劉 暢

（遼寧省交通規(guī)劃設計院有限責任公司，遼寧 沈陽 110166）

1 概述

為貫徹落實國務院及交通運輸部關于取消高速公路省界收費站相關會議精神的總體決策部署，基于交通運輸部公路科學研究院 《推動取消高速公路省界收費站總體技術方案》 及 《取消高速公路省界收費站工程建設方案》 具體細則，結合遼寧省高速公路機電系統(tǒng)配置和運營管理現(xiàn)狀，開展取消省界主線收費站工程項目建設。

2.總體技術方案

2.1 全國聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)總體架構

全國聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)總體架構由收費公路聯(lián)網(wǎng)結算管理中心 （以下簡稱 “部聯(lián)網(wǎng)中心”）、?。▍^(qū)、市） 聯(lián)網(wǎng)結算管理中心 （以下簡稱 “省聯(lián)網(wǎng)中心”）、省內(nèi)區(qū)域/路段中心 （路公司）、ETC門架、收費站、ETC 車道、ETC/MTC 門架等組成，如圖1 所示。

圖1 全國高速公路聯(lián)網(wǎng)收費總體架構示意圖

2.2 遼寧省高速公路取消省界收費站項目建設階段分析

遼寧省高速公路取消省界收費站項目共分四期建設，具體如下：

第一期工程主要包括以下內(nèi)容：在省聯(lián)網(wǎng)中心設置5 臺服務器、1 套云平臺管理軟件、2 臺省中心加密機、1 臺省聯(lián)網(wǎng)中心測試加密機，在收費站增設15 臺服務器、150 臺非接觸式讀卡器。在毛家店主線站、安民主線站、汪清門主線站、草市主線站、拐磨子主線站出省方向每處設置了2 排門架，每排門架設置了RSU 及車牌識別設備。其中每處門架車牌識別設備只抓拍車頭圖像。車牌識別設備采用由1 組LED 頻閃暖光燈和紅外白光爆閃一體燈組成的補光燈。白天采用白光暴閃，夜間為紅外暴閃，暖光燈常亮。

第二期工程主要包括以下內(nèi)容：路方省中心設備部署；ETC 中心系統(tǒng)擴容；相關機房配套系統(tǒng)擴容；ETC 發(fā)行設備采購；跨省稽查中心建設；省界ETC 門架系統(tǒng)土建及鋼結構部分；用戶通行保障；ETC 門架系統(tǒng)機電設備部分；收費軟件部分；ETC 互聯(lián)網(wǎng)+等相關內(nèi)容。

第三期工程主要包括以下內(nèi)容：擴容路段ETC 門架機電系統(tǒng)；ETC 車道系統(tǒng)擴容；收費站收費系統(tǒng)擴容；收費中心收費視頻平臺卡口擴容；發(fā)行網(wǎng)點亮化；收費系統(tǒng)國密改造；網(wǎng)絡完全加固；通信傳輸通道建設及備份路由建設；運行監(jiān)測系統(tǒng)建設；路段ETC 門架系統(tǒng)-土建及鋼結構部分、主線站物理拆除等內(nèi)容。

第四期工程主要包含遼寧省收費站入口治超內(nèi)容的建設。

3 遼寧省高速公路取消省界收費站ETC 門架部署方案

原則上在高速公路每個互通立交、入/出口之間均設立ETC 門架系統(tǒng)，實現(xiàn)ETC 車輛和MTC車輛分段計費，對于ETC 車輛生成交易流水（或通行憑證）、ETC 通行記錄和抓拍圖像信息（包括車牌號碼、車牌顏色等），并及時上傳至省聯(lián)網(wǎng)中心和部聯(lián)網(wǎng)中心；對于MTC 車輛，通過讀取CPC 卡內(nèi)車輛信息 （包括車牌號碼、車牌顏色、車型信息等），計算費額并寫入 CPC 卡內(nèi)，形成CPC 卡通行記錄，并同抓拍圖像信息及時上傳至省聯(lián)網(wǎng)中心和部聯(lián)網(wǎng)中心。下面以第二期工程為例探討ETC 門架具體部署方案。

