曾琢

摘 要：高速公路在現(xiàn)代交通系統(tǒng)中占據(jù)著重要位置，對于經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的促進作用。對高速公路實行收費政策對于國家稅收有著重要的作用，是高速公路的運營養(yǎng)護與維修重要的經(jīng)濟來源。根據(jù)當下高速公路收費站收費設(shè)計的現(xiàn)狀，結(jié)合該項目對收費系統(tǒng)設(shè)計進行闡述，并對相關(guān)問題提出幾項措施，最后進行簡單的總結(jié)。

關(guān)鍵詞：高速公路 收費站項目 措施 思考

中圖分類號：P228 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（c）-0048-02

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，交通量的不斷增大，很多高速公路的互通設(shè)置已不能滿足人們?nèi)粘５某鲂幸?，需對互通進行改擴建。在高速公路收費站改擴建項目工作中，由于改擴建收費站收費系統(tǒng)需接入高速公路原有系統(tǒng)，易出現(xiàn)了很多問題，需要進行不斷的總結(jié)、改革與創(chuàng)新，以不斷促進收費系統(tǒng)設(shè)計的科學化與專業(yè)化。該文將結(jié)合四川省廣鄰高速公路華鎣互通改擴建項目收費系統(tǒng)設(shè)計進行具體分析。

1 工程概要

廣鄰高速公路起于廣安，連接成南高速，止于鄰水。該項目是四川至上海的主要陸路通道，也是川東的快速公路運輸干線。廣鄰高速公路于1995年12月開工建設(shè)，于2000年建成通車。

廣鄰高速公路華鎣收費站，地處華鎣市，隨交通量日益增長，原收費廣場2進2出已不能滿足現(xiàn)有交通量的要求，車輛常常在收費廣場前排隊，嚴重影響周邊路網(wǎng)的通行，收費站的服務(wù)水平已嚴重滯后于交通的發(fā)展，對行車安全有一定的影響，成為阻礙城市發(fā)展的瓶頸路段，急需對其改建。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，并結(jié)合相關(guān)交通量數(shù)據(jù)分析，原有互通的部分匝道寬度已不能適應(yīng)交通量發(fā)展的需要，故根據(jù)相關(guān)規(guī)范對主線加減速車道進行加寬加長，并對匝道及收費廣場進行改擴建。通過加寬加長主線加減速車道來改善行車舒適度和安全性，通過改造拓寬匝道及收費廣場來提高通行能力及服務(wù)水平。由于改造后的匝道和收費廣場將侵占現(xiàn)有收費站房位置，另需新建收費站房。

改建的收費站項目包括主體設(shè)計和交通工程設(shè)計，收費站改擴建項目交通工程設(shè)計包括總體設(shè)計、監(jiān)控設(shè)施、收費設(shè)施（含收費機電和收費土建）、通信設(shè)施（通信機電和通信管道）、供電照明系統(tǒng)以及房屋建筑設(shè)施等構(gòu)成。該文僅對交通工程收費機電方面進行論述。

經(jīng)過多年的運營，在收費系統(tǒng)方面，不管是從設(shè)備使用情況還是從實際需要方面，業(yè)主都積累了一些經(jīng)驗，提出了一些新的需求，這些都要在新的設(shè)計中加以采納并實現(xiàn)。

2 高速公路擴建收費站項目機電設(shè)計目標

項目實施后，應(yīng)能在一定時間段內(nèi)有效地緩解現(xiàn)有高速公路的擁堵情況，并應(yīng)使華鎣收費站機電系統(tǒng)納入已建成的廣鄰高速公路收費、通信和監(jiān)控系統(tǒng)中，其中收費系統(tǒng)采用四川省統(tǒng)一的半自動計重收費方式，并參與全省聯(lián)網(wǎng)收費，該設(shè)計應(yīng)達到以下目標：

（1）工程設(shè)計應(yīng)結(jié)合滿足四川省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費總體設(shè)計等相關(guān)規(guī)劃的要求，使系統(tǒng)具有充分的可靠性、實用性和安全性；同時，滿足已實施的全省計重收費工程對車道及收費設(shè)備的要求。

（2）工程設(shè)計應(yīng)充分考慮高速公路的特點、已開通機電系統(tǒng)實際運行的情況和業(yè)主的管理需求，統(tǒng)一考慮機電系統(tǒng)的現(xiàn)狀和需求，以保證機電工程實施時對現(xiàn)有已運行的系統(tǒng)影響最小；

