淺談智能交通系統(tǒng)中高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

宋燁

摘要：智慧交通系統(tǒng)的衍生是為了減少交通壓力，優(yōu)化高速公路通行效果。該系統(tǒng)集成了數(shù)字傳感、計(jì)算機(jī)控制、網(wǎng)絡(luò)通信等多種能力。本文將結(jié)合智能交通特點(diǎn)，討論其收費(fèi)系統(tǒng)在第三方支付數(shù)據(jù)接入、IC卡的發(fā)放與管理、重量分析計(jì)算扣費(fèi)、多車道收費(fèi)、通行費(fèi)用數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)等方面的設(shè)計(jì)，提高智慧交通運(yùn)行效率。

【關(guān)鍵詞】智能交通；高速公路；收費(fèi)系統(tǒng)

高速公路作為我國(guó)城市建設(shè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要交通樞紐，承擔(dān)著連接各個(gè)城市生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)闹匾?zé)任。隨著經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的繁榮，高速公路交通能力的提升也受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，為了提高收費(fèi)辦公的執(zhí)行效率，自動(dòng)化收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而出，其能夠利用計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化來(lái)滿足群眾通行繳費(fèi)的多方位需求。

1.智能交通特點(diǎn)

智慧交通系統(tǒng)也被稱為ITS系統(tǒng)，其發(fā)展來(lái)源于智能化車輛道路管理技術(shù)，目的是為了通過(guò)創(chuàng)新手段聯(lián)動(dòng)車輛、人員、道路的穩(wěn)定配合，減少高速公路發(fā)生事故的可能性，加快路段通行能力，在前期減少人力資源投入，預(yù)防擁堵現(xiàn)象造成的大量空氣環(huán)境污染。我國(guó)某地區(qū)高速路段在2016年應(yīng)用了ITS系統(tǒng)后，于2017年減少了20%-50%的收費(fèi)擁堵現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)5%-10%的節(jié)能減排，交通安全事故發(fā)生概率降低了30%-40%。

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的不斷深入，各個(gè)國(guó)家都開始應(yīng)用了ITS系統(tǒng)，例如：當(dāng)前日本是世界上ITS系統(tǒng)最為完善的國(guó)家，美國(guó)、加拿大等地也開始廣泛投入使用了該技術(shù)，雖然我國(guó)智慧交通概念起步較晚，但目前在上海、北京、山西等地都得到了應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了良好投入效果。從收費(fèi)系統(tǒng)上來(lái)看，我國(guó)現(xiàn)在仍有很多地區(qū)采用的傳統(tǒng)的MTC（半自動(dòng)化收費(fèi)）模式，只有少量的ETC全自動(dòng)收費(fèi)車道做輔助工作，需要人員對(duì)車型進(jìn)行判斷后，然后才能計(jì)算通行需要的費(fèi)用，收費(fèi)員完成費(fèi)用核算收繳，才能放行車輛，這種收費(fèi)方式較為傳統(tǒng)，執(zhí)行力度較低，尤其是很多駕駛者習(xí)慣應(yīng)用手機(jī)支付，沒(méi)有隨身攜帶現(xiàn)金的意識(shí)，這個(gè)時(shí)候的解決方案通常都是抵押有效證件，由收費(fèi)員先行墊付，不僅僅流程較為麻煩，同時(shí)如果遇到不守信、不誠(chéng)信的駕駛員很容易造成收費(fèi)員個(gè)人損失。為改善我國(guó)當(dāng)前高速公路收費(fèi)站排隊(duì)長(zhǎng)、排隊(duì)久的問(wèn)題，就需要利用信息化繳費(fèi)系統(tǒng)，改進(jìn)計(jì)費(fèi)繳費(fèi)方式，提高高速公路服務(wù)質(zhì)量，優(yōu)化通行效率。

