高速公路智能自助收费系统的设计与建设应用

高速公路智能自助收费系统的设计与建设应用

彭俊雄

广东省南粤交通新博高速公路管理处     广东省惠州市  516800

【摘要】高速公路收费系统是实现高速公路营运管理的重要基础和手段。智能自助收费系统相比传统收费系统进行了体系重塑，科技化、智能化、自动化程度更高，能够有效降低营运成本,提升车辆通行效率和车主通行体验,本文基于高速公路营运实际，结合当前大数据、AI、电子支付等新技术和新设备发展趋势，探讨了一套智能自助收费系统总体设计及建设方案，并通过建设实例总结相关经验和应用效果。

【关键词】智能自助收费系统；后台云管理平台；车型信息库

引言：

自取消高速公路省界收费站后，高速公路收费站基本建成以ETC车道为主，混合车道为辅的收费车道体系。因混合车道通行效率较低，收费人力持续投入较大，智能化、自动化、经济性水平较低。为满足人民群众日益增长的高速公路通行需求，选择具有营运需求的收费站开展新一代智能自助收费系统建设改造工作，开展新一代自助型、科技型智慧收费车道及收费站探索实践，已成为高速公路行业内的共识和热点方向。如何设计和建设一套好用、完善的智能自助收费系统至关重要。

一、总体设计思路

高速公路收费站智能自助收费系统总体按照以下思路开展：车道现场安装入口自助发卡机、出口自助缴费机，如车道系统遇到异常时需能够实现“后台远程值班处理+现场值班人员辅助处理”，以基本实现收费站无人化值守。

（一）基于已营运的高速公路收费站，车道改造可按以下两种方式实施。一种方式为将出、入口混合车道新建单体式自助缴费机、自助发卡机，另一种方式为将出、入口混合车道改造为嵌亭式自助缴费机、自助发卡机，保留原有收费亭功能。

  （二）在路段中心或收费站部署后台云管理平台，后台云管理平台作为路段或收费站的大脑，统一管理收费车道系统运作。后台云管理平台要实现与车道网络、语音、视频连通，并可通过其回控车道进行特情处理，并提供收费稽核和数据统计等功能。

二、建设技术方案

智能自助收费系统技术方案内容主要包括自助车道改造、部署路段中心（或收费站）后台云管理平台等。

（一）自助车道改造

自助车道改造包括入口自助发卡系统、出口自助缴费系统、移动车道终端、车道网络及对讲系统改造、单体式自助设备安装或收费亭改造（如需嵌亭式安装自助设备）、车道交安设施改造等，具体如下。

1.自助发卡系统

（1）硬件构成

自助发卡系统由以下主要设备组成：单体式自助发卡机或自助发卡亭（含嵌入发卡模块）、车道计算机、车道控制器、称重设备、栏杆机、费显、车牌识别设备、车型识别仪、地感线圈等。

（2）系统功能设计

OBU车辆进入车道后，地感线圈触发ETC天线优先进行ETC交易；如果ETC交易不成功、没有OBU则提示车主停车取卡。车主在自助发卡模块上按取卡键，系统根据车牌查询是否有ETC交易，如果有则提示不发卡、直接通行；没有ETC交易的车辆，根据车牌匹配车型，将车型、（货车）称重等信息写入CPC通行卡后发卡，抬杆放行。

自助发卡系统在车道计算机上部署了一套全省车辆车型信息库，同时安装了车牌和车型识别设备，用于获取车辆车型信息,并进行相互校核，当从信息库获取车型与识别车型不一致，产生特情向后台云管理平台推送后进行相应处理。

2.自助缴费系统

（1）硬件构成

自助缴费系统由以下主要设备组成：单体式自助缴费机或自助收费亭（含嵌入缴费模块）、车道计算机、车道控制器、称重设备、栏杆机、费显、车牌识别设备、车型识别仪、地感线圈等。