（3）在工程投資允許的條件下，盡可能采用國內(nèi)外的新技術(shù)、新工藝和新產(chǎn)品，以進一步提高高速公路的管理效率，降低高速公路的維護成本；

（4）設(shè)計中所選用的設(shè)備考慮現(xiàn)有設(shè)備的擴展性及維護配件的統(tǒng)一性。

3 總體方案確定

目前，在收費站改擴建設(shè)計中，常用的提高通行能力的做法有以下幾種：

（1）采用性能較好的機電設(shè)備，提高收費系統(tǒng)的整體性能：如采用高性能的工控機、高速票據(jù)打印機、高速欄桿等設(shè)備，可以一定程度上縮短服務(wù)時間，從而提高收費站通行能力。

（2）設(shè)置自動發(fā)卡車道或者ETC電子不停車收費車道，以提高收費廣場的通行能力。

（3）設(shè)置往復(fù)式車道或者多亭車道。即一個車道可以根據(jù)主交通流的方向和交通量的大小，靈活的調(diào)整收費設(shè)備，從而提高高峰時段車輛的通行速度，減少擁堵率。

（4）通過增加土建車道數(shù)提升收費站的通行能力。

根據(jù)測算后的交通量初步測算，由于該項目收費站交通量增長太快，單純的將收費車道調(diào)整為往復(fù)式車道和多亭車道無法很好的緩解項目的交通擁堵狀況。擬采用增加土建車道數(shù)的方案來提升收費站的通行能力。結(jié)合四川省高速公路的運行情況以及相關(guān)要求，根據(jù)測算的交通量確定本項目的改建方案：將車道數(shù)由原有的2入2出調(diào)整為4入6出，在雙向收費島配置1入1出的ETC車道，并在其余出口車道設(shè)置計重收費；并同時配置高速票據(jù)打印機、高速欄桿等機電設(shè)備。

4 收費系統(tǒng)設(shè)計

4.1 收費系統(tǒng)概述

高速公路收費系統(tǒng)不僅擔負著全線通行車輛過路費的收取，同時還具有交通管理、監(jiān)視、數(shù)據(jù)收集、流量調(diào)控等附加功能。按功能分，其主要由計算機收費管理系統(tǒng)、收費音視頻監(jiān)視系統(tǒng)、車道控制子系統(tǒng)以及其他輔助系統(tǒng)。

4.2 收費計算機系統(tǒng)

收費計算機系統(tǒng)由分中心、收費站和入/出口收費車道計算機系統(tǒng)構(gòu)成，是整個收費系統(tǒng)的控制核心，其功能是從收費車道以及其他子系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，對收費相關(guān)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理；收費分中心計算機系統(tǒng)已實施，其通過通信系統(tǒng)，與收費站、公司收費中心和省聯(lián)網(wǎng)收費結(jié)算中心組成收費廣域網(wǎng)。收費站計算機系統(tǒng)由服務(wù)器、工作站、以太網(wǎng)交換機、激光打印機以及收費車道系統(tǒng)等構(gòu)成。為保證車道與站級服務(wù)器之間快速和可靠的數(shù)據(jù)傳輸，廣場交換機與收費站交換機之間通過單模光纖實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，通訊協(xié)議采用工業(yè)標準的TCP/IP協(xié)議，其網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)采用“星型”模式。

收費站計算機系統(tǒng)通過通信系統(tǒng)提供的10M/100M通道與分中心計算機系統(tǒng)與收費分中心構(gòu)成廣域網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方案為：所有局域網(wǎng)采用全交換式以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備均采用以太網(wǎng)交換機

4.3 收費音視頻監(jiān)視系統(tǒng)

收費音視頻監(jiān)視系統(tǒng)是杜絕高速公路通行費漏收的主要手段之一，該系統(tǒng)的優(yōu)劣將直接影響業(yè)主的切身利益。

該系統(tǒng)由前端設(shè)備、傳輸設(shè)備、監(jiān)視存儲設(shè)備三部分組成。前端設(shè)備包括車道攝像機、亭內(nèi)攝像機、廣場攝像機、拾音器等；傳輸設(shè)備包括設(shè)于站房內(nèi)的視頻傳輸設(shè)備和設(shè)于現(xiàn)場（收費廣場、車道、收費亭）的視頻傳輸設(shè)備；監(jiān)視存儲設(shè)備包含視頻存儲服務(wù)器、視頻工作站等。

