高速公路ETC門架系統(tǒng)機電設(shè)備安裝問題探討

劉程遠 張保碩

［摘 要］現(xiàn)在許多高速公路收費站都安裝了ETC門架系統(tǒng)，通過對該系統(tǒng)進行應(yīng)用，能夠提高車輛通過的高速公路收費站效率。但是，從實際情況來看，高速公路ETC門架系統(tǒng)機電設(shè)備安裝難度較大，為了保證安裝作業(yè)能夠順利進行，必須從實際情況入手，做好相關(guān)內(nèi)容探究。

［關(guān)鍵詞］高速公路；機電設(shè)備；ETC門架系統(tǒng)；現(xiàn)場勘查

［中圖分類號］U4文獻標志碼：A

近幾年，我國高速公路不斷增多，具體建設(shè)時也開始朝著智能化方向發(fā)展，高速公路繳費方式隨著ETC推廣，傳統(tǒng)的出入口停車卡收費方式逐漸被取代，而在完成ETC門架系統(tǒng)建設(shè)后，高速公路線路收費采取了全程分段無感支付模式，這不僅使高速公路車輛通行更加方便，而且降低了車輛運輸管理成本。ETC門架系統(tǒng)機電設(shè)備安裝質(zhì)量對于系統(tǒng)運行安全性與可靠性有著重要影響，因此要做好安裝作業(yè)相關(guān)內(nèi)容探究。

1 高速公路收費路口安裝ETC的意義

ETC是解決高速路口收費繁忙的一項合理措施。采取全國聯(lián)網(wǎng)，銀行自動結(jié)算，對于廣大用戶以及我國高速公路行業(yè)發(fā)展來說意義重大［1］，具體意義體現(xiàn)在以下幾個方面。

辦理銀行申辦ETC專用通道的程序與手續(xù)都十分嚴格，安全性高，一般不會出現(xiàn)問題。在實際作業(yè)開展期間，通過對高速公路收費站ETC信息的搜集，可以縮小查找?guī)в须娮訕撕炣囕v行蹤范圍。

ETC系統(tǒng)網(wǎng)站交互服務(wù)信息可以被應(yīng)用在檢測公路事件、預(yù)測公路擁擠情況等各項管理、運行、規(guī)劃建設(shè)的信息，甚至能夠依據(jù)實際情況發(fā)布一些指導(dǎo)性的服務(wù)信息，從而反饋用戶誠信度以及客戶的各項信息［2］。

ETC系統(tǒng)能夠與GIS、GPS相融合，通過對其進行應(yīng)用，能夠使高速公路服務(wù)水平和效率以及運行管理水平都得到進一步提高，從而查找到ETC系統(tǒng)客戶的行蹤，這對于提升高速公路暢通性來說能夠起到一定促進作用。

2 做好ETC門架系統(tǒng)機電安裝的準備工作

2.1 做好組織與協(xié)調(diào)工作

做好組織與協(xié)調(diào)是確保ETC門架系統(tǒng)機電安裝作業(yè)能夠順利進行的關(guān)鍵要素。在具體安裝作業(yè)開展時，如果發(fā)現(xiàn)制定的技術(shù)方案與現(xiàn)有施工圖紙中具體內(nèi)容存在沖突，項目部工作人員要組織工作人員，針對問題與業(yè)主進行溝通，在當?shù)卣块T與業(yè)主進行溝通之后，通過協(xié)商確定最終安裝方案，從而消除施工方害怕施工、不敢施工的消極心理，推動項目開展，以免延誤工期，導(dǎo)致工程無法在工期內(nèi)竣工。

2.2 現(xiàn)場勘查

為了避免后期進行門架施工時施工現(xiàn)場與實際設(shè)計樁號之間存在矛盾，項目部門的工作人員要與高速公路當?shù)亟煌ú块T進行合作，針對ETC門架系統(tǒng)機電安裝區(qū)域具體情況進行全面勘查，掌握現(xiàn)場情況，避免門架與交通指示標志、監(jiān)控設(shè)施存在沖突，在確定現(xiàn)場門架最佳安裝位置后上報資料，做好設(shè)計工作，以免后續(xù)因為樁號問題對安裝作業(yè)進行造成不良影響。如果在選址期間由于部分地段無法滿足要求，應(yīng)當在專業(yè)人員指示下，通過充分討論確定最終方案。

