高速公路ETC門架系統運維分析

胡志偉

（福建省高速公路集團有限公司莆田管理分公司機電維護中心，福建莆田 351100）

0 引言

ETC 門架系統運維管理質量會對計費收費的精準性、路網的運行效率、高速公路的服務水平和經濟效益產生直接影響。在ETC 門架系統運行過程中，如果出現運行故障，就無法全面采集、識別車輛通行數據，出現計費不精準、交易不成功等問題，不僅會產生收費爭議，影響出行體驗，也會導致高速公路收費損失，影響運營經濟效益，甚至會引發高速出口交通擁堵等情況，影響高速公路通行效率。所以，在高速公路運營管理中，需要做好ETC 門架系統的運維工作，采取科學有效的運維措施，依托智能化的運維手段加強運維能力建設，優化運維管理水平，及時高效地解決系統運行故障，確保系統始終處于良好穩定的運行狀態，從而提高ETC 門架系統識別的準確性，有效降低系統故障發生率，全力保障高速公路的運行效率、經濟效益以及社會效益。

1 高速公路ETC 門架系統的特點

近年來，國家逐步取消高速公路省界收費站，高強度推廣ETC 門架系統，順利轉變新、舊計費方式和運營模式，大大提高高速公路路網運行效率，加速實現一網通行、一路暢通、一腳油門踩到底。ETC 門架系統包含多個功能模塊，如車牌識別、視頻監控、分段計費等，主要利用射頻裝置精準而全面地讀取車載ETC 及CPC 卡內信息，對車型、車輛行駛路徑等信息進行詳細而準確的記錄，為自動計費收費提供可靠的數據支撐。當車輛行駛通過高速公路ETC 門架時，對應的系統會自動讀取ETC 卡或CPC 卡內信息，同時寫入當前經過的門架信息，不需要停車，也不需要減慢汽車的行駛速度就可以完成計費收費，使通行效率大大提升，減少了交通擁堵情況[1]。無論是對于駕駛人員還是對于收費站的工作人員而言，ETC 門架系統都為其提供極大的便利；而對于公路行業而言，ETC門架系統提升了行業的管理水平和服務水平，為行業的智慧發展提供強大助力。在實際應用中，高速公路ETC 門架系統有著顯著的應用特點，具體表現在以下四個方面。

第一，廣泛的維護范圍。目前，ETC 門架系統廣泛布設在各個高速公路收費站互通及樞紐互通，逐步成為高速公路新計費系統的核心。相比于傳統的收費系統，ETC 門架系統外場設備點位眾多，因此加大了點位運行維護的體量。而且所使用的機電設備種類多樣化，機電系統的專業技術水平領先于行業前沿，因此對系統運維管理質量、管理標準、管理流程提出規范性要求，以滿足實際工作所需[2]。

第二，便于維護，維護難度降低。ETC 門架在運行過程中不可避免地會出現運行故障，而它距離地面有一定高度，如何提高維護效率、確保維護安全性就成為行業關注的重點。現階段，為了方便維護，提高維護效率，部分ETC 門架采用可伸縮爬梯，維護人員可以通過伸縮爬梯直接爬上門架進行維護工作，無須再另外自帶爬梯，有力保證了維護人員的生命安全，也縮短了維修維護時間。

第三，較高的運行保障。高速公路ETC 門架系統是全國通用的，實現全國聯網收費。為了確保收費模式、收費業務的正常持續運行，對ETC 門架系統的運行保障提出嚴格要求。只有確保ETC 門架系統運行的持續性、穩定性和安全性，才能全面準確地讀取通行車輛的數據信息，確保計費收費的準確性。而ETC門架系統面臨著復雜的運行環境，涵蓋了大量的機電設備，要想保證ETC 門架系統始終處于可靠的運行狀態，就需要定期開展維修維護工作和預防性養護工作，及時消除故障隱患。

第四，數據處理難度加大。目前，已然進入大數據時代，在科技賦能、數字賦能的背景下，交通運輸行業與大數據資源深度融合共享，每天產生的數據信息量極其龐大，處于爆發式增長狀態，進一步加大數據的處理難度，因此要求ETC 門架系統具有極高的運行能力和數據處理能力。ETC 門架系統不僅需要采集車輛通行數據，還需要有效處理、深入分析以及深度挖掘有價值的數據信息，為后續運維管理決策的制定提供強大的數據支持，促使智慧交通發展加速度，為交通行業高質量發展提供重要引擎[3]。

