高速公路ETC門(mén)架系統(tǒng)運(yùn)維分析

胡志偉

（福建省高速公路集團(tuán)有限公司莆田管理分公司機(jī)電維護(hù)中心，福建莆田 351100）

0 引言

ETC 門(mén)架系統(tǒng)運(yùn)維管理質(zhì)量會(huì)對(duì)計(jì)費(fèi)收費(fèi)的精準(zhǔn)性、路網(wǎng)的運(yùn)行效率、高速公路的服務(wù)水平和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生直接影響。在ETC 門(mén)架系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，如果出現(xiàn)運(yùn)行故障，就無(wú)法全面采集、識(shí)別車輛通行數(shù)據(jù)，出現(xiàn)計(jì)費(fèi)不精準(zhǔn)、交易不成功等問(wèn)題，不僅會(huì)產(chǎn)生收費(fèi)爭(zhēng)議，影響出行體驗(yàn)，也會(huì)導(dǎo)致高速公路收費(fèi)損失，影響運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益，甚至?xí)l(fā)高速出口交通擁堵等情況，影響高速公路通行效率。所以，在高速公路運(yùn)營(yíng)管理中，需要做好ETC 門(mén)架系統(tǒng)的運(yùn)維工作，采取科學(xué)有效的運(yùn)維措施，依托智能化的運(yùn)維手段加強(qiáng)運(yùn)維能力建設(shè)，優(yōu)化運(yùn)維管理水平，及時(shí)高效地解決系統(tǒng)運(yùn)行故障，確保系統(tǒng)始終處于良好穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，從而提高ETC 門(mén)架系統(tǒng)識(shí)別的準(zhǔn)確性，有效降低系統(tǒng)故障發(fā)生率，全力保障高速公路的運(yùn)行效率、經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。

1 高速公路ETC 門(mén)架系統(tǒng)的特點(diǎn)

近年來(lái)，國(guó)家逐步取消高速公路省界收費(fèi)站，高強(qiáng)度推廣ETC 門(mén)架系統(tǒng)，順利轉(zhuǎn)變新、舊計(jì)費(fèi)方式和運(yùn)營(yíng)模式，大大提高高速公路路網(wǎng)運(yùn)行效率，加速實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)通行、一路暢通、一腳油門(mén)踩到底。ETC 門(mén)架系統(tǒng)包含多個(gè)功能模塊，如車牌識(shí)別、視頻監(jiān)控、分段計(jì)費(fèi)等，主要利用射頻裝置精準(zhǔn)而全面地讀取車載ETC 及CPC 卡內(nèi)信息，對(duì)車型、車輛行駛路徑等信息進(jìn)行詳細(xì)而準(zhǔn)確的記錄，為自動(dòng)計(jì)費(fèi)收費(fèi)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。當(dāng)車輛行駛通過(guò)高速公路ETC 門(mén)架時(shí)，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)讀取ETC 卡或CPC 卡內(nèi)信息，同時(shí)寫(xiě)入當(dāng)前經(jīng)過(guò)的門(mén)架信息，不需要停車，也不需要減慢汽車的行駛速度就可以完成計(jì)費(fèi)收費(fèi)，使通行效率大大提升，減少了交通擁堵情況[1]。無(wú)論是對(duì)于駕駛?cè)藛T還是對(duì)于收費(fèi)站的工作人員而言，ETC 門(mén)架系統(tǒng)都為其提供極大的便利；而對(duì)于公路行業(yè)而言，ETC門(mén)架系統(tǒng)提升了行業(yè)的管理水平和服務(wù)水平，為行業(yè)的智慧發(fā)展提供強(qiáng)大助力。在實(shí)際應(yīng)用中，高速公路ETC 門(mén)架系統(tǒng)有著顯著的應(yīng)用特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

