淺析高速公路收費系統(tǒng)設計

郭蓉蓉

（甘肅省交通規(guī)劃勘察設計院股份有限公司，甘肅 蘭州 730070）

1 項目概況

S10 鳳縣（陜西）至合作高速公路馬塢至西寨段是《甘肅省省道網(wǎng)規(guī)劃（2013 年—2030 年）》中新調(diào)整的S10 線鳳縣（陜西）至合作高速公路的重要組成部分。 本項目的建設，不僅完善了甘肅省省級高速公路網(wǎng)，同時也進一步補充了國家高速公路網(wǎng)布局，將橫向連通G7011 十堰至天水國家高速、G75 蘭州至海口國家高速與G1816 烏海至瑪沁國家高速，形成橫貫陜甘青三省的高速大通道，實現(xiàn)多條高速公路之間交通流的快捷轉換，對加密甘肅省區(qū)域路網(wǎng)，充分發(fā)揮高速公路網(wǎng)的整體效益具有十分重要的作用。

2 收費設施

2.1 收費方式

ETC 車輛收費方式調(diào)整為分段計費，考慮到信用和稽查體系尚在建設和完善過程中，保留收費站ETC車道、混合車道，實現(xiàn)對ETC 車輛的判定并使其不停車快捷通行。

收費站車道收費方式采用電子不停車收費(ETC)和混合車道（人工收費MTC/ETC）相結合的方式。 人工收費(MTC)為人工判別車型車種、稱重設備稱重、人工現(xiàn)金收費或非現(xiàn)金收費、計算機管理、檢測器校核、閉路電視監(jiān)控的半自動收費方式。 電子不停車收費(ETC)是使用DSRC 通信技術以路側單元(讀寫天線)喚醒車載單元，實現(xiàn)不停車交易。

2.2 收費管理體制

本項目收費系統(tǒng)采用三級管理體制，即省聯(lián)網(wǎng)結算管理中心（以下簡稱省聯(lián)網(wǎng)中心）—岷縣西分中心（收費管理所）—收費站（ETC 門架），三級網(wǎng)絡間通過光纖通信信道構成廣域網(wǎng)。

2.3 收費站規(guī)模

根據(jù)《收費公路聯(lián)網(wǎng)電子不停車收費技術要求》（交通運輸部2011 年13 號公告）， 每條ETC 車道通行能力不小于550 輛/小時， 折合每輛車通行時間為6.5 秒，因為ETC 車輛通行效率較高，本項目每輛車平均通行時間按照6 秒考慮。 根據(jù)《收費公路聯(lián)網(wǎng)收費技術要求》（交通運輸部2007 年35 號公告）的車道計算表，90%交通流為ETC 車輛， 本項目6 個收費站都需設置2 入2 出ETC 車道。

2.4 ETC 門架

在每個互通立交之間均設立門架系統(tǒng)，門架系統(tǒng)按路網(wǎng)實際情況設置在高速公路主線位置上，主要配置ETC 路側設備、高清車牌視頻識別等設備。 主要實現(xiàn)ETC 車輛和MTC 車輛分路段計費。 對于ETC 車輛生成ETC 交易流水 （或通行憑證）、ETC 通行記錄和抓拍圖像信息（包括車牌號碼、車牌顏色等） ，并上傳路段中心、省聯(lián)網(wǎng)中心，作為后期結算的依據(jù)；對ETC車輛交易不成功、未安裝OBU 車輛等情況，將車輛高清車牌視頻識別信息、車輛通行記錄等數(shù)據(jù)上傳至省聯(lián)網(wǎng)中心，同時上傳至部聯(lián)網(wǎng)中心，作為路段結算依據(jù)及部聯(lián)網(wǎng)中心系統(tǒng)的通行費計算、特情處理、收費稽查的依據(jù)。 對于MTC 車輛，通過讀取CPC 卡內(nèi)車輛信息（包括車牌號碼、車牌顏色、車型信息等），計算費額并寫入CPC 卡內(nèi)，形成CPC 卡通行記錄，并同抓拍圖像信息及時上傳至省聯(lián)網(wǎng)中心和部聯(lián)網(wǎng)中心。

2.5 入口治超系統(tǒng)

在各收費站的入口前設置稱重檢測設備，對車輛進行超限檢測，并把檢測信息上傳至治超管理平臺及收費系統(tǒng)，系統(tǒng)進行裝載合法性判定后，提示收費、路政等相關人員采取相應的處理措施，合法裝載車輛可以駛入高速公路，超限車輛禁止駛入高速公路。 車輛輪廓檢測器用來檢測車輛的外形輪廓， 提供是否超長、超寬的依據(jù)。 稱重控制器用來處理來自于各傳感器的信號、計算數(shù)據(jù)，并通過串行通信接口和車道控制器連接，把經(jīng)過處理后得到的稱重信息(包括總重、軸重等)上傳車道系統(tǒng)，并通過高速公路聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)在省中心層面通過數(shù)據(jù)傳輸接口傳輸給省級治超聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)。 按照部頒要求，稱重設備可選用整車式稱重檢測設備或軸載式稱重檢測設備，推薦使用不停車稱重的方式進行稱重檢測。

