高速公路收費智能化對降低高速公路營運成本的影響研究

何培培

摘要：高速公路建設為廣大人民群眾的出行提供了便利。在我國的交通運輸體系中，高速公路是不可或缺的一部分。近年來，隨著生活條件的改善，人們對高速公路的收費系統也提出了較高的要求，尤其是對智能化收費體系有了新的要求。高速公路收費智能管理可有效解決諸多業務和管理問題，可有效貫徹落實路段公司的智能收費方向和策略，為管理架構提供支撐。通過綜合布線技術、網絡與通信技術，可以將高速公路收費與各大支付平臺聯系起來，通過視頻技術、自動控制技術等實現車輛通行信息的集成化，在縮短通行時間的同時，還能降低高速公路的運營成本。基于此，本文運用文獻分析法、歸納總結法，探究了高速公路收費智能化對降低高速公路營運成本的影響，希望為該領域的工作人員提供參考與借鑒。

關鍵詞：高速公路收費；智能化；運營成本

一、高速公路智能化收費模式概述

近年來，隨著人們生活水平的提高，汽車數量不斷增加，這使得高速公路行駛的車輛也在不斷增加，不僅給節能減排工作的開展帶來了挑戰，也增加了交通管理的難度。與普通的城市道路不同，高速公路的路線更長，地形也更復雜，在出現交通擁堵時難以借助人力疏導。而智能化收費模式的應用，就是打破高速公路發展困境的重要途徑。該模式融合了信息、通信、控制、圖像識別等多樣化的元素，同時運用了人工智能技術、大數據處理技術等現代化技術手段，形成了信息化平臺，可實時采集與處理車輛繳費信息和流量信息，在此基礎上實現車輛、人員及高速公路的穩定配合，實現了業務的集約化、信息化與智能化開展。實踐證明，應用高速公路智能化收費模式，收費站擁堵率降低了35%，同時減少了尾氣排放量，為雙碳目標的實現提供了可靠的動力。

二、高速公路營運成本的影響因素

在高速公路運營過程中，關注成本因素是十分重要的。影響運營成本的主要因素為：第一是體制因素，主要是指運營體制。當前，我國高速公路在運營過程中堅持政企分離的原則，授權公司沒有對工作人員的職責進行劃分，也沒有采取有效的管理和監督手段，導致高速公路管理效率不高，容易出現資源閑置與浪費的情況，增加運營成本。第二是經營因素，主要是指經營制度方面的因素。高速公路的經營活動與企業活動密切相關，無論是經營形式還是管理理念，都會對企業的運營成本產生影響。當前，很多高速公路的運營公司都沒有形成完善的經營理念，盈利模式也存在不足，經營成本的控制意識比較弱。長此以往，企業難以在后期運營的過程中獲得資金積累。第三是技術因素，這是高速公路運行的重要支撐。在高速公路收費環節，運用電子通信技術和監控技術可以提高收費效率，增強道路的暢通性。同時，整合現有資源，將高速公路收費系統與信息網絡有機結合，可為高速公路收費業務和運營管理提供幫助，使運營變得更為科學合理。

三、高速公路收費智能化系統的構成

（一）收費系統

在高速公路收費智能化系統中，收費系統是核心，也是最主要的執行系統。在運行過程中，該系統可以按照預設的流程完成道路通信費用的收取。在現代化信息技術的支持下，收費系統可以同時運用多種模式，滿足人們的多樣化需求，電子收費、紙幣收費、ETC自動扣費等都是比較常用的。同時，在互聯網增值技術的輔助下，該系統可與銀聯系統相互融合，也可與支付寶、微信等可靠的平臺相互配合，基于超短程射頻識別技術對車輛的信息進行準確識別。在車輛通過時，系統會要求其提供唯一的證書信息，這些信息在被放置到識別區后，就會完成信息的識別，然后根據車輛類型和在高速公路中行駛的路程，扣除相應的費用。完成扣除后，系統會自動抬起止動桿，為車輛放行。這種便捷化的收費系統為車主提供了便利，實現了智能化快速通行的目標，同時減少了人工干預。

（二）監控系統

監控系統也是高速公路收費智能化系統中的執行系統之一。在設計該系統時，要堅持集中管理和分散工作的原則，將設備放置在收費站及其周邊區域，確保兩個相鄰設備之間的距離超過300m，同時還要確保所有監控設備都經通信線路與管理終端連接，這樣才能及時、有效地傳遞監控信息。但在實際應用的過程中發現，高速公路周邊經常存在電磁干擾的問題。因此，為了取得信息傳輸的質量和效果，就要通過有線的方式實現監控系統與收費智能化系統的連接。通過這種方式，可以將高速公路系統中所有的監控設備相互連接、形成一個完整的監控網絡，同時確保各節點的網絡保持獨立運作狀態。在同一片區域內，要保證至少有兩臺的監控器作業，避免監控盲區。除此之外，還要在監控器中設置單片機，并確保單片機的緩存空間在500MB以上，以實現對監控圖像和視頻的實時儲存。

