趙永生

(八達(dá)嶺高速公路管理分公司， 北京 100192)

0 引言

高速公路收費(fèi)站擁堵一直是我們長(zhǎng)期面臨的其中一個(gè)重要問(wèn)題，擁堵是由車、路、環(huán)境、設(shè)備等[1]各因素中某個(gè)或多個(gè)因素影響造成的. 從高速公路經(jīng)營(yíng)管理者的角度看，提高收費(fèi)站設(shè)備及人工效率，提升收費(fèi)速度是緩解擁堵的一項(xiàng)重要措施. 取消省界收費(fèi)站這一重大舉措徹底消除了省界收費(fèi)站排隊(duì)交費(fèi)造成的擁堵問(wèn)題，但主線及匝道收費(fèi)站的擁堵?tīng)顩r只增不減.

ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)的推廣使得收費(fèi)站通行效率有了極大的提升，但是交易失敗后轉(zhuǎn)人工處置的數(shù)量也隨之增長(zhǎng)，由此也引發(fā)了車道擁堵. 為了縮短人工處置時(shí)效，解決設(shè)備原因影響車輛正常通行的問(wèn)題，通過(guò)完善便攜式手持設(shè)備功能、增加補(bǔ)充交易設(shè)備兩項(xiàng)措施，填補(bǔ)了聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)不足，為客戶快捷通行提供了有力保障.

1 取消省界站前后收費(fèi)模式的變化

1.1 前序最短路徑計(jì)費(fèi)方式探討

取消省界收費(fèi)站前，全國(guó)高速公路主要采用的收費(fèi)制式包括封閉式和開(kāi)放式兩種，各省根據(jù)實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用情況采取按車型(或計(jì)重)、行駛路徑和里程進(jìn)行收費(fèi).

北京市高速公路主要采用封閉式收費(fèi)模式，例如京哈高速、京港澳高速、京藏高速、京新高速、六環(huán)路等18條高速公路. 車輛在出口收費(fèi)站按車型及入出口收費(fèi)站之間可達(dá)的最短路徑交費(fèi)通行[2].

收費(fèi)方式主要分為人工半自動(dòng)收費(fèi)(MTC)和電子不停車收費(fèi)(ETC)2種，對(duì)應(yīng)的通行介質(zhì)可分為ETC通行介質(zhì)和MTC通行介質(zhì). 其中ETC通行介質(zhì)(簡(jiǎn)稱為ETC標(biāo)簽)是由車載單元(OBU)和ETC用戶卡2部分組成[3]；MTC通行介質(zhì)各省呈現(xiàn)了多樣化的態(tài)勢(shì)，主要有IC卡、一次性紙質(zhì)通行券、復(fù)合通行卡這幾類. 北京市高速公路普遍采用一次性紙質(zhì)通行券(也稱為二維條碼卡).

1.2 現(xiàn)狀精準(zhǔn)計(jì)費(fèi)方式分析

2020年1月1日高速公路省界收費(fèi)站正式取消，新舊系統(tǒng)順利完成切換，真正意義上實(shí)現(xiàn)了全國(guó)聯(lián)網(wǎng)，有效緩解了省界收費(fèi)站排隊(duì)交費(fèi)的擁堵現(xiàn)象，提高省界處車輛的通行效率.

全力推廣ETC通行方式，同時(shí)將MTC車輛通行介質(zhì)統(tǒng)一為5.8 GHz復(fù)合通行卡[4-5](簡(jiǎn)稱CPC卡). 通過(guò)在收費(fèi)站與收費(fèi)站、收費(fèi)站與互通立交、互通立交與互通立交之間設(shè)置ETC計(jì)費(fèi)門架，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)內(nèi)通行車輛的分段、精準(zhǔn)計(jì)費(fèi)，并通過(guò)不斷地進(jìn)行系統(tǒng)完善，實(shí)現(xiàn)了“1次行程，1個(gè)賬單、1次扣費(fèi)、1次告知”的目標(biāo).

