廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院　陳　東　蔡延光　謝湘平

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基于實(shí)時(shí)共享的ETC運(yùn)營(yíng)平臺(tái)研究

廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院陳東蔡延光謝湘平

【摘要】針對(duì)ETC（Electronic Toll Collection，不停車電子收費(fèi)）系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理水平低、維護(hù)費(fèi)用高、問(wèn)題反饋慢、客服服務(wù)滯后、ETC用戶數(shù)量增長(zhǎng)減緩以及ETC使用狀況監(jiān)管力度不足等問(wèn)題，研發(fā)一套ETC運(yùn)營(yíng)支撐平臺(tái)，通過(guò)該平臺(tái)為ETC的運(yùn)營(yíng)管理提供有力的支撐，實(shí)現(xiàn)ETC系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理的精細(xì)化、科學(xué)化、全方位支撐以及主動(dòng)式服務(wù)，達(dá)到平臺(tái)能力及應(yīng)用的可成長(zhǎng)、可擴(kuò)充，創(chuàng)造面向未來(lái)的智能交通系統(tǒng)框架。

【關(guān)鍵詞】ETC；運(yùn)營(yíng)支撐平臺(tái)；遠(yuǎn)程監(jiān)控；實(shí)時(shí)共享；智能交通

0　引言

ETC收費(fèi)方式是目前世界上先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式。ETC系統(tǒng)的核心技術(shù)一5.8GHz微波專用短程通信（Dedicated Short Range Communication，DSRC）先進(jìn)的通信功能，為ITS領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施、車輛與車輛之間提供單向或雙向交互式通信服務(wù)，從而使車輛能夠享用交通信息網(wǎng)絡(luò)中的各種資源，同時(shí)也為交通信息中心提供行駛車輛的有關(guān)數(shù)據(jù)等功能提供了技術(shù)手段[1~2]。

ETC系統(tǒng)具有如下三大優(yōu)勢(shì)：（1）提高車輛通過(guò)效率。經(jīng)過(guò)計(jì)算，使用ETC裝置每一輛車可以節(jié)省最少10秒鐘的停車?yán)U費(fèi)時(shí)間，安裝了ETC裝置的汽車通過(guò)收費(fèi)站平均時(shí)間由14秒降低到3秒，1條ETC車道的通行能力相當(dāng)于5條MTC（人工收費(fèi)）車道。研究統(tǒng)計(jì)表明，ETC車道通行能力為1000輛/小時(shí)，單車道通行能力與人工收費(fèi)車道相比增加了740多輛，也就是說(shuō)從ETC車道通行，至少節(jié)省了三分之二以上的時(shí)間。（2）節(jié)能減排。ETC也可大大節(jié)約能源和尾氣排放，研究數(shù)據(jù)表明，每一萬(wàn)次ETC交易，將節(jié)約3140升燃油消耗，并減少55.96千克各類污染物的排放。所以，電子收費(fèi)系統(tǒng)的實(shí)施，對(duì)于減少資源消耗，降低城市污染，構(gòu)建綠色交通和建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的新北京交通體系具有重要的意義。（3）經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。剛并入全國(guó)ETC聯(lián)網(wǎng)的廣東，高速公路聯(lián)網(wǎng)里程約6000公里，已建成ETC車道1325條，實(shí)現(xiàn)了主線收費(fèi)站100%的覆蓋率和匝道收費(fèi)站90%的覆蓋率。廣東納入全國(guó)ETC聯(lián)網(wǎng)后，粵通卡也將通行聯(lián)網(wǎng)省市，從而帶來(lái)了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