（2）系统功能设计

OBU车辆进入车道后，地感线圈触发ETC天线优先进行ETC交易；如果ETC交易不成功、没有OBU则提示车主停车缴费。车主在自助缴费模块上将卡插入卡槽，系统根据车牌查询是否有ETC交易，如果有则直接抬杆通行，没有ETC交易的车辆，则读取CPC卡内信息，通过对卡内入口车牌、出口识别车牌及从车型库获取的车牌进行校核确定车型，计算出缴费金额，车主缴费后即抬杆放行。

自助缴费系统在车道计算机上部署了一套全省车辆车型信息库，同时安装了车牌和车型识别设备，用于获取车辆车型信息,并进行相互校核，当从信息库获取车型及出、入口识别车型不一致，产生特情向后台云管理平台推送后进行相应处理。

3.移动车道终端

移动车道终端是一套手持式收费终端系统。一旦车道出现故障无法使用等突发事件，可立即调配移动车道终端使用，保障收费正常运作。

4.车道网络及对讲系统改造

对自助车道计算机、车牌识别设备、车牌识别仪等的网络线缆进行安装，做好网络配置，保障车道与收费站、路段中心网络畅通，实现自助设备拍摄的视频能够正常上传后台云管理平台。将自助设备语音对讲功能接入路段对讲系统，实现后台客服人员与现场值班人员或车主通话的功能。

5.单体式自助设备安装或收费亭改造

选择合适位置，安装单体式自助设备。如需嵌亭式安装自助设备，应根据自助设备尺寸做好收费亭切割，并制作合适边框和底座，确保自助设备嵌入安装与收费亭合为一体，做到稳固和美观。

6.车道交安设施改造

对收费亭防撞护栏进行改造，以实施自助设备安装。

（二）后台云管理平台

在路段中心机房的服务器上部署后台云管理平台，提供车道远程支持服务。可在路段中心、收费站、收费现场配置内网专用工作站，用于登录使用后台云管理平台。后台客服人员、收费站管理人员、现场人员可以通过工作站、移动车道终端等途径，远程监控所有车道设备和系统状态、交易状态和视频。一般特情推送至云管理平台由后台客服人员先行远程处理，如无法处理则通过语音联系现场值班人员，进行现场处理。

三、建设应用实例

以下提供一项建设应用实例。结合收费现场实际，研究比选多种实施方案，最后选择在某收费站出、入口超宽车道建设智能自助车道系统，采用嵌亭式安装自助设备，并在后台服务器搭建云管理平台。该智能自助收费系统利旧原有收费亭、车道计算机、ETC天线、费显、栏杆、车道情报板等设施，采用AI车型识别仪及千万级数据车型信息库，实现全车型自动识别、自助取卡和缴费。后台云管理平台提供车道远程支持服务和特情处理。智能自助收费系统融合了AI、大数据、智能语音、视频、电子支付等先进技术，实现车牌、车型识别准确率达99%以上，满足全车型通行。

该收费站智能自助收费系统自2021年12月份投入运行以来，系统运行稳定良好，满足现场收费运营工作，取得如下应用效果：一是启用智能自助收费车道代替人工，由原有的多人值守向少人值守至无人值守逐步转变，现场收费人员由原来每班次4人减少至 3 人，车流量较少的状态下，可减少至 2 人，其中一人可兼后台客服职责，有效降低人力资源成本，同时大大提升收费通行效率。二是合理利旧原有较多机电设施，有效降低项目投资成本。三是改造后入口自助车道非ETC车辆过车时间由原8秒提高至5秒，出口自助车道非ETC车辆过车时间由原27秒提高至约20秒，通行效率提高20%以上，进一步提高车主通行满意度。

四、结语

在政策与技术的双重驱动下，全国多地不断探索收费站“智慧化”、“无人化”建设，积极推动数字技术与收费业务场景的深度融合。继续借助大数据、AI、云计算等新技术，不断研究探索精准化、智能化、自动化的智能收费系统建设和应用对推动高速公路营运管理提升具有重要意义。

参考文献：

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[2]蔺会娟.高速公路智慧收费站系统应用研究[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2024(01).

[3]梁永贵.基于大数据的高速公路智能收费系统研发与应用[J].黑龙江交通科技,2024(03).

[4]陈静瑶,何雪宁.高速公路智能自助无人收费系统[J].中国交通信息化,2023(02).