作者:王新官(江西方興科技有限公司)


摘要:全國高速公路撤銷省界收費站後,實行了新的收費模式,收費站收費人員不減反增,且勞動強度增大。本文對撤站後收費站的智慧收費及運維進行了探討,介紹了車道自助收費及收費站運維智慧監測系統,減少了收費站工作人員,對提高高速公路運營管理水平和運營效率具有重要意義。

全國高速公路撤銷省界收費站後,實行了新的收費模式,建立ETC門架系統,實現ETC車輛和MTC車輛分段計費,出口統一收費,進行高速公路入口治超,所有車輛按車(軸)型收費,全國高速公路一張網運營。撤站前很多省份入口採用自動髮卡系統,導致入口車型車牌準確率不高,因準確計費收費問題,非現金自助繳費系統也只能採用限高措施來實現對一類車進行非現金自助繳費。撤銷省界收費站實行新的收費模式後,原有的非現金自助繳費系統及入口自動髮卡系統都被停用,只有ETC專用車道不停車收費和混合車道人工收費。目前收費站整體智慧運維監測處於空白,存在收費站機電設備種類多、數量多,車道設備、ETC門架系統、機房、院區、擁堵等設備出現故障發現不及時,故障點定位不準確,維護及維修不及時等問題。收費站收費人員不減反增,人力資源成本在收費運營成本中佔較大比例,並且企業人力資源成本在不斷攀升,亟需解決一線收費人員短缺的問題,提高高速公路收費服務水平和提升高速公路的公眾服務社會形象成為當前之急。

系統總體設計

高速公路收費站智慧收費及運維繫統由收費站車道智慧收費、智慧運維、院區智慧安防組成,車道智慧收費包括出口自助繳費系統和入口自助髮卡系統,實現出入口混合車道無人值守自助收費。利用物聯網技術建立高速公路收費站運營狀態智慧監測平臺,實現收費站車道、門架、機房、院區、擁堵檢測等機電設備運行狀態及故障遠程監測運維,監測數據、收費數據、收費站院區車輛及人員出入數據統一在數據大屏平臺展示。系統功能設計如圖1所示。
圖1 系統功能設計框圖
(一)全車型智能自助髮卡機和自助繳費機應用 
全車型智能自助髮卡機分上下兩個工位,上工位供大型車司機按鍵取卡或刷ETC卡通行,下工位供小型車司機按鍵取卡或刷ETC卡通行,模塊化設計,上下工位自動智能測距伸縮而不碰撞到障礙物,方便司機取卡或刷ETC卡。全車型智能自助髮卡機在多模式車道收費軟件系統控制下實現自助取卡。
全車型智能自助繳費機分上下兩個工位,上工位供大型車司機插卡或刷ETC卡通行,下工位供小型車司機插卡或刷ETC卡通行,模塊化設計,上下工位自動智能測距伸縮而不碰撞到障礙物,方便司機插卡或刷ETC卡。上下工位共用一臺票據打印機,自動切票,通過智能票據傳送裝置進行相應上下工位送票。全車型智能自助髮卡機在多模式車道收費軟件系統控制下實現自助繳費。
(二)車型軸型判別大數據及移動支付雲平臺
平臺定期採取全省高速公路收費站收費通行數據及ETC發行方車輛信息,根據車輛車牌的唯一性,提取人工多次判別的車牌、車型、軸型數據,車輛在全車型自助收費系統車道通行時,車道將車牌信息發送給車型軸型判別大數據雲平臺,可獲取車型、軸型信息,再與卡內信息及車型識別車型對行對比,不一致時由人工確認干預完成車輛通行。
移動支付雲平臺服務支持微信、支付寶等主流支付方式,服務端軟件可與全車型自助繳費系統車道端軟件進行通信交互,將車道端發送的移動支付數據解析後與第三方支付平臺數據交互,從用戶第三方支付平臺賬戶中扣除高速通行費,並將支付結果返回車道端,移動支付雲平臺可提供收費流水對賬查詢、彙總報表統計。
(三)多模式車道收費軟件及特情處理系統軟件
多模式車道收費軟件滿足取消省界收費站後高速公路聯網收費軟件要求,在現有ETC/MTC混合車道收費軟件功能基礎上,支持出口非現金移動掃碼自助繳費、入口自助髮卡,在移動支付平臺、車型軸型判別大數據等後臺系統的支撐下,實現出口精確計費收費、入口精準寫入入口車牌車型信息,ETC車輛通行時自動交易。
特情處理系統實時監控自助機設備狀態、收費業務流水數據及統計,其安裝於手持式平板機實現入出口自助收費車道統一管理,值班人員通過手持式平板機監控入出口自助收費系統車道運行狀態,特情處理系統與多模式車道收費軟件交互通信,當司機按下求助鍵時可與自助機設備實現語音可視化對講,指導司機操作。自助收費車道出現如軍警車、免費車、綠通車、U型車、超時車、無車牌、無車型、車型不符、車牌修改等收費特情時可在平板機上遠程進行確認操作,減少值班人員頻繁在車道走動,減少安全事故發生及降低值班人員勞動強度。
(四)智慧運維監測及數據大屏展示平臺
物聯網智能車道控制器實時監控車道機電設備運行狀態數據,ETC門架系統智能控制櫃監測主機實時監控ETC門架系統機電設備狀態及櫃內環境參數,收費站智慧監測及展示平臺實時採集物聯網智能車道控制器、ETC門架智能控制櫃監測主機、機房動環主機、收費站擁堵檢測設備數據,定期獲取省級聯網中心收費數據,進行大數據智能分析處理,與移動支付平臺及車道收費數據對接。平臺將採集到的收費站車道、門架、機房設備狀態信息、收費業務流水信息、院區安防信息等多種實時數據智能分析,進行可視化展示。在數據大屏上將收費站各項業務的數據集成在一起,集約化地展示整個收費站的運營情況。收費站運維管理人員可以通過工作PC、工作平板、數據大屏等多種方式,查看整個收費站收費業務、設備運行狀態、機房環境狀態、人員車輛進出情況等多維數據,出現故障時第一時間推送給管理及維護人員,可以快速掌握收費站整體運營情況,提升管理工作的效率。智慧運維監測及數據大屏展示平臺架構如圖2所示。
圖2 智慧運維監測及數據大屏展示平臺架構