2 高速公路ETC 門架系統運維要點

2.1 日常巡檢

雖然相關管理部門會將ETC 門架系統的連通情況和相關數據指標定期發布出來，但是，受到多種因素的影響，ETC 門架系統還是會發生故障，為了提高排障效率，及時發現、解決ETC 門架系統存在的安全隱患，需要落實高速公路ETC 門架系統巡檢工作，按照日常性巡檢和周期性巡檢兩種方式展開，在整個巡檢過程中詳細記錄數據信息，形成完整的巡檢書面報告，方便存儲管理，并為下一次的運維工作開展提供有效參考。通過開展日常巡檢工作，不僅能夠了解ETC 門架系統的實際運行狀態和通信鏈路情況，還能對供電情況和異常問題進行合理判斷，提前發現潛在故障[4]。周期性巡檢則可以按月、按季度、按年開展，結合肉眼觀察、儀器檢測等相關手段，對ETC 門架系統的安全隱患、運行異常進行全面排查，結合實際巡檢情況制訂有針對性的運維保養方案，確保ETC 門架系統運行的安全性和穩定性。在ETC 門架系統運維管理中，日常巡檢次數多、頻率高，主要依托于相關檢測系統和工具有序實施作業。

2.1.1 ETC 門架運行監測系統

為了提高各機電設備的日常巡檢效率，減輕運維人員的勞動強度，已研發設計使用ETC 門架運行監測系統，統一化、集中化、一體化管理、監測轄區范圍內所有的ETC 門架的運行狀態。ETC 門架運行監測系統細致劃分多個功能模塊，包括設備運行狀態顯示、報表數據統計、查詢告警、運營健康狀態趨勢等等，充分滿足了巡檢工作需求。當技術人員登錄該系統后，就可以直觀而詳細地看到各個ETC 門架的實際運行情況，以不同的顏色對不同設備狀態進行區分展示，便于明確異常門架的位置信息，第一時間開展故障排查工作，找到故障的具體原因并制定相對應的解決措施，徹底消除故障隱患，提高設備故障排查效率。ETC 門架運行監測系統的具體功能應用如下：

第一，對所有門架系統的實際運行狀態進行全面監測，包括門架系統是否正常啟用、通信信號是否正常無誤等。

第二，對各項機電設備的運行情況進行實時監測，包括機柜溫濕度是否符合要求、蓄電池是否有電、市電供電是否正常等。

第三，對之前故障隱患出現的時間進行詳細記錄，支持查詢告警列表等記錄，便于技術人員處理告警信息，溯源告警處理，科學診斷交通健康狀況。

2.1.2 服務器輔助頁面

技術人員可以打開瀏覽器，輸入自己的安全賬號和登錄密碼，直接進入服務器輔助頁面，對各類監測數據、設備運行日志等進行詳細瀏覽，掌握各設備以往的運行狀態和當前的運行情況，通過對比分析，提前察覺異常點[5]。服務器輔助頁面詳細劃分多個使用模塊，包括門架數據監測模塊、前端工控機日志模塊、RSU 日志模塊、車牌識別設備日志模塊等等，每個模塊有著不同的使用功能，滿足不同的查詢需求。

（1）門架數據監測模塊

對門架交易信息、心跳數據、車牌識別數據等數據信息的上傳情況進行嚴格審查，確保各類數據信息完整上傳至服務器，避免數據信息堆積、數據上傳失敗等問題的發生。

（2）前端工控機日志模塊

主要是對設施設備的北斗授時情況、軟件版本號以及計算機模塊版本等進行嚴格審查，以掌握前端工控機的心跳狀況。

（3）RSU 日志模塊

通過服務器詳細查看、瀏覽各個RSU 系統是否處于正常狀態、設備溫度是否有異常、PSAM 卡運行狀態是否正常穩定等，便于全面掌握RSU 系統整體的心跳數據信息。

（4）車牌識別設備日志模塊

查看每個車牌識別設備的識別成功率和每日識別流水量。

2.1.3 門架數據查詢監測工具

門架數據查詢監測工具能夠對各個設備的實際通行情況進行精準了解和定位，及時排查故障設備位置，精準定位故障點，便于技術人員高效響應、及時處理故障，從而縮短故障處理時間，提高處理效率。在實際應用中，可以有效連接終端數據庫和門架數據查詢監測工具，技術人員不僅可以掌握了解各個門架對應的RSU 天線的在線狀態，也能對車牌識別設備的在線情況進行及時查詢，避免出現設備掉線、不在線等情況。此外，該系統中還包含一個匯總信息的隱藏模塊，可以對天線、車牌識別設備的全部交易數據進行匯總處理，有力支持門架運行監測系統的正常穩定運行。