同時(shí)，隨著ETC建設(shè)規(guī)模的逐步擴(kuò)大及其用戶量的不斷增加，ETC車道系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)中遇到的各種問(wèn)題也不斷浮現(xiàn)。目前，比較常見(jiàn)的問(wèn)題[3~5]包括ETC運(yùn)營(yíng)管理水平低、維護(hù)費(fèi)用高、問(wèn)題反饋慢、客服服務(wù)滯后、ETC用戶數(shù)量增長(zhǎng)減緩以及ETC使用狀況監(jiān)管力度不足等。針對(duì)ETC系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理中遇到的各種問(wèn)題以及ETC建設(shè)的各利益干系人對(duì)ETC的期望，研發(fā)一套ETC運(yùn)營(yíng)支撐平臺(tái)勢(shì)在必行。

1　平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1平臺(tái)架構(gòu)

ETC運(yùn)營(yíng)支撐平臺(tái)是基于傳統(tǒng)收費(fèi)管理平臺(tái)而建立的，在不影響傳統(tǒng)收費(fèi)管理平臺(tái)的前提下，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)接口，獲取其各種數(shù)據(jù)信息，并對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸類、統(tǒng)計(jì)、分析，通過(guò)對(duì)高速公路收費(fèi)站ETC通道交通流運(yùn)行特性和分布特性的分析，確定影響公路ETC收費(fèi)通道車輛延誤的因素，分析其通行能力，為ETC通道的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)提供一定的參考依據(jù)，并通過(guò)一系列處理邏輯進(jìn)行再整合，為管理提供有力的運(yùn)營(yíng)支撐。

1.2平臺(tái)數(shù)據(jù)流程

1.2.1系統(tǒng)整體數(shù)據(jù)流程

系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)按車道——站級(jí)——分中心——省中心四級(jí)系統(tǒng)逐層上傳，上一層系統(tǒng)基于其下級(jí)系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)開(kāi)展相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理。在分中心級(jí)系統(tǒng)中，先對(duì)站級(jí)系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，整合出完整的過(guò)車記錄信息，以供分中心級(jí)和省中心級(jí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能使用，而車道的參數(shù)數(shù)據(jù)則直接由站級(jí)系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下發(fā)，并且，可根據(jù)具體的運(yùn)營(yíng)情況，靈活地對(duì)各級(jí)功能模塊進(jìn)行層次調(diào)配。

1.2.2ETC事件處理流程

當(dāng)站級(jí)業(yè)務(wù)人員發(fā)現(xiàn)ETC車道上出現(xiàn)異常事件（如報(bào)警、攔截）時(shí)，可通過(guò)電話通訊的方式向分中心級(jí)反饋問(wèn)題，請(qǐng)求分中心對(duì)其無(wú)法解決的問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)支援。分中心級(jí)技術(shù)人員了解問(wèn)題的具體情況后，結(jié)合車道日志，確認(rèn)異常事件的原因。當(dāng)分中心級(jí)發(fā)現(xiàn)ETC系統(tǒng)出現(xiàn)重大問(wèn)題，可向省中心級(jí)報(bào)警，由省中心級(jí)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

2　平臺(tái)功能

ETC運(yùn)營(yíng)支撐平臺(tái)功能包括：

2.1地圖監(jiān)控

可實(shí)現(xiàn)基于地圖的總體監(jiān)控，實(shí)時(shí)顯示分中心下屬各收費(fèi)站的ETC車道的總體信息，其中包括：車道故障信息、車道成功率、車道交易時(shí)間、平均過(guò)車速度等。并可在地圖上實(shí)現(xiàn)逐級(jí)鉆取，對(duì)于省中心、分中心均可直觀快捷的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題站點(diǎn)或車道，并進(jìn)一步查看相關(guān)細(xì)節(jié)。

2.2車道監(jiān)視

可實(shí)現(xiàn)對(duì)其下收費(fèi)站和車道實(shí)時(shí)情況的監(jiān)視，包括：車流量、車道成功率、報(bào)警率、關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)、參數(shù)情況、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等。管理人員可通過(guò)監(jiān)視功能，迅速掌握車道前端和收費(fèi)站級(jí)的運(yùn)營(yíng)管理實(shí)況。