2.3 現(xiàn)場施工

獲取設(shè)計圖紙后，由項目部完成施工方案編制，在施工現(xiàn)場做好文明施工、技術(shù)方案落實工作。多數(shù)ETC門架系統(tǒng)機電在安裝期間會出現(xiàn)中央隔離帶不滿足設(shè)計基礎(chǔ)寬度情況，針對這一情況，要采取基礎(chǔ)體積不變、對長度進行調(diào)整的原則，針對門架基礎(chǔ)完成施工。

3 ETC門架系統(tǒng)的工程與功能

3.1 前端系統(tǒng)構(gòu)成與功能

3.1.1 一體化機柜

其由空調(diào)系統(tǒng)、UPS、門禁系統(tǒng)、機柜檢測模塊等各項內(nèi)容共同組成，起到的主要作用就是安裝天線控制器、通信光纜ODF、視頻交換機等各項設(shè)備。機柜檢測模塊起到的作用就是檢測機柜的溫度、濕度、供電情況等各項狀態(tài)，并且能夠?qū)崟r產(chǎn)生的數(shù)據(jù)上傳到中心平臺，通過實時方式完成對場外設(shè)備具體情況的動態(tài)監(jiān)控。

3.1.2 RSU天線系統(tǒng)

該系統(tǒng)在具體應(yīng)用期間起到的關(guān)鍵作用就是利用門架上端RSU天線［2］，通過對其進行應(yīng)用，能夠完成對車輛內(nèi)部CPC卡或OBU數(shù)據(jù)的交換，通過對機柜內(nèi)天線控制器檢驗數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理之后，將數(shù)據(jù)域傳輸?shù)焦た貦C，再處理數(shù)據(jù)，準確讀取與寫入CPC卡、ETC卡內(nèi)數(shù)據(jù)。

3.1.3 門架工控機

工控機是處理與上傳門架收費單元數(shù)據(jù)的核心設(shè)備，其在運行前利用收費軟件能夠集成車牌識別器系統(tǒng)與天線控制器，完成對車數(shù)據(jù)的采集，從而實現(xiàn)對通費用的計算，做好相應(yīng)處理工作，最終通過對外設(shè)進行控制來完成交易，在這一過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都會被上傳至門架服務(wù)器內(nèi)。

3.1.4 識別門架車牌系統(tǒng)

將一套識別車牌設(shè)備安裝在門架上端迎車流一側(cè)，而對于門架背車流一側(cè)，一套識別車牌設(shè)備可以被2～3個車道共用，利用圖像檢測，通過抓拍，掌握行駛車輛車牌信息，將車輛信息與車輛圖片提供信息給門架控機計費軟件，對比各項數(shù)據(jù)，最終可以形成完整收費數(shù)據(jù)。

3.2 后端系統(tǒng)

3.2.1 門架服務(wù)器

門架服務(wù)器的主要作用就是提供存儲與查詢本地數(shù)據(jù)功能，通過對其進行應(yīng)用，不僅可以保證數(shù)據(jù)上傳本地后能夠保留數(shù)據(jù)，以便日后應(yīng)用數(shù)據(jù)時進行查詢，確定各項數(shù)據(jù)，而且采用相應(yīng)軟件或收費查詢平臺也能夠交接財務(wù)，完成相應(yīng)查詢工作。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)交換機

通過對鏈路進行應(yīng)用，完成ETC門架數(shù)據(jù)傳輸，采用門架數(shù)據(jù)交換機，能夠形成一個小環(huán)，然后將其與網(wǎng)絡(luò)交換機相連接，將其與高速公路主干網(wǎng)相連接后能夠逐層上傳數(shù)據(jù)。

3.2.3 路由器

將路由器接入高速公路收費站，運營商專線網(wǎng)絡(luò)可以作為備用鏈路，將獲取到的數(shù)據(jù)直接上傳到部級數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)傳輸速度要快，而且不會發(fā)生丟失。

3.3 通信與供配電系統(tǒng)

目前，我國多數(shù)高速公路收費站的ETC收費門架前端都采用雙向環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)［4］，在具體應(yīng)用期間，一旦一端由于外界因素影響而發(fā)生中斷現(xiàn)象無法繼續(xù)通信，另一方面通信并不會受到影響，可以繼續(xù)通信［5］。后端通信采取無線+有線雙鏈路方式，確保數(shù)據(jù)傳輸高效、穩(wěn)定。

供配電系統(tǒng)采取市電與柴發(fā)自動互切雙電電源［6］，對于采用的供配電系統(tǒng)，為了確保供配電安全，避免由于斷電而對系統(tǒng)運行造成不良影響，針對供配電系統(tǒng)，要設(shè)置多道保障，以免發(fā)生斷電現(xiàn)象。通信與供配電系統(tǒng)的安裝的探討通常都在門架前端系統(tǒng)與后端系統(tǒng)安裝中進行。

