高速公路無人值守車道的研究與應用

王先有

關鍵詞：高速通行；無人值守；高速收費；高速發卡；ETC；MTC

1引言

從2020年1月1日零時起，全國29個聯網省份的487個省界收費站全部取消，全國高速公路收費正式形成“一張網”，取消省界收費站的意義在于徹底解決高速公路交通擁堵，提升高速公路通行效率；節能減排，降低車輛運營成本，減少尾氣排放：減少高速公路運營投入，降低高速公路投資者、經營管理者和用戶成本：有助于加快智慧公路建設，促進高速公路高質量發展和運營服務水平提升。目前，高速公路收費行業已經與大數據、互聯網、人工智能、區塊鏈、超級計算等新技術深度融合，高速公路出口支持多種支付方式，運營公司及用戶已經體驗到信息化技術給交通帶來的各種便利，同時解決了高速公路收費慢、車輛通行效率低的問題。但在降低高速公路運營公司運營成本方面仍然存在很大的空間，主要表現如下。

（1）據不完全統計，截至2020那年10月26日，全國高速公路ETC使用率僅為65.98%，意味著超三分之一的車輛還是使用MTC（人工半自動收費車道）通行，因此運營公司在MTC車道上的人力投入還是居高不下。

（2）目前，廣西高速公路實現“縣縣通”后，部分收費站位置偏遠、車流量少，工作人員卻不能少，導致高速公路的運營成本增加。

（3）特情車輛進入ETC車道，降低了ETC車道的通行效率，需要人工介入處理ETC車輛。

（4） MTC車道一個人只能操作單條車道，無法進行跨車道作業。

（5）ETC車輛在交易過程中會出現特情的情況，需要人工介入處理。

2總體技術架構

為降低各高速公路運營公司的運營成本，采用無人值守方式、遠程集中監控、一人同時監管多個車道，以實現降低收費站的人力投入，系統整體技術結構如圖1所示，主要包括車道遠程控制系統、出口自助繳費、人口自助發卡、設備控制、收費系統、車輛檔案、稽查系統。

2.1集中監控

在每個路段公司的集中監控中心部署一套無人值守服務，采用Socket遠程連接車道自助發卡機和車道自助繳費機，實現遠程監控各個收費站的無人值守車道，收費班長可以通過視頻遠程查看各個無人值守車道的現場情況，同時監控設備支持特殊事件檢測上報功能，當出現車輛沖卡、欄桿砸車、人員闖入、貨物散落等事件，系統會自動上報事件并提示遠程監控的收費班長。

2.2遠程控制

監控室的收費員可以通過遠程值守的PC端或者移動端實現對現場各車道的控制，在通過視頻確認車道現場安全的情況下，收費員可以遠程操作車道上下班、車道頂棚燈、車道欄桿機等外部設備。

2.3遠程特情處理

無人值守車道的核心功能是可以支持遠程處理車道交易的特情，主要處理車輛無法正常通行的特殊情況。常見的特情有：廣西區黑名單、全國稽核黑名單、車輛高速通行超時、車輛U轉、ETC余額不足。車輛在交易過程中出現特情時，無法自助完成通行交易，需要人工介入處理，當車道通過Socket向無人值守服務推送特情報警時，監控室收費班長接收到特情則進行遠程視頻，與司機進行通話確認特情情況，確認完成則開始處理特情，使車輛快速完成交易并通行[1]。

2.4智能客服

無人值守車道內置了智能客服，可以和司機進行互動，回答司機在高速出行的過程中的疑問，常見交互有轉人工客服、前方高速情況、通行費預估、服務器等。

2.5收費車輛實時監測

通過遠程無人值守系統，可以查看路段內車輛行駛軌跡、計費信息（路徑、車型、軸數）、收費狀態（省內收費站出或省界門架出）、清分狀態，進而使運營公司可以快速掌握所管轄收費站的應收情況。