2.3車道主題分析

從用戶所關(guān)注的多個(gè)指標(biāo)、多個(gè)維度對(duì)車道進(jìn)行綜合分析。分析指標(biāo)包括車道規(guī)模、過(guò)車速度、車道成功率、車道服務(wù)時(shí)間、車道運(yùn)行狀態(tài)等多個(gè)方面。

2.4標(biāo)簽主題分析

從用戶所關(guān)注的多個(gè)指標(biāo)、多個(gè)維度對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行綜合分析。分析指標(biāo)包括標(biāo)簽交易成功率，標(biāo)簽交易時(shí)間等。分析內(nèi)容包括省內(nèi)標(biāo)簽成功率及其趨勢(shì)、各品牌標(biāo)簽的高成功率和低成功率的排名情況，省外標(biāo)簽成功率排名情況等多個(gè)方面。

2.5車流量通行費(fèi)分析

從多個(gè)用戶所關(guān)注的維度對(duì)車流量、通行費(fèi)收取情況進(jìn)行綜合分析。分析指標(biāo)包括車流量趨勢(shì)、車流量排名、車流量結(jié)構(gòu)、通行費(fèi)趨勢(shì)、通行費(fèi)排名、通行費(fèi)結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面。

2.6車道數(shù)據(jù)查詢

可對(duì)車道相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行明細(xì)查詢，查詢內(nèi)容包括交易成功率、過(guò)車速度、交易耗時(shí)、服務(wù)時(shí)間、車道參數(shù)、車道故障、過(guò)車記錄、車道報(bào)警、車牌識(shí)別成功率等。

2.7標(biāo)簽數(shù)據(jù)查詢

可對(duì)標(biāo)簽相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行明細(xì)查詢，查詢的內(nèi)容包括標(biāo)簽品牌成功率、標(biāo)簽使用查詢等。

2.8統(tǒng)計(jì)報(bào)表

可實(shí)現(xiàn)車道故障統(tǒng)計(jì)、車道狀態(tài)統(tǒng)計(jì)、標(biāo)簽分省統(tǒng)計(jì)、車道綜合統(tǒng)計(jì)、站級(jí)流量金額統(tǒng)計(jì)等功能。

2.9消息推送

ETC運(yùn)營(yíng)支撐平臺(tái)提供消息發(fā)布功能，將統(tǒng)計(jì)報(bào)表、預(yù)警信息、故障信息、關(guān)鍵報(bào)警信息、關(guān)鍵指標(biāo)信息通過(guò)多種渠道發(fā)布，包括網(wǎng)站、微信、手機(jī)APP等方式。

3　結(jié)語(yǔ)

ETC運(yùn)營(yíng)支撐平臺(tái)可為各聯(lián)網(wǎng)單位實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)等實(shí)時(shí)共享，如交易數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)、等相關(guān)聯(lián)的收費(fèi)數(shù)據(jù)；對(duì)基礎(chǔ)參數(shù)與運(yùn)營(yíng)參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，如IC卡黑名單、儲(chǔ)值卡黑名單、記賬卡黑名單、動(dòng)態(tài)超時(shí)表、身份卡黑名單表、工班表、費(fèi)率表、車道編碼表等；實(shí)現(xiàn)對(duì)全省標(biāo)識(shí)卡口、收費(fèi)車道關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理；對(duì)“贛通卡”、電子標(biāo)簽進(jìn)行提供運(yùn)行數(shù)據(jù)支持；為各運(yùn)管單位和路段業(yè)主提供統(tǒng)一的查詢界面，支持對(duì)各種報(bào)表的檢索、導(dǎo)出和打印功能，從而達(dá)到物聯(lián)化、智能化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的目的。

參考文獻(xiàn)

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陳東（1991—），男，浙江金華人，碩士研究生。

作者簡(jiǎn)介：

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（61074147，60374062）；廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（S2011010005059）；廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目（2011B090400460）；廣東省自然科學(xué)基金團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（8351009001000002）。