高速公路匝道ETC自由流實施方案探討

王康仁

摘 要：隨著使用高速公路車輛呈快速增長趨勢，加上2019年我國取消高速公路省界收費站并網以來，大力推廣電子不停車收費應用，導致安裝有OBU的ETC車輛成倍增加。在原有收費廣場不擴建增加新車道情況下，如何利用現有條件，解決ETC車輛在收費站快速通過，減少收費站擁堵，提高車道利用率，在本文中探討提出解決方案。

關鍵詞：高速公路匝道;ETC;實施

0 引言

取消高速公路省界收費站并網以來，由于收費模式發生了巨大轉變，加上系統建設初期尚不穩定，社會各界反響比較強烈，為滿足廣大ETC用戶的需要，交通部部署開展了《ETC費顯和清分結算系統優化工程》，將“分段式計費收費”模式調整為“分段計費，出口收費”模式，實現“一次通行、一次扣費、一次告知”和出口費顯點亮工程。

計費、收費模式的轉變，使得完成計費、扣費功能重新回歸到出口收費車道，相較并網前，出口收費車道既要處理來自全路網各種車型、多種路徑，差異優惠等復雜的計費、扣費業務流程，同時需要兼顧處理成倍增長的ETC通行車輛，出口車道整體通行壓力巨大。

基于該現狀，為保證ETC交易準確性，可靠性，同時緩解廣場車道業務處理壓力，提高ETC車輛的通行效率。本方案提出通過擴展ETC收費場景，借助匝道提前交易方式來提高ETC車道的通行效率，進而達到提升收費廣場整體通行能力的目的。

1 方案概述

本方案整體思路為：在收費站出口匝道匯流鼻處以T形門架方式或拱型門架方式部署ETC設備，兼顧雙向ETC車流交易。同時在匯流鼻后合適位置設置F型交易信息告知情報板，對異常車輛及行駛引導進行提示。該方案相當于在匝道口預設一條無障礙ETC交易車道，對經過匝道的ETC車輛提前交易，而收費廣場的ETC專用、混合車道只需要進行交易車輛名單（OBU、卡或者車牌信息匹配）核對和補充交易，即可快速完成車輛收費。廣場車道非現金單卡操作可匹配匝道交易狀態及無卡交易流水，豐富廣場單卡操作場景，該模式很大程度增加了收費站ETC車道的通行能力，進而達到提升收費廣場整體車輛通行能力的目的。

由于車輛在匝道行駛的時候速度相對較低，可以為OBU交易提供足夠的交易時間。雖然匝道收費模式無法保證通過該匝道的所有車輛都扣費成功，但是因為經過匝道后還要通過原有的收費車道進行復核，所以只要做到OBU車輛在通過匝道時最大程度數量的交易完成即可。

2 建設方案

2.1 匝道自由流車道布局

根據收費站出口廣場及匝道情況，匝道ETC自由流門架采用T型門架或拱型門架方式設于匝道匯流鼻處，ETC自由流控制機柜設置于路側基礎上。

天線和車牌識別儀數量根據匝道車道數量、路面寬度進行布設。F型交易異常信息情報板則設置于ETC匝道自由流門架與收費廣場之間的路面漸變處，具體示意圖如下：

2.2 T型門架安裝方式

考慮到ETC交易過程中的實際需求，需要在匝道上選擇合適的天線覆蓋區域，最大限度發揮天線交易效率，在選擇門架位置時應盡量避開彎位及遮擋物，門架來車前方至少有20米左右直線距離。

門架凈空不低于5.5米，以滿足ETC交易中通訊天線要求和車輛通行高度要求， ETC天線、車牌識別儀等設備應使用專用抱箍進行安裝。門架的具體尺寸規格和安裝方式，需要根據匝道實際情況而定。下圖是T型門架匝道ETC布置案例。

2.3 拱型門架安裝方式

部分收費站出入口是分開設置，不適合布置T型門架時，可考慮布置拱型門架，門架的選址及設備安裝要求參考T型門架的安裝方式，具體拱型門架的尺寸規格和安裝方式，需要根據匝道實際情況而定。下圖是拱型門架匝道ETC布置案例。

2.4 F型交易異常信息情報板安裝

F型交易異常信息情報板應設置在自由流門架與收費廣場之間，滿足匝道交易后可視距離要求，并避開遮擋物。

F型交易異常信息情報板安裝凈空不低于5.5米，具體情報板的規格尺寸和安裝方式，需要根據匝道實際情況而定。下圖是實施案例及交易異常信息顯示圖。

3 匝道ETC系統組成

匝道ETC自由流系統由匝道ETC自由流車道系統、匝道ETC自由流服務系統、匝道ETC自由流監控系統、匝道ETC自由流誘導系統四部分組成，同時需要對廣場出口的ETC車道、混合車道以及MTC車道進行升級改造。