方案實現

(一)入口收費
收費站ETC/MTC混合車道入口收費應用全車型自助髮卡系統,撤銷省界收費站後對收費站入口車輛車型、車牌信息要求準確,多模式車道收費軟件將車型識別器識別的車型與車型軸型判別大數據進行比對,一致時將收費站入口信息寫入卡中自動髮卡,不一致時通過特情繫統遠程確認車牌、車型信息後自動髮卡。全車型自助髮卡系統連接框架如圖3所示。
圖3 全車型自助髮卡系統連接框架
(二)出口收費
收費站ETC/MTC混合車道出口收費應用全車型自助繳費系統,多模式車道收費軟件將車型識別器識別的車型、車型軸型判別大數據返回車型、卡內車型進行比對後一致時進行精準收費,不一致時通過特情繫統遠程確認車牌、車型信息後收費。司機優先使用非現金掃碼支付,儘量減少現金支付,出現現金支付、壞卡、車型車牌不符等特情可通過特情處理系統人工干預處理。全車型自助繳費系統連接框架如圖4所示。
圖4 全車型自助繳費系統連接框架
(三)智慧運維監測及展示
1、收費站車道設備運維監測
收費站車道機電設備由霧燈、欄杆機、物聯網智能車道控制器(含車道工控機)、自助繳費機、通行信號燈、抓拍攝像機、車道攝像機、自動欄杆、ETC天線、費額顯示器、雨棚燈等設備組成。物聯網智能車道控制器,採集到各設備的具體參數,上傳至智慧監測平臺。當設備參數超過預警閾值之後,系統會向管理人員報警,以便在第一時間發現故障並排除。車道機電設備運維監測框架如圖5所示。
圖5 車道機電設備運維監測框架
2、ETC門架系統運維監測
ETC門架系統機電設備由路側單元RSU、高清攝像機、交換機、防火牆、工控機、智能監測主機、UPS電源、空調等設備組成。ETC門架系統智能控制櫃監測主機實時監控ETC門架系統機電設備狀態及櫃內環境參數。智慧監測平臺通過ETC門架智能控制櫃監測主機實時監控相應設備,高速公路運營管理及維護人員通過B/S瀏覽器及手機App可查看設備實時運行狀態,出現故障時第一時間推送給管理及維護人員。ETC門架系統機電設備運維監測框架如圖6所示。
圖6 ETC門架系統機電設備運維監測框架
3、收費站院區出入口智慧安防
收費站出入口智慧安防系統由出入口智慧車輛管控系統和人員通道智慧管控系統組成,出入口智慧車輛管控系統主要通過採用電動擋車器和車牌識別模塊設備的組合,並對設備進行整合聯動的方式,來對車輛的進出進行管制。出入口智慧車輛管控系統支持車牌識別配置方式,實現了出入口控制管理高度智能化。通過抓拍設備對出入收費站車輛進行抓拍識別,系統將進行相關信息提示,包含語音提示、信息顯示,車輛駛入、駛出時可以根據需要提示語音,歡迎標語,並將車牌作為車輛出入的憑證,可以進行準確的車輛管理,大大提高出入口的運行效率。收費站人員通道智慧管控系統採用以太網TCP/IP通信方式,主要閘機、人臉組件、人臉採集器、客戶端、管理平臺、中心管理機等組成,監控室採用專業管理平臺,結合人臉生物識別及計算機網絡技術,通過人臉比對識別技術實現人員管理功能。
4、收費站機房運維監測
採用動環監測主機整合收費站機房門禁系統、安防攝像機、溫溼度傳感器、煙感火災探測器等設備,保障機房的物理安全。
5、收費站擁堵檢測
採用激光雷達對收費站擁堵情況進行檢測,激光雷達安裝於收費站進車道方向兩側,可設置50m、100m處安裝,分級告警,車輛長時間存在於激光雷達掃描範圍內,產生收費站擁堵告警並上傳收費站智慧監測平臺,由平臺通知收費站運維人員。
6、收費站智慧監測運維平臺
收費站智慧監測平臺從聯網收費數據、智能車道控制監測平臺、ETC門架系統監測平臺、院區安防平臺等業務系統中抽取業務數據,結合收費站基礎數據庫,對收費站區域內的設備運行情況、業務運行狀況形成收費站智慧監測平臺及數據大屏展示解決方案,有效支撐大屏以及手機端App的展示,收費站運維人員通過智慧監測平臺實時獲取收費站運維狀態。收費站智慧監測運維平臺框架如圖7所示。
圖7 收費站智慧監測運維平臺框架

結束語

本系統通過智能化自助收費軟硬件系統實現收費站出入口車道無人值守自助收費,一人管理多條收費車道,利用物聯網技術實現高速公路收費站運營狀態智慧監測,精簡收費站機構人員設置,降低了高速公路營運管理成本,提高了車輛的通行效率,增強了車主通行收費站時的體驗感。
參考文獻
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(原文刊載於2021年第8期《中國交通信息化》)


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責任編輯 | 崔雪薇