劉程遠(yuǎn) 張保碩

［摘 要］現(xiàn)在許多高速公路收費(fèi)站都安裝了ETC門(mén)架系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，能夠提高車輛通過(guò)的高速公路收費(fèi)站效率。但是，從實(shí)際情況來(lái)看，高速公路ETC門(mén)架系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備安裝難度較大，為了保證安裝作業(yè)能夠順利進(jìn)行，必須從實(shí)際情況入手，做好相關(guān)內(nèi)容探究。

［關(guān)鍵詞］高速公路；機(jī)電設(shè)備；ETC門(mén)架系統(tǒng)；現(xiàn)場(chǎng)勘查

［中圖分類號(hào)］U4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

近幾年，我國(guó)高速公路不斷增多，具體建設(shè)時(shí)也開(kāi)始朝著智能化方向發(fā)展，高速公路繳費(fèi)方式隨著ETC推廣，傳統(tǒng)的出入口停車卡收費(fèi)方式逐漸被取代，而在完成ETC門(mén)架系統(tǒng)建設(shè)后，高速公路線路收費(fèi)采取了全程分段無(wú)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(yùn)輸管理成本。ETC門(mén)架系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備安裝質(zhì)量對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)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(guān)內(nèi)容探究。

1 高速公路收費(fèi)路口安裝ETC的意義

ETC是解決高速路口收費(fèi)繁忙的一項(xiàng)合理措施。采取全國(guó)聯(lián)網(wǎng)，銀行自動(dòng)結(jié)算，對(duì)于廣大用戶以及我國(guó)高速公路行業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)意義重大［1］，具體意義體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

辦理銀行申辦ETC專用通道的程序與手續(xù)都十分嚴(yán)格，安全性高，一般不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。在實(shí)際作業(yè)開(kāi)展期間，通過(guò)對(duì)高速公路收費(fèi)站ETC信息的搜集，可以縮小查找?guī)в须娮訕?biāo)簽車輛行蹤范圍。

ETC系統(tǒng)網(wǎng)站交互服務(wù)信息可以被應(yīng)用在檢測(cè)公路事件、預(yù)測(cè)公路擁擠情況等各項(xiàng)管理、運(yùn)行、規(guī)劃建設(shè)的信息，甚至能夠依據(jù)實(shí)際情況發(fā)布一些指導(dǎo)性的服務(wù)信息，從而反饋用戶誠(chéng)信度以及客戶的各項(xiàng)信息［2］。

ETC系統(tǒng)能夠與GIS、GPS相融合，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，能夠使高速公路服務(wù)水平和效率以及運(yùn)行管理水平都得到進(jìn)一步提高，從而查找到ETC系統(tǒng)客戶的行蹤，這對(duì)于提升高速公路暢通性來(lái)說(shuō)能夠起到一定促進(jìn)作用。

2 做好ETC門(mén)架系統(tǒng)機(jī)電安裝的準(zhǔn)備工作

2.1 做好組織與協(xié)調(diào)工作

做好組織與協(xié)調(diào)是確保ETC門(mén)架系統(tǒng)機(jī)電安裝作業(yè)能夠順利進(jìn)行的關(guān)鍵要素。在具體安裝作業(yè)開(kāi)展時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)制定的技術(shù)方案與現(xiàn)有施工圖紙中具體內(nèi)容存在沖突，項(xiàng)目部工作人員要組織工作人員，針對(duì)問(wèn)題與業(yè)主進(jìn)行溝通，在當(dāng)?shù)卣块T(mén)與業(yè)主進(jìn)行溝通之后，通過(guò)協(xié)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(dòng)項(xiàng)目開(kāi)展，以免延誤工期，導(dǎo)致工程無(wú)法在工期內(nèi)竣工。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)勘查

為了避免后期進(jìn)行門(mén)架施工時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)與實(shí)際設(shè)計(jì)樁號(hào)之間存在矛盾，項(xiàng)目部門(mén)的工作人員要與高速公路當(dāng)?shù)亟煌ú块T(mén)進(jìn)行合作，針對(duì)ETC門(mén)架系統(tǒng)機(jī)電安裝區(qū)域具體情況進(jìn)行全面勘查，掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，避免門(mén)架與交通指示標(biāo)志、監(jiān)控設(shè)施存在沖突，在確定現(xiàn)場(chǎng)門(mén)架最佳安裝位置后上報(bào)資料，做好設(shè)計(jì)工作，以免后續(xù)因?yàn)闃短?hào)問(wèn)題對(duì)安裝作業(yè)進(jìn)行造成不良影響。如果在選址期間由于部分地段無(wú)法滿足要求，應(yīng)當(dāng)在專業(yè)人員指示下，通過(guò)充分討論確定最終方案。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)施工