2.2 故障維修

ETC 門架系統運行的安全性和穩定性會對通行費的正常收取產生直接影響，密切關系著高速公路的運營效益。如果ETC 門架系統存在運行異常或者運行故障，很可能無法精準識別信息，出現交易不成功的情況，導致高速公路通行費的流失。所以，當ETC門架系統出現異常問題時，技術人員必須第一時間抵達現場，采取有效的檢測手段及時找到故障位置和故障原因，開展相應的維修維護工作，確保ETC 門架系統盡快恢復正常，避免帶來不良影響[6]。

2.2.1 備件儲備

正常情況下，當ETC 門架系統的設施設備發生故障時，技術人員基本不需要抵達現場，可以直接利用服務器開展遠程運維工作，提高運維效率。在遠程運維下，如果仍舊不能徹底處理故障問題，就需要及時到達現場，逐一排查，確保全面徹底地清除運行故障。在ETC 門架系統中，工控機、RSU 天線、車牌識別設備等前端設備如果沒有進行冗余安全保護處理，則各個機電維護站需要對設備數量、故障發生頻率進行綜合分析，針對故障頻率高的設備或關鍵設備進行冗余配置，合理儲備備件。當ETC 門架系統出現故障時，冗余配置的設備或部件就可以發揮備援、應急處理作用，及時介入以承擔故障設備的運行工作，使系統的故障時間大大縮短。

此外，針對ETC 門架的后端設備，由于使用數量不多，加上采購價格高昂，各個機電維護站可以結合實際情況集中少量采購備件備品，達到有效控制采購成本的目的。

2.2.2 應急搶修

在ETC 門架系統運行過程中，如果因意外情況切斷通信光纜和外部供電，或者出現惡劣的天氣和嚴重的自然災害，就會帶來嚴重的系統運行故障，導致ETC 門架系統無法正常工作。而由于故障面積過大、范圍較廣，技術人員不能在要求時間內消除故障，此種故障則可以定義為重大故障。當發生重大故障時，需要調動轄區內的全部技術力量及時抵達故障現場，首先搶修保障性設備，盡快恢復門架系統的正常運行，然后再徹底修復其他故障，將整體設備性能調節到最優。如果變電站存在市電供電不正常的問題，則可以直接采取一體化機柜UPS 應急供電方式。此種供電方式可以為ETC 門架系統運行工作提供10h 的支撐時間，確保門架系統正常運作的同時便于及時開展維修維護工作。由于周邊的收費站、隧道變電所等是ETC 門架系統主要的電力來源，所以，當供電出現問題時，為了提供持續性供電，保證門架系統的正常工作，也可以臨時性采用配電房柴油發電機供電方式，然后再對供電線路、變壓器、抽屜柜等設施設備進行逐一排查，消除故障隱患。此外，還可以引入新能源光伏供電系統，在ETC 門架的頂部空間安裝光伏組件，將太陽能轉化為直流電能，再逆變為純凈的交流電供ETC 門架使用，為ETC 門架提供純凈優質的交流電，既能增加應急備電，也能減少碳排放，實現綠色節能目標，這也符合現階段“碳達峰、碳中和”時代背景下的綠色發展要求。

3 結語

綜上所述，與普通收費車道所使用的系統相比，ETC 門架系統更具復雜性、系統性以及專業性，它的軟件系統和硬件系統都在原有基礎上得到大幅度提升，整體科技含量更高。雖然ETC 門架系統能夠更好地支撐高速公路的正常運行，但是也隨之增加了日常維修維護的管理難度，對運維人員的專業素質和技術水平提出更高的要求。隨著高速公路收費模式改革的實施推進，ETC 門架系統的全面普及應用，傳統的運維管理方式已經不能滿足實際工作需求，也跟不上時代發展要求。所以，需要全面研究分析高速公路ETC 門架系統的運行維護管理方式和具體手段，進一步加強ETC 門架系統的運維管理，確保ETC 門架系統運行的穩定性和安全性，顯著提高高速公路路網運行效率和運行質量，更好地為社會公眾提供高質量服務。