莊成桂

摘 要：全國(guó)高速公路路網(wǎng)四通八達(dá)，縱橫交錯(cuò)，現(xiàn)各省之間通過(guò)省界站收費(fèi)，影響通行效率，為實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)，撤消省界站并確保通行效率，交通部提出通過(guò)電子不停車(chē)快捷收費(fèi)（ETC）、輔以車(chē)牌圖像識(shí)別、多種支付手段融合應(yīng)用的技術(shù)路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)高速公路收費(fèi)，本文著重闡述了基于5.8G自由流分段收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，以及系統(tǒng)的主要功能。

關(guān)鍵詞：ETC? 5.8G;自由流;分段收費(fèi)

1.前言

根據(jù)部路網(wǎng)中心取消省界站，實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)方案。全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的總體技術(shù)思路：1） ETC車(chē)輛：采用自由流ETC+車(chē)牌識(shí)別技術(shù);2）MTC車(chē)輛：采用5.8G CPC卡作為通行介質(zhì)+車(chē)牌識(shí)別?；谏鲜鏊悸?，本文研究設(shè)計(jì)一種基于5.8G的自由流分段收費(fèi)系統(tǒng)，ETC車(chē)輛采用5.8G自由流分段收費(fèi)，即在高速公路收費(fèi)站間設(shè)立ETC門(mén)架的自由流收費(fèi)系統(tǒng)，車(chē)輛經(jīng)過(guò)該點(diǎn)時(shí)進(jìn)行一次收費(fèi);非ETC車(chē)輛采用5.8GHz復(fù)合通行卡（CPC卡）作為通行介質(zhì)、采用自由流分段計(jì)費(fèi)，即在車(chē)輛通過(guò)ETC門(mén)架時(shí)將分段計(jì)費(fèi)金額寫(xiě)入CPC卡，當(dāng)車(chē)輛離開(kāi)高速時(shí)使用現(xiàn)金或非現(xiàn)金支付方式一次性收費(fèi)。同時(shí)，系統(tǒng)需記錄交易流水，匯報(bào)天線(xiàn)、車(chē)牌識(shí)別儀、機(jī)柜等主要設(shè)備工作狀態(tài)，由于系統(tǒng)需要在無(wú)人條件下長(zhǎng)期運(yùn)行，系統(tǒng)的穩(wěn)定性需求極為強(qiáng)烈。

2.業(yè)務(wù)流程

5.8G自由流分段收費(fèi)，指在高速公路兩個(gè)收費(fèi)站間的斷面上，安裝橫跨公路的龍門(mén)架。在龍門(mén)加上方架設(shè)微波讀寫(xiě)天線(xiàn)、車(chē)牌識(shí)別儀，對(duì)于ETC車(chē)輛，系統(tǒng)讀取OBU中的車(chē)輛信息、依據(jù)本路段費(fèi)率計(jì)算費(fèi)額;對(duì)于CPC卡車(chē)輛，系統(tǒng)通過(guò)CPC卡的車(chē)輛信息，計(jì)算通行費(fèi)并寫(xiě)入CPC卡中，作為出口的收費(fèi)依據(jù)，并形成通行記錄。

2.1路網(wǎng)入口

在車(chē)輛進(jìn)入路網(wǎng)入口，對(duì)于ETC車(chē)輛，已通過(guò)一車(chē)一標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)OBU與車(chē)輛信息綁定，系統(tǒng)將車(chē)輛入口信息寫(xiě)入安裝在電子標(biāo)簽中的CUP卡中;對(duì)于非ETC車(chē)輛，通過(guò)入口判斷將車(chē)型、車(chē)牌等車(chē)輛相關(guān)信息寫(xiě)入CPC卡。

2.2路上行駛

車(chē)輛高速行駛通過(guò)5.8G自由流分段收費(fèi)系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)ETC車(chē)輛分路段計(jì)費(fèi)、扣費(fèi)，MTC車(chē)輛分路段計(jì)費(fèi)。對(duì)OBU車(chē)輛，讀取OBU信息、車(chē)牌識(shí)別、計(jì)費(fèi)/扣費(fèi)生成交易流水及圖像流水;對(duì)于CPC卡車(chē)輛，讀CPC卡信息、車(chē)牌識(shí)別，將計(jì)費(fèi)額寫(xiě)入CPC卡內(nèi)，并生成交易流水;對(duì)于無(wú)介質(zhì)車(chē)輛，車(chē)牌識(shí)別生成圖像流水。

2.3、路網(wǎng)出口

在車(chē)輛進(jìn)入路網(wǎng)出口，對(duì)于ETC車(chē)輛采用記賬形式扣費(fèi);對(duì)于非ETC車(chē)輛，在出口調(diào)用省級(jí)計(jì)費(fèi)服務(wù)或CPC卡的計(jì)費(fèi)信息進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)繳費(fèi)，可支持現(xiàn)金、ETC用戶(hù)卡、移動(dòng)支付等多種支付方式。