經(jīng)調(diào)查，廣鄰高速公路現(xiàn)有收費系音視頻監(jiān)視系統(tǒng)采用視頻專網(wǎng)的方案，但結(jié)合四川省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費總體要求等現(xiàn)有相關(guān)規(guī)劃及要求，考慮到廣鄰路原有視頻專網(wǎng)傳輸方案擴容費用昂貴，從經(jīng)濟性、技術(shù)的先進性以及擴容的便捷性考慮，將視頻音視頻子系統(tǒng)中的攝像機均更換為高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，視頻傳輸方案也采用全IP傳輸方案。

該方案在收費站和收費廣場設(shè)置視頻交換機，各收費島上車道及亭內(nèi)均設(shè)置高清攝像機，其通過網(wǎng)線接入車道視頻交換機，收費廣場設(shè)置的高清攝像機利用光纖收發(fā)器接入收費車道視頻交換機，車道視頻交換機通過光接口與收費站視頻以太網(wǎng)交換機相連。另財務(wù)室和監(jiān)控室設(shè)置的攝像機也通過網(wǎng)線直接接入站視頻以太網(wǎng)交換機。在收費站設(shè)置視頻存儲設(shè)備、解碼設(shè)備、控制鍵盤、操作客戶端、監(jiān)視器等設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)報警圖像顯示、手動切換顯示和自動切換顯示等功能。收費亭內(nèi)的監(jiān)聽信號與亭內(nèi)圖像同步錄像，并能同步調(diào)用。而在監(jiān)控分中心僅需配置相關(guān)的解碼設(shè)備就能實現(xiàn)本項目視頻的接入。

4.4 收費車道系統(tǒng)

收費車道系統(tǒng)由安裝在收費亭內(nèi)的車道控制機（含顯示器、收費專用鍵盤）、IC卡讀寫器、票據(jù)打印機、亭內(nèi)攝像機、對講分機、腳踏報警開關(guān)等和安裝在收費島上的車輛檢測器及檢測線圈、車道通行信號燈、車道攝像機、車牌識別設(shè)備（入口車道設(shè)置）、費額顯示器、語音報價器、雨棚信號燈、霧燈、聲光報警裝置、自動欄桿、手動欄桿等組成。

實施計重收費的出口車道還配置有稱重控制器、稱重檢測器、車輛分離器、車型判別裝置等車道設(shè)備。

4.5 有線對講系統(tǒng)

對講系統(tǒng)由收費分中心的對講主機和收費站的對講主機以及亭內(nèi)對講分機組成。對講系統(tǒng)采用熱線方式，由通信專業(yè)通過程控交換機實現(xiàn)對講功能。

分中心、收費站對講主機采用帶錄音的多功能數(shù)字話機，通過程控交換系統(tǒng)的調(diào)度電話功能，實現(xiàn)全呼、組呼、單呼和錄音等對講功能。收費亭對講分機采用普通按鍵式雙音多頻話機，用于實現(xiàn)收費員與站值班員、分中心監(jiān)控員通話。

4.6 緊急報警系統(tǒng)

緊急報警系統(tǒng)用于收費員在遇到緊急情況時向監(jiān)控室發(fā)出報警信息，其由安裝在收費站的報警主機、收費亭內(nèi)的腳踏報警開關(guān)和收費車道的聲光報警器等組成。報警信號采用音頻電纜傳輸。

收費車道緊急報警信號進入車道控制機，通過收費計算機網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)收費站內(nèi)的報警裝置并與收費數(shù)據(jù)一起逐級上傳收費分中心。在發(fā)出報警信號后，可直接在收費站和收費分中心的工作站上顯示報警信號并發(fā)出聲音報警，同時將報警車道圖像切換至監(jiān)視器上顯示。

4.7 現(xiàn)金傳輸系統(tǒng)

改建后的華鎣收費站為4入6出的收費站，為采取更科學的管理手段確保收費站財產(chǎn)和工作人員的人身安全，有效解決收費亭大量現(xiàn)金滯留及收費員交班時的路途安全問題，采用了現(xiàn)金傳輸系統(tǒng)。