獲取設(shè)計(jì)圖紙后，由項(xiàng)目部完成施工方案編制，在施工現(xiàn)場(chǎng)做好文明施工、技術(shù)方案落實(shí)工作。多數(shù)ETC門(mén)架系統(tǒng)機(jī)電在安裝期間會(huì)出現(xiàn)中央隔離帶不滿足設(shè)計(jì)基礎(chǔ)寬度情況，針對(duì)這一情況，要采取基礎(chǔ)體積不變、對(duì)長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整的原則，針對(duì)門(mén)架基礎(chǔ)完成施工。

3 ETC門(mén)架系統(tǒng)的工程與功能

3.1 前端系統(tǒng)構(gòu)成與功能

3.1.1 一體化機(jī)柜

其由空調(diào)系統(tǒng)、UPS、門(mén)禁系統(tǒng)、機(jī)柜檢測(cè)模塊等各項(xiàng)內(nèi)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(jī)等各項(xiàng)設(shè)備。機(jī)柜檢測(cè)模塊起到的作用就是檢測(cè)機(jī)柜的溫度、濕度、供電情況等各項(xiàng)狀態(tài)，并且能夠?qū)?shí)時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)上傳到中心平臺(tái)，通過(guò)實(shí)時(shí)方式完成對(duì)場(chǎng)外設(shè)備具體情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

3.1.2 RSU天線系統(tǒng)

該系統(tǒng)在具體應(yīng)用期間起到的關(guān)鍵作用就是利用門(mén)架上端RSU天線［2］，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，能夠完成對(duì)車輛內(nèi)部CPC卡或OBU數(shù)據(jù)的交換，通過(guò)對(duì)機(jī)柜內(nèi)天線控制器檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理之后，將數(shù)據(jù)域傳輸?shù)焦た貦C(jī)，再處理數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確讀取與寫(xiě)入CPC卡、ETC卡內(nèi)數(shù)據(jù)。

3.1.3 門(mén)架工控機(jī)

工控機(jī)是處理與上傳門(mén)架收費(fèi)單元數(shù)據(jù)的核心設(shè)備，其在運(yùn)行前利用收費(fèi)軟件能夠集成車牌識(shí)別器系統(tǒng)與天線控制器，完成對(duì)車數(shù)據(jù)的采集，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)通費(fèi)用的計(jì)算，做好相應(yīng)處理工作，最終通過(guò)對(duì)外設(shè)進(jìn)行控制來(lái)完成交易，在這一過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都會(huì)被上傳至門(mén)架服務(wù)器內(nèi)。

3.1.4 識(shí)別門(mén)架車牌系統(tǒng)

將一套識(shí)別車牌設(shè)備安裝在門(mén)架上端迎車流一側(cè)，而對(duì)于門(mén)架背車流一側(cè)，一套識(shí)別車牌設(shè)備可以被2～3個(gè)車道共用，利用圖像檢測(cè)，通過(guò)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(mén)架控機(jī)計(jì)費(fèi)軟件，對(duì)比各項(xiàng)數(shù)據(jù)，最終可以形成完整收費(fèi)數(shù)據(jù)。

3.2 后端系統(tǒng)

3.2.1 門(mén)架服務(wù)器

門(mén)架服務(wù)器的主要作用就是提供存儲(chǔ)與查詢本地?cái)?shù)據(jù)功能，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，不僅可以保證數(shù)據(jù)上傳本地后能夠保留數(shù)據(jù)，以便日后應(yīng)用數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行查詢，確定各項(xiàng)數(shù)據(jù)，而且采用相應(yīng)軟件或收費(fèi)查詢平臺(tái)也能夠交接財(cái)務(wù)，完成相應(yīng)查詢工作。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)

通過(guò)對(duì)鏈路進(jìn)行應(yīng)用，完成ETC門(mén)架數(shù)據(jù)傳輸，采用門(mén)架數(shù)據(jù)交換機(jī)，能夠形成一個(gè)小環(huán)，然后將其與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相連接，將其與高速公路主干網(wǎng)相連接后能夠逐層上傳數(shù)據(jù)。

