高速公路ETC门架系统运维分析

胡志伟

（福建省高速公路集团有限公司莆田管理分公司机电维护中心，福建莆田 351100）

0 引言

ETC 门架系统运维管理质量会对计费收费的精准性、路网的运行效率、高速公路的服务水平和经济效益产生直接影响。在ETC 门架系统运行过程中，如果出现运行故障，就无法全面采集、识别车辆通行数据，出现计费不精准、交易不成功等问题，不仅会产生收费争议，影响出行体验，也会导致高速公路收费损失，影响运营经济效益，甚至会引发高速出口交通拥堵等情况，影响高速公路通行效率。所以，在高速公路运营管理中，需要做好ETC 门架系统的运维工作，采取科学有效的运维措施，依托智能化的运维手段加强运维能力建设，优化运维管理水平，及时高效地解决系统运行故障，确保系统始终处于良好稳定的运行状态，从而提高ETC 门架系统识别的准确性，有效降低系统故障发生率，全力保障高速公路的运行效率、经济效益以及社会效益。

1 高速公路ETC 门架系统的特点

近年来，国家逐步取消高速公路省界收费站，高强度推广ETC 门架系统，顺利转变新、旧计费方式和运营模式，大大提高高速公路路网运行效率，加速实现一网通行、一路畅通、一脚油门踩到底。ETC 门架系统包含多个功能模块，如车牌识别、视频监控、分段计费等，主要利用射频装置精准而全面地读取车载ETC 及CPC 卡内信息，对车型、车辆行驶路径等信息进行详细而准确的记录，为自动计费收费提供可靠的数据支撑。当车辆行驶通过高速公路ETC 门架时，对应的系统会自动读取ETC 卡或CPC 卡内信息，同时写入当前经过的门架信息，不需要停车，也不需要减慢汽车的行驶速度就可以完成计费收费，使通行效率大大提升，减少了交通拥堵情况[1]。无论是对于驾驶人员还是对于收费站的工作人员而言，ETC 门架系统都为其提供极大的便利；而对于公路行业而言，ETC门架系统提升了行业的管理水平和服务水平，为行业的智慧发展提供强大助力。在实际应用中，高速公路ETC 门架系统有着显著的应用特点，具体表现在以下四个方面。

第一，广泛的维护范围。目前，ETC 门架系统广泛布设在各个高速公路收费站互通及枢纽互通，逐步成为高速公路新计费系统的核心。相比于传统的收费系统，ETC 门架系统外场设备点位众多，因此加大了点位运行维护的体量。而且所使用的机电设备种类多样化，机电系统的专业技术水平领先于行业前沿，因此对系统运维管理质量、管理标准、管理流程提出规范性要求，以满足实际工作所需[2]。

第二，便于维护，维护难度降低。ETC 门架在运行过程中不可避免地会出现运行故障，而它距离地面有一定高度，如何提高维护效率、确保维护安全性就成为行业关注的重点。现阶段，为了方便维护，提高维护效率，部分ETC 门架采用可伸缩爬梯，维护人员可以通过伸缩爬梯直接爬上门架进行维护工作，无须再另外自带爬梯，有力保证了维护人员的生命安全，也缩短了维修维护时间。

第三，较高的运行保障。高速公路ETC 门架系统是全国通用的，实现全国联网收费。为了确保收费模式、收费业务的正常持续运行，对ETC 门架系统的运行保障提出严格要求。只有确保ETC 门架系统运行的持续性、稳定性和安全性，才能全面准确地读取通行车辆的数据信息，确保计费收费的准确性。而ETC门架系统面临着复杂的运行环境，涵盖了大量的机电设备，要想保证ETC 门架系统始终处于可靠的运行状态，就需要定期开展维修维护工作和预防性养护工作，及时消除故障隐患。

第四，数据处理难度加大。目前，已然进入大数据时代，在科技赋能、数字赋能的背景下，交通运输行业与大数据资源深度融合共享，每天产生的数据信息量极其庞大，处于爆发式增长状态，进一步加大数据的处理难度，因此要求ETC 门架系统具有极高的运行能力和数据处理能力。ETC 门架系统不仅需要采集车辆通行数据，还需要有效处理、深入分析以及深度挖掘有价值的数据信息，为后续运维管理决策的制定提供强大的数据支持，促使智慧交通发展加速度，为交通行业高质量发展提供重要引擎[3]。