第一，廣泛的維護(hù)范圍。目前，ETC 門(mén)架系統(tǒng)廣泛布設(shè)在各個(gè)高速公路收費(fèi)站互通及樞紐互通，逐步成為高速公路新計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的核心。相比于傳統(tǒng)的收費(fèi)系統(tǒng)，ETC 門(mén)架系統(tǒng)外場(chǎng)設(shè)備點(diǎn)位眾多，因此加大了點(diǎn)位運(yùn)行維護(hù)的體量。而且所使用的機(jī)電設(shè)備種類多樣化，機(jī)電系統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)水平領(lǐng)先于行業(yè)前沿，因此對(duì)系統(tǒng)運(yùn)維管理質(zhì)量、管理標(biāo)準(zhǔn)、管理流程提出規(guī)范性要求，以滿足實(shí)際工作所需[2]。

第二，便于維護(hù)，維護(hù)難度降低。ETC 門(mén)架在運(yùn)行過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障，而它距離地面有一定高度，如何提高維護(hù)效率、確保維護(hù)安全性就成為行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。現(xiàn)階段，為了方便維護(hù)，提高維護(hù)效率，部分ETC 門(mén)架采用可伸縮爬梯，維護(hù)人員可以通過(guò)伸縮爬梯直接爬上門(mén)架進(jìn)行維護(hù)工作，無(wú)須再另外自帶爬梯，有力保證了維護(hù)人員的生命安全，也縮短了維修維護(hù)時(shí)間。

第三，較高的運(yùn)行保障。高速公路ETC 門(mén)架系統(tǒng)是全國(guó)通用的，實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。為了確保收費(fèi)模式、收費(fèi)業(yè)務(wù)的正常持續(xù)運(yùn)行，對(duì)ETC 門(mén)架系統(tǒng)的運(yùn)行保障提出嚴(yán)格要求。只有確保ETC 門(mén)架系統(tǒng)運(yùn)行的持續(xù)性、穩(wěn)定性和安全性，才能全面準(zhǔn)確地讀取通行車輛的數(shù)據(jù)信息，確保計(jì)費(fèi)收費(fèi)的準(zhǔn)確性。而ETC門(mén)架系統(tǒng)面臨著復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境，涵蓋了大量的機(jī)電設(shè)備，要想保證ETC 門(mén)架系統(tǒng)始終處于可靠的運(yùn)行狀態(tài)，就需要定期開(kāi)展維修維護(hù)工作和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作，及時(shí)消除故障隱患。

第四，數(shù)據(jù)處理難度加大。目前，已然進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，在科技賦能、數(shù)字賦能的背景下，交通運(yùn)輸行業(yè)與大數(shù)據(jù)資源深度融合共享，每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息量極其龐大，處于爆發(fā)式增長(zhǎng)狀態(tài)，進(jìn)一步加大數(shù)據(jù)的處理難度，因此要求ETC 門(mén)架系統(tǒng)具有極高的運(yùn)行能力和數(shù)據(jù)處理能力。ETC 門(mén)架系統(tǒng)不僅需要采集車輛通行數(shù)據(jù)，還需要有效處理、深入分析以及深度挖掘有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)運(yùn)維管理決策的制定提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持，促使智慧交通發(fā)展加速度，為交通行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供重要引擎[3]。

2 高速公路ETC 門(mén)架系統(tǒng)運(yùn)維要點(diǎn)

2.1 日常巡檢

雖然相關(guān)管理部門(mén)會(huì)將ETC 門(mén)架系統(tǒng)的連通情況和相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)定期發(fā)布出來(lái)，但是，受到多種因素的影響，ETC 門(mén)架系統(tǒng)還是會(huì)發(fā)生故障，為了提高排障效率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決ETC 門(mén)架系統(tǒng)存在的安全隱患，需要落實(shí)高速公路ETC 門(mén)架系統(tǒng)巡檢工作，按照日常性巡檢和周期性巡檢兩種方式展開(kāi)，在整個(gè)巡檢過(guò)程中詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)信息，形成完整的巡檢書(shū)面報(bào)告，方便存儲(chǔ)管理，并為下一次的運(yùn)維工作開(kāi)展提供有效參考。通過(guò)開(kāi)展日常巡檢工作，不僅能夠了解ETC 門(mén)架系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和通信鏈路情況，還能對(duì)供電情況和異常問(wèn)題進(jìn)行合理判斷，提前發(fā)現(xiàn)潛在故障[4]。周期性巡檢則可以按月、按季度、按年開(kāi)展，結(jié)合肉眼觀察、儀器檢測(cè)等相關(guān)手段，對(duì)ETC 門(mén)架系統(tǒng)的安全隱患、運(yùn)行異常進(jìn)行全面排查，結(jié)合實(shí)際巡檢情況制訂有針對(duì)性的運(yùn)維保養(yǎng)方案，確保ETC 門(mén)架系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。在ETC 門(mén)架系統(tǒng)運(yùn)維管理中，日常巡檢次數(shù)多、頻率高，主要依托于相關(guān)檢測(cè)系統(tǒng)和工具有序?qū)嵤┳鳂I(yè)。