4 ETC門架系統(tǒng)是安裝過程中需要注意的內(nèi)容

4.1 安裝門架前端系統(tǒng)

4.1.1 安裝一體化機柜

吊裝一體化機柜前需要做好如下工作。第一，查看機柜基礎(chǔ)法蘭的實際尺寸與要求是否相符，各個螺栓孔位是否準確，而且要做好表面清理工作，確保不會存在任何雜質(zhì)，以免由于存在雜質(zhì)而影響施工。第二，詳細查看線纜盤留現(xiàn)象，對線纜的進出口位置進行確定。第三，機柜是否由于磕碰發(fā)生損壞，或者外觀存在劃痕。第四，查看柜內(nèi)各項設(shè)備是否齊全，以及具體安裝情況是否牢固，機柜配置的各項零件是否缺失。第五，柜內(nèi)走線情況與設(shè)計是否相符，而且要依據(jù)柜內(nèi)情況整理內(nèi)線。第六，查看機柜門開關(guān)正常與否，鑰匙是否匹配。通過檢查如果發(fā)現(xiàn)上述任意一項內(nèi)容存在問題，必須要及時處理，確定無誤后，才能開展下一步作業(yè)。

開展吊裝作業(yè)時需要注意的要點如下。第一，必須采取扁平吊帶進行吊裝作業(yè)，通過對布條進行應(yīng)用，完成對觸點的保護，不得采用鋼絲開展直接吊裝作業(yè)。第二，吊裝作業(yè)中采用的吊帶分布要保持均勻，確保提升機柜時可以保持垂直，并且在機柜提升到與地面相距5～10 cm后，要由專人查看吊帶是否松動，機柜是否發(fā)生傾斜，以及吊繩緊扣情況。第三，將木板墊在運輸車輛底板處，對于柜體可能會與運輸車輛接觸，導(dǎo)致其遭受破壞部位，要將泡沫填塞到這一位置，以免在二次運輸期間由于發(fā)生碰撞導(dǎo)致機柜被破壞，影響日后應(yīng)用。第四，裝車需要遵循“先裝后吊，后裝先吊”原則進行。運輸車輛在行駛過程中必須保持平穩(wěn)，不得出現(xiàn)急停急啟動現(xiàn)象。

一體化機柜安裝要點如下。第一，在安裝過程中，要盡量避免安裝柜底座期間柜體與基礎(chǔ)螺栓發(fā)生碰撞現(xiàn)象，保證螺栓可以精準穿入機柜底座安裝孔。第二，安裝機柜時，要保證安裝方向準確，保證兩側(cè)柜門都向邊坡方向開門。第三，對于機柜底座，應(yīng)當將彈墊或螺栓墊在螺栓套上，完成上述作業(yè)后，施工人員通過力矩把手緊固螺母。第四，檢查機柜垂直度與平整度，如果發(fā)現(xiàn)存在異常，需要做好調(diào)整工作，確保其垂直度與水平度都能夠滿足要求。第五，完成穿線作業(yè)后，施工人員要利用圍板密封機柜底座，不得存在縫隙。

4.1.2 防雷接地

對于一體化機柜，要全部內(nèi)部外殼與接地，采用1×4線纜，采取流排方式連接，然后利用1×16線纜連接接地匯流排和門架接地扁鋼，采用上述方式實現(xiàn)對門架系統(tǒng)的防雷接地，并且要做好接地電阻控制，電阻值不得超過1Ω，避免由于電阻值過大導(dǎo)致防雷接地效果達不到預(yù)期。

4.1.3 安裝門架上端關(guān)鍵機電設(shè)備

門架上端RSU天線，包含應(yīng)急車道在內(nèi)，每一條車道都需要安裝1套RSU天線在具體安裝作業(yè)時要保證安裝合理性，要將RSU天線安裝在每條車道中間區(qū)域。天線設(shè)備要采用抱箍，將其穩(wěn)定固定在欄桿上，安裝的RSU天線與豎直方向需要呈一定角度，一般來說要將角度控制在30°～45°。位于同一門架上的RSU天線必須都為同一廠家生產(chǎn)的相同型號，以免安裝不同廠商生產(chǎn)的RSU天線在應(yīng)用期間不同信號相互影響，降低其性能。同時，為了避免安裝出的天線發(fā)生反向干擾，對于道路兩側(cè)背向門架間距需要超過30 m。