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 車(chē)道布局

如上圖3-1所示：高速公路原則上在每個(gè)互通立交、入/出口之間均設(shè)立5.8G自由流分段收費(fèi)系統(tǒng)，在雙向六車(chē)道情況下，RSU及高清車(chē)牌視頻識(shí)別設(shè)備采用頂掛方式安置在龍門(mén)架上，在路側(cè)或門(mén)架上安裝集成車(chē)道工控機(jī)、天線(xiàn)控制器、交換機(jī)、防雷器、UPS后備電源等設(shè)備的室外機(jī)柜方式進(jìn)行布設(shè)。RSU天線(xiàn)按車(chē)道數(shù)進(jìn)行設(shè)置;高清車(chē)牌視頻識(shí)別設(shè)備需兼顧車(chē)輛車(chē)頭、車(chē)尾車(chē)牌、車(chē)速等信息識(shí)別，按車(chē)道數(shù)進(jìn)行雙向設(shè)置在公路主斷面上架設(shè)一個(gè)龍門(mén)架;在每一方向的每一條車(chē)道上各安裝一個(gè)RSU天線(xiàn);每一臺(tái)天線(xiàn)交易區(qū)（陰影部分）覆蓋一條車(chē)道，橢圓的長(zhǎng)度在15m左右;當(dāng)同一方向有多個(gè)車(chē)道時(shí)，需要安裝多臺(tái)天線(xiàn)。省界ETC門(mén)架須在每個(gè)方向前后各設(shè)置兩排，互為冗余;非省界ETC門(mén)架設(shè)置單排門(mén)架，應(yīng)考慮關(guān)鍵設(shè)備、應(yīng)用軟件、供電與通訊的冗余備份。

3.2 設(shè)備連接架構(gòu)

58G自由流分段收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)備連接圖如下：

一個(gè)完整的自由流分段收費(fèi)點(diǎn)稱(chēng)為全幅自由流收費(fèi)點(diǎn)，包含上行、下行兩套系統(tǒng);單獨(dú)的上行或下行系統(tǒng)稱(chēng)為半幅自由流收費(fèi)點(diǎn)，每個(gè)半幅自由流收費(fèi)點(diǎn)配置一臺(tái)工控機(jī)，工控機(jī)通過(guò)交換機(jī)與外部網(wǎng)絡(luò)連接。在半幅自由流收費(fèi)點(diǎn)，按照實(shí)際車(chē)道數(shù)量，每條車(chē)道配備一臺(tái)RSU和兩個(gè)車(chē)牌識(shí)別儀，每臺(tái)RSU和車(chē)牌識(shí)別儀都通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與工控機(jī)連接。

3.3 5.8標(biāo)識(shí)系統(tǒng)架構(gòu)

5.8G自由流分段收費(fèi)系統(tǒng)涉及到的軟件對(duì)象有：數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)控程序、稽查程序、數(shù)據(jù)服務(wù)程序、自由流收費(fèi)門(mén)架程序、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)、遠(yuǎn)程升級(jí)程序、網(wǎng)絡(luò)守護(hù)程序、RSU天線(xiàn)程序、升級(jí)服務(wù)器，系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖3.2所示。

4.系統(tǒng)功能規(guī)劃

5.8G自由流分段收費(fèi)系統(tǒng)功能包括自由流交易、車(chē)輛圖像采集、設(shè)備狀態(tài)采集和數(shù)據(jù)處理四大功能模塊。其中自由流交易包括：ETC交易處理、CPC交易處理、費(fèi)率計(jì)算、生成通行記錄;車(chē)輛圖像采集包括：抓拍圖像、生成圖像流水、疊加數(shù)據(jù)、生成車(chē)輛合計(jì)數(shù);設(shè)備狀態(tài)采集包括設(shè)備狀態(tài)獲取、軟件狀態(tài)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及自檢更新;數(shù)據(jù)處理包括：接收下發(fā)參數(shù)、上傳數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及數(shù)據(jù)去重。

5.總結(jié)

本文通過(guò)分析5.8G自由流分段收費(fèi)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程，闡述了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，包括車(chē)道布局、設(shè)備連接架構(gòu)及系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行了規(guī)則分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭子英. 取消高速公路省界收費(fèi)站相關(guān)技術(shù)探討[J].中國(guó)交通信息化. 2018（09）

[2]劉睿健. 消界去站論“自由”——高速公路取消省界收費(fèi)站背景下自由流收費(fèi)探討[J]. 中國(guó)交通信息產(chǎn)業(yè). 2009（02）