高速公路收費系統設計探索

陳麗花 許 豪 王長華

（浙江省機電設計研究院有限公司，浙江 杭州 310002）

改革開放以來，我國公路客貨運輸需求增長極快，對外開放、經濟發展對公路交通無論是數量還是質量都提出了更高要求，迫切要求我們盡快建成一個完善的、干支相連、城鄉相通、快速的公路交通網絡，為經濟騰飛創造一個良好的交通運輸環境。但我國還是一個發展中國家，財力不足，資金緊缺，在加快公路建設步伐時，完全依賴國家投資是不夠的，即使采取集資、貸款、引進外資等辦法彌補資金缺口，仍將面臨還本付息問題。因此，在高等級公路建成交付使用后，對在公路上行駛的車輛收取通行費，用以償還建路資金，維持道路養護管理費用支出，是近二十年來各地自行摸索并得到國家明確認可的做法。它標志著商品經濟觀念在公路建養管領域內已被大多數人所理解和接受。

1 現有收費系統概述

1.1 車道控制機

車道控制機安裝在收費亭內，由于現場工作環境惡劣，必須采用工業級計算機。車道控制機除配備CPU、內存、硬盤外，還要配備各種接口，其中包括與主機通信的接口（或網卡）、控制外設的數字I/O接口（包括通行信號燈、電動欄桿、車輛檢測器、費額顯示器等）、鍵盤、顯示接口、打印機接口等?？傊?，硬件要考慮字長、主頻、內存、硬盤、接口、MTBF（MCBF），MTTR等指標；軟件須考慮擴充性、兼容性、可操作性，數據傳輸的實時性、速率、誤碼率。

1.2 收費員終端

收費員終端是人機對話的窗口，顯示器用于顯示收費員輸入的信息及所需的信息，提示收費員下一步的操作。

1.3 電動欄桿

電動欄桿由電機、減速機、傳動部件、控制板、金屬箱體、欄桿等組成。電動欄桿安裝在出口車道收費亭后部，與車輛檢測器配合使用。全自動收費系統中，司機交費后，欄桿自動抬起；半自動收費系統中電動欄桿受控于車道控制機。通常收費員按放行鍵時，欄桿抬起，車輛駛過后檢測器欄桿自動落下。欄桿被車輛碰撞時易于損壞，欄桿的傳動機構應具有桿落下時受阻停轉的功能。電動欄桿的起落速度直接影響車道的通行能力，通常不多于2秒。欄桿的使用壽命不少于200萬次。電源、功率、潤滑油的使用應符合標準。

1.4 票證打印機

出口車道配備票證打印機，以打印票證取代事先印刷好的票證。印刷票證對于開放式或均一式收費較適用，因為這兩種收費制式票證種類少，通?？煞?種車型，票證可為3～5種。對于封閉式收費系統，費額的種類很多，全線各收費站之間的收費標準也不完全一致，如此多種的票證，從印刷、保管到發放各環節均需要專人負責。

通行費票證上有兩種信息：預印刷信息和現場打印信息，預印刷的信息包括業主的名稱、高速公路名稱、收據監制單位名稱、收據順序號；現場打印的信息包括日期、時間、收費員號、收費站號、車型、收款額等。

1.5 費額顯示器

費額顯示器安裝在出口車道，給司機提供應繳費額信息。當采用預付卡時，還應將卡上余款信息告知司機。

1.6 車輛檢測器

車輛檢測器埋設在每個車道出口處的路面中，用于統計出、入口車道的交通量，控制出口車道的自動欄桿落下。車輛檢測器可檢測兩輪以上各種車輛，當拖掛車通過時判為一輛車；當兩輛車快速、慢速或相距很近（間距不小于1米）通過檢測器時，應判為兩輛車。金屬物體在兩車道之間的收費島上移動時，不能影響檢測器的性能和精度，檢測器計數誤差不大于千分之一。檢測器由環形線圈和電子部分組成，電子部分除處理檢測信息外，應有與車道機的接口，將車輛信息送給車道機。檢測器靈敏度可調，并有復位按鈕。

