高速公路收費站ETC車道通行能力分析

摘要：隨著我國高速公路收費技術的發展，ETC收費地位日益重要。對于高速公路收費而言，ETC收費站能在改善傳統人工收費帶來的工作效率低等問題的同時，減少交通擁堵、車輛延誤的情況。所以高速公路收費站ETC的普及得到了高度重視與廣泛應用。但近年來，特別是2019年，從ETC使用爆發式增長的使用現狀可知，高速公路ETC收費在運行中仍存在一些問題，這些問題不僅阻礙收費站ETC的應用，而且不利于工作效率提升。基于此，有必要對高速公路收費站ETC車道通行能力進行分析。

關鍵詞：高速公路;收費站ETC;車道通行能力

1分析ETC車道運行中的問題

1.1 ETC電子標簽的適用性

各省在2019年ETC爆發式發展的同時，ETC電子標簽發行問題、標簽運算能力、ETC電子標簽質量問題呈現上升勢頭。由于路網中心組織的全國聯網收費的推進，各省收費系統兼容性進一步提高，解決了原來的相對獨立性和電子標簽的不通用性。由于電商等新方式的應急推廣，導致多種不規范的ETC電子標簽，表現為發行日期錯誤，車型判定錯誤，有效期發行錯誤等問題，成為標簽可用性的障礙。標簽運算能力主要表現為新計費模式下，天線對電子標簽寫入內容增多，每條車道平均交易時間由200ms延長至400ms，對車道通行能力有一定影響。ETC電子標簽質量問題主要表現電子標簽電源管理系統故障率越來越高，隨著門架計費模式的實施，原電子標簽只需要在出入口完成交互，現在在每個計費單元要完成交互，交互次數較原來具有指數量級的增加。對應的電子標簽的電源管理系統為適應當前模式，導致出現大面積標簽電源不足，出現不能通行狀況。

1.2 ETC后置車道的推廣與交易規則的沖突

在原ETC車道系統中，ETC車道一般采用前置ETC車道，當電子標簽車輛駛入ETC專用車道時，交易失敗可以直接駛入相鄰的人工車道處理。在2019年全國大面積增加ETC車道，使人工收費車道進一步減少。ETC專用車道均由原人工車道改造，一般采用后置車道模式。后置車道模式在前車交易不成功時糾錯能力較弱，造成通行的另一障礙。

1.3 ETC車道缺乏科學有效管理

現行的ETC車道管理系統中，采用的管理方式主要是單線模式的管理，當車道通行量達到最大化時極易出現交通混亂，主要表現有后車已完成交易，但前車仍沒有完成交易，造成車輛擁堵。另外，車主可能不了解ETC專用車道的模式，造成搶行、誤入。只有在誤入車輛退出后才可恢復正常使用。這些問題實質原因為ETC車道缺乏有效的管理。

2提升ETC車道通行能力的措施

2.1規范化ETC電子標簽的發展

ETC電子標簽的不可用很容易導致車輛出現等待延遲、擁堵的情況，為避免該類問題出現，必須加強對ETC電子標簽的制造、發行和使用進行規范化管理，以適應新的收費業態。規范化的ETC電子標簽管理不僅有利于促進ETC收費本身的發展，且在最大限度上提升ETC車道通行能力。

2.2 ETC專用通道設置方式

一般情況下，在考慮同方向的收費車道時，盡量采用左側面的第一條以及第二條車道，使之成為ETC的專用前置車道模式，具有一定的糾錯能力，避免缺少人工糾錯的情況下提高車道的可用性。其次，對于兩條專用ETC車道之間存在的道路干擾問題，可通過設置吸波涂料、車道同步等方式進行及時的解決，達到范圍的限制與管理。也可通過人工智能模式去發現臨道干擾模式，從而采取相應措施，完成錯誤交易的糾偏，提高收費的便捷性。

2.3完善ETC系統

根據相關的研究調查可知，我國在ETC通道的管理上，通常用的是普通天線模式管理系統。由于這種系統在實際應用中，很容易出現大量的跟車情況，甚至出現通信盲區等不良問題，現有普通天線模式管理系統存在有很多弊端，根本不利于ETC的實際應用。為改善這一現象，有關人員就必須完善ETC系統，為ETC收費站建立一個健全的相控陣天線管理模式系統。目前，相控陣天線ETC系統管理模式投入使用所帶來的優勢有：抗干擾能力強，通信范圍廣，車輛定位等，通過地面線圈配合，可實現在一定交易范圍中的多車輛同時交易。相控陣天線ETC系統利用電子標簽定位和隊列模式，有效防止跟車干擾，提高車輛運行速度，與ETC收費站的整體工作效率。

2.4加強ETC車道通行能力的計算

ETC車輛的折算系數。對于ETC車道的通行能力進行科學的分析計算，需要結合實際通行過程中的不同的車輛車型對ETC車道通行能力的影響，進行綜合性的分析與估算，通常以車輛的折算系數作為衡量的參考依據。通過對某一高速公路的收費站進行相關的統計，其數據結果是;小型車輛在交通流中的比例約占是80%，ETC車道中的小型車的通行比例是87%左右。結合以上分析，ETC的車道車輛折算系數中，標準車型主要是選用的小型車。不同車型對收費站通行能力的影響，主要是車輛的離開時間不同。結合實際的統計結果分析，小型車的車輛折算系數是1.0;大中型車的是1.4;特大型車的是1.8。

ETC的車道通行能力主要是指在理想的環境下，單條ETC車道在一定的時間以內，能最大程度的通過標準車輛的最大數量。結合實際ETC車輛的在進行通過收費站時，車輛的運行速度呈現的是拋物線性的變化過程，所以離開的時間是乘以一個時間區域內的0～1的具體調節系數，這樣能更為準確地計算出ETC車道的通行能力。其中的ETC車道的理想道路運行條件為：收費車道寬度≥3米，收費島長度≥30米，寬度≥2.2米，收費廣場一定要視野開闊，道路面平整整潔;ETC車道的理想交通條件為：車輛為單一的標準車型，且車距適當，無車輛誤入情況;理想的環境條件為：ETC系統不受各種因素干擾，如電子標簽的統一、無天線微波干擾等。

3結語

總之，為滿足人們出行要求，ETC收費帶給人們良好的出行體驗，相對要求也會越來越高。從業者面在對高速公路ETC收費通行存在的問題，必須采取有效措施，在提高新的收費模式下ETC收費站車道通行能力的同時，提高用戶的滿意度。

參考文獻：

[1]羅梓銘.高速公路混合收費站通行能力及車道配置研究[D].南昌：華東交通大學，2019.

[2]田冠允.河南省京港澳高速收費方式優化配置研究[D].北京：清華大學，2017.

（作者單位：遼寧艾特斯智能交通技術有限公司）

作者簡介：劉維（1984.9-），男，漢族，遼寧沈陽人，研究方向：高速公路智能交通監控、通信、收費相關。