2 高速公路ETC 门架系统运维要点

2.1 日常巡检

虽然相关管理部门会将ETC 门架系统的连通情况和相关数据指标定期发布出来，但是，受到多种因素的影响，ETC 门架系统还是会发生故障，为了提高排障效率，及时发现、解决ETC 门架系统存在的安全隐患，需要落实高速公路ETC 门架系统巡检工作，按照日常性巡检和周期性巡检两种方式展开，在整个巡检过程中详细记录数据信息，形成完整的巡检书面报告，方便存储管理，并为下一次的运维工作开展提供有效参考。通过开展日常巡检工作，不仅能够了解ETC 门架系统的实际运行状态和通信链路情况，还能对供电情况和异常问题进行合理判断，提前发现潜在故障[4]。周期性巡检则可以按月、按季度、按年开展，结合肉眼观察、仪器检测等相关手段，对ETC 门架系统的安全隐患、运行异常进行全面排查，结合实际巡检情况制订有针对性的运维保养方案，确保ETC 门架系统运行的安全性和稳定性。在ETC 门架系统运维管理中，日常巡检次数多、频率高，主要依托于相关检测系统和工具有序实施作业。

2.1.1 ETC 门架运行监测系统

为了提高各机电设备的日常巡检效率，减轻运维人员的劳动强度，已研发设计使用ETC 门架运行监测系统，统一化、集中化、一体化管理、监测辖区范围内所有的ETC 门架的运行状态。ETC 门架运行监测系统细致划分多个功能模块，包括设备运行状态显示、报表数据统计、查询告警、运营健康状态趋势等等，充分满足了巡检工作需求。当技术人员登录该系统后，就可以直观而详细地看到各个ETC 门架的实际运行情况，以不同的颜色对不同设备状态进行区分展示，便于明确异常门架的位置信息，第一时间开展故障排查工作，找到故障的具体原因并制定相对应的解决措施，彻底消除故障隐患，提高设备故障排查效率。ETC 门架运行监测系统的具体功能应用如下：

第一，对所有门架系统的实际运行状态进行全面监测，包括门架系统是否正常启用、通信信号是否正常无误等。

第二，对各项机电设备的运行情况进行实时监测，包括机柜温湿度是否符合要求、蓄电池是否有电、市电供电是否正常等。

第三，对之前故障隐患出现的时间进行详细记录，支持查询告警列表等记录，便于技术人员处理告警信息，溯源告警处理，科学诊断交通健康状况。

2.1.2 服务器辅助页面

技术人员可以打开浏览器，输入自己的安全账号和登录密码，直接进入服务器辅助页面，对各类监测数据、设备运行日志等进行详细浏览，掌握各设备以往的运行状态和当前的运行情况，通过对比分析，提前察觉异常点[5]。服务器辅助页面详细划分多个使用模块，包括门架数据监测模块、前端工控机日志模块、RSU 日志模块、车牌识别设备日志模块等等，每个模块有着不同的使用功能，满足不同的查询需求。

（1）门架数据监测模块

对门架交易信息、心跳数据、车牌识别数据等数据信息的上传情况进行严格审查，确保各类数据信息完整上传至服务器，避免数据信息堆积、数据上传失败等问题的发生。

（2）前端工控机日志模块

主要是对设施设备的北斗授时情况、软件版本号以及计算机模块版本等进行严格审查，以掌握前端工控机的心跳状况。

（3）RSU 日志模块

通过服务器详细查看、浏览各个RSU 系统是否处于正常状态、设备温度是否有异常、PSAM 卡运行状态是否正常稳定等，便于全面掌握RSU 系统整体的心跳数据信息。

（4）车牌识别设备日志模块

查看每个车牌识别设备的识别成功率和每日识别流水量。

2.1.3 门架数据查询监测工具

门架数据查询监测工具能够对各个设备的实际通行情况进行精准了解和定位，及时排查故障设备位置，精准定位故障点，便于技术人员高效响应、及时处理故障，从而缩短故障处理时间，提高处理效率。在实际应用中，可以有效连接终端数据库和门架数据查询监测工具，技术人员不仅可以掌握了解各个门架对应的RSU 天线的在线状态，也能对车牌识别设备的在线情况进行及时查询，避免出现设备掉线、不在线等情况。此外，该系统中还包含一个汇总信息的隐藏模块，可以对天线、车牌识别设备的全部交易数据进行汇总处理，有力支持门架运行监测系统的正常稳定运行。

