劉 暢

（遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110166）

1 概述

為貫徹落實(shí)國(guó)務(wù)院及交通運(yùn)輸部關(guān)于取消高速公路省界收費(fèi)站相關(guān)會(huì)議精神的總體決策部署，基于交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院 《推動(dòng)取消高速公路省界收費(fèi)站總體技術(shù)方案》 及 《取消高速公路省界收費(fèi)站工程建設(shè)方案》 具體細(xì)則，結(jié)合遼寧省高速公路機(jī)電系統(tǒng)配置和運(yùn)營(yíng)管理現(xiàn)狀，開(kāi)展取消省界主線(xiàn)收費(fèi)站工程項(xiàng)目建設(shè)。

2.總體技術(shù)方案

2.1 全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)總體架構(gòu)

全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)總體架構(gòu)由收費(fèi)公路聯(lián)網(wǎng)結(jié)算管理中心 （以下簡(jiǎn)稱(chēng) “部聯(lián)網(wǎng)中心”）、?。▍^(qū)、市） 聯(lián)網(wǎng)結(jié)算管理中心 （以下簡(jiǎn)稱(chēng) “省聯(lián)網(wǎng)中心”）、省內(nèi)區(qū)域/路段中心 （路公司）、ETC門(mén)架、收費(fèi)站、ETC 車(chē)道、ETC/MTC 門(mén)架等組成，如圖1 所示。

圖1 全國(guó)高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)總體架構(gòu)示意圖

2.2 遼寧省高速公路取消省界收費(fèi)站項(xiàng)目建設(shè)階段分析

遼寧省高速公路取消省界收費(fèi)站項(xiàng)目共分四期建設(shè)，具體如下：

第一期工程主要包括以下內(nèi)容：在省聯(lián)網(wǎng)中心設(shè)置5 臺(tái)服務(wù)器、1 套云平臺(tái)管理軟件、2 臺(tái)省中心加密機(jī)、1 臺(tái)省聯(lián)網(wǎng)中心測(cè)試加密機(jī)，在收費(fèi)站增設(shè)15 臺(tái)服務(wù)器、150 臺(tái)非接觸式讀卡器。在毛家店主線(xiàn)站、安民主線(xiàn)站、汪清門(mén)主線(xiàn)站、草市主線(xiàn)站、拐磨子主線(xiàn)站出省方向每處設(shè)置了2 排門(mén)架，每排門(mén)架設(shè)置了RSU 及車(chē)牌識(shí)別設(shè)備。其中每處門(mén)架車(chē)牌識(shí)別設(shè)備只抓拍車(chē)頭圖像。車(chē)牌識(shí)別設(shè)備采用由1 組LED 頻閃暖光燈和紅外白光爆閃一體燈組成的補(bǔ)光燈。白天采用白光暴閃，夜間為紅外暴閃，暖光燈常亮。

第二期工程主要包括以下內(nèi)容：路方省中心設(shè)備部署；ETC 中心系統(tǒng)擴(kuò)容；相關(guān)機(jī)房配套系統(tǒng)擴(kuò)容；ETC 發(fā)行設(shè)備采購(gòu)；跨省稽查中心建設(shè)；省界ETC 門(mén)架系統(tǒng)土建及鋼結(jié)構(gòu)部分；用戶(hù)通行保障；ETC 門(mén)架系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備部分；收費(fèi)軟件部分；ETC 互聯(lián)網(wǎng)+等相關(guān)內(nèi)容。

第三期工程主要包括以下內(nèi)容：擴(kuò)容路段ETC 門(mén)架機(jī)電系統(tǒng)；ETC 車(chē)道系統(tǒng)擴(kuò)容；收費(fèi)站收費(fèi)系統(tǒng)擴(kuò)容；收費(fèi)中心收費(fèi)視頻平臺(tái)卡口擴(kuò)容；發(fā)行網(wǎng)點(diǎn)亮化；收費(fèi)系統(tǒng)國(guó)密改造；網(wǎng)絡(luò)完全加固；通信傳輸通道建設(shè)及備份路由建設(shè)；運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)；路段ETC 門(mén)架系統(tǒng)-土建及鋼結(jié)構(gòu)部分、主線(xiàn)站物理拆除等內(nèi)容。

