高速公路收費(fèi)智能化對降低高速公路營運(yùn)成本的影響研究

何培培

摘要：高速公路建設(shè)為廣大人民群眾的出行提供了便利。在我國的交通運(yùn)輸體系中，高速公路是不可或缺的一部分。近年來，隨著生活條件的改善，人們對高速公路的收費(fèi)系統(tǒng)也提出了較高的要求，尤其是對智能化收費(fèi)體系有了新的要求。高速公路收費(fèi)智能管理可有效解決諸多業(yè)務(wù)和管理問題，可有效貫徹落實路段公司的智能收費(fèi)方向和策略，為管理架構(gòu)提供支撐。通過綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，可以將高速公路收費(fèi)與各大支付平臺聯(lián)系起來，通過視頻技術(shù)、自動控制技術(shù)等實現(xiàn)車輛通行信息的集成化，在縮短通行時間的同時，還能降低高速公路的運(yùn)營成本?；诖耍疚倪\(yùn)用文獻(xiàn)分析法、歸納總結(jié)法，探究了高速公路收費(fèi)智能化對降低高速公路營運(yùn)成本的影響，希望為該領(lǐng)域的工作人員提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：高速公路收費(fèi)；智能化；運(yùn)營成本

一、高速公路智能化收費(fèi)模式概述

近年來，隨著人們生活水平的提高，汽車數(shù)量不斷增加，這使得高速公路行駛的車輛也在不斷增加，不僅給節(jié)能減排工作的開展帶來了挑戰(zhàn)，也增加了交通管理的難度。與普通的城市道路不同，高速公路的路線更長，地形也更復(fù)雜，在出現(xiàn)交通擁堵時難以借助人力疏導(dǎo)。而智能化收費(fèi)模式的應(yīng)用，就是打破高速公路發(fā)展困境的重要途徑。該模式融合了信息、通信、控制、圖像識別等多樣化的元素，同時運(yùn)用了人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)手段，形成了信息化平臺，可實時采集與處理車輛繳費(fèi)信息和流量信息，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)車輛、人員及高速公路的穩(wěn)定配合，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的集約化、信息化與智能化開展。實踐證明，應(yīng)用高速公路智能化收費(fèi)模式，收費(fèi)站擁堵率降低了35%，同時減少了尾氣排放量，為雙碳目標(biāo)的實現(xiàn)提供了可靠的動力。

二、高速公路營運(yùn)成本的影響因素

在高速公路運(yùn)營過程中，關(guān)注成本因素是十分重要的。影響運(yùn)營成本的主要因素為：第一是體制因素，主要是指運(yùn)營體制。當(dāng)前，我國高速公路在運(yùn)營過程中堅持政企分離的原則，授權(quán)公司沒有對工作人員的職責(zé)進(jìn)行劃分，也沒有采取有效的管理和監(jiān)督手段，導(dǎo)致高速公路管理效率不高，容易出現(xiàn)資源閑置與浪費(fèi)的情況，增加運(yùn)營成本。第二是經(jīng)營因素，主要是指經(jīng)營制度方面的因素。高速公路的經(jīng)營活動與企業(yè)活動密切相關(guān)，無論是經(jīng)營形式還是管理理念，都會對企業(yè)的運(yùn)營成本產(chǎn)生影響。當(dāng)前，很多高速公路的運(yùn)營公司都沒有形成完善的經(jīng)營理念，盈利模式也存在不足，經(jīng)營成本的控制意識比較弱。長此以往，企業(yè)難以在后期運(yùn)營的過程中獲得資金積累。第三是技術(shù)因素，這是高速公路運(yùn)行的重要支撐。在高速公路收費(fèi)環(huán)節(jié)，運(yùn)用電子通信技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)可以提高收費(fèi)效率，增強(qiáng)道路的暢通性。同時，整合現(xiàn)有資源，將高速公路收費(fèi)系統(tǒng)與信息網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合，可為高速公路收費(fèi)業(yè)務(wù)和運(yùn)營管理提供幫助，使運(yùn)營變得更為科學(xué)合理。

三、高速公路收費(fèi)智能化系統(tǒng)的構(gòu)成

（一）收費(fèi)系統(tǒng)

在高速公路收費(fèi)智能化系統(tǒng)中，收費(fèi)系統(tǒng)是核心，也是最主要的執(zhí)行系統(tǒng)。在運(yùn)行過程中，該系統(tǒng)可以按照預(yù)設(shè)的流程完成道路通信費(fèi)用的收取。在現(xiàn)代化信息技術(shù)的支持下，收費(fèi)系統(tǒng)可以同時運(yùn)用多種模式，滿足人們的多樣化需求，電子收費(fèi)、紙幣收費(fèi)、ETC自動扣費(fèi)等都是比較常用的。同時，在互聯(lián)網(wǎng)增值技術(shù)的輔助下，該系統(tǒng)可與銀聯(lián)系統(tǒng)相互融合，也可與支付寶、微信等可靠的平臺相互配合，基于超短程射頻識別技術(shù)對車輛的信息進(jìn)行準(zhǔn)確識別。在車輛通過時，系統(tǒng)會要求其提供唯一的證書信息，這些信息在被放置到識別區(qū)后，就會完成信息的識別，然后根據(jù)車輛類型和在高速公路中行駛的路程，扣除相應(yīng)的費(fèi)用。完成扣除后，系統(tǒng)會自動抬起止動桿，為車輛放行。這種便捷化的收費(fèi)系統(tǒng)為車主提供了便利，實現(xiàn)了智能化快速通行的目標(biāo)，同時減少了人工干預(yù)。

