江汉高速自由流收费系统的探索与思考.docx

江汉高速自由流收费系统的探索与思考

随着高速公路车流量的与日俱增，收费车道拥堵、货车车道称重检测时间长、广场车流混乱、通行费损失等日益成为收费管理部门面对的难题，也同时成为社会舆论的焦点。通过自由流系统的投入使用，提高收费车道的通行效率，进而达到提升收费广场整体通行能力的目的。

一、自由流收费系统建设必要性

自由流收费系统可有效缓解或避免收费站当前存在的拥堵、称重检测时间长、广场车流混乱、通行费损失等现实问题，其建设必要性体现在：

（一）减少收费站拥堵

1、精准引导异常车辆

ETC车道拥堵的主要原因是异常车辆（OBU无卡、余额不足、黑名单车辆、无入口信息、MTC车辆等）驶入ETC车道，通过匝道建立自由流系统提前判别ETC状态，智慧引导系统基于车速判断车辆位置实现精准引导驶入人工车道，防止ETC异常拥堵。

2、提前交易提升ETC效率

自收费车道点亮费显项目以来，ETC车道收费系统增加了更多交易验证信息，导致交易耗时延长两倍多，对于大型收费站，ETC车辆往往较多、交易时间长容易导致车道拥堵。通过自由流系统提前完成交易可以大幅缩短车道交易时长，提升通行效率。同时，ETC提前完成交易后，可以有效缓解收费车道邻道干扰问题，提升ETC通行效率。

（二）减少收费损失

1、捕获ETC作弊逃费车辆

目前货车OBU车型异常（例如大车小标）、倒换通行介质（倒卡换卡、一车多签）、屏蔽通行介质导致的收费损失问题层出不穷，本系统具备车辆逃费检测能力，在车辆出站之前即可甄别异常发出报警提示，提前拦截，减少损失。

2、识别跟车逃费车辆

目前跟车过杆事件时有发生，这种情况造成了通行费的流失，同时也成为收费部门的管理难题。通过匝道处布设的激光计数和触发抓拍系统，可在匝道处提前获取车辆车牌信息，并实现出站车辆数量统计，有效堵住跟车逃费漏洞，从而提升收费站总体运行效率及智能化水平。

（三）减少舆情

传统门架天线交易范围较大，极易与高速公路区域外的其他车辆发生误交易。虽然传统天线可以通过降低角度、减小天线功率来减少误交易，但这种方式会带来交易成功率的大幅下降、天线漏标率的大幅上升等问题，最终无法达到预期效果。本系统基于具备定位功能的门架天线，结合智能门禁多传感器融合的精准位置匹配功能，实现精准收费，减少误交易带来的舆情。结合以上三个维度的系统分析，立足国家“交通强国”战略发展大局，高速公路的数字化、智慧化转型已成为必然趋势，尤其是混合车道的无人收费技术。基于此，本文重点对高速公路无人收费技术进行多维分析。

二、技术路线及方案

本项目以快速通行需求为导向，以安全通行、精准管控为目标，按“四个一”的系统架构来建设数字收费站体系，即一套多源融合感知系统，一套高效融合通信网络，一个数字化重构的收费站数字中台、一个收费站综合管控平台，实现收费站的全要素数字重构展示、车辆高精定位和全域跟踪管控、ETC车辆快速引导通行等功能，满足出行者安全高效的出行需求和管理者精准全面的管理需求。

（一）建设方案

通过在收费站出入口建设ETC预交易系统、高速称重系统、交通信息引导系统、数字化升级系统、自助收发卡系统、智慧云舱等，并通过系统间相互融合，实现收费站快速ETC自由流交易、高速预称重、全域轨迹跟踪、车辆智慧引导、快速有序过站等功能，达到提前交易、车辆分流、缓解收费站通行压力、提高收费及运行效率的目的。

1、ETC预交易系统

如图1所示，在匝道部署ETC天线子系统、车辆检测子系统、车辆抓拍子系统，各系统相互融合，对驶向收费站入口的车辆提前读写OBU，缓解收费站入口车道通行压力。ETC天线子系统由门架定位天线及控制器组成，主要功能为完成对车载单元（OBU）内车牌号码等信息的读取，收费车型、收费入口等信息的预写入，以及检测结果的消息推送等；车辆检测子系统由激光雷达及控制器组成，主要功能为车辆计数、精准触发抓拍，获取车辆实时车速信息等；车辆抓拍子系统由抓拍相机及补光灯组成，主要功能为获取车辆车身图片及识别车牌图片。

图1ETC预交易系统构成图

2、高速称重系统

预称重系统对经过检测区域的车辆进行高速不停车称重检测，通过称重设备与抓拍设备、定位设备的相互配合，系统可实现如下功能：包括自动检测车货总重、车牌识别数据、车辆自动分离、轴型及轴数识别、超限提示等。系统能够快速完成不超重车辆的入口信息写入，并联动站级收费系统，实现快速抬杆放行；对于超重车辆，通过LED屏引导其外广场调头，驶离高速，避免广场拥堵。高速称重系统工作流程图如图2所示：

图2称重系统工作流程图

3、交通信息引导系统

如图3所示，系统通过在ETC预交易门架后方设立LED情报板，与ETC门架进行信息交互，显示异常车辆车牌信息及车道引导，引导驶向人工车道，提前分流，缓解车道及广场车流压力。

图3LED引导子系统

如图4所示，通过在匝道及