第四期工程主要包含遼寧省收費(fèi)站入口治超內(nèi)容的建設(shè)。

3 遼寧省高速公路取消省界收費(fèi)站ETC 門(mén)架部署方案

原則上在高速公路每個(gè)互通立交、入/出口之間均設(shè)立ETC 門(mén)架系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)ETC 車(chē)輛和MTC車(chē)輛分段計(jì)費(fèi)，對(duì)于ETC 車(chē)輛生成交易流水（或通行憑證）、ETC 通行記錄和抓拍圖像信息（包括車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)牌顏色等），并及時(shí)上傳至省聯(lián)網(wǎng)中心和部聯(lián)網(wǎng)中心；對(duì)于MTC 車(chē)輛，通過(guò)讀取CPC 卡內(nèi)車(chē)輛信息 （包括車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)牌顏色、車(chē)型信息等），計(jì)算費(fèi)額并寫(xiě)入 CPC 卡內(nèi)，形成CPC 卡通行記錄，并同抓拍圖像信息及時(shí)上傳至省聯(lián)網(wǎng)中心和部聯(lián)網(wǎng)中心。下面以第二期工程為例探討ETC 門(mén)架具體部署方案。

3.1 ETC 門(mén)架系統(tǒng)構(gòu)成

ETC 門(mén)架系統(tǒng)由站級(jí)服務(wù)器、ETC 門(mén)架管理工作站、車(chē)道控制器、RSU 路側(cè)單元 （支持PSAM 及 PCI 密碼卡）、高清攝像機(jī)、車(chē)牌圖像識(shí)別設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備、補(bǔ)光燈、戶(hù)外機(jī)柜等構(gòu)成，通過(guò)工業(yè)交換機(jī)、收費(fèi)站三層交換機(jī)形成以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)保護(hù)，與站級(jí)服務(wù)器、業(yè)務(wù)管理工作站相連。

3.2 ETC 門(mén)架布設(shè)原則

（1） 在交通流發(fā)生變化 （如互通立交及入/出口匝道） 前的路段區(qū)間設(shè)置ETC 門(mén)架。ETC 門(mén)架應(yīng)布設(shè)在直線(xiàn)段，與互通立交、入/出口匝道端部、被交道路直線(xiàn)距離宜為1.5km～3km，不具備條件的路段可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。在省界設(shè)置ETC 門(mén)架時(shí)，應(yīng)由相鄰兩省分別設(shè)置。

（2） 在滿(mǎn)足ETC 門(mén)架功能要求的前提下，布設(shè)位置的選擇應(yīng)綜合考慮，優(yōu)選供電、安裝、通信方便的地點(diǎn)，盡量靠近附近的收費(fèi)站房。

（3） 應(yīng)盡量布設(shè)在高速公路主線(xiàn)與相鄰非收費(fèi)公路距離較遠(yuǎn)的位置。應(yīng)盡量避開(kāi)交通擁堵嚴(yán)重的路段、避免逆光等干擾，利于提高車(chē)牌圖像識(shí)別準(zhǔn)確率。ETC 門(mén)架布設(shè)應(yīng)盡量避開(kāi)5.8GHz相近頻點(diǎn)干擾源。

3.3 ETC 門(mén)架系統(tǒng)布局

ETC 門(mén)架系統(tǒng)由上下行雙方向門(mén)架組成，上下行雙方向門(mén)架宜背向錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，距離宜不小于30m，同時(shí)距離不宜過(guò)遠(yuǎn)。ETC 門(mén)架系統(tǒng)采用自由流方式設(shè)置，布局應(yīng)考慮美觀、實(shí)用。為避免門(mén)架間信號(hào)相互干擾，同向設(shè)置兩個(gè)門(mén)架時(shí)，其最小間距應(yīng)不小于500m。對(duì)于同向不具備設(shè)置兩個(gè)門(mén)架條件的路段，可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置單門(mén)架，同時(shí)應(yīng)考慮關(guān)鍵設(shè)備的冗余設(shè)置，如圖2、圖3 所示。

