高速公路取消省界收费站的技术思路及要点

丰云

（广东省公路建设有限公司南环段分公司，广东 佛山 528318）

1 工程概况

广州市南二环段东起南沙区东涌镇，与广珠北线高速公路相接，西至佛山市南海区九江镇，与西二环南段及佛开高速公路相接，全长约48.587km，呈东西走向，设计速度为100km/h，双向6 车道。西二环南段北起佛山三水小塘镇，南至佛山市南海区九江镇，线路呈南北走向，全长44.551km，双向6车道，设计速度为100km/h。沿线设西樵、丹灶、金沙等收费站和丹灶服务区，为满足高速公路日常运维工作的要求，在丹灶互通周边设立丹灶管理分中心。

自2004 年12 月广东省正式开通联网收费以来，ETC 服务网点超过8 132 个，全省市、县、区覆盖率为99%，自助充值终端11 206 台，服务区覆盖率为90%，建设粤通卡空中充值系统、线上粤通卡APP、微信公众号、粤通卡服务网站，全方位满足粤通卡服务需求。

2 取消高速公路省界收费站的技术思路

（1）取消高速公路省界收费站，设置不停车电子收费（Electronic Toll Collection, ETC）门架系统，实现对所有车辆分段计费，包括ETC 车辆和公路半自动车道收费系统（Manual Toll Collection system,MTC）车辆。

（2）ETC 车辆通过车载单元（On Board Unit, OBU）和后台记账形式自动完成扣费。

（3）MTC 车辆采用5.8GHz 复合通行卡（Composite Pass Card,CPC）作为通行介质，实现“分段计费、出口收费”。

（4）保留出入口收费站。合理设置ETC 车道数量，确保ETC 车辆不停车快捷通行；MTC 车道完成对未安装OBU车辆及特殊情况下的收费。

（5）货车由计重收费调整为按车（轴）型收费，安装OBU 实现不停车快捷收费，同步实施入口治超，新建称重检测设施（设备）设置在收费广场右侧适当位置，入口称重检测设施（设备）布设及禁入方式应符合《交通运输部办公厅关于进一步规范高速公路入口治超工作的通知》（交办公路〔2019〕29 号）要求，入口称重检测数据与收费系统协同联动。

（6）为避免ETC 车辆因中途拔卡、卡片松动、储值卡余额不足等问题导致交易失败，ETC 车辆交易逐步由储值卡向记账卡、由双片式OBU应用向单片式OBU应用过渡。

（7）ETC 车辆采用记账形式计费，通过ETC 账户绑定银行卡账户或其他第三方支付账户，自动完成通行费支付。

ETC/MTC 混合出口车道可支持现金、ETC 用户卡、手机移动支付等多种支付方式供用户选择。

3 改造方案的技术要点

3.1 收费中心的改造

路段收费中心具备丰富的功能，包含但不限于收费管理、稽查管理和监控。

（1）收费管理系统。收费管理系统的功能包含：路段费率的下发、CPC入库以及收费流水分析等[1]。

（2）综合稽查管理系统。以路段自由流通车辆所产生的数据为出发点，识别疑似偷逃费行为，进而针对该部分车辆采取证据链管理措施，做出准确的判断，以便开展相应的执法工作。其中，车辆产生的信息较多，例如交易、通行等流水信息均要得到充分的考虑。

（3）监控与运维管理系统。监控与运维管理系统的功能包含：ETC 门架软硬件系统的信息配置、日常运行状况的监控、针对异常监测信息的预警、工单管理以及运维闭环管理等。

（4）稽查系统。稽查系统的基本功能在于对车辆多特征信息的实时分析，重点涉及ETC 门架系统视频流、MTC和ETC 抓拍图像数据；在针对相关数据作出准确的处理后，完整传输给省中心节点，进而调取相关联的视频图像，完成特征匹配操作。