現(xiàn)金傳輸系統(tǒng)由渦輪風機、消音裝置、風向轉(zhuǎn)換器、管道換向器、設(shè)置于金庫、票據(jù)室以及各出口人工收費亭的收發(fā)工作站、傳輸管道以及中心控制系統(tǒng)等組成。其是把分布于收費亭、金庫、票據(jù)室等地點的工作站用傳輸管道連接起來，構(gòu)成一個封閉的管道網(wǎng)絡(luò)，通過動力風機的吸氣和吹氣使管道內(nèi)形成正負空氣壓力差，實現(xiàn)裝有現(xiàn)金和票據(jù)的傳輸瓶的氣動傳輸[1]，中央控制中心控制并監(jiān)視系統(tǒng)的運行。收費亭內(nèi)的現(xiàn)金可以隨時傳輸?shù)狡睋?jù)室的金庫， 票據(jù)室也可以隨時將收費員所需的物品傳送至收費亭，節(jié)省了人員的路途的奔波，提高工作效率，也讓收費員的現(xiàn)金交接更加便捷、快速、安全。

4.8 入口治超系統(tǒng)

隨著交通運輸?shù)陌l(fā)展，為避免超限的貨運車輛對高速公路主體的路基路面造成了損壞；對交通安全造成極大的隱患，擬采用入口治超。入口超治系統(tǒng)配備稱重系統(tǒng)、車牌識別系統(tǒng)、車道監(jiān)視系統(tǒng)、信息誘導系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)等構(gòu)成。

貨車通過檢測區(qū)域，車道攝像機抓拍車輛圖像，控制器獲取車輛車牌、稱重數(shù)據(jù)等，并在監(jiān)視器和可變情報板上顯示。對不超限的貨車，直接打開自動欄桿機放行；若車輛超限，則通過可變情報板告警，提醒管理人員注意，引導貨車返程，嚴禁駛?cè)敫咚俟贰?/p>

5 收費站擴建中的問題綜述

當下，高速公路機電項目施工從設(shè)計到施工、從技術(shù)到管理已經(jīng)相對于之前有了很大的進步，項目的總體管理與施工技術(shù)更加成熟，但是在高速公路收費站的改擴建機電設(shè)計項目上，仍然有不少問題需要解決。

5.1 機電設(shè)計應(yīng)做好充分的前期準備工作

改擴建收費站項目都是在現(xiàn)有收費站的基礎(chǔ)上進行，要做好一個收費站的改造設(shè)計，需要在進行認真細致的實地調(diào)研工作，把整個項目的現(xiàn)有情況進行充分了解，并進行綜合考慮，做到各個項目不遺漏，確保整個設(shè)計的完整性[2]。以避免在進行機電工程的設(shè)計工作中，調(diào)研數(shù)據(jù)與實際情況有所出入，從而設(shè)計也難免出現(xiàn)差錯。

5.2 機電項目的設(shè)計程序

一般來講，機電設(shè)計工作都會遵循一定的設(shè)計程序，以免造成設(shè)計項目的遺漏，影響工程進度的進展。但是，由于機電項目的設(shè)計較為復(fù)雜，所牽涉的領(lǐng)域也較多，對于設(shè)計人員的要求也較高，因此在進行機電項目的設(shè)計管理工作中，對設(shè)計工作的規(guī)范設(shè)計上出現(xiàn)了工作上的疏漏[3]。

5.3 系統(tǒng)需有創(chuàng)新和實用性

華鎣高速公路收費站的改造有其特殊性。對收費系統(tǒng)而言，如果改擴建前后沒有太大的區(qū)別，則僅僅是從土建上提高了項目的作用。因此，收費系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)創(chuàng)新和實用性，以進一步簡化運營單位的工作，有效提高業(yè)主的管理效率。比如，為確保收費站財產(chǎn)和工作人員的人身安全，有效解決收費亭大量現(xiàn)金滯留及收費員交班時的路途安全問題，采用了現(xiàn)金傳輸系統(tǒng)；將視頻傳輸系統(tǒng)調(diào)整為造價上更經(jīng)濟，技術(shù)更先進性，更好擴容的全IP傳輸方式。

6 結(jié)語

高速公路改擴建收費站項目機電設(shè)計比一般的新建項目復(fù)雜，有許多東西需要設(shè)計單位根據(jù)現(xiàn)有的情況以及業(yè)主的需求去認真考慮，以便能滿足運營管理者不斷提高的管理需求，滿足道路使用者和全社會日益提升的安全和服務(wù)需求。

參考文獻

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