摘要 在高速公路發(fā)展的新形勢下，針對提升建設(shè)效率、優(yōu)化用戶體驗、提高管理水平、保障經(jīng)濟效益等目標，文章提出了一種高速公路全場景輕量化經(jīng)濟型的收費站建設(shè)模式。經(jīng)實踐檢驗，此模式能夠提高建設(shè)效率、降低建設(shè)成本、提升用戶體驗，同時滿足了高速公路運營單位與車主用戶的需求。

關(guān)鍵詞 收費站建設(shè)；全場景；輕量化；經(jīng)濟型

中圖分類號 U412 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）22-0192-03

0 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和交通運輸需求的不斷增長，高速公路收費站的建設(shè)和運營也面臨著新的挑戰(zhàn)，如建設(shè)成本高、運營成本高[1]、運營效率低、適應(yīng)未來難[2]等。為了提高高速公路收費站的建設(shè)效率、降低建設(shè)成本、提升通行體驗，輕量化、經(jīng)濟型的收費站建設(shè)模式成為當下的研究熱點。

鑒于此，該文研究及提出一種收費站輕量化關(guān)鍵技術(shù)，探索輕量化經(jīng)濟型收費站的建設(shè)新模式，提出建站模式、總體設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計等方面的內(nèi)容。通過該項技術(shù)研究，優(yōu)化建設(shè)內(nèi)容、提高系統(tǒng)集成度、降低系統(tǒng)維護難度，利用集約化、集中設(shè)置、統(tǒng)一管理的理念建設(shè)收費站收費系統(tǒng)，在滿足收費站設(shè)置功能和規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，提高收費車道的通行能力、對收費系統(tǒng)的實時監(jiān)控能力及維護維修能力，達到節(jié)約收費站建設(shè)投資、減少收費站運營費用、便于收費系統(tǒng)靈活改造和整體管理的目的。

1 面臨挑戰(zhàn)及應(yīng)對分析

1.1 高速公路全場景輕量化經(jīng)濟型收費站建設(shè)模式簡介

所謂“高速公路全場景輕量化經(jīng)濟型收費站建設(shè)模式”，主要是相對傳統(tǒng)收費站而提出的建設(shè)模式。該模式的研究內(nèi)容涵蓋多個方面。（1）收費站在感官層面的整體設(shè)計，旨在提升車主的視覺體驗。（2）基于云收費的站級交易系統(tǒng)設(shè)計[3]，以提高交易效率。（3）云客服平臺設(shè)計[4]，為車主提供更好的服務(wù)。（4）站務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)計[5]，實現(xiàn)更高效的管理。（5）現(xiàn)有收費系統(tǒng)的優(yōu)化完善研究，以提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。（6）面向自助無人化、特情少人化、運維智慧化的設(shè)備設(shè)計，以滿足現(xiàn)代化需求。（7）車道設(shè)備的IP化設(shè)計，以提高設(shè)備的互聯(lián)性。（8）一體化集成式的設(shè)備設(shè)計，實現(xiàn)設(shè)備的集成化管理。（9）車道智慧崗?fù)6]和廣場服務(wù)亭設(shè)計，旨在提供更便捷的服務(wù)。

通過多方面的創(chuàng)新和改進，確保該模式在保證功能的前提下，實現(xiàn)收費站輕量化和經(jīng)濟性的建設(shè)目標，為高速公路收費站的發(fā)展提供了新的思路和方向。

1.2 面臨挑戰(zhàn)及應(yīng)對思考

輕量化經(jīng)濟型收費站建設(shè)模式研究無疑是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）輕量化的復(fù)雜定義

輕量化面向不同用戶對象有著不同的定義。對于車主，是收費站的整體簡約，能夠帶來更佳的通行服務(wù)體驗。對于實施人員來說，是便于實施建設(shè)，能夠降低安裝復(fù)雜度和工作量。對于路段運營人員來說，是業(yè)務(wù)簡捷、執(zhí)行輕便。由此可見，輕量化的多元性、復(fù)雜性無疑要求人們在開展研究時需從多個角度做出考慮，盡量達成各方對“輕量化”的期待。

