高速公路ETC門架系統機電設備安裝問題探討

劉程遠 張保碩

［摘 要］現在許多高速公路收費站都安裝了ETC門架系統，通過對該系統進行應用，能夠提高車輛通過的高速公路收費站效率。但是，從實際情況來看，高速公路ETC門架系統機電設備安裝難度較大，為了保證安裝作業(yè)能夠順利進行，必須從實際情況入手，做好相關內容探究。

［關鍵詞］高速公路；機電設備；ETC門架系統；現場勘查

［中圖分類號］U4文獻標志碼：A

近幾年，我國高速公路不斷增多，具體建設時也開始朝著智能化方向發(fā)展，高速公路繳費方式隨著ETC推廣，傳統的出入口停車卡收費方式逐漸被取代，而在完成ETC門架系統建設后，高速公路線路收費采取了全程分段無感支付模式，這不僅使高速公路車輛通行更加方便，而且降低了車輛運輸管理成本。ETC門架系統機電設備安裝質量對于系統運行安全性與可靠性有著重要影響，因此要做好安裝作業(yè)相關內容探究。

1 高速公路收費路口安裝ETC的意義

ETC是解決高速路口收費繁忙的一項合理措施。采取全國聯網，銀行自動結算，對于廣大用戶以及我國高速公路行業(yè)發(fā)展來說意義重大［1］，具體意義體現在以下幾個方面。

辦理銀行申辦ETC專用通道的程序與手續(xù)都十分嚴格，安全性高，一般不會出現問題。在實際作業(yè)開展期間，通過對高速公路收費站ETC信息的搜集，可以縮小查找?guī)в须娮訕撕炣囕v行蹤范圍。

ETC系統網站交互服務信息可以被應用在檢測公路事件、預測公路擁擠情況等各項管理、運行、規(guī)劃建設的信息，甚至能夠依據實際情況發(fā)布一些指導性的服務信息，從而反饋用戶誠信度以及客戶的各項信息［2］。

ETC系統能夠與GIS、GPS相融合，通過對其進行應用，能夠使高速公路服務水平和效率以及運行管理水平都得到進一步提高，從而查找到ETC系統客戶的行蹤，這對于提升高速公路暢通性來說能夠起到一定促進作用。

2 做好ETC門架系統機電安裝的準備工作

2.1 做好組織與協調工作

做好組織與協調是確保ETC門架系統機電安裝作業(yè)能夠順利進行的關鍵要素。在具體安裝作業(yè)開展時，如果發(fā)現制定的技術方案與現有施工圖紙中具體內容存在沖突，項目部工作人員要組織工作人員，針對問題與業(yè)主進行溝通，在當地政府部門與業(yè)主進行溝通之后，通過協商確定最終安裝方案，從而消除施工方害怕施工、不敢施工的消極心理，推動項目開展，以免延誤工期，導致工程無法在工期內竣工。

2.2 現場勘查

為了避免后期進行門架施工時施工現場與實際設計樁號之間存在矛盾，項目部門的工作人員要與高速公路當地交通部門進行合作，針對ETC門架系統機電安裝區(qū)域具體情況進行全面勘查，掌握現場情況，避免門架與交通指示標志、監(jiān)控設施存在沖突，在確定現場門架最佳安裝位置后上報資料，做好設計工作，以免后續(xù)因為樁號問題對安裝作業(yè)進行造成不良影響。如果在選址期間由于部分地段無法滿足要求，應當在專業(yè)人員指示下，通過充分討論確定最終方案。

2.3 現場施工

獲取設計圖紙后，由項目部完成施工方案編制，在施工現場做好文明施工、技術方案落實工作。多數ETC門架系統機電在安裝期間會出現中央隔離帶不滿足設計基礎寬度情況，針對這一情況，要采取基礎體積不變、對長度進行調整的原則，針對門架基礎完成施工。

3 ETC門架系統的工程與功能

3.1 前端系統構成與功能

3.1.1 一體化機柜

其由空調系統、UPS、門禁系統、機柜檢測模塊等各項內容共同組成，起到的主要作用就是安裝天線控制器、通信光纜ODF、視頻交換機等各項設備。機柜檢測模塊起到的作用就是檢測機柜的溫度、濕度、供電情況等各項狀態(tài)，并且能夠將實時產生的數據上傳到中心平臺，通過實時方式完成對場外設備具體情況的動態(tài)監(jiān)控。

3.1.2 RSU天線系統

該系統在具體應用期間起到的關鍵作用就是利用門架上端RSU天線［2］，通過對其進行應用，能夠完成對車輛內部CPC卡或OBU數據的交換，通過對機柜內天線控制器檢驗數據，經過處理之后，將數據域傳輸到工控機，再處理數據，準確讀取與寫入CPC卡、ETC卡內數據。