載重貨車在進入收費站廣場入口時，根據(jù)標志提示，靠右側駛入治超車道。治超車道設有稱重設備，根據(jù)稱重設備檢測數(shù)據(jù)判斷車輛是否超重， 如未超重，則允許車輛通過駛入入口車道，入口治超信息應與入口車道信息聯(lián)動，根據(jù)所獲得的信息對車輛進行正常入口流程處理；如超重，經(jīng)由勸返車道引出高速。入口治超車道設有信息顯示屏、 語音提示器及通行信號燈，車輛駕駛員可通過以上設備了解檢測結果。 根據(jù)稱重設備檢測數(shù)據(jù)， 獲取車輛軸數(shù)和車重等信息，以判斷車輛是否超重，同時結合車牌識別設備識別出的車牌信息等，生成檢測記錄存儲于站內(nèi)，并通過通信系統(tǒng)傳至所屬的治超管理部門。

3 通信設施

3.1 通信系統(tǒng)

本項目通信系統(tǒng)采用三級管理模式，即省通信總中心—岷縣西通信分中心—通信站的管理體制。全線設置1 處通信分中心，5 處通信站， 負責全線數(shù)據(jù)的傳輸管理業(yè)務。

干線傳輸系統(tǒng)在岷縣西通信分中心配置一套STM-64 等級ASON ADM 設備，負責本項目高速公路通信分中心與甘肅省通信聯(lián)網(wǎng)總中心的聯(lián)網(wǎng)。干線傳輸設備（ADM）分別與渭武路岷縣通信分中心以及景禮路禮縣北通信分中心連接，采用環(huán)網(wǎng)傳輸，實現(xiàn)與省中心的聯(lián)網(wǎng)，本項目需要為景禮高速禮縣北通信分中心增配1 塊STM-64 等級光接口板、渭武高速岷縣通信分中心增配1 塊STM-64 等級光接口板。

本項目采用增強型MSTP 的方案作為推薦方案。在各個通信站與通信分中心設置一套SDH（STM-4）+PTN（10GE）的增強型MSTP 設備。 綜合業(yè)務接入網(wǎng)系統(tǒng)，采用跳站連接構成自愈環(huán)網(wǎng)，以提高系統(tǒng)的可靠性。 系統(tǒng)設備配置數(shù)量及規(guī)模如下：

岷縣西通信分中心：ADM（STM-64）分插復用設備（1 套）；

OLT（STM-4+10G）光線路終端（1 套）；

鎖龍通信站：ONU（STM-4+10G）內(nèi)置式光網(wǎng)絡單元（1 套）；

閭井通信站：REG（STM-64） 中繼設備（1 套）；

ONU（STM-4+10G）內(nèi)置式光網(wǎng)絡單元（1 套）；

申都通信站：ONU（STM-4+10G）內(nèi)置式光網(wǎng)絡單元（1 套）；

禾馱通信站：ONU（STM-4+10G）內(nèi)置式光網(wǎng)絡單元（1 套）；

西寨通信站：ONU（STM-4+10G）內(nèi)置式光網(wǎng)絡單元（1 套）。

3.2 通信管道工程

主干線整體式路基段通信管道為2 根集束管加8 根硅芯管敷設，埋設于中央分隔帶內(nèi)；分離式路段（含隧道）上、下行各敷設1 根集束管加5 根硅芯管，埋設于行車方向右側。

4 監(jiān)控設施

根據(jù)交通運輸部 《公路工程技術標準》（JTG B01—2014）文件設置道路監(jiān)控設施等級，本項目監(jiān)控設施等級為A 級；根據(jù)《高速公路監(jiān)控技術要求》（交通運輸部2012 年第3 號公告） 結合本項目道路基礎分析，在收費出入口處道路監(jiān)控系統(tǒng)外場設備規(guī)模配置A2 類相關監(jiān)控設施，A2 類應配置較完善的信息采集、交通異常判斷、交通監(jiān)視、誘導及主線控制、信息處理和發(fā)布等設施。

本項目按照“甘肅省高速公路監(jiān)控中心—路段分中心—外場監(jiān)控設備”三級管理體制進行建設。 甘肅省交通云平臺可通過高速公路局等業(yè)務平臺直接獲取相關數(shù)據(jù)，實現(xiàn)交通行業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)的交換與共享。

本項目在岷縣西設置監(jiān)控分中心。岷縣西分中心的功能是負責本項目全線的日常交通管理，具體負責對道路沿線的交通運行狀況進行監(jiān)控， 并配合救援、指揮人員直接制訂控制方案， 控制各外場設備工作，并預留向甘肅省高速公路監(jiān)控中心上傳監(jiān)控數(shù)據(jù)和視頻的通道。

岷縣西分中心設有計算機系統(tǒng)、閉路電視視頻監(jiān)視（CCTV）系統(tǒng)及不間斷電源等，收費系統(tǒng)將監(jiān)控視頻傳輸至岷縣西監(jiān)控分中心，大屏幕拼接屏左側區(qū)域顯示收費系統(tǒng)視頻， 中間區(qū)域顯示道路監(jiān)控系統(tǒng)視頻，右側區(qū)域顯示隧道監(jiān)控系統(tǒng)視頻，可將收費出入口處監(jiān)控視頻經(jīng)由顯示屏控制器并在大屏幕拼接系統(tǒng)完成畫面拼接及畫面分割顯示。