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高速公路ETC门架智能运维平台

高速公路ETC门架智能运维平台--第1页

发布时间：2021-06-15T07:09:23.037Z来源：《中国科技人才》2021年第9期作者：孙健

[导读]近年来，国内高速公路逐渐取消省界收费站，逐步全面实现电子不停车收费系统。为更好地满足基于高速公路ETC门架供电智能监

测系统的户外一体化机柜日常维护要求，各省级高速公路监控中心均先后提出针对高速公路ETC门架现场数据采集的要求。

江苏宁杭高速公路有限公司江苏宁杭210000

摘要：当前，高速公路收费站形式逐渐由传统的封闭式收费制度调整成为开放式的收费制度，并且对行驶车辆进行了分段的计费和扣

费形式[1]。在每个互通立交之间都会设置ETC门架监控控制器，而该装置在实际运行过程中的质量，直接影响着高速公路收费的业务水

平。基于此，开展ETC门架监控控制器在高速公路收费站中的应用研究。

关键词：高速公路；ETC门架；智能运维

引言

近年来，国内高速公路逐渐取消省界收费站，逐步全面实现电子不停车收费系统。为更好地满足基于高速公路ETC门架供电智能监测

系统的户外一体化机柜日常维护要求，各省级高速公路监控中心均先后提出针对高速公路ETC门架现场数据采集的要求。现场数据采集终

端作用对象分为现场动力与环境，高速公路ETC门架数据采集终端实时将户外一体化机柜工作运行状况上传到收费站监控中心，便于维护

管理。

1ETC门架设备运维管理现状

在完成撤站后，省中心全面负责ＥＴＣ门架系统的监视和管理，通过无线／有线方式对ＥＴＣ门架系统设备状态进行查询及远程控

制，监督、检查路段中心（分中心）做好ＥＴＣ门架系统设备的维护、保养和抢修。路段中心（分中心）具体负责ＥＴＣ门架系统的监视

和管理，确保ＥＴＣ门架系统设备处于良好的正常运行状态，并负责ＥＴＣ门架系统设备的维护、保养和抢修。省中心负责省中心系统的

运行维护管理，保障结算系统的正常运行；路段收费系统（分中心、收费站、车道）由各高速公路经营单位负责维护管理，保障路段系统

的正常运行和数据的实时传输。

2门架设计基本参数

结构的设计使用年限取为50年，安全等级取为二级，重要性系数取值为1.0；钢材采用符合GB/T700-2006的规定的Q235-B钢材；焊条采

用E4303型，并符合GB/T5117-2012的规定，基本风压取1.1kN/m2（设计基本风速42m/s），地面粗糙度B类，门架式标志上部标志牌的最大

面积按15m2计算，荷载取值为10kN，按不利布置在门架中部14~15m范围内位置；大型可变情报板显示12个（1m×1m）汉字，情报板重

20kN，迎风面积18m2，按不利布置在门架中部14~15m范围内位置，高度按1.5m计算；其他附属设施荷载：情报板安装检修走道及栏杆重

1.00kN/m，安装检修走道活荷载1.00kN/m。

3ETC门架监控控制器布设

ETC门架监控控制器是高速公路收费站当中的重要结构，应当将监控器设立在交通流量大的互通枢纽的匝道位置上，或设置在沿线的

各个收费站匝道上。选择在临近建设区域位置上的高速公路收费站，在该位置上敷设两条长度、横截面面积等参数完全相同的通信光缆，

将其延伸到ETC门架监控控制器的门架位置，以此构成与ETC门架上行、下行以及收费站，三者于一体的封闭式环路，为ETC门架监控控制

器提供更加快速的通信数据传输条件。为了保证ETC门架监控控制器在实际运行过程中接收信息的准确性，在ETC门架上还配备4G或5G路

由器，以此构成担忧主备双链路的通信组网结构。

4数据收发与处理设计

为保证数据采集服务终端对设备数据采集的实时性，将现场数据准确地通过以太网传输到本地监控室与总监控中心，终端系统数据收

发模块程序需做到实时响应。对于干接点设备，仅需读取终端系统开关量输入口电平的高低变化情况，即可判断设备是否产生异常报警信

号；基于RS485总线通讯的设备则需根据对应设备协议(如MODBUS协议、机械指令协议等)读取设备数据后将正常格式的数据保存。数据收

发层以轮询模式发送请求指令读取设备数据，以接收中断模式存储并解析数据。数据采集服务终端从各设备处采集到的原始数据经过解析

处理后，才能封装成相应的网络传输格式。对于干接点设备，直接将对应设备的状态字写入对应寄存器；对于基于总线协议通讯的设备，

终端系统根据对应设备通讯协议判断原始数据是否正确后，根据对应设备通讯协议对原始数据进行大端小端调换、ASCII码转换、数学运算

等，最后将处