（2）經(jīng)濟型的綜合度廣

經(jīng)濟型是站在路段的角度來展開。一方面，從建設(shè)角度上，以往收費站的通行能力提升多通過征地建設(shè)車道來實現(xiàn)，若能通過智能化手段，無疑較征地費用投入而言更經(jīng)濟且順應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢；又如，整體的軟硬件建設(shè)將更集約，但同樣能帶來建設(shè)、運維的提效，達成間接的經(jīng)濟效益。另一方面，從運營角度上，最大的運營投入往往是人力，若實現(xiàn)運營上的少人化、無人化，此類經(jīng)濟效益將十分凸顯。由此可見，對于經(jīng)濟型的達成，則需要從建設(shè)、運營方面均做出考慮，且前者和后者有著極強的關(guān)聯(lián)性。

（3）系統(tǒng)化的建設(shè)要求

系統(tǒng)化的建設(shè)要求是指通過上述輕量化和經(jīng)濟性的分析，若要達成此類目標將會涉及多個建設(shè)內(nèi)容，且需將其系統(tǒng)地結(jié)合在一起進行研究、設(shè)計和實施?？梢灶A(yù)想，系統(tǒng)化建設(shè)將會面臨諸多挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為建設(shè)過程中需要協(xié)調(diào)的環(huán)節(jié)多，各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)難度較大，需要充分考慮各種因素及需求的相互影響。由此可見，系統(tǒng)化建設(shè)是整個建設(shè)模式的最終體現(xiàn)，也是最為關(guān)鍵的組成部分之一。

（4）挑戰(zhàn)應(yīng)對思考

根據(jù)上述研究和分析，借鑒其他省市智慧收費站的建設(shè)案例，對于“輕量化經(jīng)濟型收費站建設(shè)模式研究”擬從總體至局部、匝道至車道、軟件至硬件、建設(shè)至運營等多個角度做出考慮，并圍繞圖1中的9個方面進行專項研究。

2 全場景輕量化經(jīng)濟型收費站系統(tǒng)設(shè)計

2.1 收費站在感官層面的整體設(shè)計

以車主的感官輕量化為主，對于已建收費站，在保證整體框架結(jié)構(gòu)不進行較大改變的前提下，對站場布局、收費車道、標志標線、設(shè)備外觀等部分進行設(shè)計研究（如圖2所示），以此在視覺感官上奠定輕量化經(jīng)濟型收費站的總基調(diào)。

2.2 基于云收費的站級交易系統(tǒng)設(shè)計

所謂基于云收費系統(tǒng)的站級交易系統(tǒng)，即實現(xiàn)對收費站內(nèi)車道外設(shè)的標準化控制和對多車道業(yè)務(wù)的并行處理兩項關(guān)鍵技術(shù)的研究。

（1）車道外設(shè)標準化控制關(guān)鍵技術(shù)

車道外設(shè)標準化控制，一方面需制定統(tǒng)一標準的IP化設(shè)備控制協(xié)議，另一方面則是明確IP化控制方式，通過二者協(xié)同實現(xiàn)站級交易系統(tǒng)與整站所有車道外設(shè)的通信渠道構(gòu)建，最終達到通過站級交易系統(tǒng)在線控制車道設(shè)備的云化后業(yè)務(wù)運行。

（2）多車道業(yè)務(wù)并行處理的站級交易關(guān)鍵技術(shù)

多車道業(yè)務(wù)并行處理的關(guān)鍵在于實現(xiàn)車道收費軟件服務(wù)的模塊化、收費日志的標準化和交易數(shù)據(jù)的規(guī)范化和標準化，同時借助微服務(wù)架構(gòu)，確保站級交易系統(tǒng)可并行處理ETC車道、混合車道、自助車道等全類型車道的收費業(yè)務(wù)，實現(xiàn)收費系統(tǒng)的在線交易模式。