（三）通信系統

通信系統的功能是確保智能化收費系統中信息的傳輸效率。在“互聯網+”等現代化技術的支持下，通信系統可以同時采用長距離有線通信和超短距離無線通信這兩種技術手段，它們可以全部被放在物聯網管理系統中。具體來說，在人員、執行機構及管理終端這三者之間進行信息傳遞時，通常運用遠程有線通信技術。在監控系統和管理終端之間，該技術手段可以直接應用；在人員和執行機構之間，則需要借助于計算機這一載體，使通信技術的作用得以發揮。工作人員可以利用計算機系統，對執行機構進行遠程控制。如果某個監控器設備發出警報信號，值班人員可以在第一時間將監控器顯示的畫面或記錄視頻調取出來，基于此對警報的原因進行分析，并采取相應的措施解除警報。而在繳費系統和管理認證系統中，通常會運用超短距離無線射頻通信技術。在該技術的應用過程中，為確保外來非法入侵對通信系統的影響，管理人員在對系統進行操作前，需要提供相關證件認證身份，在此之后才能獲取相應的操作權限。

（四）輔助系統

高速公路收費智能化系統的輔助系統主要包括硬件設備系統、應急操作系統、不間斷電源系統等多個子系統。受收費系統自身特點的影響，如果運用開放式網絡，系統的安全難以得到保證，因此，可以搭載物聯網或使用安全性高的網絡平臺。同時，為了避免因為斷電而出現系統停止運行的情況，在收費智能化輔助系統中，可以運用“常規電源+太陽能+蓄電池”的系統作為供電電源。正常情況下，系統用電是由常規電源提供的。如果該電源出現異常，就會自動啟動蓄電池供電。同時，在太陽能發電系統的支持下，該蓄電池可以持續獲得能源補充，從而延長系統的運行時間。

四、高速公路收費智能化對降低高速公路營運成本的影響

（一）提高收費效率，降低人工成本

在收費智能化系統的支持下，車輛在駛入高速公路后，不需要停車就可以完成繳費。系統在識別到車輛信息后，會自動計費。而對于貨運車輛等營利性車輛，系統還會通過電子信息判斷車輛是否超載。在車輛行駛的過程中，ETC還會持續計費與拍照，并自動累計費用。車輛駛離高速公路后，這些費用會通過用戶的預存賬戶或用戶授權的第三方平臺完成扣費，并為用戶提供單據。在此過程中，機器代替了繁雜、重復的人工勞動，這不僅提高了收費效率，還降低了人工成本，同時也為財務匯總準確度的提高和資金的安全性提供了保障。長此以往，高速公路收費口車輛擁堵問題可以得到有效緩解，費用征收業務的運行成本也能得到進一步降低。

（二）實現單一設備的多樣化功能，修補收費漏洞

在高速公路收費智能化系統中，收費系統、監控系統、調度系統等多個系統實現了相互融合，這使得設備的功能變得更為豐富和多樣。在圖像識別技術的支持下，該收費智能化系統可以準確計算高速公路的車流量。在對各時間段的車流量進行記錄的情況下，可找到其中的規律，并為未來的車流量進行預測，這有利于提高年折舊額的計算精度。同時，多車道自由收費，不僅能通過分段計費的方式修補傳統收費模式中存在的漏洞，還可以對車輛的違規變道、壓線等違法行為進行識別。除此之外，收費智能化系統還可以針對車輛用戶的行為構建用戶畫像，對用戶的出行習慣和出行要求進行分析，并在路線規劃、費用預測、交通狀況預報等方面提供個性化服務，滿足不同用戶的需求。

（三）收費監控，開展公路的預防性養護

收費智能化系統中包含多個監控系統，這些監控設備可以搜集高速公路路面和沿線設備的狀態，并對這些狀態信息進行分析，在此基礎上對道路進行全面化地預防性養護，這也是降低道路運營成本的重要途徑。在此環節中，PCI路面狀況指數是對預防性養護工作開展狀況進行評估的重要指標。基于監控系統提供的信息，收費智能化系統可以計算得到PCI指數，預設養護策略并將其發送給路政單位。

（四）構建車輛大數據庫，降低事故救援成本

在現代化信息技術的支持下，可以基于收費智能化系統構建高速公路車輛數據庫，以此實現對公路的分段管理。具體來說，基于公路各個路段的特點，系統可以導入車流量等數據和信息，并將其提供給交管部門，交管部門可以針對易擁堵路段制定分時管控和精細調控的方案和策略。對于事故多發路段，也可以通過收費監控實時分析事故特征，并將相關信息以視頻、照片等形式提供給應急救援單位，由該單位到事故現場開展疏散與撤離工作，第一時間排除險情，從而顯著降低事故的救援成本，縮短救援時間。

（五）構建智能化收費系統，完善收費方案

通過構建智能化的高速公路收費系統，可以實現對車輛的集約化管理，并對業務和信息進行自動化管理。在此基礎上，可以實現管理機制的改革與創新，為運營成本的管控提供新的手段和思路。對于系統運行中形成的信息和數據，可以按照預設的格式被自動化地存儲到相應的單元中，對于其中的圖像、視頻、收費信息等非結構化數據，還可以做到合理歸類。除此之外，大數據分析結果可以將數據模態和變化規律充分反映出來，幫助管理人員獲取精準的資料，為收費方案的修訂和優化提供依據。

五、結束語

綜上所述，在高速公路系統運行過程中，智能化收費是一個重要的發展趨勢，它不僅可以提高道路的通行效率，還可以減少事故的發生，降低運營成本。高速公路收費智能化系統由收費系統、監控系統、通信系統以及輔助系統構成，研究發現，這些系統的協調運作可以減少人工成本，修復收費漏洞，對收費過程進行監控，降低事故的救援成本，使收費方案變得更加完善。

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