确保监控信息能够被有效传递[4]。考虑高速公路周边可能存在电磁干扰问题，为了保证信息传输的质量和效果，在针对监控系统进行设计的过程中，采用了有线连接的方式。同时，所有的架空设备在连接成完整监控网络的同时，都能够独立运作，同一片区域至少有2台监控器作业，这样可以有效避免盲区。在监控器中，设置了相应的单片机，缓存空间超过500 MB，能够实现对监控图像和监控视频的临时保存。

3.3 通信系统

为确保信息传输效率，在基于“互联网+”的高速公路计费系统中，通信子系统采用了长距离有线通信和超短距离无线通信2种不同的通信技术，而且将其全部放入了物联网管理系统中。结合实际情况分析，远程有线通信技术被应用在人员、执行结构、管理终端彼此之间的信息传递。例如，监控系统和管理终端之间的上述信息传输是通过远程有线通信技术实现的。在人员和执行机构之间，信息的远程传递主要是借助计算机载体，工作人员可以利用计算机实现对执行机构的远程控制，当某个监控器设备发出警报信息时，工作人员能够迅速调取监控器显示的画面或者记录的视频，对报警原因进行分析。在缴费和管理认证系统中应用超短距离无线射频通信技术时，为了确保收费系统的稳定可靠运行，避免非法入侵带来的损失，管理人员在对系统进行操作时，必须提供具备唯一性以及网络合法性的证件，系统完成认证后，才能依照相应的权限实施操作和管理[5]。

3.4 辅助系统

在基于互联网加的高速公路收费系统中，辅助系统包括硬件设备系统、应急操作系统、不间断电源系统等许多内容，而从高速公路收费系统本身特殊的工作性质出发，放在开放式的网络中显然无法保证安全，因此，可以搭配物联网或者更具安全性的网络使用。为了避免断电带来的影响，在系统设计中，采用了常规电源+太阳能+蓄电池的电源系统，正常情况下，由常规电源供电，如果电源端出现异常，则启动蓄电池为系统提供电能支撑，蓄电池的容量应满足系统运行时长≥6 h的需求，而且借助太阳能发电系统，还能为蓄电池提供补充，延长系统运作时间2 h以上。

4 结语

综上所述，以经济的快速发展为支撑，高速公路的繁荣对相关工作提出了越发严格的要求，收费系统自然也必须及时升级和更新。“互联网+”背景下，信息化和智能化技术的应用使人工作业开始逐渐被自动化和智能化作业取代，在保证工作质量的同时，能够显著提高工作效率，相关人员应不断对其设计进行深入研究，丰富其功能，从而更好地服务于高速公路运行管理。