2 收費(fèi)特情的分類及變化

隨著機(jī)動(dòng)車保有量的增長(zhǎng)，高速公路的車流量也大幅度增加，但受政策、地理、經(jīng)濟(jì)等因素的影響，沿線收費(fèi)站車道數(shù)量設(shè)置有限，遇車輛通行高峰期時(shí)，收費(fèi)站經(jīng)常產(chǎn)生排隊(duì)擁堵的情況. 當(dāng)車道發(fā)生收費(fèi)特情時(shí)，車輛通行受阻，需要人工介入完成收費(fèi)后放行車輛，使得擁堵進(jìn)一步加劇.

收費(fèi)特情是指車輛駛?cè)胧召M(fèi)車道后無(wú)法正常完成交易而滯留的情況，包括：人工車輛誤入ETC專用車道、ETC車輛標(biāo)簽有效性驗(yàn)證不通過(guò)、余額不足、標(biāo)簽拆卸、黑名單車輛、無(wú)入口信息、計(jì)費(fèi)金額異常等.

根據(jù)實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，高速公路收費(fèi)站入出口收費(fèi)站特情的主要原因大致可分為3類： 人、車、設(shè)備.

“人”是指車輛駕駛?cè)藛T的有意或無(wú)意的行為造成車輛無(wú)法順利駛?cè)牖蝰偝龈咚?，包括：人工誤入ETC車道、標(biāo)簽無(wú)卡(未插卡)、OBU或CPC卡屏蔽等致使車輛交易失敗無(wú)法正常通行的情況.

“車”是指車輛自身原因(包含車載OBU設(shè)備異常)造成的交易失敗，包括車輛行駛速度過(guò)快、標(biāo)簽拆卸、低電量、OBU過(guò)期、余額不足/透支、黑名單、計(jì)費(fèi)金額異常等造成的交易失敗.

“設(shè)備”指的是收費(fèi)車道、ETC門架等聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)設(shè)備本身原因造成的車輛交易失敗，包括ETC天線未檢測(cè)到車輛標(biāo)簽、交易超時(shí)、以及設(shè)備故障等因素.

取消省界收費(fèi)站前，車輛計(jì)費(fèi)邏輯及收費(fèi)方式均較為簡(jiǎn)單，通行途中不存在路徑標(biāo)記及計(jì)費(fèi)的功能，因此收費(fèi)特情產(chǎn)生原因中不包含屏蔽收費(fèi)設(shè)備、計(jì)費(fèi)異常此類特情. 取消省界站后，通行介質(zhì)變化為ETC標(biāo)簽、CPC卡此類具備讀寫(xiě)功能的設(shè)備，車輛行駛途中通過(guò)ETC計(jì)費(fèi)門架時(shí)會(huì)與車輛持有的通行介質(zhì)進(jìn)行交互，寫(xiě)入路徑的信息及計(jì)費(fèi)金額，因此當(dāng)車輛攜帶的通行介質(zhì)被屏蔽或者ETC門架邏輯錯(cuò)誤產(chǎn)生誤標(biāo)記等情況時(shí)，駛離高速時(shí)會(huì)出現(xiàn)計(jì)費(fèi)金額異常類特情.

3 收費(fèi)特情的處置方式的變化

取消省界收費(fèi)站前，由于現(xiàn)場(chǎng)收費(fèi)人員數(shù)量配置有限，通常采取“1人值守多車道”的方式，收費(fèi)人員需要穿越車道進(jìn)行特情處置，當(dāng)多車道同時(shí)出現(xiàn)特情時(shí)，處置效率明顯下降.

為了解決此類問(wèn)題，北京市部分路段ETC車道安裝了人工自助刷卡設(shè)備. 當(dāng)ETC車輛交易失敗未能正常通過(guò)時(shí)，司機(jī)可自行取下車內(nèi)的ETC卡進(jìn)行二次交易. 人工自助刷卡設(shè)備僅可解決車道ETC天線未檢測(cè)到OBU、標(biāo)簽無(wú)卡、標(biāo)簽低電量、交易超時(shí)、ETC單卡等特情.

