高速公路收费站智能化收费运维系统

摘要：国道取消省级收费站后，实行新的收费模式。 收费站收费员人数不减反增，劳动强度加大。 本文探讨了撤站后收费站的智能化收费和运维，介绍了车道自助收费和收费站运维智能监控系统，减少了收费站的工作人员，是对提高高速公路运营管理水平和运营效率具有重要意义。 意义。

国道取消省级收费站后，实行新的收费模式，建立ETC龙门架系统，实现ETC车辆和MTC车辆分段计费，出口统一收费，高速公路入口超车控制。 Axis) 型通行费，一个国家高速公路网络运作。 撤站前，许多省份在入口处采用自动发卡系统，导致进口车型车牌准确率较低。 非现金自助缴费系统由于计费准确等问题，只能采用限高措施实现一等车的非现金自助缴费。 撤销省界收费站实行新收费模式后，原有非现金自助缴费系统和入口自动发卡系统均已停用，只有ETC车道不停车收费和人工收费对于混合车道。 目前，收费站整体智能化运维监控空白。 收费站机电设备种类繁多，数量众多。 车道设备、ETC门架系统、机房、院落、拥堵等设备故障未及时发现收费站etc通行数据分析，故障定位不准确。 保养维修不及时等问题。 收费站的收费人员数量不减反增。 人力资源成本在通行费运营成本中所占比例较大，企业人力资源成本不断上升。 公路公共服务社会形象已成为当前的当务之急。

一

整体系统设计

高速公路收费站智能收费运维系统由收费站车道智能收费、智能运维、庭院智能安保三部分组成。 车道智能收费包括出口自助缴费系统和入口自助发卡系统，实现混合车道出入口无人值守自助收费。 利用物联网技术建立高速公路收费站运行状态智能监控平台，实现对收费站车道、桅杆、机房、庭院、以及拥堵检测、监控数据、收费数据、收费站、院区车辆和人员进出数据在数据大屏平台上展示。 系统的功能设计如图1所示。

图1 系统功能设计框图 (1) 全机型智能自助发卡机和自助缴费机应用全机型智能自助发卡机分为上、下站。 上站供大车司机按按钮取卡或刷ETC卡，下站供小车司机按按钮取卡或刷ETC卡. 模块化设计，上下站不碰撞障碍物自动智能测距，方便司机取卡或刷ETC卡。 全款智能自助发卡机在多模车道收费软件系统控制下实现自助收卡。 全系智能自助缴费机分上下站。 上站供大型车司机插卡或刷ETC卡，下站供小型车司机插卡或刷ETC卡。 模块化设计，上下站自动智能测距伸缩，不撞障碍物，方便司机插刷ETC卡。 上下站共用一台打印机，自动切票，通过智能传票装置将车票发送到相应的上下站。 全系智能自助发卡机在多模车道收费软件系统控制下实现自助缴费。 (2)车型轴型判别大数据及移动支付云平台平台定期采集全省高速公路收费站的收费流量数据和ETC发行人的车辆信息，提取车牌、车型、车桥类型数据，当车辆通过各车型自助收费系统的车道时，该车道将车牌信息发送至大数据云平台进行车型轴型判别，可获取车辆类型和车轴类型信息，再与卡内信息和车型识别模型进行比对，不一致时，人工确认干预，完成车辆通行。

移动支付云平台服务支持微信、支付宝等主流支付方式。 服务器软件可与各车型自助收费系统的车道端软件通信交互。 对车道端发送的移动支付数据进行分析后，与第三方支付平台数据进行交互。 用户第三方支付平台账户扣除高速通行费，并将支付结果返回车道端。 移动支付云平台可提供通行费流量对账查询和汇总报表统计。 （3）多模车道收费软件及特殊情况处理系统软件 多模车道收费软件满足省界收费站取消后高速公路联网收费软件的要求，支持出口非自助现金支付入口处扫描二维码，自助发卡。 在移动支付平台、车型轴型判别大数据等后台系统的支持下，出口精准计费收费，入口精准写入车牌车型信息，实现ETC车辆自动通行。 特殊情况处理系统实时监控自助机设备状态、计费业务流数据和统计。 安装在掌上平板电脑上，实现出入口自助收费车道的统一管理。 ，特殊情况处理系统与多模式车道收费软件交互，当司机按下求助按钮时，可与自助机设备实现语音、可视对讲，引导司机操作。 自助收费车道，有军警车、免费车、绿通、U型车、超时车、无车牌、无车型、车型不一致、车牌改装等特殊收费时，等，可以在平板电脑上远程确认操作，减少值班人员在车道上频繁行走收费站etc通行数据分析，减少安全事故的发生，减轻值班人员的劳动强度。

(4) 智能运维监控及大屏数据展示平台物联网智能车道控制器实时监控车道机电设备运行状态数据，ETC桅杆系统智能控制柜监控主机监控ETC桅杆系统机电设备状态及机柜环境实时参数，收费站智能监控显示平台实时采集物联网智能车道控制器、ETC门架智能控制柜监控主机、机房动环主机、收费站拥堵检测设备的数据，定时获取省内收费数据联网中心，进行大规模数据智能分析和处理，与移动支付平台和车道收费数据对接。 平台将采集的收费站车道、门架、机房设备状态信息、收费业务流向信息、校园安全信息等各种实时数据进行智能分析，并进行可视化展示。 数据大屏上，收费站各项业务的数据融合在一起，集中展示了整个收费站的运行情况。 收费站运维管理人员可以通过工作PC、工作平板、电脑等多种方式查看整个收费站收费业务、设备运行状态、机房环境状态、人员车辆进出情况等多维度数据。大数据屏幕。 将时间推送给管理维护人员，可以快速掌握收费站整体运行情况，提高管理工作效率。 智能运维监控与大屏数据展示平台架构如图2所示。