（二）監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)也是高速公路收費(fèi)智能化系統(tǒng)中的執(zhí)行系統(tǒng)之一。在設(shè)計該系統(tǒng)時，要堅持集中管理和分散工作的原則，將設(shè)備放置在收費(fèi)站及其周邊區(qū)域，確保兩個相鄰設(shè)備之間的距離超過300m，同時還要確保所有監(jiān)控設(shè)備都經(jīng)通信線路與管理終端連接，這樣才能及時、有效地傳遞監(jiān)控信息。但在實際應(yīng)用的過程中發(fā)現(xiàn)，高速公路周邊經(jīng)常存在電磁干擾的問題。因此，為了取得信息傳輸?shù)馁|(zhì)量和效果，就要通過有線的方式實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與收費(fèi)智能化系統(tǒng)的連接。通過這種方式，可以將高速公路系統(tǒng)中所有的監(jiān)控設(shè)備相互連接、形成一個完整的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，同時確保各節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)保持獨(dú)立運(yùn)作狀態(tài)。在同一片區(qū)域內(nèi)，要保證至少有兩臺的監(jiān)控器作業(yè)，避免監(jiān)控盲區(qū)。除此之外，還要在監(jiān)控器中設(shè)置單片機(jī)，并確保單片機(jī)的緩存空間在500MB以上，以實現(xiàn)對監(jiān)控圖像和視頻的實時儲存。

（三）通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)的功能是確保智能化收費(fèi)系統(tǒng)中信息的傳輸效率。在“互聯(lián)網(wǎng)+”等現(xiàn)代化技術(shù)的支持下，通信系統(tǒng)可以同時采用長距離有線通信和超短距離無線通信這兩種技術(shù)手段，它們可以全部被放在物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)中。具體來說，在人員、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及管理終端這三者之間進(jìn)行信息傳遞時，通常運(yùn)用遠(yuǎn)程有線通信技術(shù)。在監(jiān)控系統(tǒng)和管理終端之間，該技術(shù)手段可以直接應(yīng)用；在人員和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間，則需要借助于計算機(jī)這一載體，使通信技術(shù)的作用得以發(fā)揮。工作人員可以利用計算機(jī)系統(tǒng)，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。如果某個監(jiān)控器設(shè)備發(fā)出警報信號，值班人員可以在第一時間將監(jiān)控器顯示的畫面或記錄視頻調(diào)取出來，基于此對警報的原因進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)的措施解除警報。而在繳費(fèi)系統(tǒng)和管理認(rèn)證系統(tǒng)中，通常會運(yùn)用超短距離無線射頻通信技術(shù)。在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，為確保外來非法入侵對通信系統(tǒng)的影響，管理人員在對系統(tǒng)進(jìn)行操作前，需要提供相關(guān)證件認(rèn)證身份，在此之后才能獲取相應(yīng)的操作權(quán)限。

（四）輔助系統(tǒng)

高速公路收費(fèi)智能化系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)主要包括硬件設(shè)備系統(tǒng)、應(yīng)急操作系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)。受收費(fèi)系統(tǒng)自身特點(diǎn)的影響，如果運(yùn)用開放式網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)的安全難以得到保證，因此，可以搭載物聯(lián)網(wǎng)或使用安全性高的網(wǎng)絡(luò)平臺。同時，為了避免因為斷電而出現(xiàn)系統(tǒng)停止運(yùn)行的情況，在收費(fèi)智能化輔助系統(tǒng)中，可以運(yùn)用“常規(guī)電源+太陽能+蓄電池”的系統(tǒng)作為供電電源。正常情況下，系統(tǒng)用電是由常規(guī)電源提供的。如果該電源出現(xiàn)異常，就會自動啟動蓄電池供電。同時，在太陽能發(fā)電系統(tǒng)的支持下，該蓄電池可以持續(xù)獲得能源補(bǔ)充，從而延長系統(tǒng)的運(yùn)行時間。

四、高速公路收費(fèi)智能化對降低高速公路營運(yùn)成本的影響

（一）提高收費(fèi)效率，降低人工成本

在收費(fèi)智能化系統(tǒng)的支持下，車輛在駛?cè)敫咚俟泛?，不需要停車就可以完成繳費(fèi)。系統(tǒng)在識別到車輛信息后，會自動計費(fèi)。而對于貨運(yùn)車輛等營利性車輛，系統(tǒng)還會通過電子信息判斷車輛是否超載。在車輛行駛的過程中，ETC還會持續(xù)計費(fèi)與拍照，并自動累計費(fèi)用。車輛駛離高速公路后，這些費(fèi)用會通過用戶的預(yù)存賬戶或用戶授權(quán)的第三方平臺完成扣費(fèi)，并為用戶提供單據(jù)。在此過程中，機(jī)器代替了繁雜、重復(fù)的人工勞動，這不僅提高了收費(fèi)效率，還降低了人工成本，同時也為財務(wù)匯總準(zhǔn)確度的提高和資金的安全性提供了保障。長此以往，高速公路收費(fèi)口車輛擁堵問題可以得到有效緩解，費(fèi)用征收業(yè)務(wù)的運(yùn)行成本也能得到進(jìn)一步降低。