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)非ETC車輛誤入、余額不足/透支、黑名單等原因造成車輛無(wú)法使用ETC方式通行的特情時(shí)，無(wú)法通過(guò)人工自助設(shè)備完成交易，只能采取人工處理的方式解決，由現(xiàn)場(chǎng)收費(fèi)員引導(dǎo)司機(jī)轉(zhuǎn)至人工車道處理后放行[6].

取消省界收費(fèi)站后，由于車輛標(biāo)簽、ETC門架誤標(biāo)記、系統(tǒng)邏輯問(wèn)題等原因產(chǎn)生的收費(fèi)特情，傳統(tǒng)的ETC自助刷卡設(shè)備已經(jīng)不能使用，且在全國(guó)聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，系統(tǒng)只生成最小費(fèi)額的路徑信息，出口的扣費(fèi)完全依賴于ETC門架標(biāo)記及后臺(tái)系統(tǒng)的路徑擬合，收費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法通過(guò)人工通過(guò)查詢紙質(zhì)費(fèi)率表完成收費(fèi)，只能借助系統(tǒng)完成，特情處置的難度大大提高，處置效率無(wú)法保證，且容易使司機(jī)產(chǎn)生不滿的情緒.

4 便攜式手持收費(fèi)機(jī)及補(bǔ)充交易天線的應(yīng)用

新的系統(tǒng)邏輯下，只有當(dāng)車道設(shè)備檢測(cè)到車輛同時(shí)具備ETC標(biāo)簽和ETC卡，且標(biāo)簽與卡片綁定正常的情況下才能繼續(xù)完成交易，當(dāng)ETC車輛交易失敗后，由于車輛已經(jīng)超過(guò)了車道ETC天線的交易區(qū)域(圖1)，造成無(wú)法二次驗(yàn)證車輛的標(biāo)簽是否正常，因此原有的ETC人工自助刷卡機(jī)已無(wú)法使用. 為了解決ETC車輛交易失敗后的車輛通行問(wèn)題，增加了便攜式手持收費(fèi)機(jī)、后置補(bǔ)掃天線(配備人工自助按鈕).

圖1 ETC車道通行示意圖

4.1 便攜式手持收費(fèi)機(jī)

ETC車輛駛?cè)雽Ｓ密嚨罆r(shí)，系統(tǒng)必須對(duì)ETC標(biāo)簽的有效性(包括：OBU 有效期和拆卸狀態(tài)、ETC卡有效期、OBU和ETC卡車牌號(hào)碼一致性、狀態(tài)名單信息等)進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過(guò)后才允許進(jìn)行ETC交易.

從圖1可看出，當(dāng)車輛駛?cè)隕TC專用車道時(shí)，進(jìn)入ETC天線交易區(qū)域，天線檢測(cè)到車輛安裝有ETC標(biāo)簽設(shè)備，開(kāi)始進(jìn)行有效性驗(yàn)證，驗(yàn)證通過(guò)后，繼續(xù)進(jìn)行交易(單次交易時(shí)間≤270 ms)，交易成功后，車道欄桿抬起，車輛可快速駛離收費(fèi)車道；如果交易失敗，車輛繼續(xù)行駛進(jìn)入車道范圍內(nèi)，此時(shí)車輛已經(jīng)駛過(guò)了天線的交易區(qū)域，無(wú)法進(jìn)行二次交易，只能轉(zhuǎn)人工處理. 收費(fèi)員疏導(dǎo)車輛倒車，重新返回天線交易區(qū)域，或者由收費(fèi)員發(fā)放CPC卡放行. 但是車輛在車道內(nèi)倒車存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)車道存在多輛待通行車輛時(shí)，倒車的方式基本不可行. 如果發(fā)放CPC卡的話車輛便無(wú)法享受ETC的優(yōu)惠的政策(95折優(yōu)惠)，容易引發(fā)客戶矛盾，嚴(yán)重影響收費(fèi)站的通行秩序.

