高速公路无人化智慧亭系统

高速公路无人化智慧亭系统

马胜辉

贵州中南交通科技有限公司 550000

摘 要：高速公路无人化智慧亭系统是一种可节省人力资源或弹性使用人力资源的一种新型收费岗亭及车道运营模式。其要义是：尽量采用先进的设备和技术，实现岗亭无人化值守目的。结合当前的技术和手段，无人化智慧亭主要由智能发卡车道系统和智能缴费车道系统等组成。

关键词：高速公路；无人化；智慧亭系统

一、智慧亭系统介绍和说明：

1、智能发卡车道系统

智能发卡车道系统主要由自动发卡机、工控机、车型分类器、OBU检测器、机械手臂（自动递卡）等硬件相关设备组成，部署于高速公路收费站的入口车道，实现全天候无人值守自动发卡。

智能发卡车道系统无需改造车道，可直接安装自助发卡机，当中包含有独立式安装和嵌入式安装。系统的发卡流程主要为：收费软件根据车牌识别上传的车牌颜色和车型分类器上传的车头高度、车身长度等结构，判断取卡车辆的车型和车牌，判断驾驶员坐位高度，并将入口信息、车型信息等完整信息写入通行卡中，并发送指令触发发卡机相应的出卡口机械手臂发卡。如蓝牌车由下工位出卡、黄牌车由上工位出卡。对于ETC车辆，则可支持刷ETC卡过车，无需取卡。另外，为了进一步提高车道的智能发卡效率，智能发卡车道将采用复式发卡的方式，即通过两台自助发卡机，完成前后智能发卡。

2、智能缴费车道系统

自动缴费系统主要由自动缴费机、工控机等硬件相关设备组成，部署于高速公路收费站的出口车道，实现全天候无人值守自动收费。该设备配合相关收费系统可为过车用户提供刷ETC卡、微信、支付宝支付及发票打印处理等各种自助收费服务。另外，为了进一步提高车道的智能缴费效率，智能缴费车道也支持采用复式缴费的方式，即通过两台自助缴费机，完成前后智能缴费。

3、其他说明

由于无人化智能车道采用的是无人值守方式，对系统的稳定性、可靠性、准确性等都有很高的要求。因此，在系统建设时需要着重考虑以下内容：

（1）OBU识别器旁道干扰

当2条或以前智能发卡车道并行建设时，将有可能引起OBU识别器旁道干扰的问题。所谓的OBU识别器旁道干扰，就是指本车道OBU识别器检测到旁边车道ETC用户的OBU，从而误判本车道当前通行的普通车辆为ETC用户，只允许用户刷ETC卡通过，不发放通行卡，这种情况将致使普通车辆不能获取通行卡和正常通行。通常，旁道干扰问题主要是安装调试不规范，信号投影区域向旁道偏移、电子标签质量差异，灵敏度不一致等等原因导致的。因此，在自助发卡车道并行建设时，需特别注意OBU识别器的安装和调试准确。此外，收费站也应配备一定的人员以应对各种突发状况，保障智能发卡车道的正常通行。

（2）电子标签检测问题

为了避免多发通行卡造成通行卡流失或被后车误取通行卡等问题出现，对于ETC用户通过智能发卡车道时，系统只允许用户刷ETC卡通行。而当ETC用户的电子标签因质量、电量、或汽车贴膜等原因，导致车道OBU识别器检测不到电子标签信号判别为普通车辆时，需要用户取通行卡通行的现象发生，或者也会出现OBU识别器开始检测不到电子标签，之后检测到电子标签等异常现象。对此，一方面当用户OBU出现异常时，可与用户做出解释，或通过其他手段予以应急刷卡方向，并且提醒用户更换性能稳定、质量可靠的OBU。另一方面，车道软件需做好检测车辆类型、判别车队逻辑等功能控制，以确保该类异常问题较少出现，或产生时能尽快恢复正常。

（3）智能缴费失败问题

智能缴费车道可为过车用户提供刷ETC卡、银行卡、微信、支付宝支付等非现金方式缴纳通行费，而当用户由于“电子钱包”（ETC卡、银行卡、微信、支付宝）余额不足，导致通行费自助支付失败，不能正常通行智能缴费车道时，则需要进行应急处理，如人工现金收费，手动抬杆等。因此，收费站也应配备一定的人员以应对各种突发状况，保障智能缴费车道的正常通行。