3.2 收费站和收费车道的改造

3.2.1 收费站的改造

在收费站的建设中，充分保留原有收费站系统的功能，并在此基础上增设一系列全新的功能，具体如下：

（1）CPC卡调拨管理功能，实现高效的信息统计与管理。

（2）收费参数管理功能，接收路段现有车辆状况的基础信息，如ETC 状态名单、其他车辆名单，获得信息后高效下发给收费车道。

（3）计费功能，以ETC 门架装置为核心，分段计费并下发费率。

（4）收费稽查功能，包括逃费数据信息查询、通行费补交、黑名单收费、跨省通行费查询等。

（5）数据的存储转发功能，包括通行记录的收集、车牌抓拍图片及视频信息的收集等，并完成对信息的全面记录以及高效转发。

（6）北斗定位与授时系统功能，及时更新数据，向收费站、收费车道传递最新的信息。

3.2.2 收费车道

以MTC 车道改混合车道为重点内容，使车道的功能更加丰富，即兼具ETC 专用车道和人工车道的双重功能。改造策略是在人工车道上增设天线或其他设施，并根据硬件的特点适配软件，实现软硬件协同运行的目标。

以ETC/MTC混合入口车道为例，其核心功能有4个：

（1）以自动化的方式高效识别黑名单车辆，掌握相关信息后针对此类车辆作出相应的处罚；

（2）监测货车，当其进入收费车道后，自动采集包含车型、重量在内的一系列数据，完整传输给入口车道；

（3）对于ETC 车辆，自动识别未正确使用OBU 的用户以及非法车辆；

（4）对于MTC 车辆，则自动识别包含车牌号码、车型在内的多项信息，经过核实后将信息完整写入CPC卡。

系统的兼容性好，同时满足ETC和MTC车辆的通行要求。

3.3 ETC门架系统

ETC门架系统的主要功能有：

（1）识别能力较强，可同时识别OBU（单片式、双片式）、5.8GHz复合通行卡；

（2）自动识别车辆车牌的相关信息（颜色和号码），并传输给本地和上级服务器；

（3）自检、在线程序和应用更新功能；

（4）车辆分段计费和扣费，生成流水，高效上传；

（5）与北斗授时时钟保持同步，同时根据需求适配通信网络、关键设备等软硬件设施，在协同作用下，促进ETC门架系统的持续性运行。

3.4 数据传输

以工业以太网交换机和12芯光缆为基础共同组成环网，用于传输系统收费数据及图片等，由邻近的收费站获取，再启用综合业务接入网，传输给路段中心[2]。为满足数据的高效传输要求，根据ETC 门架的特点为之增设30M/45M/60M 接入网带宽。在软硬件设施的配套下形成一条高效的信息传输路径，依托于环网，将ETC 门架系统监控视频传输给临近的收费站，再启用监控万兆网，实现信息向路段中心的传输，全程信息传输较为顺畅，效果良好。

3.5 新系统存在的问题

经过一系列措施的落实构成新收费系统，但在初期运行阶段仍存在如下一些问题有待解决：

（1）天线感应问题：无法正常进行OBU 通信，读写失败及读写错误。

（2）费显问题：入口处呈现的车型等信息不准确；出口处呈现的车型、车重和费用等信息不准确。

（3）误标问题：较为常见的是邻道干扰和门架天线感应错误，在此影响下出现流水错误的问题；门架感应信息有误，例如感应到尚未经过该门架的车辆，从而引发收费异常，存在多收费或少收费的情况。

（4）信息调用问题：模拟环网卡顿时需从省中心调用车辆入口信息，但该部分的上传效率较低或无法正常上传，随之出现调用失败的问题，进一步影响正常收费；此外，尽管信息被完整上传，也有可能因为调用错误而出现收费错误。

3.6 新收费系统的改进方向

新收费系统的建立将营造优质的出行环境。在新系统的设计中，根据系统发展目标适配一系列先进的技术和设备，因此对收费系统的稳定性提出更高的要求，例如收费软件的运行稳定性、天线的交易成功率均要得到保证。此外，数据的上传也需具备足够的及时性与准确性，将本地数据高效传输给上级中心。为了推动新系统的运行，需建立机电系统维护保障体系。而高速公路的车流量较大，在收费运营期间系统必须稳定运行，高效采集并传输数据，一旦存在故障必须快速识别、正确处理，尽可能减少不良影响[3]。但从现阶段的实际情况来看，既有的检维修工作模式尚有不足之处，需要研究改进。

4 结语

综上所述，合理解决省界收费站工作中的问题，对于提高高速公路的通行水平具有重要意义。在取消省界收费站的发展趋势下，更应当合理配套软硬件，提高收费系统的自动化运行水平，以满足日常的工作需求。此外，还需注重对技术的升级以及对硬件设施的日常维护。随着行业的发展，配套的收费系统应用水平也应随之提升。