3.1 ETC 門架系統(tǒng)構成

ETC 門架系統(tǒng)由站級服務器、ETC 門架管理工作站、車道控制器、RSU 路側單元 （支持PSAM 及 PCI 密碼卡）、高清攝像機、車牌圖像識別設備、網(wǎng)絡安全設備、補光燈、戶外機柜等構成，通過工業(yè)交換機、收費站三層交換機形成以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)保護，與站級服務器、業(yè)務管理工作站相連。

3.2 ETC 門架布設原則

（1） 在交通流發(fā)生變化 （如互通立交及入/出口匝道） 前的路段區(qū)間設置ETC 門架。ETC 門架應布設在直線段，與互通立交、入/出口匝道端部、被交道路直線距離宜為1.5km～3km，不具備條件的路段可根據(jù)實際情況適當調(diào)整。在省界設置ETC 門架時，應由相鄰兩省分別設置。

（2） 在滿足ETC 門架功能要求的前提下，布設位置的選擇應綜合考慮，優(yōu)選供電、安裝、通信方便的地點，盡量靠近附近的收費站房。

（3） 應盡量布設在高速公路主線與相鄰非收費公路距離較遠的位置。應盡量避開交通擁堵嚴重的路段、避免逆光等干擾，利于提高車牌圖像識別準確率。ETC 門架布設應盡量避開5.8GHz相近頻點干擾源。

3.3 ETC 門架系統(tǒng)布局

ETC 門架系統(tǒng)由上下行雙方向門架組成，上下行雙方向門架宜背向錯開設置，距離宜不小于30m，同時距離不宜過遠。ETC 門架系統(tǒng)采用自由流方式設置，布局應考慮美觀、實用。為避免門架間信號相互干擾，同向設置兩個門架時，其最小間距應不小于500m。對于同向不具備設置兩個門架條件的路段，可根據(jù)實際情況設置單門架，同時應考慮關鍵設備的冗余設置，如圖2、圖3 所示。

圖2 省界ETC 門架系統(tǒng)布局示意圖

圖3 省界ETC 門架系統(tǒng)布局示意圖 （俯視）

3.4 省界處ETC 門架部署方案

省界ETC 門架須在每個方向前后各設置兩排，互為冗余。每兩個車道部署兩套不低于300萬像素車牌識別設備，分別負責抓拍車頭和車尾圖像；一套車牌圖像識別設備覆蓋兩條車道，應急車道按普通車道計算；每個車道部署一套RSU天線，每個門架設置一套天線控制器。同向兩道門架互為冗余；每處門架設置1 套不低于900 萬像素的高清槍式攝像機，拍攝車頭方向全部車道圖像，每處門架設置1 套高清快球攝像機拍攝門架周圍道路通行情況。圖像存儲于就近收費站新增的網(wǎng)絡硬盤錄像機中。

3.4.1 省界ETC 門架機電設備系統(tǒng)

在一期工程建設基礎上，根據(jù)交通主管部門意見，完善省界ETC 門架系統(tǒng)的建設。在毛家店主線站、安民主線站、汪清門主線站、草市主線站、拐磨子主線站出省車道方向的門架處增設戶外機柜，設置后備電源，保證設備在供電異常情況下正常運行，在車尾方向增設車牌識別設備，使每個門架具備抓拍車頭、車尾圖像功能，為實現(xiàn)對道路路況和周邊情況進行實時監(jiān)控。在門架處設置高清快球攝像機和高清槍式攝像機。在毛家店主線站、安民主線站、汪清門主線站、草市主線站、拐磨子主線站入省方向補充2 套ETC 門架及設備，在黑水、三十家子、萬家、阿爾鄉(xiāng)、海州主線處設置2 套入省、2 套出省方向ETC，共新增30 套門架及設備，具體樁號見表1。