2.高速公路收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1第三方支付數(shù)據(jù)接入

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)開始影響并改變著人們生活、生產(chǎn)中的種種行為，例如：支付寶、掌上銀行、微信等支付方式更新了傳統(tǒng)的現(xiàn)金支付流程，例如：在收費(fèi)站中，很多司機(jī)通行時(shí)都會(huì)詢問(wèn)是否能用網(wǎng)絡(luò)支付，因此也是這種支付習(xí)慣導(dǎo)致很多駕駛員忘記攜帶現(xiàn)金。為提高繳費(fèi)服務(wù)水平，高速公路收費(fèi)站開展第三方支付是未來(lái)必然發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)有部分地區(qū)開始實(shí)現(xiàn)這方面的創(chuàng)新研究，例如：中國(guó)最大的第三方支付體系銀聯(lián)商務(wù)開始于河南高速公路管理部分進(jìn)行合作，在京港澳、連霍、大廣等高速公路河南路段的60個(gè)服務(wù)區(qū)開設(shè)了POS機(jī)終端支付，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)區(qū)的第三方支付方式接入，滿足了對(duì)駕駛者出行的要求，給其提供更加全面、便捷的服務(wù)。因此為提高通行效率，深入落實(shí)智慧交通理念，接入第三方支付數(shù)據(jù)勢(shì)在必行，很多駕駛者沒(méi)有經(jīng)常通行高速公路的需求，所以不喜歡在ETC專用車道中儲(chǔ)存大量電子金額，所以第三方支付成為了其忘帶現(xiàn)金外最好的選擇。在接入第三方支付平臺(tái)數(shù)據(jù)時(shí)，可采用外界手持設(shè)備掃描司機(jī)初始二維碼的方式來(lái)完成收費(fèi)，二維碼付款方式當(dāng)前在我國(guó)應(yīng)用范圍較廣，且比較成熟，只需要紅外線掃描，就能夠?qū)崟r(shí)扣費(fèi)，自動(dòng)化完成交易，聯(lián)動(dòng)車道桿交易完成自行抬起，減少了收費(fèi)人員找零、溝通等流程，提高繳費(fèi)的執(zhí)行效率。

2.2IC卡的發(fā)放與管理

IC卡的發(fā)放與管理屬于收費(fèi)系統(tǒng)中軟件設(shè)計(jì)的一種，當(dāng)前我國(guó)通行的IC卡有五種類型：（1）儲(chǔ)值卡，用戶可以在前期向卡內(nèi)儲(chǔ)存電子金額，充值開通后就能使用；（2）通行卡，一次性通行發(fā)放，在入口發(fā)放，出口繳費(fèi)回收，作為車輛經(jīng)過(guò)高速路段的通行憑證，并不單獨(dú)發(fā)放給個(gè)人；（3）優(yōu)惠卡，由銀行、高速公路管理所發(fā)放，在規(guī)定期限內(nèi)能夠以折扣價(jià)格通行制定高速路段；（4）身份卡，收費(fèi)站工作人員所有，起到操作收費(fèi)系統(tǒng)的作用；（5）密匙卡，負(fù)責(zé)存放密匙與管理密匙。根據(jù)IC卡的不同作用，工作人員可以第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)繳費(fèi)情況的判斷，在當(dāng)前我國(guó)大部分收費(fèi)站都有體現(xiàn)，通過(guò)對(duì)IC卡的發(fā)放、管理、數(shù)據(jù)整合，能夠判斷出該高速公路路段的平均車輛通行情況，例如：通行卡的發(fā)放數(shù)量需要保證在24小時(shí)內(nèi)該路段車輛通行數(shù)量的1.5-2倍，確保車流通行順利，必要時(shí)還可以利用通行卡來(lái)完成對(duì)車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保收費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)作合理，管理規(guī)范。

2.3重量分析計(jì)算扣費(fèi)