2.1.1 ETC 門(mén)架運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

為了提高各機(jī)電設(shè)備的日常巡檢效率，減輕運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，已研發(fā)設(shè)計(jì)使用ETC 門(mén)架運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，統(tǒng)一化、集中化、一體化管理、監(jiān)測(cè)轄區(qū)范圍內(nèi)所有的ETC 門(mén)架的運(yùn)行狀態(tài)。ETC 門(mén)架運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)細(xì)致劃分多個(gè)功能模塊，包括設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)顯示、報(bào)表數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、查詢告警、運(yùn)營(yíng)健康狀態(tài)趨勢(shì)等等，充分滿足了巡檢工作需求。當(dāng)技術(shù)人員登錄該系統(tǒng)后，就可以直觀而詳細(xì)地看到各個(gè)ETC 門(mén)架的實(shí)際運(yùn)行情況，以不同的顏色對(duì)不同設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行區(qū)分展示，便于明確異常門(mén)架的位置信息，第一時(shí)間開(kāi)展故障排查工作，找到故障的具體原因并制定相對(duì)應(yīng)的解決措施，徹底消除故障隱患，提高設(shè)備故障排查效率。ETC 門(mén)架運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體功能應(yīng)用如下：

第一，對(duì)所有門(mén)架系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，包括門(mén)架系統(tǒng)是否正常啟用、通信信號(hào)是否正常無(wú)誤等。

第二，對(duì)各項(xiàng)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包括機(jī)柜溫濕度是否符合要求、蓄電池是否有電、市電供電是否正常等。

第三，對(duì)之前故障隱患出現(xiàn)的時(shí)間進(jìn)行詳細(xì)記錄，支持查詢告警列表等記錄，便于技術(shù)人員處理告警信息，溯源告警處理，科學(xué)診斷交通健康狀況。

2.1.2 服務(wù)器輔助頁(yè)面

技術(shù)人員可以打開(kāi)瀏覽器，輸入自己的安全賬號(hào)和登錄密碼，直接進(jìn)入服務(wù)器輔助頁(yè)面，對(duì)各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行日志等進(jìn)行詳細(xì)瀏覽，掌握各設(shè)備以往的運(yùn)行狀態(tài)和當(dāng)前的運(yùn)行情況，通過(guò)對(duì)比分析，提前察覺(jué)異常點(diǎn)[5]。服務(wù)器輔助頁(yè)面詳細(xì)劃分多個(gè)使用模塊，包括門(mén)架數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊、前端工控機(jī)日志模塊、RSU 日志模塊、車牌識(shí)別設(shè)備日志模塊等等，每個(gè)模塊有著不同的使用功能，滿足不同的查詢需求。

（1）門(mén)架數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊

對(duì)門(mén)架交易信息、心跳數(shù)據(jù)、車牌識(shí)別數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)信息的上傳情況進(jìn)行嚴(yán)格審查，確保各類數(shù)據(jù)信息完整上傳至服務(wù)器，避免數(shù)據(jù)信息堆積、數(shù)據(jù)上傳失敗等問(wèn)題的發(fā)生。

（2）前端工控機(jī)日志模塊

主要是對(duì)設(shè)施設(shè)備的北斗授時(shí)情況、軟件版本號(hào)以及計(jì)算機(jī)模塊版本等進(jìn)行嚴(yán)格審查，以掌握前端工控機(jī)的心跳狀況。