2.2 故障维修

ETC 门架系统运行的安全性和稳定性会对通行费的正常收取产生直接影响，密切关系着高速公路的运营效益。如果ETC 门架系统存在运行异常或者运行故障，很可能无法精准识别信息，出现交易不成功的情况，导致高速公路通行费的流失。所以，当ETC门架系统出现异常问题时，技术人员必须第一时间抵达现场，采取有效的检测手段及时找到故障位置和故障原因，开展相应的维修维护工作，确保ETC 门架系统尽快恢复正常，避免带来不良影响[6]。

2.2.1 备件储备

正常情况下，当ETC 门架系统的设施设备发生故障时，技术人员基本不需要抵达现场，可以直接利用服务器开展远程运维工作，提高运维效率。在远程运维下，如果仍旧不能彻底处理故障问题，就需要及时到达现场，逐一排查，确保全面彻底地清除运行故障。在ETC 门架系统中，工控机、RSU 天线、车牌识别设备等前端设备如果没有进行冗余安全保护处理，则各个机电维护站需要对设备数量、故障发生频率进行综合分析，针对故障频率高的设备或关键设备进行冗余配置，合理储备备件。当ETC 门架系统出现故障时，冗余配置的设备或部件就可以发挥备援、应急处理作用，及时介入以承担故障设备的运行工作，使系统的故障时间大大缩短。

此外，针对ETC 门架的后端设备，由于使用数量不多，加上采购价格高昂，各个机电维护站可以结合实际情况集中少量采购备件备品，达到有效控制采购成本的目的。

2.2.2 应急抢修

在ETC 门架系统运行过程中，如果因意外情况切断通信光缆和外部供电，或者出现恶劣的天气和严重的自然灾害，就会带来严重的系统运行故障，导致ETC 门架系统无法正常工作。而由于故障面积过大、范围较广，技术人员不能在要求时间内消除故障，此种故障则可以定义为重大故障。当发生重大故障时，需要调动辖区内的全部技术力量及时抵达故障现场，首先抢修保障性设备，尽快恢复门架系统的正常运行，然后再彻底修复其他故障，将整体设备性能调节到最优。如果变电站存在市电供电不正常的问题，则可以直接采取一体化机柜UPS 应急供电方式。此种供电方式可以为ETC 门架系统运行工作提供10h 的支撑时间，确保门架系统正常运作的同时便于及时开展维修维护工作。由于周边的收费站、隧道变电所等是ETC 门架系统主要的电力来源，所以，当供电出现问题时，为了提供持续性供电，保证门架系统的正常工作，也可以临时性采用配电房柴油发电机供电方式，然后再对供电线路、变压器、抽屉柜等设施设备进行逐一排查，消除故障隐患。此外，还可以引入新能源光伏供电系统，在ETC 门架的顶部空间安装光伏组件，将太阳能转化为直流电能，再逆变为纯净的交流电供ETC 门架使用，为ETC 门架提供纯净优质的交流电，既能增加应急备电，也能减少碳排放，实现绿色节能目标，这也符合现阶段“碳达峰、碳中和”时代背景下的绿色发展要求。

3 结语

综上所述，与普通收费车道所使用的系统相比，ETC 门架系统更具复杂性、系统性以及专业性，它的软件系统和硬件系统都在原有基础上得到大幅度提升，整体科技含量更高。虽然ETC 门架系统能够更好地支撑高速公路的正常运行，但是也随之增加了日常维修维护的管理难度，对运维人员的专业素质和技术水平提出更高的要求。随着高速公路收费模式改革的实施推进，ETC 门架系统的全面普及应用，传统的运维管理方式已经不能满足实际工作需求，也跟不上时代发展要求。所以，需要全面研究分析高速公路ETC 门架系统的运行维护管理方式和具体手段，进一步加强ETC 门架系统的运维管理，确保ETC 门架系统运行的稳定性和安全性，显著提高高速公路路网运行效率和运行质量，更好地为社会公众提供高质量服务。