淺談智能交通系統(tǒng)中高速公路收費系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

宋燁

摘要：智慧交通系統(tǒng)的衍生是為了減少交通壓力，優(yōu)化高速公路通行效果。該系統(tǒng)集成了數(shù)字傳感、計算機控制、網(wǎng)絡通信等多種能力。本文將結合智能交通特點，討論其收費系統(tǒng)在第三方支付數(shù)據(jù)接入、IC卡的發(fā)放與管理、重量分析計算扣費、多車道收費、通行費用數(shù)據(jù)預測等方面的設計，提高智慧交通運行效率。

【關鍵詞】智能交通；高速公路；收費系統(tǒng)

高速公路作為我國城市建設、社會經(jīng)濟發(fā)展的重要交通樞紐，承擔著連接各個城市生產(chǎn)運輸?shù)闹匾熑巍ｋS著經(jīng)濟市場的繁榮，高速公路交通能力的提升也受到社會各界的廣泛關注，為了提高收費辦公的執(zhí)行效率，自動化收費系統(tǒng)應運而出，其能夠利用計算機的自動化來滿足群眾通行繳費的多方位需求。

1.智能交通特點

智慧交通系統(tǒng)也被稱為ITS系統(tǒng)，其發(fā)展來源于智能化車輛道路管理技術，目的是為了通過創(chuàng)新手段聯(lián)動車輛、人員、道路的穩(wěn)定配合，減少高速公路發(fā)生事故的可能性，加快路段通行能力，在前期減少人力資源投入，預防擁堵現(xiàn)象造成的大量空氣環(huán)境污染。我國某地區(qū)高速路段在2016年應用了ITS系統(tǒng)后，于2017年減少了20%-50%的收費擁堵現(xiàn)象，實現(xiàn)5%-10%的節(jié)能減排，交通安全事故發(fā)生概率降低了30%-40%。

隨著全球經(jīng)濟一體化的不斷深入，各個國家都開始應用了ITS系統(tǒng)，例如：當前日本是世界上ITS系統(tǒng)最為完善的國家，美國、加拿大等地也開始廣泛投入使用了該技術，雖然我國智慧交通概念起步較晚，但目前在上海、北京、山西等地都得到了應用，并實現(xiàn)了良好投入效果。從收費系統(tǒng)上來看，我國現(xiàn)在仍有很多地區(qū)采用的傳統(tǒng)的MTC（半自動化收費）模式，只有少量的ETC全自動收費車道做輔助工作，需要人員對車型進行判斷后，然后才能計算通行需要的費用，收費員完成費用核算收繳，才能放行車輛，這種收費方式較為傳統(tǒng)，執(zhí)行力度較低，尤其是很多駕駛者習慣應用手機支付，沒有隨身攜帶現(xiàn)金的意識，這個時候的解決方案通常都是抵押有效證件，由收費員先行墊付，不僅僅流程較為麻煩，同時如果遇到不守信、不誠信的駕駛員很容易造成收費員個人損失。為改善我國當前高速公路收費站排隊長、排隊久的問題，就需要利用信息化繳費系統(tǒng)，改進計費繳費方式，提高高速公路服務質量，優(yōu)化通行效率。

2.高速公路收費系統(tǒng)設計

2.1第三方支付數(shù)據(jù)接入

隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)開始影響并改變著人們生活、生產(chǎn)中的種種行為，例如：支付寶、掌上銀行、微信等支付方式更新了傳統(tǒng)的現(xiàn)金支付流程，例如：在收費站中，很多司機通行時都會詢問是否能用網(wǎng)絡支付，因此也是這種支付習慣導致很多駕駛員忘記攜帶現(xiàn)金。為提高繳費服務水平，高速公路收費站開展第三方支付是未來必然發(fā)展趨勢。當前我國已經(jīng)有部分地區(qū)開始實現(xiàn)這方面的創(chuàng)新研究，例如：中國最大的第三方支付體系銀聯(lián)商務開始于河南高速公路管理部分進行合作，在京港澳、連霍、大廣等高速公路河南路段的60個服務區(qū)開設了POS機終端支付，實現(xiàn)了服務區(qū)的第三方支付方式接入，滿足了對駕駛者出行的要求，給其提供更加全面、便捷的服務。因此為提高通行效率，深入落實智慧交通理念，接入第三方支付數(shù)據(jù)勢在必行，很多駕駛者沒有經(jīng)常通行高速公路的需求，所以不喜歡在ETC專用車道中儲存大量電子金額，所以第三方支付成為了其忘帶現(xiàn)金外最好的選擇。在接入第三方支付平臺數(shù)據(jù)時，可采用外界手持設備掃描司機初始二維碼的方式來完成收費，二維碼付款方式當前在我國應用范圍較廣，且比較成熟，只需要紅外線掃描，就能夠實時扣費，自動化完成交易，聯(lián)動車道桿交易完成自行抬起，減少了收費人員找零、溝通等流程，提高繳費的執(zhí)行效率。