（3）RSU 日志模塊

通過(guò)服務(wù)器詳細(xì)查看、瀏覽各個(gè)RSU 系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)、設(shè)備溫度是否有異常、PSAM 卡運(yùn)行狀態(tài)是否正常穩(wěn)定等，便于全面掌握RSU 系統(tǒng)整體的心跳數(shù)據(jù)信息。

（4）車牌識(shí)別設(shè)備日志模塊

查看每個(gè)車牌識(shí)別設(shè)備的識(shí)別成功率和每日識(shí)別流水量。

2.1.3 門(mén)架數(shù)據(jù)查詢監(jiān)測(cè)工具

門(mén)架數(shù)據(jù)查詢監(jiān)測(cè)工具能夠?qū)Ω鱾€(gè)設(shè)備的實(shí)際通行情況進(jìn)行精準(zhǔn)了解和定位，及時(shí)排查故障設(shè)備位置，精準(zhǔn)定位故障點(diǎn)，便于技術(shù)人員高效響應(yīng)、及時(shí)處理故障，從而縮短故障處理時(shí)間，提高處理效率。在實(shí)際應(yīng)用中，可以有效連接終端數(shù)據(jù)庫(kù)和門(mén)架數(shù)據(jù)查詢監(jiān)測(cè)工具，技術(shù)人員不僅可以掌握了解各個(gè)門(mén)架對(duì)應(yīng)的RSU 天線的在線狀態(tài)，也能對(duì)車牌識(shí)別設(shè)備的在線情況進(jìn)行及時(shí)查詢，避免出現(xiàn)設(shè)備掉線、不在線等情況。此外，該系統(tǒng)中還包含一個(gè)匯總信息的隱藏模塊，可以對(duì)天線、車牌識(shí)別設(shè)備的全部交易數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理，有力支持門(mén)架運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 故障維修

ETC 門(mén)架系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性會(huì)對(duì)通行費(fèi)的正常收取產(chǎn)生直接影響，密切關(guān)系著高速公路的運(yùn)營(yíng)效益。如果ETC 門(mén)架系統(tǒng)存在運(yùn)行異常或者運(yùn)行故障，很可能無(wú)法精準(zhǔn)識(shí)別信息，出現(xiàn)交易不成功的情況，導(dǎo)致高速公路通行費(fèi)的流失。所以，當(dāng)ETC門(mén)架系統(tǒng)出現(xiàn)異常問(wèn)題時(shí)，技術(shù)人員必須第一時(shí)間抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，采取有效的檢測(cè)手段及時(shí)找到故障位置和故障原因，開(kāi)展相應(yīng)的維修維護(hù)工作，確保ETC 門(mén)架系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常，避免帶來(lái)不良影響[6]。

2.2.1 備件儲(chǔ)備

正常情況下，當(dāng)ETC 門(mén)架系統(tǒng)的設(shè)施設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，技術(shù)人員基本不需要抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，可以直接利用服務(wù)器開(kāi)展遠(yuǎn)程運(yùn)維工作，提高運(yùn)維效率。在遠(yuǎn)程運(yùn)維下，如果仍舊不能徹底處理故障問(wèn)題，就需要及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，逐一排查，確保全面徹底地清除運(yùn)行故障。在ETC 門(mén)架系統(tǒng)中，工控機(jī)、RSU 天線、車牌識(shí)別設(shè)備等前端設(shè)備如果沒(méi)有進(jìn)行冗余安全保護(hù)處理，則各個(gè)機(jī)電維護(hù)站需要對(duì)設(shè)備數(shù)量、故障發(fā)生頻率進(jìn)行綜合分析，針對(duì)故障頻率高的設(shè)備或關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行冗余配置，合理儲(chǔ)備備件。當(dāng)ETC 門(mén)架系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，冗余配置的設(shè)備或部件就可以發(fā)揮備援、應(yīng)急處理作用，及時(shí)介入以承擔(dān)故障設(shè)備的運(yùn)行工作，使系統(tǒng)的故障時(shí)間大大縮短。