1.7 通話設備

收費站內部通話設備，由主機和分機組成，主機安裝在收費站控制室，分機安裝在收費亭及站長室。該設備為控制室值班員與收費員提供直接的話音通路，通常采用有線傳輸系統。通話主機面板上應有帶指示燈的每個分機的通話按鈕、揚聲器的音量控制旋鈕、群呼按鈕和工作狀態指示燈；分機由揚聲器／麥克風和呼叫按鈕組成。

2 電子收費系統設計展望

電子收費系統是將原本收費站采取人工收費的作業過程自動化，車輛不必減速繳費而可快速通過，由于其具有消除收費站附近車輛延遲、節省人工及簡化收費手續等優點。近年來已經逐漸在歐美各國的收費公路上布設使用，我國也有許多地方開始使用電子收費系統。電子收費系統的重要應用領域有兩個，其一為征收道路通行費，其目的是為回收興建道路所投入的工程成本，是基于財務上的目的，常見的為高速公路、橋，是梁與隧道的收取通行費；其二為道路定價（以降低社會成本為目的，藉由征收“擁擠費”的方式來改變擁擠地區年至年間車輛的交通行為，以舒緩交通擁擠為目標，）香港實施的電子式道路定價就是以此為出發點。

2.1 電子收費車道交通工程措施

隨著電子收費制度的逐步研發與測試，在不久的將來，收費系統即將邁入另一個嶄新的新紀元，然而，使用智能科技之前，更重要的是應有完善計劃與相關設施的配合，而這其中，法規的規定與執行的配合度，將是關鍵。以下即以與目前相關的法規規定，從交通工程設計與執行現況，就車道的配置、交通管制設施（標志、標線等）以及配合性執法的難易度等，加以整理分析，希望能針對有關問題，進一步研究后續的相應對策。

2.2 車道配置的探討

有關電子收費車道配置原則，除需考慮通行能力、服務水準及車流交織的安全性外，整體性的交通管理及重車過磅等諸多復雜因素，也必須加以考慮。目前收費廣場小型車電子收費車道位于最內側車道，若依此設計，高峰時段將無法使用調撥車道，可能降低其機動性，因此，一種觀點傾向將小型車電子收費車道設于小型車最外側車道，而大型車電子收費車道設于最外側第二車道，這樣相對減少大型車的交織距離，而不論何種方式，均會造成電子收費大型車與最外側車道的大型車輛交織的情形，究竟何種配置形式較佳，應根據實際情況確定。

2.3 標志的探討

由于電子收費車道的特殊需求，目前相關收費站的標志設施，均必須重新規劃考慮，其主要考慮的問題是標志的位置、顏色、形式及功能，由于電子收費系統在目前是一個比較新的項目，所以缺乏必要的規范和實踐，國外資料多要求在距收費亭約處的中央分隔島設置有綠底白字“電子收費”字樣的懸臂式指示標志，顏色、字體、字高和反光性能應符合國標《道路交通標志》的要求，如能夠設計出更為醒目且容易辨認的標志也是可以探討的。

2.4 標線的探討

主要應考慮其顏色、劃設方式及功能分類，例如目前收費站前大多有減速標線的劃設，以提醒道路使用者減速停車繳費，未來設置電子收費車道后，該類標線即已不符合需求，當應重新劃設，然而是否取消減速標線并不是一概而論的，必須加以探討。

2.5 電子收費車道設置形式與功能分析

收費站干擾車流運作的情形，長久以來一直被認為是無法避免的問題，甚至被視為是高速公路車流運作不順暢，而導致車流延滯的主因。

結束語

高速公路電子收費系統的實施，除了象征收費制度上一項新的改革、新技術的提升外，更重要的，應是一種觀念上的創新、科技上的整合，同時更是一項與全體道路使用者息息相關的措施。所以，對于新措施的實施成功與否，道路使用者的接受度、配合度與支持度，都是我們在設計之時要考慮的重要因素。

[1]宗嚴復.規范公路收費行為.嚴格公路收費管理[J].湖北財稅，1995-12-15.

[2]周國光，李顏娟.規范公路收費權轉讓行為的政策研究[M].中國公路學報，2005-12-30.