2.3 云客服平臺設(shè)計

云客服平臺，指在輕量化的站場設(shè)計背景下，將收費站現(xiàn)場的特情事件進行站級的后移處理，借助云客服平臺交由站后臺人員遠程介入和處理。

特情事件的遠程處置，主要通過車道系統(tǒng)對通行車輛進行識別與通信，以判斷車輛是否存在特情。對于異常車輛，車道系統(tǒng)會及時識別異常情況并向云客服平臺發(fā)送特情回控指令和特殊操作授權(quán)請求指令，同時提供車輛圖片、車輛交易信息和車輛錯誤碼等相關(guān)數(shù)據(jù)輔助操作員遠程處理特情。若已有數(shù)據(jù)仍不能滿足判斷要求，操作員可以借助自助設(shè)備的音視頻功能，遠程與司機進行通話并處理異常情況。

2.4 站務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)計

站務(wù)管理系統(tǒng)旨在通過對收費站場設(shè)備的遠程監(jiān)控，為整體站級的收費工況環(huán)境提供高效的管控、管養(yǎng)、保障服務(wù)。

為此，站務(wù)管理系統(tǒng)通過運行監(jiān)測對部署場景（車道、站級、機房等）、設(shè)備運行狀態(tài)、性能參數(shù)進行實時監(jiān)測、告警提示；通過業(yè)務(wù)效能，實現(xiàn)對收費站車流量、交易金額、交易方式、流水傳輸狀況、版本參數(shù)等數(shù)據(jù)進行實時、多形態(tài)的分析與監(jiān)控?；趦纱蠊δ艿膮f(xié)同，實現(xiàn)對收費站站務(wù)的無紙化管控，以提高工作效率、提升數(shù)據(jù)管理的便捷性和準確性，為收費站帶來更高效的運營和管理方式。

2.5 現(xiàn)有收費系統(tǒng)優(yōu)化完善

在傳統(tǒng)收費模式中，車輛在收費站內(nèi)的通行交易過程均集中在車道內(nèi)完成，而為提升車道的通行效率，預(yù)交易收費模式應(yīng)運而生。預(yù)交易收費模式的核心在于實現(xiàn)對車輛的精準識別和對異常車輛的精準誘導(dǎo)，為此，需要對現(xiàn)有收費系統(tǒng)進行優(yōu)化升級和完善，從而為預(yù)交易收費模式提供支撐。

（1）ETC車道收費系統(tǒng)優(yōu)化完善

經(jīng)由匝道完成計費扣費的ETC車輛在通行ETC車道的過程中，應(yīng)滿足以下要求：

1）在車道天線交易區(qū)，應(yīng)觸發(fā)天線以獲取標簽信息。2）系統(tǒng)獲取OBU ID后，需在配置時間內(nèi)查詢匝道已交易車輛的組播信息，并作出判斷。3）車輛放行后，費顯應(yīng)按正常車輛交易進行，不生成其他流水。

（2）混合車道收費系統(tǒng)優(yōu)化完善

混合車道收費系統(tǒng)的優(yōu)化完善，涉及面向ETC車輛服務(wù)和非ETC車輛服務(wù)。面向ETC車輛服務(wù)的，其優(yōu)化內(nèi)容與ETC車道收費系統(tǒng)一致；面向非ETC車輛服務(wù)的，則需滿足以下要求：

1）非ETC車輛進行CPC卡刷卡后，系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)卡內(nèi)信息完成匝道計費信息查詢。2）系統(tǒng)應(yīng)判斷車輛卡內(nèi)是否存在不允許使用卡內(nèi)計費信息的特情信息：若存在，則車道收費系統(tǒng)應(yīng)重新計費；若不存在，則進入下一步處理。3）系統(tǒng)查詢計費信息后，應(yīng)提示車輛計費信息并進入支付頁面，為車主提供支付渠道。4）通行費用支付后，系統(tǒng)應(yīng)抬桿放行。

2.6 面向自助無人化、特情少人化、運維智慧化設(shè)備設(shè)計

自助無人化、特情少人化、運維智慧化是輕量化經(jīng)濟型收費站建設(shè)的重要途徑之一，借由智能終端設(shè)備，通過模擬現(xiàn)有車道的收費員服務(wù)方式支撐車主自助完成收費業(yè)務(wù)的操作。

