浅析高速公路收费系统设计

郭蓉蓉

（甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司，甘肃 兰州 730070）

1 项目概况

S10 凤县（陕西）至合作高速公路马坞至西寨段是《甘肃省省道网规划（2013 年—2030 年）》中新调整的S10 线凤县（陕西）至合作高速公路的重要组成部分。 本项目的建设，不仅完善了甘肃省省级高速公路网，同时也进一步补充了国家高速公路网布局，将横向连通G7011 十堰至天水国家高速、G75 兰州至海口国家高速与G1816 乌海至玛沁国家高速，形成横贯陕甘青三省的高速大通道，实现多条高速公路之间交通流的快捷转换，对加密甘肃省区域路网，充分发挥高速公路网的整体效益具有十分重要的作用。

2 收费设施

2.1 收费方式

ETC 车辆收费方式调整为分段计费，考虑到信用和稽查体系尚在建设和完善过程中，保留收费站ETC车道、混合车道，实现对ETC 车辆的判定并使其不停车快捷通行。

收费站车道收费方式采用电子不停车收费(ETC)和混合车道（人工收费MTC/ETC）相结合的方式。 人工收费(MTC)为人工判别车型车种、称重设备称重、人工现金收费或非现金收费、计算机管理、检测器校核、闭路电视监控的半自动收费方式。 电子不停车收费(ETC)是使用DSRC 通信技术以路侧单元(读写天线)唤醒车载单元，实现不停车交易。

2.2 收费管理体制

本项目收费系统采用三级管理体制，即省联网结算管理中心（以下简称省联网中心）—岷县西分中心（收费管理所）—收费站（ETC 门架），三级网络间通过光纤通信信道构成广域网。

2.3 收费站规模

根据《收费公路联网电子不停车收费技术要求》（交通运输部2011 年13 号公告）， 每条ETC 车道通行能力不小于550 辆/小时， 折合每辆车通行时间为6.5 秒，因为ETC 车辆通行效率较高，本项目每辆车平均通行时间按照6 秒考虑。 根据《收费公路联网收费技术要求》（交通运输部2007 年35 号公告）的车道计算表，90%交通流为ETC 车辆， 本项目6 个收费站都需设置2 入2 出ETC 车道。

2.4 ETC 门架

在每个互通立交之间均设立门架系统，门架系统按路网实际情况设置在高速公路主线位置上，主要配置ETC 路侧设备、高清车牌视频识别等设备。 主要实现ETC 车辆和MTC 车辆分路段计费。 对于ETC 车辆生成ETC 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） ，并上传路段中心、省联网中心，作为后期结算的依据；对ETC车辆交易不成功、未安装OBU 车辆等情况，将车辆高清车牌视频识别信息、车辆通行记录等数据上传至省联网中心，同时上传至部联网中心，作为路段结算依据及部联网中心系统的通行费计算、特情处理、收费稽查的依据。 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。

2.5 入口治超系统

在各收费站的入口前设置称重检测设备，对车辆进行超限检测，并把检测信息上传至治超管理平台及收费系统，系统进行装载合法性判定后，提示收费、路政等相关人员采取相应的处理措施，合法装载车辆可以驶入高速公路，超限车辆禁止驶入高速公路。 车辆轮廓检测器用来检测车辆的外形轮廓， 提供是否超长、超宽的依据。 称重控制器用来处理来自于各传感器的信号、计算数据，并通过串行通信接口和车道控制器连接，把经过处理后得到的称重信息(包括总重、轴重等)上传车道系统，并通过高速公路联网收费系统在省中心层面通过数据传输接口传输给省级治超联网信息系统。 按照部颁要求，称重设备可选用整车式称重检测设备或轴载式称重检测设备，推荐使用不停车称重的方式进行称重检测。

