高速公路智能收費(fèi)系統(tǒng)分析與展望

張敏?童曉晨

摘要： 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類社會(huì)逐漸步入了信息化、智能化的時(shí)代。對于高速公路運(yùn)營管理而言，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等應(yīng)用，可以有效的提高高速公路的運(yùn)營管理效率，進(jìn)一步推動(dòng)高速公路的可持續(xù)發(fā)展。本文對智能交通的特點(diǎn)及高速公路收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行概述，介紹了當(dāng)前高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的收費(fèi)模式，闡述收費(fèi)系統(tǒng)的智能化發(fā)展對于提高高速公路的通行率及社會(huì)效率具有重要的促進(jìn)作用。同時(shí)對未來智能收費(fèi)系統(tǒng)的發(fā)展作出展望。

關(guān)鍵詞：智能交通;高速公路;智能收費(fèi)

引言

高速公路的發(fā)展進(jìn)一步縮小了城市與城市之間距離，滿足了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。尤其是隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，高速公路里程數(shù)也呈現(xiàn)出爆炸式的增長。作為高速公路運(yùn)營管理的重要組成部分之一，收費(fèi)是解決高速公路建設(shè)和保養(yǎng)資金短缺的重要途徑。但是高速公路的收費(fèi)一定程度上影響了車輛的通行效率[1]。因此，研究分析高速公路聯(lián)網(wǎng)智能收費(fèi)的發(fā)展模式具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、收費(fèi)系統(tǒng)概述

（一）發(fā)展歷程

智能收費(fèi)系統(tǒng)作為智能交通系統(tǒng)的—部分，同時(shí)又是車輛自動(dòng)識別系統(tǒng)的一個(gè)重要應(yīng)用，在中國現(xiàn)階段有著廣闊的發(fā)展前景，這主要由于中國目前高等級公路建設(shè)的飛速發(fā)展和城市道路的多方投資建設(shè)。這使得收費(fèi)站設(shè)立非常多、布局不夠合理。當(dāng)車輛上路后為了交費(fèi)頻繁停車，這樣帶來了諸如收費(fèi)閘口噪音過高、空氣污染嚴(yán)重和降低路面通行能力等弊端。其次雖然傳統(tǒng)收費(fèi)方式已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了收費(fèi)管理微機(jī)化，但是在收費(fèi)路口還是現(xiàn)金交易多，人工干預(yù)多，這就造成了大量票款流失、管理混亂等現(xiàn)象，同時(shí)不便于政府的監(jiān)督管理。中國從90年代初開始智能收費(fèi)系統(tǒng)的研究，在交通部有關(guān)部門的支持下，交通部公路科學(xué)研究所對多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了大量的研究。

（二）現(xiàn)有智能收費(fèi)系統(tǒng)

ETC稱為電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)，該種聯(lián)網(wǎng)智能收費(fèi)模式主要是通過在車輛的前當(dāng)風(fēng)玻璃處安裝電子標(biāo)簽，插入具有付費(fèi)功能的交通卡，就可以讓車輛在低于40km/h的時(shí)速下，無需停車就可以直接通過收費(fèi)站，而相關(guān)的費(fèi)用直接會(huì)從卡中扣除，有效的緩解了車輛排隊(duì)收費(fèi)的現(xiàn)象。如果車輛的電子標(biāo)簽不符或者電子卡當(dāng)中的費(fèi)用不足以繳納通行費(fèi)用時(shí)，此時(shí)會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)報(bào)警功能，提醒車輛轉(zhuǎn)人工付費(fèi)通道通行。

ETC的系統(tǒng)包括三大子系統(tǒng)：第一，自動(dòng)車輛識別系統(tǒng)，是一種當(dāng)車輛通過檢測點(diǎn)時(shí)，不需要人為操作，系統(tǒng)能快速、準(zhǔn)確的識別車輛身份信息的技術(shù)。第二，自動(dòng)車輛分類系統(tǒng)，是指根據(jù)已制定的車輛分類標(biāo)準(zhǔn)，對通過收費(fèi)站的車輛進(jìn)行信息采集，并根據(jù)這些信息對車輛進(jìn)行自動(dòng)分類，以便按照車型進(jìn)行收費(fèi)。

基于GPS與GIS的收費(fèi)系統(tǒng)主要由4個(gè)子系統(tǒng)組成，包括第一GPS系統(tǒng)，用于接收GPS數(shù)據(jù)，定位車輛，利用MapX控件可以在電子地圖中繪制被控車輛狀態(tài)和車輛運(yùn)行軌跡。第二移動(dòng)通信系統(tǒng)，將GPS系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)以普通關(guān)系模式傳輸并存儲(chǔ)在GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。第三GIS系統(tǒng)，其中的電子地圖及數(shù)據(jù)可以包含所有收費(fèi)高速公路及其出口的空間位置信息及高速公路段落名稱、段落長度、所屬業(yè)主及收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)等屬性信息。第四收費(fèi)系統(tǒng)，將GPS系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)以臨時(shí)圖層顯示車輛和行車路線，與GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，自動(dòng)識別高速公路與國道，自動(dòng)根據(jù)車輛實(shí)際行駛的計(jì)費(fèi)道路進(jìn)行快捷準(zhǔn)確的計(jì)費(fèi)與結(jié)算。