為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)結(jié)合收費(fèi)車道系統(tǒng)的功能，引入了便攜式手持機(jī)(如圖2、3)，由收費(fèi)員使用便攜式手持機(jī)對(duì)車輛標(biāo)簽重新掃描，驗(yàn)證有效性判斷車輛是否可使用ETC方式通過(guò)，提高了收費(fèi)特情的處置效率，可有效地保證收費(fèi)車道的通行秩序.

圖2 便攜式手持機(jī)

便攜式手持機(jī)使用單獨(dú)的開(kāi)發(fā)收費(fèi)軟件，通過(guò)手持機(jī)通訊模塊對(duì)ETC卡進(jìn)行讀寫(xiě)操作，也可使用手持機(jī)對(duì)CPC卡進(jìn)行讀寫(xiě)操作. 主要功能如下：

便攜式手持機(jī)通過(guò)連接內(nèi)部專用無(wú)線局域網(wǎng)接入聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)設(shè)備安全授權(quán)認(rèn)證后，收費(fèi)人員通過(guò)個(gè)人專用賬號(hào)登錄系統(tǒng)，當(dāng)安全授權(quán)成功后，也可實(shí)現(xiàn)離線狀態(tài)下的應(yīng)急使用，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后可自動(dòng)上傳暫存的交易數(shù)據(jù). 同時(shí)便攜機(jī)本身體積小、功耗低，因此適用于多種場(chǎng)景[7-8]：①收費(fèi)車道的ETC車輛的應(yīng)急收費(fèi)；②高峰時(shí)段的電子復(fù)式收費(fèi)；③臨時(shí)收費(fèi)站點(diǎn)；④收費(fèi)廣場(chǎng)停電時(shí)的應(yīng)急(ETC及CPC卡)收費(fèi)；

圖3 便攜式手持機(jī)功能鍵圖示

圖4 手持機(jī)收費(fèi)系統(tǒng)功能

4.2 補(bǔ)充交易天線

便攜式手持機(jī)解決了ETC車輛交易失敗后車輛已離開(kāi)天線交易區(qū)域，無(wú)法進(jìn)行再次的交易問(wèn)題. 但是仍然需要收費(fèi)人員攜帶設(shè)備來(lái)回穿行車道，處理效率不高，存在一定的安全隱患.

由于收費(fèi)人員數(shù)量有限，為了節(jié)約成本，通常會(huì)采取1名收費(fèi)人員管多條ETC車道的管理方式，當(dāng)多條ETC車道同時(shí)出現(xiàn)交易失敗車輛滯留的情況時(shí)，收費(fèi)人員跨越車道使用便攜式手持收費(fèi)機(jī)處理特情的效率大大降低，且存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)，處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也容易造成司機(jī)的不滿.

為了進(jìn)一步提高收費(fèi)特情的處置效率，彌補(bǔ)便攜式手持機(jī)處理效率低下的問(wèn)題，降低收費(fèi)員跨車道處理收費(fèi)特情的安全風(fēng)險(xiǎn)，在原來(lái)的車道布局的基礎(chǔ)上，增加后置補(bǔ)充交易天線，并在收費(fèi)崗?fù)ご翱趥?cè)增加人工自助按鈕(見(jiàn)圖5).

圖5 調(diào)整后車道通行示意圖

當(dāng)車輛駛?cè)隕TC天線1交易區(qū)域時(shí)，若交易成功，車輛可正常通行，此時(shí)ETC天線2處于關(guān)閉狀態(tài)不工作；若ETC天線1未能與通行車輛完成正常交易造成車輛被攔截，費(fèi)額顯示器1會(huì)提示“車輛交易失敗”，車輛繼續(xù)行駛至崗?fù)の恢?，費(fèi)額顯示器2會(huì)提示“車輛交易失敗，請(qǐng)按鍵重試”，司機(jī)按下崗?fù)?cè)方的人工自助按鈕，ETC天線2打開(kāi)，與車載OBU設(shè)備再次進(jìn)行交易，交易成功后，ETC天線2自動(dòng)關(guān)閉，然后車道欄桿抬起，車輛便可正常通過(guò).