3.1.3 門架工控機

工控機是處理與上傳門架收費單元數據的核心設備，其在運行前利用收費軟件能夠集成車牌識別器系統與天線控制器，完成對車數據的采集，從而實現對通費用的計算，做好相應處理工作，最終通過對外設進行控制來完成交易，在這一過程中產生的數據都會被上傳至門架服務器內。

3.1.4 識別門架車牌系統

將一套識別車牌設備安裝在門架上端迎車流一側，而對于門架背車流一側，一套識別車牌設備可以被2～3個車道共用，利用圖像檢測，通過抓拍，掌握行駛車輛車牌信息，將車輛信息與車輛圖片提供信息給門架控機計費軟件，對比各項數據，最終可以形成完整收費數據。

3.2 后端系統

3.2.1 門架服務器

門架服務器的主要作用就是提供存儲與查詢本地數據功能，通過對其進行應用，不僅可以保證數據上傳本地后能夠保留數據，以便日后應用數據時進行查詢，確定各項數據，而且采用相應軟件或收費查詢平臺也能夠交接財務，完成相應查詢工作。

3.2.2 網絡交換機

通過對鏈路進行應用，完成ETC門架數據傳輸，采用門架數據交換機，能夠形成一個小環(huán)，然后將其與網絡交換機相連接，將其與高速公路主干網相連接后能夠逐層上傳數據。

3.2.3 路由器

將路由器接入高速公路收費站，運營商專線網絡可以作為備用鏈路，將獲取到的數據直接上傳到部級數據中心，數據傳輸速度要快，而且不會發(fā)生丟失。

3.3 通信與供配電系統

目前，我國多數高速公路收費站的ETC收費門架前端都采用雙向環(huán)網結構［4］，在具體應用期間，一旦一端由于外界因素影響而發(fā)生中斷現象無法繼續(xù)通信，另一方面通信并不會受到影響，可以繼續(xù)通信［5］。后端通信采取無線+有線雙鏈路方式，確保數據傳輸高效、穩(wěn)定。

供配電系統采取市電與柴發(fā)自動互切雙電電源［6］，對于采用的供配電系統，為了確保供配電安全，避免由于斷電而對系統運行造成不良影響，針對供配電系統，要設置多道保障，以免發(fā)生斷電現象。通信與供配電系統的安裝的探討通常都在門架前端系統與后端系統安裝中進行。

4 ETC門架系統是安裝過程中需要注意的內容

4.1 安裝門架前端系統

4.1.1 安裝一體化機柜

吊裝一體化機柜前需要做好如下工作。第一，查看機柜基礎法蘭的實際尺寸與要求是否相符，各個螺栓孔位是否準確，而且要做好表面清理工作，確保不會存在任何雜質，以免由于存在雜質而影響施工。第二，詳細查看線纜盤留現象，對線纜的進出口位置進行確定。第三，機柜是否由于磕碰發(fā)生損壞，或者外觀存在劃痕。第四，查看柜內各項設備是否齊全，以及具體安裝情況是否牢固，機柜配置的各項零件是否缺失。第五，柜內走線情況與設計是否相符，而且要依據柜內情況整理內線。第六，查看機柜門開關正常與否，鑰匙是否匹配。通過檢查如果發(fā)現上述任意一項內容存在問題，必須要及時處理，確定無誤后，才能開展下一步作業(yè)。

開展吊裝作業(yè)時需要注意的要點如下。第一，必須采取扁平吊帶進行吊裝作業(yè)，通過對布條進行應用，完成對觸點的保護，不得采用鋼絲開展直接吊裝作業(yè)。第二，吊裝作業(yè)中采用的吊帶分布要保持均勻，確保提升機柜時可以保持垂直，并且在機柜提升到與地面相距5～10 cm后，要由專人查看吊帶是否松動，機柜是否發(fā)生傾斜，以及吊繩緊扣情況。第三，將木板墊在運輸車輛底板處，對于柜體可能會與運輸車輛接觸，導致其遭受破壞部位，要將泡沫填塞到這一位置，以免在二次運輸期間由于發(fā)生碰撞導致機柜被破壞，影響日后應用。第四，裝車需要遵循“先裝后吊，后裝先吊”原則進行。運輸車輛在行駛過程中必須保持平穩(wěn)，不得出現急停急啟動現象。

一體化機柜安裝要點如下。第一，在安裝過程中，要盡量避免安裝柜底座期間柜體與基礎螺栓發(fā)生碰撞現象，保證螺栓可以精準穿入機柜底座安裝孔。第二，安裝機柜時，要保證安裝方向準確，保證兩側柜門都向邊坡方向開門。第三，對于機柜底座，應當將彈墊或螺栓墊在螺栓套上，完成上述作業(yè)后，施工人員通過力矩把手緊固螺母。第四，檢查機柜垂直度與平整度，如果發(fā)現存在異常，需要做好調整工作，確保其垂直度與水平度都能夠滿足要求。第五，完成穿線作業(yè)后，施工人員要利用圍板密封機柜底座，不得存在縫隙。