2.6車輛檔案

車輛通行至無人值守車道，系統會通過車牌和車牌顏色快速獲取車輛的檔案信息，為無人值守車道收費提供輔助的核驗信息，以減少車輛逃費情況，減輕后期的稽核壓力。

3系統設計及實現

該系統具有較強的移植性，任意一個收費站或多個收費站都可以匯聚到同一個遠程值守服務，能夠有效應對不同規模運營公司的運營模式。遠程值守服務采用集中服務部署的方式，運營公司確認需要集中遠程值守的收費站及車道，并將相關收費站以及車道配置下發到遠程值守服務，遠程服務在啟動時將遠程值守的數據進行加載并連接到對應車道進行控制。遠程值守主要由如下幾個獨立的子模塊組成，分別是用戶管理模塊、數據同步模塊、設備異常模塊、特情待辦模塊、特情處理模塊、車輛檔案模塊、車道控制模塊、視頻對講模塊、視頻對講模塊、智能客服模塊等[2-3]。

3.1用戶管理模塊

用戶管理模塊主要對用戶的賬號、密碼、角色、權限進行管理，實現各個用戶之間的數據隔離以及分級管理，在設計上采用基于角色的訪問控制（RABC）。例如，收費員角色具有車道上下班以及收費的權限，收費班長角色具有收費員的權限同時具有特情授權的權限。

3.2數據同步模塊

數據同步主要是同步省中心下發的各種配置，如當前無人值守系統所管轄的收費站以及車道的范圍、全國收費站和車道的基礎信息、全國稽查黑名單等，這個數據同步模塊為無人值守業務提供數據支持。

3.3設備異常模塊

設備異常模塊主要是監控無人值守系統管轄車道的外部硬件設備的狀態，當車道的外部設備狀態出現異常時，將自動上報外設異常情況，讓收費員實時掌握遠程車道外設的使用情況。

3.4特情待辦模塊

特情待辦模塊主要是展示當前管轄車道出現的所有收費特情，具體如圖2所示，以便收費員實時掌握遠程收費車道現場的情況。當收費車道現場出現收費特情日寸，特情待辦列表將收費車道的特情類型，以及車道等信息展示給遠程收費員，收費員點擊對應特情即可進入對應特情處理頁面進行特情處理，同時特情待辦頁面會監控各車道設備的運行情況，設備出現異常將自動展示設備異常的車道以及出現異常的時間點，讓收費員實時掌握遠程車道情況。

3.5特情處理模塊

特情處理模塊主要是用于處理車道現場特情，具體如圖3所示。當車道出現特情時，遠程值守人員迅速進入特情處理模塊接管車道，然后按照特情操作規范處理車輛特情，主要支持的特情如表1所列。

4應用效果分析

目前，廣西已經在螃圩、向陽、大新北等收費站試點高速公路無人值守車道，經過一段時間的磨合與調整，系統已趨于穩定運行的工作狀態，雖然目前收費站沒有完全按照前期規劃降本增效的方案執行，但在一定程度上已經降低了收費站的運營成本。對于無人值守車道的使用，短期目標是實現如下效果。按照規模為“3個人口+3個出口”的收費站進行人員配比，使用高速公路遠程無人車道前，收費站人員需求總數大致為29人，使用高速公路無人值守車道后，收費站人員需求總數大致為14人，這將在很大程度上實現對收費站運營管理的降本增效，每個收費站也可根據具體運營情況進行相應調整。

5結束語

廣西高速公路作為廣西交通運輸體系的重要組成部分，廣西經濟的發展和廣西高速公路的發展二者相輔相成，缺一不可。為后疫情時代經濟體系復蘇注入新動能，降低高速公路的運營成本，提升高速公路進出口車輛通行效率，進一步實現高速公路收費站無人值守或少人值守，并建立一套完善的無人值守車道運營管理體系變得日趨重要且必要?；诖?，本文提出應用人工智能、云計算、大數據等技術，建立一套完善的高速公路無人值守車道體系，以逐步實現收費站的少人化或無人化，從而助力經濟發展。