智能終端包括自助發(fā)卡機器人、自助繳費機器人等硬件設(shè)備，以及配套的軟件系統(tǒng)。自助發(fā)卡機器人主要針對混合車道入口的取卡需求，為車主提供自動發(fā)卡服務(wù)；自助繳費機器人主要針對混合車道出口的回收卡片及繳費的需求，為車主提供自助收卡和繳費的服務(wù)。同時，借助云客服平臺，實現(xiàn)設(shè)備與平臺的互聯(lián)互通，為特情的遠程處理和智能終端的遠程運維提供支撐，以達到車道的通行自助化、特情少人化和運維智慧化。

2.7 車道設(shè)備IP化設(shè)計

車道設(shè)備IP化設(shè)計，旨在通過增設(shè)收費車道高度集成的IP化智能設(shè)備，不僅將現(xiàn)有車道的傳統(tǒng)設(shè)備進行多功能集成和組合，還可通過統(tǒng)一IP提供遠程檢測、監(jiān)控、配置、維護等全功能服務(wù)。

在車道設(shè)備IP化模式中，IP化智能車道控制器作為核心節(jié)點，對上層（站級或省級的收費業(yè)務(wù)）主要實現(xiàn)IP化協(xié)議的轉(zhuǎn)換和適配，對下層主要提供普通設(shè)備和智能設(shè)備等不同設(shè)備類型的接入和協(xié)議轉(zhuǎn)換，并通過登錄信息、配置信息、控制指令和設(shè)備信息等關(guān)鍵數(shù)據(jù)流進行控制。

2.8 一體化集成式設(shè)備設(shè)計

一體化集成式設(shè)備，是順應(yīng)集約化、微島化車道的發(fā)展趨勢，以功能、位置相鄰為理念，以功能標準化、組件模塊化為手段，對當下傳統(tǒng)車道內(nèi)的牌識、費顯、欄桿機等現(xiàn)有設(shè)備進行一體化的集成設(shè)計，以解決當前收費車道設(shè)備多、維護難度大等問題，推動收費向輕量化建設(shè)方向發(fā)展。

2.9 車道智慧崗?fù)ず蛷V場服務(wù)亭設(shè)計

（1）車道智慧崗?fù)?。車道智慧崗?fù)な且环N融合機械、監(jiān)控、管理、智能收費設(shè)施等多功能模塊集成的智能產(chǎn)品，一方面需保障全面的系統(tǒng)監(jiān)控和多樣性的智能收費管理系統(tǒng)的建設(shè)，為高速公路用戶收繳費提供方便、快捷、智能、友好的工作支撐；另一方面，需提供更加方便和舒適的人性化收費環(huán)境，為現(xiàn)場收費作業(yè)人員提供支撐。

（2）廣場服務(wù)亭。廣場服務(wù)亭在功能布局上需滿足對各車道的實時監(jiān)控，以及工作人員交接班等日常業(yè)務(wù)，在亭體構(gòu)造上需達到安全、耐久、防腐、輕量、經(jīng)濟的目標，在整體設(shè)計上可基于組件融合設(shè)計、人機交互便利性等實現(xiàn)集成式一體化設(shè)計。

3 結(jié)語

高速公路全場景輕量化經(jīng)濟型收費站建設(shè)模式的研究，不僅可以推動我國高速公路收費站的現(xiàn)代化建設(shè)，也能助力收費站的高效發(fā)展。可以預(yù)見，這一建設(shè)模式將是促進高速公路收費站升級的重要成果。通過對收費站各個方面的優(yōu)化設(shè)計，不僅可為我國高速公路收費站樹立更好的經(jīng)濟、便捷、智慧形象，也積極響應(yīng)了現(xiàn)代化建設(shè)的號召，通過創(chuàng)新理念、優(yōu)化模式推動行業(yè)發(fā)展，進一步促使其向輕量化、經(jīng)濟型方向邁進。

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