4.1.2 防雷接地

對于一體化機柜，要全部內部外殼與接地，采用1×4線纜，采取流排方式連接，然后利用1×16線纜連接接地匯流排和門架接地扁鋼，采用上述方式實現對門架系統的防雷接地，并且要做好接地電阻控制，電阻值不得超過1Ω，避免由于電阻值過大導致防雷接地效果達不到預期。

4.1.3 安裝門架上端關鍵機電設備

門架上端RSU天線，包含應急車道在內，每一條車道都需要安裝1套RSU天線在具體安裝作業(yè)時要保證安裝合理性，要將RSU天線安裝在每條車道中間區(qū)域。天線設備要采用抱箍，將其穩(wěn)定固定在欄桿上，安裝的RSU天線與豎直方向需要呈一定角度，一般來說要將角度控制在30°～45°。位于同一門架上的RSU天線必須都為同一廠家生產的相同型號，以免安裝不同廠商生產的RSU天線在應用期間不同信號相互影響，降低其性能。同時，為了避免安裝出的天線發(fā)生反向干擾，對于道路兩側背向門架間距需要超過30 m。

在包含應急車道的情況下，如果單項車道為單數，應當在除應急車道之外全部車道，在每兩個車道之間都要余留一個安裝天線抱箍位置，其主要用于安裝后期冗余天線。若包含應急車道，單項車道為雙數，應當對于包含應急車道的全部車道，在每兩個車道中間都預留出一個天線抱箍安裝位置，以備后續(xù)應用。

4.1.4 安裝識別車牌信息設備

針對門架迎車流一側，應當包含應急車道內，將識別車牌信息設備安裝在每一個車道內，在安裝作業(yè)時，要將每個安裝位置都設置在兩車道相交界標線，具體安裝時，應當在每兩臺中間區(qū)域都預留出安裝天線抱箍位置。安裝的每套攝像機需要能對兩條車道內行駛車輛進行抓拍，而對于應急車道，其最少要能夠被一套識別車牌信息設備覆蓋，保證所有車輛的信息都能夠被獲取。

安裝識別車牌信息設備時，安裝人員要利用鋼扎帶或抱箍將設備固定在欄桿上，固定必須牢固，不得出現松動，避免發(fā)生脫落，導致設備損壞。同時，為了避免補光等頻率不同對識別設備性能造成不良影響，安裝在相同門架上的識別車牌信息的設備都應當來自同一廠家生產相同型號的設備。目前，較為常見的識別車牌信息設備要求與補光燈之間的距離需要在2.6～3.0 m，具體安裝作業(yè)必須嚴格依據這一規(guī)范進行，若不嚴格依據規(guī)范安裝，將會對識別車牌設備的應用造成不良影響，導致識別率偏低。

4.2 安裝后端系統

4.2.1 切換交換機

在實際安裝作業(yè)時，如果需要將交換機拆除，要先明確原有站級交換機的具體配置狀況，對配置文件進行全部拷貝，不得遺漏任何信息，將所有信息都遷移至新交換機。切換收費交換機時，會對車道第三方收費造成影響，因此進行交換機切換時，需要維護站技術全員參與，相互協作，切換時應當先將舊交換機拆掉，再用新交換機替換，對于應用交換機的網口的各項設備，都要按照新增IP進行重新規(guī)劃，做好配置，保證系統能夠正常運行，確定沒有任何異常后再開展下一步操作。

如果在安裝作業(yè)時不需要拆除掉舊交換機，應當從原視頻交換機、收費系統中分別引出一根網線，將其引入新交換機，而且要針對舊交換機引出網口進行新增IP規(guī)劃。對于ETC門架系統在規(guī)劃時需要采取新增IP，規(guī)劃應當在保留原收費站IP規(guī)劃上進行，具體規(guī)劃需要依據區(qū)域內設備的具體情況進行。

4.2.2 安裝與調試服務器

對于采用的數據服務器，為了保證其作用能夠得到合理發(fā)揮，必須將其安裝在原收費站機房內，若收費機房內機柜空間足夠，可直接上架，一旦空間小，無法滿足安裝要求，要新增機柜。上架之后，必須要介入雙供電電源，確保不會因為斷電而影響運機柜運行。

5 結語

高速公路ETC門架系統機電安裝作業(yè)要嚴格依據規(guī)范開展，保證安裝順利進行，確保設備系統投入應用后作用能夠得到合理發(fā)揮。同時，網絡運行穩(wěn)定性與安全性也得到了人們關注，因此在安裝高速公路ETC門架系統機電設備期間，要注重網絡安全服務，以免由于網絡問題而引發(fā)事故。

參考文獻

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