智能化計(jì)重收費(fèi)能夠聯(lián)動(dòng)EWTC車道與RSU路側(cè)收費(fèi)設(shè)備的信息交流，通過(guò)計(jì)算車輛重量信息來(lái)判斷繳費(fèi)情況，然后利用收費(fèi)系統(tǒng)當(dāng)中的信息整合功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路通行費(fèi)用的扣除。當(dāng)前我國(guó)普遍應(yīng)用的EWTC系統(tǒng)是通過(guò)入口計(jì)算重量然后在高速路段出口進(jìn)行收費(fèi)，使用雙天線稱臺(tái)后置模式。該重量計(jì)費(fèi)需要的主要設(shè)備有：RSU測(cè)量單元、電子顯示屏、計(jì)重器、車輛分離檢測(cè)器、字符疊加器等等，能夠從車輛軸型號(hào)、總負(fù)荷來(lái)判斷重量，然后將數(shù)據(jù)信息從傳感器輸出，經(jīng)過(guò)中央控制機(jī)后在電子顯示屏上反映計(jì)費(fèi)情況，實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)。

2.4道同步自由收費(fèi)

車道同步自由收費(fèi)技術(shù)也被稱為多車道自由收費(fèi)系統(tǒng)（MLFF），車輛在高速公路通行過(guò)程中可以自由實(shí)現(xiàn)變道通行，判斷車輛跨線、并行甚至超車等行為，然后向中央控制器反饋信息，進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，所有安裝了電子車牌的車輛在經(jīng)過(guò)控制區(qū)域后，MLFF系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)與車內(nèi)的OBU達(dá)成信息雙向交流，完成交易數(shù)據(jù)收集，定位車輛通行情況，自動(dòng)觸發(fā)設(shè)備拍照，準(zhǔn)確識(shí)別車輛號(hào)碼牌，提高車輛識(shí)別精準(zhǔn)度，然后將車輛比對(duì)圖片上傳到車道信息處理系統(tǒng)當(dāng)中，該模塊在無(wú)人高速公路收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上可起到重要作用，改變傳統(tǒng)繳費(fèi)方式，提高高速公路的應(yīng)用性能。

2.5數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)通行費(fèi)用

隨著現(xiàn)代化城市建設(shè)的不斷深入，高速公路通行流量也在每日劇增，高速公路行業(yè)發(fā)展過(guò)程中會(huì)在繳費(fèi)方面衍生很多問(wèn)題，例如：很多司機(jī)會(huì)利用收費(fèi)漏洞進(jìn)行逃費(fèi)，讓高速公路的通行成本不斷流失。因此在智慧交通理念下，需要采取全新的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)通行費(fèi)用模式，利用大數(shù)據(jù)挖掘優(yōu)勢(shì)，有效判斷收費(fèi)金額走向，更好的幫助管理員進(jìn)行車輛通行費(fèi)用的計(jì)算。例如：數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、神經(jīng)系統(tǒng)、灰色理論、遺傳法計(jì)算都是常見數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)。現(xiàn)階段數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)方式仍處于實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ碗A段，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)計(jì)算平均增產(chǎn)率來(lái)構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，或者是按照多元回歸曲線來(lái)分析收費(fèi)信息。在未來(lái)智慧交通發(fā)展進(jìn)程中，需要積極利用起該項(xiàng)技術(shù)高精準(zhǔn)度、時(shí)效性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，把握好技術(shù)內(nèi)容，確保預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前我國(guó)信息化技術(shù)發(fā)展不斷深入，在社會(huì)各行各業(yè)都給人們生活提供了更加優(yōu)質(zhì)、便捷的服務(wù)，為了深化智慧交通理念，提高交通運(yùn)行繳費(fèi)能力，就需要從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，融合以人為本理念，減輕收費(fèi)站人員工作壓力，推進(jìn)我國(guó)高速公路行業(yè)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張毅.“二廣”高速公路收費(fèi)集中監(jiān)控管理系統(tǒng)建設(shè)模式探討[J].中國(guó)交通信息化，2018（03）：114-116.

[2]張偉.無(wú)卡化高速公路收費(fèi)結(jié)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)交通信息化，2017（S1）：141-142+147.

[3]黃志遠(yuǎn).高速公路節(jié)能型過(guò)路收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[ J].上海公路，2017（01）：76-80+84+6.