（二）實現(xiàn)單一設(shè)備的多樣化功能，修補(bǔ)收費(fèi)漏洞

在高速公路收費(fèi)智能化系統(tǒng)中，收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)等多個系統(tǒng)實現(xiàn)了相互融合，這使得設(shè)備的功能變得更為豐富和多樣。在圖像識別技術(shù)的支持下，該收費(fèi)智能化系統(tǒng)可以準(zhǔn)確計算高速公路的車流量。在對各時間段的車流量進(jìn)行記錄的情況下，可找到其中的規(guī)律，并為未來的車流量進(jìn)行預(yù)測，這有利于提高年折舊額的計算精度。同時，多車道自由收費(fèi)，不僅能通過分段計費(fèi)的方式修補(bǔ)傳統(tǒng)收費(fèi)模式中存在的漏洞，還可以對車輛的違規(guī)變道、壓線等違法行為進(jìn)行識別。除此之外，收費(fèi)智能化系統(tǒng)還可以針對車輛用戶的行為構(gòu)建用戶畫像，對用戶的出行習(xí)慣和出行要求進(jìn)行分析，并在路線規(guī)劃、費(fèi)用預(yù)測、交通狀況預(yù)報等方面提供個性化服務(wù)，滿足不同用戶的需求。

（三）收費(fèi)監(jiān)控，開展公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

收費(fèi)智能化系統(tǒng)中包含多個監(jiān)控系統(tǒng)，這些監(jiān)控設(shè)備可以搜集高速公路路面和沿線設(shè)備的狀態(tài)，并對這些狀態(tài)信息進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上對道路進(jìn)行全面化地預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，這也是降低道路運(yùn)營成本的重要途徑。在此環(huán)節(jié)中，PCI路面狀況指數(shù)是對預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作開展?fàn)顩r進(jìn)行評估的重要指標(biāo)。基于監(jiān)控系統(tǒng)提供的信息，收費(fèi)智能化系統(tǒng)可以計算得到PCI指數(shù)，預(yù)設(shè)養(yǎng)護(hù)策略并將其發(fā)送給路政單位。

（四）構(gòu)建車輛大數(shù)據(jù)庫，降低事故救援成本

在現(xiàn)代化信息技術(shù)的支持下，可以基于收費(fèi)智能化系統(tǒng)構(gòu)建高速公路車輛數(shù)據(jù)庫，以此實現(xiàn)對公路的分段管理。具體來說，基于公路各個路段的特點(diǎn)，系統(tǒng)可以導(dǎo)入車流量等數(shù)據(jù)和信息，并將其提供給交管部門，交管部門可以針對易擁堵路段制定分時管控和精細(xì)調(diào)控的方案和策略。對于事故多發(fā)路段，也可以通過收費(fèi)監(jiān)控實時分析事故特征，并將相關(guān)信息以視頻、照片等形式提供給應(yīng)急救援單位，由該單位到事故現(xiàn)場開展疏散與撤離工作，第一時間排除險情，從而顯著降低事故的救援成本，縮短救援時間。

（五）構(gòu)建智能化收費(fèi)系統(tǒng)，完善收費(fèi)方案

通過構(gòu)建智能化的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對車輛的集約化管理，并對業(yè)務(wù)和信息進(jìn)行自動化管理。在此基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)管理機(jī)制的改革與創(chuàng)新，為運(yùn)營成本的管控提供新的手段和思路。對于系統(tǒng)運(yùn)行中形成的信息和數(shù)據(jù)，可以按照預(yù)設(shè)的格式被自動化地存儲到相應(yīng)的單元中，對于其中的圖像、視頻、收費(fèi)信息等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，還可以做到合理歸類。除此之外，大數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以將數(shù)據(jù)模態(tài)和變化規(guī)律充分反映出來，幫助管理人員獲取精準(zhǔn)的資料，為收費(fèi)方案的修訂和優(yōu)化提供依據(jù)。

五、結(jié)束語

綜上所述，在高速公路系統(tǒng)運(yùn)行過程中，智能化收費(fèi)是一個重要的發(fā)展趨勢，它不僅可以提高道路的通行效率，還可以減少事故的發(fā)生，降低運(yùn)營成本。高速公路收費(fèi)智能化系統(tǒng)由收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)構(gòu)成，研究發(fā)現(xiàn)，這些系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)作可以減少人工成本，修復(fù)收費(fèi)漏洞，對收費(fèi)過程進(jìn)行監(jiān)控，降低事故的救援成本，使收費(fèi)方案變得更加完善。

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