圖2 省界ETC 門(mén)架系統(tǒng)布局示意圖

圖3 省界ETC 門(mén)架系統(tǒng)布局示意圖 （俯視）

3.4 省界處ETC 門(mén)架部署方案

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。每?jī)蓚€(gè)車(chē)道部署兩套不低于300萬(wàn)像素車(chē)牌識(shí)別設(shè)備，分別負(fù)責(zé)抓拍車(chē)頭和車(chē)尾圖像；一套車(chē)牌圖像識(shí)別設(shè)備覆蓋兩條車(chē)道，應(yīng)急車(chē)道按普通車(chē)道計(jì)算；每個(gè)車(chē)道部署一套R(shí)SU天線(xiàn)，每個(gè)門(mén)架設(shè)置一套天線(xiàn)控制器。同向兩道門(mén)架互為冗余；每處門(mén)架設(shè)置1 套不低于900 萬(wàn)像素的高清槍式攝像機(jī)，拍攝車(chē)頭方向全部車(chē)道圖像，每處門(mén)架設(shè)置1 套高清快球攝像機(jī)拍攝門(mén)架周?chē)缆吠ㄐ星闆r。圖像存儲(chǔ)于就近收費(fèi)站新增的網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)錄像機(jī)中。

3.4.1 省界ETC 門(mén)架機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)

在一期工程建設(shè)基礎(chǔ)上，根據(jù)交通主管部門(mén)意見(jiàn)，完善省界ETC 門(mén)架系統(tǒng)的建設(shè)。在毛家店主線(xiàn)站、安民主線(xiàn)站、汪清門(mén)主線(xiàn)站、草市主線(xiàn)站、拐磨子主線(xiàn)站出省車(chē)道方向的門(mén)架處增設(shè)戶(hù)外機(jī)柜，設(shè)置后備電源，保證設(shè)備在供電異常情況下正常運(yùn)行，在車(chē)尾方向增設(shè)車(chē)牌識(shí)別設(shè)備，使每個(gè)門(mén)架具備抓拍車(chē)頭、車(chē)尾圖像功能，為實(shí)現(xiàn)對(duì)道路路況和周邊情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在門(mén)架處設(shè)置高清快球攝像機(jī)和高清槍式攝像機(jī)。在毛家店主線(xiàn)站、安民主線(xiàn)站、汪清門(mén)主線(xiàn)站、草市主線(xiàn)站、拐磨子主線(xiàn)站入省方向補(bǔ)充2 套ETC 門(mén)架及設(shè)備，在黑水、三十家子、萬(wàn)家、阿爾鄉(xiāng)、海州主線(xiàn)處設(shè)置2 套入省、2 套出省方向ETC，共新增30 套門(mén)架及設(shè)備，具體樁號(hào)見(jiàn)表1。

表1 二期工程ETC 門(mén)架樁號(hào)一覽表

每個(gè)省界ETC 門(mén)架系統(tǒng)包含門(mén)架、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、路側(cè)天線(xiàn)、天線(xiàn)控制器、高清車(chē)牌圖像識(shí)別設(shè)備、戶(hù)外機(jī)柜、高清快球攝像機(jī)和高清槍式攝像機(jī)等設(shè)備，敷設(shè)光電纜至就近收費(fèi)站，在收費(fèi)站設(shè)置服務(wù)器、工作站、以太網(wǎng)交換機(jī)、硬盤(pán)錄像機(jī)等設(shè)備，安裝管理系統(tǒng)軟件等進(jìn)行ETC 門(mén)架系統(tǒng)運(yùn)行管理，同時(shí)進(jìn)行圖像和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

3.4.2 ETC 門(mén)架通信傳輸系統(tǒng)

ETC 門(mén)架系統(tǒng)通信應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：

（1） 網(wǎng)絡(luò)帶寬應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)需求合理規(guī)劃。

（2） ETC 門(mén)架系統(tǒng)與站級(jí)服務(wù)器之間應(yīng)采用千兆工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)連接，自愈時(shí)間不大于200ms。