图2 智能运维监控及大屏数据展示平台架构

二

程序实现

（一）入口收费ETC/MTC收费站混合车道入口收费全系采用自助发卡系统。 取消省界收费站后，要求收费站入口处的车辆型号、车牌信息准确无误。 车型比对车型轴型判别大数据。 如果一致，则将收费站入口信息写入卡片，自动发卡。 各机型自助发卡系统连接框架如图3所示。

图3 各车型自助发卡系统连接架构图（2）出口收费站ETC/MTC混合车道出口收费应用全车自助收费系统，多模式车道收费软件将大回报车型标识所识别的车型及车型轴型数据 车型与卡内车型进行比对，一致则进行准确收费。 如果不一致，将在特殊情况系统远程确认后对车牌和车型信息进行收费。 司机优先使用非现金扫码支付，尽量减少现金支付。 现金支付、坏卡、车牌不符等特殊情况，可通过特殊情况处理系统人工处理。 各车型自助通行费系统连接框架如图4所示。

图4 各车型自助收费系统连接框架 （三）智能运维监控与展示 1.收费站车道设备运维监控）、自助收费机、红绿灯、抓拍器、车道摄像头、自动栏杆、ETC天线、收费显示器、顶篷灯等设备。 物联网智能车道控制器采集各设备的具体参数，上传至智能监控平台。 当设备参数超过预警阈值时，系统会提醒管理人员，以便第一时间发现并排除故障。 车道机电设备运维监控框架如图5所示。

图5 车道机电设备运维监控框架 2. ETC龙门架系统运维监控 ETC龙门架系统机电设备由路侧单元RSU、高清摄像头、交换机、防火墙、工控机、智能监控组成主机、UPS电源、空调等设备组成。 ETC门架系统智能控制柜监控主机实时监控ETC门架系统机电设备状态和柜内环境参数。 智能监控平台通过ETC门架智能控制柜的监控主机对相应设备进行实时监控。 高速公路运维人员可通过B/S浏览器和手机APP查看设备实时运行状态，并推送给运维人员。 ETC门架系统机电设备运维监控框架如图6所示。

图6 ETC门架系统机电设备运维监控框架 3. 收费站场出入口智能安防装置与车牌识别模块设备的结合，以及设备集成联动控制的方式车辆的进出。 出入口车辆智能管控系统支持车牌识别配置方式，实现出入口高度智能化控制和管理。 使用抓拍设备对进出收费站的车辆进行抓拍识别，系统会提示相关信息，包括语音提示和信息显示。 车辆进出时，可根据需要提示语音和欢迎标语，车牌将作为车辆进出证件。 ，可以进行精准的车辆管理，大大提高出入口的作业效率。 收费站人员通道智能管控系统采用以太网TCP/IP通讯方式。 人脸生物识别和计算机网络技术，通过人脸比对识别技术实现人员管理功能。 4、收费站机房运维监控采用动环境监控主机集成收费站机房门禁系统、安防摄像头、温湿度传感器、烟雾火灾探测器等设备，以确保机房的人身安全。 5、收费站拥堵检测采用激光雷达检测收费站拥堵情况。 激光雷达安装在收费站车道方向两侧。 可安装在50m和100m，报警分级。 车辆长时间存在于激光雷达扫描范围内，产生收费站拥堵告警并上传至收费站智能监控平台，由平台通知收费站​​运维人员。 6、收费站智能监控运维平台收费站智能监控平台从联网收费数据、智能车道控制监控平台、ETC门架系统监控平台、校园安防平台等业务系统中提取业务数据，结合基础数据库对收费站区域的设备运行和业务运行状态形成收费站智能监控平台和数据大屏显示解决方案，有效支持大屏和手机APP显示，以及收费站运维收费人员可通过智能监控平台获取实时收费站运维状态。 收费站智能监控运维平台框架如图7所示。

图7 收费站智能监控运维平台架构

三

结论

本系统采用智能自助收费软硬件系统，实现收费站出入口车道的无人值守自助收费。 一人管理多条收费车道，利用物联网技术实现对高速公路收费站运行状态的智能监控。 降低高速公路运营管理成本，提高车辆通行效率，提升车主通过收费站的体验。 参考文献 [1] 宋高艳，杨玉珠． 智慧城市高速公路收费站无感知通行解决方案研究[J]. 智能建筑与智慧城市, 2018(1): 46-47. [2] 吕宝华． 高速公路管理智能化建设的研究[J]． 交通世界, 2019(2): 18-19. [3] 陈东岳． 高速公路无人驾驶智能收费系统设计[J]． 中国新技术新产品, 2019(14): 24-25 .[4] 陈博, 苏赤斌. 智慧高速公路物联网技术应用与发展探讨[J]. 中国交通信息化, 2018(11): 39-40.

（原文发表于《中国交通信息化》2021年第8期）

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