载重货车在进入收费站广场入口时，根据标志提示，靠右侧驶入治超车道。治超车道设有称重设备，根据称重设备检测数据判断车辆是否超重， 如未超重，则允许车辆通过驶入入口车道，入口治超信息应与入口车道信息联动，根据所获得的信息对车辆进行正常入口流程处理；如超重，经由劝返车道引出高速。入口治超车道设有信息显示屏、 语音提示器及通行信号灯，车辆驾驶员可通过以上设备了解检测结果。 根据称重设备检测数据， 获取车辆轴数和车重等信息，以判断车辆是否超重，同时结合车牌识别设备识别出的车牌信息等，生成检测记录存储于站内，并通过通信系统传至所属的治超管理部门。

3 通信设施

3.1 通信系统

本项目通信系统采用三级管理模式，即省通信总中心—岷县西通信分中心—通信站的管理体制。全线设置1 处通信分中心，5 处通信站， 负责全线数据的传输管理业务。

干线传输系统在岷县西通信分中心配置一套STM-64 等级ASON ADM 设备，负责本项目高速公路通信分中心与甘肃省通信联网总中心的联网。干线传输设备（ADM）分别与渭武路岷县通信分中心以及景礼路礼县北通信分中心连接，采用环网传输，实现与省中心的联网，本项目需要为景礼高速礼县北通信分中心增配1 块STM-64 等级光接口板、渭武高速岷县通信分中心增配1 块STM-64 等级光接口板。

本项目采用增强型MSTP 的方案作为推荐方案。在各个通信站与通信分中心设置一套SDH（STM-4）+PTN（10GE）的增强型MSTP 设备。 综合业务接入网系统，采用跳站连接构成自愈环网，以提高系统的可靠性。 系统设备配置数量及规模如下：

岷县西通信分中心：ADM（STM-64）分插复用设备（1 套）；

OLT（STM-4+10G）光线路终端（1 套）；

锁龙通信站：ONU（STM-4+10G）内置式光网络单元（1 套）；

闾井通信站：REG（STM-64） 中继设备（1 套）；

ONU（STM-4+10G）内置式光网络单元（1 套）；

申都通信站：ONU（STM-4+10G）内置式光网络单元（1 套）；

禾驮通信站：ONU（STM-4+10G）内置式光网络单元（1 套）；

西寨通信站：ONU（STM-4+10G）内置式光网络单元（1 套）。

3.2 通信管道工程

主干线整体式路基段通信管道为2 根集束管加8 根硅芯管敷设，埋设于中央分隔带内；分离式路段（含隧道）上、下行各敷设1 根集束管加5 根硅芯管，埋设于行车方向右侧。

4 监控设施

根据交通运输部 《公路工程技术标准》（JTG B01—2014）文件设置道路监控设施等级，本项目监控设施等级为A 级；根据《高速公路监控技术要求》（交通运输部2012 年第3 号公告） 结合本项目道路基础分析，在收费出入口处道路监控系统外场设备规模配置A2 类相关监控设施，A2 类应配置较完善的信息采集、交通异常判断、交通监视、诱导及主线控制、信息处理和发布等设施。

本项目按照“甘肃省高速公路监控中心—路段分中心—外场监控设备”三级管理体制进行建设。 甘肃省交通云平台可通过高速公路局等业务平台直接获取相关数据，实现交通行业内数据的交换与共享。

本项目在岷县西设置监控分中心。岷县西分中心的功能是负责本项目全线的日常交通管理，具体负责对道路沿线的交通运行状况进行监控， 并配合救援、指挥人员直接制订控制方案， 控制各外场设备工作，并预留向甘肃省高速公路监控中心上传监控数据和视频的通道。

岷县西分中心设有计算机系统、闭路电视视频监视（CCTV）系统及不间断电源等，收费系统将监控视频传输至岷县西监控分中心，大屏幕拼接屏左侧区域显示收费系统视频， 中间区域显示道路监控系统视频，右侧区域显示隧道监控系统视频，可将收费出入口处监控视频经由显示屏控制器并在大屏幕拼接系统完成画面拼接及画面分割显示。