裝有電子標簽的車輛途徑匝道ETC時，可提前進行交易，在OBU及卡片中保存交易狀態并將交易流水實時上傳至站管理服務器，狀態名單及無卡交易數據推送至廣場車道。當車輛到達廣場出口ETC車道時，ETC車道系統核查車輛交易情況，如果已在匝道ETC交易成功就直接放行，未交易成功則執行正常ETC交易流程再放行。

3.1 匝道ETC自由流車道系統

匝道ETC自由流車道系統主要實現提前交易功能，對于檢測到的可以進行ETC交易的OBU車輛進行交易，交易成功則生成正常流水，對于無卡OBU且OBU EF04入口信息滿足交易條件，生成無卡交易流水，但不修改OBU EF04相關信息，交易失敗則生成異常流水。交易流程如下圖：

3.2 匝道ETC自由流服務系統

匝道ETC自由流交易服務系統的主要功能包括：

（1）收集匝道交易流水、獲取匝道車道系統產生的正常流水/異常流水/無卡交易流水。

（2）收集廣場車道的補TAC碼數據、獲取廣場車道產生的補TAC碼數據、匝道交易流水傳輸。

（3）將匝道ETC產生的正常交易流水、無卡非正式數據、數據傳輸至廣場ETC/MTC車道。

（4）匹配匝道ETC產生的異常交易流水，以及廣場車道產生的補TAC碼數據，傳輸至路段服務，由路段流水擬合服務進行擬合為正常流水。

3.3 匝道ETC自由流監控系統

匝道ETC自由流監控系統的主要功能包括：

（1）監控匝道ETC車道運行狀態，如匝道ETC車道程序運行狀態、工控機狀態、天線狀態等。

（2）監控匝道交易狀態，如匝道正常/異常交易流水的統計等。

3.4 匝道ETC自由流誘導系統

根據匝道預交易情況，將異常車輛信息、引導信息和溫馨提示等內容推送至路側異常信息情報板進行展示。展示內容包括交易異常的車牌信息、異常原因、相關誘導信息等，提醒異常車輛及時變道走人工車道進行處理，提升ETC車道的順暢性，提高整個廣場車輛通行效率。

匝道ETC自由流誘導系統同時還可以和監控系統進行對接，實現收費廣場收費交易、車輛通行情況的集中監控，對異常情況進行預警，便于收費站開展日常管理和應急響應。

4 廣場車道升級

4.1 ETC車道系統升級

廣場ETC收費系統需要升級的功能為：當獲取到天線B2幀獲得OBU標簽信息以后，檢查車道有無匝道正常交易流水，有則放行;否則讀取OBU EF04及卡片0019文件，檢查匝道是否寫標簽及卡片成功，是則生成TAC碼記錄并放行;天線讀取不到OBU卡的，通過近區車牌識別，根據車牌識別信息向服務系統查詢該車牌有無匝道ETC正常交易流水，有則抬桿放行;否則按照ETC交易流程進行補充交易。交易流程如圖7。

4.2 混合車道系統升級

廣場混合收費系統需要升級的功能為：天線讀取到車輛OBU信息的按廣場ETC交易流程處理，天線讀取不到OBU的，通過車牌識別，根據車牌識別信息向服務系統查詢該車牌有無匝道正常交易流水，有則通過人工比對車牌之后抬桿放行;否則待司機刷卡向服務系統查詢有無匝道無卡交易流水，有則關聯OBU數據生成正常流水，無則檢查卡片OO19文件有無匝道寫卡成功信息，有則生成TAC碼記錄并放行，無則進行壞卡操作。交易流程如圖8。

4.3 MTC車道系統升級

廣場MTC收費系統需要升級的功能為：當獲取OBU標簽信息（OBU檢測器）或車牌（車牌識別儀）以后，向服務系統查詢有無匝道正常交易流水，有則通過人工比對車牌之后抬桿放行;否則待司機刷卡后取卡片0019文件，檢查匝道是否寫卡成功，是則生成TAC碼記錄并放行;否則進行普通MTC交易。交易流程如圖9。

5 結束語

隨著我國經濟社會的快速發展，人員和物質長距離流動日益頻繁，2019年國家取消省界收費站后，收費擁堵的主要矛盾從省界收費站轉移到各路段出口廣場收費站。本文針對路段廣場收費擁堵問題提出了有效解決方案，并在實際案例應用中，可以明顯提高車輛通行效率。有利于節能減排、降低車輛運營成本、減少尾氣排放。同時，有利于降低高速公路的運營、管理成本，有利于降低人力資源成本。還有利于提升高速公路的用戶體驗，節省通行時間、降低成本。有利于加快智慧公路建設，促進高速公路高質量發展和運營服務水平的提升。

參考文獻：

[1]《交通運輸部辦公廳關于印發〈高速公路ETC門架系統技術要求〉的通知》（交辦公路函〔2019〕856號）.

[2]JTG 2018-2020，公路工程質量檢驗評定標準第二冊 機電工程[S].