2.2IC卡的發(fā)放與管理

IC卡的發(fā)放與管理屬于收費系統(tǒng)中軟件設計的一種，當前我國通行的IC卡有五種類型：（1）儲值卡，用戶可以在前期向卡內儲存電子金額，充值開通后就能使用；（2）通行卡，一次性通行發(fā)放，在入口發(fā)放，出口繳費回收，作為車輛經(jīng)過高速路段的通行憑證，并不單獨發(fā)放給個人；（3）優(yōu)惠卡，由銀行、高速公路管理所發(fā)放，在規(guī)定期限內能夠以折扣價格通行制定高速路段；（4）身份卡，收費站工作人員所有，起到操作收費系統(tǒng)的作用；（5）密匙卡，負責存放密匙與管理密匙。根據(jù)IC卡的不同作用，工作人員可以第一時間實現(xiàn)對繳費情況的判斷，在當前我國大部分收費站都有體現(xiàn)，通過對IC卡的發(fā)放、管理、數(shù)據(jù)整合，能夠判斷出該高速公路路段的平均車輛通行情況，例如：通行卡的發(fā)放數(shù)量需要保證在24小時內該路段車輛通行數(shù)量的1.5-2倍，確保車流通行順利，必要時還可以利用通行卡來完成對車輛的實時監(jiān)控，確保收費系統(tǒng)運作合理，管理規(guī)范。

2.3重量分析計算扣費

智能化計重收費能夠聯(lián)動EWTC車道與RSU路側收費設備的信息交流，通過計算車輛重量信息來判斷繳費情況，然后利用收費系統(tǒng)當中的信息整合功能，實現(xiàn)對高速公路通行費用的扣除。當前我國普遍應用的EWTC系統(tǒng)是通過入口計算重量然后在高速路段出口進行收費，使用雙天線稱臺后置模式。該重量計費需要的主要設備有：RSU測量單元、電子顯示屏、計重器、車輛分離檢測器、字符疊加器等等，能夠從車輛軸型號、總負荷來判斷重量，然后將數(shù)據(jù)信息從傳感器輸出，經(jīng)過中央控制機后在電子顯示屏上反映計費情況，實現(xiàn)不停車收費。

2.4道同步自由收費

車道同步自由收費技術也被稱為多車道自由收費系統(tǒng)（MLFF），車輛在高速公路通行過程中可以自由實現(xiàn)變道通行，判斷車輛跨線、并行甚至超車等行為，然后向中央控制器反饋信息，進行聯(lián)網(wǎng)收費，所有安裝了電子車牌的車輛在經(jīng)過控制區(qū)域后，MLFF系統(tǒng)都會自動與車內的OBU達成信息雙向交流，完成交易數(shù)據(jù)收集，定位車輛通行情況，自動觸發(fā)設備拍照，準確識別車輛號碼牌，提高車輛識別精準度，然后將車輛比對圖片上傳到車道信息處理系統(tǒng)當中，該模塊在無人高速公路收費系統(tǒng)設計上可起到重要作用，改變傳統(tǒng)繳費方式，提高高速公路的應用性能。

2.5數(shù)據(jù)預測通行費用

隨著現(xiàn)代化城市建設的不斷深入，高速公路通行流量也在每日劇增，高速公路行業(yè)發(fā)展過程中會在繳費方面衍生很多問題，例如：很多司機會利用收費漏洞進行逃費，讓高速公路的通行成本不斷流失。因此在智慧交通理念下，需要采取全新的數(shù)據(jù)預測通行費用模式，利用大數(shù)據(jù)挖掘優(yōu)勢，有效判斷收費金額走向，更好的幫助管理員進行車輛通行費用的計算。例如：數(shù)據(jù)挖掘技術、神經(jīng)系統(tǒng)、灰色理論、遺傳法計算都是常見數(shù)據(jù)應用技術?，F(xiàn)階段數(shù)據(jù)預測方式仍處于實驗模型階段，計算機可以通過計算平均增產(chǎn)率來構建預測模型，或者是按照多元回歸曲線來分析收費信息。在未來智慧交通發(fā)展進程中，需要積極利用起該項技術高精準度、時效性強等優(yōu)勢，把握好技術內容，確保預測結果準確、可靠。

3.結束語

綜上所述，當前我國信息化技術發(fā)展不斷深入，在社會各行各業(yè)都給人們生活提供了更加優(yōu)質、便捷的服務，為了深化智慧交通理念，提高交通運行繳費能力，就需要從系統(tǒng)設計入手，融合以人為本理念，減輕收費站人員工作壓力，推進我國高速公路行業(yè)建設的可持續(xù)發(fā)展。

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