小議取消省界收費站工程ETC門架機電系統方案

宋 博

（陜西高速電子工程有限公司，陜西 西安 710000）

1 目標定位

ETC門架系統是取消省界收費站、實現電子不停車收費的重要設施。其具備通行車輛分段計費、流量調查等功能，實現車輛快速不停車通過和精確計費。

圍繞高速公路聯網收費發展目標，在總結2018年取消高速公路省界收費站試點工作經驗的基礎上，結合我國高速公路建設、運營和收費技術發展現狀，明確提出實現電子不停車快捷收費（ETC）、輔以車牌圖像識別、多種支付手段融合應用的技術路徑。該技術路徑存在兩個重要前提條件：一是同步建立強有力的聯合稽查和信用管理體系，加強跨部門協作，保障取消高速公路省界收費站后全國聯網收費秩序穩定，創造良好的高速公路出行環境；二是全力推動ETC用戶發展，提高ETC普及率和使用率，實現不停車快捷收費的同時，減少人工收費比例，降低聯網收費運營風險。

2 ETC門架實施后的技術方案

1）同時支持雙片式OBU、單片式OBU和5.8GHz復合通行卡交易處理流程。

2）自動識別所有通行車輛（包括ETC車輛和MTC車輛）前后車牌顏色和車牌號碼，經系統自動識別后，可由人工核對修正，將所有識別出的車牌顏色、車牌號碼和時間、門架信息及車輛圖像信息（二進制圖片）等形成圖像流水記錄表，圖片信息及圖像流水記錄表在本地進行存儲，并上傳至站級服務器及省中心。

3）實現ETC車輛分段計 費扣費，形成ETC交易流水，若扣費失敗，應形成ETC通行記錄。系統將ETC交易流水、ETC通行記錄、圖像流水記錄進行自動匹配后，可由人工核對修正，篩選出扣費失敗ETC車輛的圖像流水記錄，實時上傳至陜西省高速公路收費管理中心系統。

4）實現MTC車輛分段計費。將計費信息寫入CPC卡內，形成CPC卡通行記錄（包括計費信息）。系統將CPC卡通行記錄、圖像流水記錄及時上傳至陜西省高速公路收費管理中心系統和部聯網中心系統。

5）具備自檢、在線程序和應用更新功能，并將ETC門架系統及設備狀態信息實時發送至陜西省高速公路收費管理中心系統和部聯網中心系統，主要包括但不限于：車道控制器CPU、內存、硬盤的占用率，關鍵設備 （PCI密碼卡、RSU、車牌圖像識別設備）在線狀態及工作狀態（如RSU發射、接收工作狀態），機柜溫度、濕度、防盜，供電和通信網絡工作狀態。

6）接收并更新陜西省高速公路收費管理中心系統逐級下發的ETC門架相關系統參數。

7）區間測速，可基于車輛通過時間來計算車輛在該路段上的平均行駛速度。

8）交調功能，可對交通流量等數據進行及時有效的采集。當車輛通過檢測區域以后，系統會根據相關局部特征，重構車輛輪廓，從而進行車型識別、數據存儲以及打包，并將統計的數據進行上傳，滿足高速公路交通情況調查工作的需要。

9）外場監控，對外場情況進行監視，掌握高速公路交通狀況，及時發現交通阻塞、突發事件和特殊事件等，并進行觀察和記錄。

10）圖片檢索，通過查詢車輛車牌號碼、車牌顏色等數據可對ETC門架系統產生的圖像數據進行檢索，得出相應的圖像流水數據。

11）與北斗授時時鐘同步，精準記錄每個卡點時間。

3 門架收費原則

1）ETC車輛利用門架計費，后臺稽核補費；2）現金收費門架計費，出口收費；3）信用機制減少惡意逃費

4 現實面臨的風險

1）ETC發行量小，使用率低；2）出入口擁堵；3）漏費與惡意逃費；4）收費標準調整，分流普通路，通行費收入減少；5）缺乏技術驗證；6）入口拒超難。

5 具體ETC門架現場實施方案

1）ETC門架系統后臺系統，ETC門架系統后臺系統的服務器推薦采用2臺冗余熱備或1臺容錯服務器；2）ETC門架系統前端系統，多排冗余ETC門架系統，車道控制器、RSU和車牌圖像識別設備不需要進行冗余備份。

單排ETC門架系統，推薦對關鍵設備進行冗余備份，具體如下：1）車道控制器，車道控制器采用2臺，互為冗余熱備；2）RSU，3）布設原則，2+1車道使用4個RSU天線，3+1車道使用6個RSU天線，4+1車道使用8個天線。

l門架：每個車道中間安裝一臺RSU天線，每兩個行車道交界處安裝一臺冗余RSU天線。所有RSU天線均處于協同工作狀態。RSU控制器一主一備，互為冗余熱備。主備RSU控制器分別使用獨立的IP地址與ETC門架系統車道控制器或后臺系統進行通信。主備RSU控制器之間進行通信以確認相互工作狀態。

l RSU控制器與RSU天線之間的通信，1）網口：兩個冗余工業交換機，一個連接 編號為奇數的RSU天線，另一個連接編號為偶數的RSU天線；2）RS422接口：可采用主備RSU控制器分別控制全部RSU天線的模式；3）RSU設備供電采用冗余方案，設備布設及拓撲示意圖 以2+1車道（車道1、2+應急車道）為例，3+1車道、4+1車道參照執行。

6 結語

ETC門架系統工程是一個全國性的聯動工程，作為參建的一員有幸加入并具體參與了此項工程。目前硬件建設已基本實施到位，軟件的調試還在不斷的優化之中，相信在不久以后信用體系是根本，高速公路運營全國統一管理、全國的治超體系聯網將是大趨勢，快速繳費、快速通行，車輛身份識別，車路協同，將會更好的節約運營管理費。將開啟智慧高速新的里程。