二、场景描述：

为了能更好的分析上述系统的功能作用，以下将对重要应用场景进行详细描述，以便用户通过该类场景更清晰地了解到本项目所建这个智慧收费综合体系的效能所在。

1、智能发卡

智能发卡车道系统能实现全天候无人值守智能发卡，当车辆驶入智能发卡车道后，车道系统根据OBU识别器先判定车辆是否为ETC车辆。若检测不到OBU信息，则判定为普通车辆予以发放通行卡。此时收费软件根据车牌识别上传的车牌颜色和车型分类器上传的车头高度、车身长度等结构，判断取卡车辆的车型和车牌，如蓝牌车小型车则将会由下工位自动出卡。车道软件将入口信息、车型信息等完整信息写入通行卡后，发送指令触发发卡机相应的出卡口，并通过机械手臂发卡。车主领取卡片后，栏杆抬起，智能发卡机缩回机械手臂。对于ETC车辆，车主可以在智能发卡机IC卡位置刷ETC卡，写入入口信息后抬杆放行。

2、智能缴费

智能缴费车道系统能实现全天候无人值守智能缴费，当车辆驶入智能缴费车道后，车道通过费额显示器、智能缴费机等设备声音和文字提示车主用户进行自助缴费操作。主要是：用户插入通行卡，车道系统读取通行卡信息完成计费，显示通行费金额并提示车主出示微信/支付宝二维码，智能缴费机扫取到二维码，用户收到扣费成功信息，其后可选择打印发票，完成车道交易后抬杆放行。若为ETC用户，车主只需在智能缴费机IC卡位置刷ETC卡，根据ETC卡入口信息完成计费扣费，若ETC卡余额不足，可转由微信/支付宝完成支付。

3、移动应急收费

移动智能终端处理系统主要提供广场应急收费、绿通稽查管理和黑名单查询等场景服务。如ETC应急收费：在ETC车道出入口处，当ETC车辆OBU电量不足、车道天线等异常出现，导致ETC车辆在ETC车道上无法正常交易时，一般情况下，ETC车辆需要倒车驶向相邻MTC车道，这可能会影响到相邻MTC车道的通行效率。为此，收费人员若此时使用移动智能终端的应急收费处理功能，将入口信息写入ETC卡中或读取ETC卡的入口信息完成相应收费处理，再而完成车道交易后控制栏杆抬起放行车辆，则可有效减少ETC车辆交易失败需要倒车的问题发生，提高用户的通行体验。

4、MTC移动支付

MTC移动支付主要是指为用户提供微信、支付宝等第三方支付缴纳通行费，免去缴纳现金的麻烦。当车主行驶至MTC收费岗亭，收费员根据通行卡信息计算通行费后，若车主选择使用微信支付，此时车主只需打开手机微信支付的二维码，由收费员使用扫码枪等设备扫去支付二维码，或车主在壁挂扫码设备前出示二维码，扣费完成后用户会收到交易成功通知，收费员抬杆放行。提高了用户过车支付体验，也进一步提高收费处理效率解决目前收费站拥堵及车道过车部分异常问题（现金不足、零钱不足等）

三、无人化智慧亭系统的社会及经济效益

1、社会效益

可推动高速公路联网收费产业链的持续发展，提高高速公路及整个交通行业的管理服务水平，改善高速公路收费服务质量，树立良好的行业形象。

2、经济效益

可节约高速公路运营管理成本，改善公众出行质量，减少能源消耗，提高路段运营管理单位的收益。

四、总结

本文提出高速公路无人化智慧亭系统能将高速公路的用户服务和经营管理提升至一个更高的水平，为用户提供便捷、快速、贴心的通行服务，也为管理单位解决人力资源问题、收费效率问题等等。相信随着技术的发展及业务的逐步完善，高速公路无人化智慧亭系统必定会成为高速公路联网收费业务中的一大亮点，可为高速公路事业带来新的活力与机遇。

参考文献：

[1] 李从凡，徐丽英，庄成贵. ETC-MTC混合模式研究与应用[J].中国交通信息化 . 2015(02)

[2] 王丽红. 自动发卡机在高速公路中的应用[J]. 中国交通信息化. 2015(03)

[3] 黄俊豪. 基于“互联网+”的高速公路收费系统研究[J]. 基层建设. 2019(05)