表1 二期工程ETC 門架樁號一覽表

每個省界ETC 門架系統(tǒng)包含門架、工業(yè)以太網(wǎng)交換機、路側天線、天線控制器、高清車牌圖像識別設備、戶外機柜、高清快球攝像機和高清槍式攝像機等設備，敷設光電纜至就近收費站，在收費站設置服務器、工作站、以太網(wǎng)交換機、硬盤錄像機等設備，安裝管理系統(tǒng)軟件等進行ETC 門架系統(tǒng)運行管理，同時進行圖像和數(shù)據(jù)的存儲。

3.4.2 ETC 門架通信傳輸系統(tǒng)

ETC 門架系統(tǒng)通信應滿足以下要求：

（1） 網(wǎng)絡帶寬應根據(jù)業(yè)務需求合理規(guī)劃。

（2） ETC 門架系統(tǒng)與站級服務器之間應采用千兆工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)連接，自愈時間不大于200ms。

（3） 站級服務器與上級系統(tǒng)應建立可靠的通信鏈路，采用主備雙鏈路，主用鏈路采用省內(nèi)現(xiàn)有收費通信網(wǎng)絡，備份通信鏈路可采用電信運營商專線網(wǎng)絡，帶寬應不小于4Mbps。

（4） 系統(tǒng)以主用通信鏈路為主進行數(shù)據(jù)通信。當主用通信鏈路中斷時，系統(tǒng)應自動切換至備份通信鏈路以保證數(shù)據(jù)上傳功能，切換時間不超過60s。當主用通信鏈路由中斷狀態(tài)恢復后，系統(tǒng)宜自動切換為主用通信鏈路，條件不具備時可人工方式切換使用主用通信鏈路。

（5） 通信傳輸安全應符合 《聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)省域系統(tǒng)并網(wǎng)接入網(wǎng)絡安全基本技術要求》 相關要求。

3.4.3 ETC 門架設備供電

（1） 外場設備的供電方案采用低壓電力電纜供電方式。

（2） 供電線路引自附近收費站區(qū)的電源機房，旺清門、草市主線收費站附近門架從旺清門服務區(qū)取電，三十家子主線站處門架從三十家子匝道站取電，本期對收費站和服務區(qū)的電源機房內(nèi)配電柜進行擴容，電力電纜采用室外直埋YJV22 型電纜。

（3） 在每個 ETC 設置一套戶外機柜，后備電源時間不少于24 小時。

（4） 省界ETC 門架系統(tǒng)上、下行門架采用2根線纜分別從收費站配電柜敷設至門架戶外機柜進行供電。

電力電纜選用YJV22 型1kV 交聯(lián)聚乙烯絕緣鎧裝電力電纜。適用于直埋條件下交流額定電壓1kV 以下的電力線路中，供輸配電能使用。對于三相四線制傳輸選用4 芯電纜，對于單相傳輸，選用 2 芯電纜。

電力電纜敷設完后，其芯線之間、芯線對地之間的絕緣電阻用1000V 兆歐表測，應保證溫度在20℃時不小于50 兆歐/公里。

3.4.4 ETC 門架光纜工程

ETC 門架傳輸光纜采用鎧裝光纜，選擇直埋方式敷設。從路側設備敷設到收費站機房，根據(jù)實際路段，確定長度及盤長：

（1） 選擇最短路徑，直埋光纜走路側，以節(jié)省光纜。

（2） 不破壞路面、嚴禁損壞路基防護墻和其他已建設施。

采用一條路徑只挖一條電纜溝方案，將該路徑上的電力電纜和通信光纜均埋在同一電纜溝中，電纜底溝寬400mm，應完全保證各種類型電力電纜和信號電纜間的間距要求。采用同一路由的電力電纜和通信光纜同穿一根保護鋼管的方案。

4 結語

以上論述的遼寧省高速公路取消省界收費站ETC 門架部署方案已經(jīng)得到成功應用并順利開通運營。取消高速公路省界收費站，進一步提升高速公路服務能力和水平，實現(xiàn)不停車快捷收費、解決擁堵和便利群眾，提高綜合交通運輸網(wǎng)絡效率，促進物流降本增效，利于相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展，更好地服務經(jīng)濟社會發(fā)展和人民群眾安全便捷出行。