4.3 兩種輔助設(shè)備的特點(diǎn)及關(guān)系

便攜式手持收費(fèi)機(jī)的主要特點(diǎn)是便于攜帶，不受物理車道的限制，設(shè)備在專用WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)可靈活地處理任意車道的特殊情況，且支持ETC、CPC兩種交易類型. 但也存在缺點(diǎn)，受WIFI信息范圍的影響，當(dāng)脫離信號(hào)范圍時(shí)，會(huì)造成交易數(shù)據(jù)上傳不及時(shí)，影響后續(xù)的入口反查、在線計(jì)費(fèi)以及收費(fèi)員下班結(jié)賬等工作.

補(bǔ)充交易設(shè)備只能針對(duì)駛?cè)胲嚨赖腅TC車輛特情進(jìn)行處置，起主要優(yōu)點(diǎn)是司機(jī)可自助操作，實(shí)現(xiàn)了車道無(wú)人狀態(tài)下的特情快速處置，可有效降低人工處置的工作量，降低人工成本. 但是當(dāng)車輛超過(guò)天線交易范圍或者車輛停靠位置不當(dāng)時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)人員自主操作，仍需收費(fèi)員人工干預(yù).

兩種收費(fèi)輔助設(shè)施相輔相成，互為補(bǔ)充，補(bǔ)充交易天線降低了收費(fèi)員攜帶手持機(jī)穿越車道處理特情的頻次，手持機(jī)也可在補(bǔ)充天線二次交易失敗后再次進(jìn)行嘗試，以保證ETC客戶能享受到優(yōu)惠的通行政策.

5 實(shí)施效果分析與討論

作為高速公路運(yùn)營(yíng)企業(yè)，主要的工作職責(zé)就是保證車輛快捷、安全通行收費(fèi)站的同時(shí)實(shí)現(xiàn)應(yīng)收盡收. 在設(shè)備系統(tǒng)成為收費(fèi)運(yùn)營(yíng)工作主導(dǎo)的形勢(shì)下，便攜式手持收費(fèi)機(jī)、補(bǔ)充交易天線的應(yīng)用，對(duì)收費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理工作起到了較大的促進(jìn)作用，收費(fèi)站的通行效率提升效果顯著.

1)便攜式手持收費(fèi)機(jī)、補(bǔ)充交易天線的應(yīng)用，增加收費(fèi)特情處置的手段，使收費(fèi)特情處置的效率得到了提升. 當(dāng)發(fā)生車道系統(tǒng)故障、因停電等原因造成設(shè)備無(wú)法正常工作時(shí)，便攜式手持設(shè)備可作為收費(fèi)車道系統(tǒng)的應(yīng)急補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)收費(fèi)車道的正常通行.

2)有效降低了工作風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)收費(fèi)員使用便攜設(shè)備與司機(jī)自主參與相結(jié)合的模式，減少了司機(jī)等待人工幫助的事件，進(jìn)一步提高了收費(fèi)特情的處置效率，提高了車輛的通行效率.

3)部分高速公路主線收費(fèi)站的ETC平均交易占比已達(dá)到70%，車道的正常交易通過(guò)率約為99%，通常一般收費(fèi)特情處置的時(shí)間約為2 min，通過(guò)使用便攜式手持機(jī)或補(bǔ)充交易天線完成特情處置的時(shí)間大幅縮短(見(jiàn)表1)，效率得到了明顯的提升，車道通行速度顯著提高.

表1 幾類收費(fèi)特情處置耗時(shí)對(duì)比 s

6 結(jié)論

在全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的大趨勢(shì)下，聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)朝著智能化、數(shù)字化的方向不斷前進(jìn)，高速公路收費(fèi)工作對(duì)于設(shè)備、系統(tǒng)的依賴性越來(lái)越來(lái)強(qiáng)，不斷完善收費(fèi)系統(tǒng)功能，提高收費(fèi)特情處置效率是高速公路運(yùn)管理者長(zhǎng)期面臨的難點(diǎn)問(wèn)題，也是實(shí)現(xiàn)車輛快速通行的關(guān)鍵環(huán)節(jié).