二、智能收費(fèi)系統(tǒng)發(fā)展的意義

（一）高速公路聯(lián)網(wǎng)智能收費(fèi)建設(shè)的必要性

就目前我國高速公路路網(wǎng)來看，主要是由各條段高速公路建設(shè)運(yùn)營的基礎(chǔ)上逐步成型的，導(dǎo)致建設(shè)的時(shí)間、周期以及管理單位都不盡相同。為了滿足各管理單位的獨(dú)立管理需求，收費(fèi)管理設(shè)施的建設(shè)成為必然。但是隨著高速公路路網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，主線站點(diǎn)數(shù)量的增多，導(dǎo)致車輛在通行過程中往往會(huì)遇到多個(gè)收費(fèi)站，不僅給駕駛者帶來了諸多的不變，嚴(yán)重影響高速公路的通行效率，而且還增加了高速公路管理單位的管理負(fù)擔(dān)和成本支出。通過聯(lián)網(wǎng)智能收費(fèi)系統(tǒng)的搭建，解決了傳統(tǒng)人工、半人工收費(fèi)存在時(shí)間長、成本高、通行效率低等問題，有效的減少了車輛停車?yán)U費(fèi)的次數(shù)，改善了高速公路的交通擁堵現(xiàn)狀，同時(shí)還能有效的阻止貪污、亂收費(fèi)等行為的發(fā)生。由此可見，高速公路聯(lián)網(wǎng)智能收費(fèi)系統(tǒng)的建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（二）智能收費(fèi)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

第一，快捷收費(fèi)，工作效率提高。采用智能收費(fèi)系統(tǒng)，使得收費(fèi)操作可以在機(jī)器與機(jī)器之間通過電子信號快速地進(jìn)行，采用電子貨幣的付費(fèi)方式，避免了以往人與人之間現(xiàn)金交易的繁瑣。智能收費(fèi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了不停車收費(fèi)和收費(fèi)工作的自動(dòng)化，收費(fèi)時(shí)間大大縮短，收費(fèi)效率顯著提高，還可以減少收費(fèi)站的管理人員數(shù)量，降低收費(fèi)站運(yùn)營成本。

第二，收費(fèi)站的通行能力提高，減少收費(fèi)站路段的交通擁擠和堵塞。采用傳統(tǒng)的人工收費(fèi)方式，車輛在收費(fèi)站處必須停車，當(dāng)?shù)竭_(dá)車輛較多時(shí)，往往會(huì)造成收費(fèi)站車輛排長隊(duì)，通行能力大大降低。采用智能收費(fèi)系統(tǒng)后，車輛經(jīng)過收費(fèi)站時(shí)只需稍作減速，甚至可以保持高速行駛而不必停車，收費(fèi)口的通行能力大大提高。同時(shí)，采用智能收費(fèi)系統(tǒng)，道路管理部門可以采取更加靈活的工作方式，如根據(jù)不同的時(shí)段動(dòng)態(tài)地調(diào)整收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，以達(dá)到分散高峰流? 量的目的，促進(jìn)路網(wǎng)整體通行能力的提高。

第三，減少能源消耗和降低環(huán)境污染。由于駕駛?cè)藷o需停車?yán)U費(fèi)，收費(fèi)站的排隊(duì)等候現(xiàn)象得到緩解甚至消失，減少了車輛頻繁地制動(dòng)、啟動(dòng)過程，因而機(jī)件和輪胎的磨損減少，油耗也得到降低。車輛排放的廢氣自然減少，降低了環(huán)境污染。

（三）智能收費(fèi)系統(tǒng)發(fā)展趨勢及展望

綜上所述，傳統(tǒng)的人工收費(fèi)方式存在局限性，無法與現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需求相適應(yīng)，甚至成為我國高速公路事業(yè)發(fā)展的阻礙因素。基于此，需從高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的實(shí)際情況出發(fā)，提出可行的改進(jìn)措施，靈活引入先進(jìn)技術(shù)，提高收費(fèi)系統(tǒng)的智能化水平，以更好地服務(wù)于社會(huì)[5]。同時(shí)隨著高速公路網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對高速公路的運(yùn)營管理水平也提出了更高的要求。尤其是信息技術(shù)、智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步的提高了高速公路的運(yùn)營管理水平。

隨著智慧城市的發(fā)展和5G通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的不斷發(fā)展，未來的交通定能解放人類，實(shí)現(xiàn)最大程度上的智能化，為人類社會(huì)和發(fā)展效率的提供做出巨大貢獻(xiàn)，同時(shí)智能交通的發(fā)展也會(huì)很大程度上減少交通事故，遵循以人為本的理念，智能交通推動(dòng)的不止是交通的發(fā)展更是社會(huì)的發(fā)展，人類文明的進(jìn)步。

作者簡介：

張敏（1999.07—），女，漢族，浙江杭州人，學(xué)生，本科，單位：浙江師范大學(xué)工學(xué)院，交通運(yùn)輸專業(yè)。

童曉晨（2000.01—），男，漢族，浙江金華人，學(xué)生，本科，單位：浙江師范大學(xué)工學(xué)院，交通運(yùn)輸專業(yè)。