（3） 站級(jí)服務(wù)器與上級(jí)系統(tǒng)應(yīng)建立可靠的通信鏈路，采用主備雙鏈路，主用鏈路采用省內(nèi)現(xiàn)有收費(fèi)通信網(wǎng)絡(luò)，備份通信鏈路可采用電信運(yùn)營(yíng)商專(zhuān)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，帶寬應(yīng)不小于4Mbps。

（4） 系統(tǒng)以主用通信鏈路為主進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。當(dāng)主用通信鏈路中斷時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)切換至備份通信鏈路以保證數(shù)據(jù)上傳功能，切換時(shí)間不超過(guò)60s。當(dāng)主用通信鏈路由中斷狀態(tài)恢復(fù)后，系統(tǒng)宜自動(dòng)切換為主用通信鏈路，條件不具備時(shí)可人工方式切換使用主用通信鏈路。

（5） 通信傳輸安全應(yīng)符合 《聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)省域系統(tǒng)并網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)安全基本技術(shù)要求》 相關(guān)要求。

3.4.3 ETC 門(mén)架設(shè)備供電

（1） 外場(chǎng)設(shè)備的供電方案采用低壓電力電纜供電方式。

（2） 供電線(xiàn)路引自附近收費(fèi)站區(qū)的電源機(jī)房，旺清門(mén)、草市主線(xiàn)收費(fèi)站附近門(mén)架從旺清門(mén)服務(wù)區(qū)取電，三十家子主線(xiàn)站處門(mén)架從三十家子匝道站取電，本期對(duì)收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)的電源機(jī)房?jī)?nèi)配電柜進(jìn)行擴(kuò)容，電力電纜采用室外直埋YJV22 型電纜。

（3） 在每個(gè) ETC 設(shè)置一套戶(hù)外機(jī)柜，后備電源時(shí)間不少于24 小時(shí)。

（4） 省界ETC 門(mén)架系統(tǒng)上、下行門(mén)架采用2根線(xiàn)纜分別從收費(fèi)站配電柜敷設(shè)至門(mén)架戶(hù)外機(jī)柜進(jìn)行供電。

電力電纜選用YJV22 型1kV 交聯(lián)聚乙烯絕緣鎧裝電力電纜。適用于直埋條件下交流額定電壓1kV 以下的電力線(xiàn)路中，供輸配電能使用。對(duì)于三相四線(xiàn)制傳輸選用4 芯電纜，對(duì)于單相傳輸，選用 2 芯電纜。

電力電纜敷設(shè)完后，其芯線(xiàn)之間、芯線(xiàn)對(duì)地之間的絕緣電阻用1000V 兆歐表測(cè)，應(yīng)保證溫度在20℃時(shí)不小于50 兆歐/公里。

3.4.4 ETC 門(mén)架光纜工程

ETC 門(mén)架傳輸光纜采用鎧裝光纜，選擇直埋方式敷設(shè)。從路側(cè)設(shè)備敷設(shè)到收費(fèi)站機(jī)房，根據(jù)實(shí)際路段，確定長(zhǎng)度及盤(pán)長(zhǎng)：

（1） 選擇最短路徑，直埋光纜走路側(cè)，以節(jié)省光纜。

（2） 不破壞路面、嚴(yán)禁損壞路基防護(hù)墻和其他已建設(shè)施。

采用一條路徑只挖一條電纜溝方案，將該路徑上的電力電纜和通信光纜均埋在同一電纜溝中，電纜底溝寬400mm，應(yīng)完全保證各種類(lèi)型電力電纜和信號(hào)電纜間的間距要求。采用同一路由的電力電纜和通信光纜同穿一根保護(hù)鋼管的方案。

4 結(jié)語(yǔ)

以上論述的遼寧省高速公路取消省界收費(fèi)站ETC 門(mén)架部署方案已經(jīng)得到成功應(yīng)用并順利開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。取消高速公路省界收費(fèi)站，進(jìn)一步提升高速公路服務(wù)能力和水平，實(shí)現(xiàn)不停車(chē)快捷收費(fèi)、解決擁堵和便利群眾，提高綜合交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)效率，促進(jìn)物流降本增效，利于相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，更好地服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民群眾安全便捷出行。