此外，針對(duì)ETC 門(mén)架的后端設(shè)備，由于使用數(shù)量不多，加上采購(gòu)價(jià)格高昂，各個(gè)機(jī)電維護(hù)站可以結(jié)合實(shí)際情況集中少量采購(gòu)備件備品，達(dá)到有效控制采購(gòu)成本的目的。

2.2.2 應(yīng)急搶修

在ETC 門(mén)架系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，如果因意外情況切斷通信光纜和外部供電，或者出現(xiàn)惡劣的天氣和嚴(yán)重的自然災(zāi)害，就會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的系統(tǒng)運(yùn)行故障，導(dǎo)致ETC 門(mén)架系統(tǒng)無(wú)法正常工作。而由于故障面積過(guò)大、范圍較廣，技術(shù)人員不能在要求時(shí)間內(nèi)消除故障，此種故障則可以定義為重大故障。當(dāng)發(fā)生重大故障時(shí)，需要調(diào)動(dòng)轄區(qū)內(nèi)的全部技術(shù)力量及時(shí)抵達(dá)故障現(xiàn)場(chǎng)，首先搶修保障性設(shè)備，盡快恢復(fù)門(mén)架系統(tǒng)的正常運(yùn)行，然后再?gòu)氐仔迯?fù)其他故障，將整體設(shè)備性能調(diào)節(jié)到最優(yōu)。如果變電站存在市電供電不正常的問(wèn)題，則可以直接采取一體化機(jī)柜UPS 應(yīng)急供電方式。此種供電方式可以為ETC 門(mén)架系統(tǒng)運(yùn)行工作提供10h 的支撐時(shí)間，確保門(mén)架系統(tǒng)正常運(yùn)作的同時(shí)便于及時(shí)開(kāi)展維修維護(hù)工作。由于周邊的收費(fèi)站、隧道變電所等是ETC 門(mén)架系統(tǒng)主要的電力來(lái)源，所以，當(dāng)供電出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，為了提供持續(xù)性供電，保證門(mén)架系統(tǒng)的正常工作，也可以臨時(shí)性采用配電房柴油發(fā)電機(jī)供電方式，然后再對(duì)供電線路、變壓器、抽屜柜等設(shè)施設(shè)備進(jìn)行逐一排查，消除故障隱患。此外，還可以引入新能源光伏供電系統(tǒng)，在ETC 門(mén)架的頂部空間安裝光伏組件，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電能，再逆變?yōu)榧儍舻慕涣麟姽〦TC 門(mén)架使用，為ETC 門(mén)架提供純凈優(yōu)質(zhì)的交流電，既能增加應(yīng)急備電，也能減少碳排放，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能目標(biāo)，這也符合現(xiàn)階段“碳達(dá)峰、碳中和”時(shí)代背景下的綠色發(fā)展要求。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，與普通收費(fèi)車道所使用的系統(tǒng)相比，ETC 門(mén)架系統(tǒng)更具復(fù)雜性、系統(tǒng)性以及專業(yè)性，它的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)都在原有基礎(chǔ)上得到大幅度提升，整體科技含量更高。雖然ETC 門(mén)架系統(tǒng)能夠更好地支撐高速公路的正常運(yùn)行，但是也隨之增加了日常維修維護(hù)的管理難度，對(duì)運(yùn)維人員的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平提出更高的要求。隨著高速公路收費(fèi)模式改革的實(shí)施推進(jìn)，ETC 門(mén)架系統(tǒng)的全面普及應(yīng)用，傳統(tǒng)的運(yùn)維管理方式已經(jīng)不能滿足實(shí)際工作需求，也跟不上時(shí)代發(fā)展要求。所以，需要全面研究分析高速公路ETC 門(mén)架系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)管理方式和具體手段，進(jìn)一步加強(qiáng)ETC 門(mén)架系統(tǒng)的運(yùn)維管理，確保ETC 門(mén)架系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，顯著提高高速公路路網(wǎng)運(yùn)行效率和運(yùn)行質(zhì)量，更好地為社會(huì)公眾提供高質(zhì)量服務(wù)。