在包含應(yīng)急車道的情況下，如果單項車道為單數(shù)，應(yīng)當在除應(yīng)急車道之外全部車道，在每兩個車道之間都要余留一個安裝天線抱箍位置，其主要用于安裝后期冗余天線。若包含應(yīng)急車道，單項車道為雙數(shù)，應(yīng)當對于包含應(yīng)急車道的全部車道，在每兩個車道中間都預(yù)留出一個天線抱箍安裝位置，以備后續(xù)應(yīng)用。

4.1.4 安裝識別車牌信息設(shè)備

針對門架迎車流一側(cè)，應(yīng)當包含應(yīng)急車道內(nèi)，將識別車牌信息設(shè)備安裝在每一個車道內(nèi)，在安裝作業(yè)時，要將每個安裝位置都設(shè)置在兩車道相交界標線，具體安裝時，應(yīng)當在每兩臺中間區(qū)域都預(yù)留出安裝天線抱箍位置。安裝的每套攝像機需要能對兩條車道內(nèi)行駛車輛進行抓拍，而對于應(yīng)急車道，其最少要能夠被一套識別車牌信息設(shè)備覆蓋，保證所有車輛的信息都能夠被獲取。

安裝識別車牌信息設(shè)備時，安裝人員要利用鋼扎帶或抱箍將設(shè)備固定在欄桿上，固定必須牢固，不得出現(xiàn)松動，避免發(fā)生脫落，導(dǎo)致設(shè)備損壞。同時，為了避免補光等頻率不同對識別設(shè)備性能造成不良影響，安裝在相同門架上的識別車牌信息的設(shè)備都應(yīng)當來自同一廠家生產(chǎn)相同型號的設(shè)備。目前，較為常見的識別車牌信息設(shè)備要求與補光燈之間的距離需要在2.6～3.0 m，具體安裝作業(yè)必須嚴格依據(jù)這一規(guī)范進行，若不嚴格依據(jù)規(guī)范安裝，將會對識別車牌設(shè)備的應(yīng)用造成不良影響，導(dǎo)致識別率偏低。

4.2 安裝后端系統(tǒng)

4.2.1 切換交換機

在實際安裝作業(yè)時，如果需要將交換機拆除，要先明確原有站級交換機的具體配置狀況，對配置文件進行全部拷貝，不得遺漏任何信息，將所有信息都遷移至新交換機。切換收費交換機時，會對車道第三方收費造成影響，因此進行交換機切換時，需要維護站技術(shù)全員參與，相互協(xié)作，切換時應(yīng)當先將舊交換機拆掉，再用新交換機替換，對于應(yīng)用交換機的網(wǎng)口的各項設(shè)備，都要按照新增IP進行重新規(guī)劃，做好配置，保證系統(tǒng)能夠正常運行，確定沒有任何異常后再開展下一步操作。

如果在安裝作業(yè)時不需要拆除掉舊交換機，應(yīng)當從原視頻交換機、收費系統(tǒng)中分別引出一根網(wǎng)線，將其引入新交換機，而且要針對舊交換機引出網(wǎng)口進行新增IP規(guī)劃。對于ETC門架系統(tǒng)在規(guī)劃時需要采取新增IP，規(guī)劃應(yīng)當在保留原收費站IP規(guī)劃上進行，具體規(guī)劃需要依據(jù)區(qū)域內(nèi)設(shè)備的具體情況進行。

4.2.2 安裝與調(diào)試服務(wù)器

對于采用的數(shù)據(jù)服務(wù)器，為了保證其作用能夠得到合理發(fā)揮，必須將其安裝在原收費站機房內(nèi)，若收費機房內(nèi)機柜空間足夠，可直接上架，一旦空間小，無法滿足安裝要求，要新增機柜。上架之后，必須要介入雙供電電源，確保不會因為斷電而影響運機柜運行。

5 結(jié)語

高速公路ETC門架系統(tǒng)機電安裝作業(yè)要嚴格依據(jù)規(guī)范開展，保證安裝順利進行，確保設(shè)備系統(tǒng)投入應(yīng)用后作用能夠得到合理發(fā)揮。同時，網(wǎng)絡(luò)運行穩(wěn)定性與安全性也得到了人們關(guān)注，因此在安裝高速公路ETC門架系統(tǒng)機電設(shè)備期間，要注重網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)，以免由于網(wǎng)絡(luò)問題而引發(fā)事故。

參考文獻

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