3.2.3 路由器

將路由器接入高速公路收費(fèi)站，運(yùn)營(yíng)商專線網(wǎng)絡(luò)可以作為備用鏈路，將獲取到的數(shù)據(jù)直接上傳到部級(jí)數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)傳輸速度要快，而且不會(huì)發(fā)生丟失。

3.3 通信與供配電系統(tǒng)

目前，我國(guó)多數(shù)高速公路收費(fèi)站的ETC收費(fèi)門(mén)架前端都采用雙向環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)［4］，在具體應(yīng)用期間，一旦一端由于外界因素影響而發(fā)生中斷現(xiàn)象無(wú)法繼續(xù)通信，另一方面通信并不會(huì)受到影響，可以繼續(xù)通信［5］。后端通信采取無(wú)線+有線雙鏈路方式，確保數(shù)據(jù)傳輸高效、穩(wěn)定。

供配電系統(tǒng)采取市電與柴發(fā)自動(dòng)互切雙電電源［6］，對(duì)于采用的供配電系統(tǒng)，為了確保供配電安全，避免由于斷電而對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成不良影響，針對(duì)供配電系統(tǒng)，要設(shè)置多道保障，以免發(fā)生斷電現(xiàn)象。通信與供配電系統(tǒng)的安裝的探討通常都在門(mén)架前端系統(tǒng)與后端系統(tǒng)安裝中進(jìn)行。

4 ETC門(mén)架系統(tǒng)是安裝過(guò)程中需要注意的內(nèi)容

4.1 安裝門(mén)架前端系統(tǒng)

4.1.1 安裝一體化機(jī)柜

吊裝一體化機(jī)柜前需要做好如下工作。第一，查看機(jī)柜基礎(chǔ)法蘭的實(shí)際尺寸與要求是否相符，各個(gè)螺栓孔位是否準(zhǔn)確，而且要做好表面清理工作，確保不會(huì)存在任何雜質(zhì)，以免由于存在雜質(zhì)而影響施工。第二，詳細(xì)查看線纜盤(pán)留現(xiàn)象，對(duì)線纜的進(jìn)出口位置進(jìn)行確定。第三，機(jī)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(nèi)各項(xiàng)設(shè)備是否齊全，以及具體安裝情況是否牢固，機(jī)柜配置的各項(xiàng)零件是否缺失。第五，柜內(nèi)走線情況與設(shè)計(jì)是否相符，而且要依據(jù)柜內(nèi)情況整理內(nèi)線。第六，查看機(jī)柜門(mén)開(kāi)關(guān)正常與否，鑰匙是否匹配。通過(guò)檢查如果發(fā)現(xiàn)上述任意一項(xiàng)內(nèi)容存在問(wèn)題，必須要及時(shí)處理，確定無(wú)誤后，才能開(kāi)展下一步作業(yè)。

開(kāi)展吊裝作業(yè)時(shí)需要注意的要點(diǎn)如下。第一，必須采取扁平吊帶進(jìn)行吊裝作業(yè)，通過(guò)對(duì)布條進(jìn)行應(yīng)用，完成對(duì)觸點(diǎn)的保護(hù)，不得采用鋼絲開(kāi)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(jī)柜時(shí)可以保持垂直，并且在機(jī)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(dòng)，機(jī)柜是否發(fā)生傾斜，以及吊繩緊扣情況。第三，將木板墊在運(yùn)輸車輛底板處，對(duì)于柜體可能會(huì)與運(yùn)輸車輛接觸，導(dǎo)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(yùn)輸期間由于發(fā)生碰撞導(dǎo)致機(jī)柜被破壞，影響日后應(yīng)用。第四，裝車需要遵循“先裝后吊，后裝先吊”原則進(jìn)行。運(yùn)輸車輛在行駛過(guò)程中必須保持平穩(wěn)，不得出現(xiàn)急停急啟動(dòng)現(xiàn)象。

一體化機(jī)柜安裝要點(diǎn)如下。第一，在安裝過(guò)程中，要盡量避免安裝柜底座期間柜體與基礎(chǔ)螺栓發(fā)生碰撞現(xiàn)象，保證螺栓可以精準(zhǔn)穿入機(jī)柜底座安裝孔。第二，安裝機(jī)柜時(shí)，要保證安裝方向準(zhǔn)確，保證兩側(cè)柜門(mén)都向邊坡方向開(kāi)門(mén)。第三，對(duì)于機(jī)柜底座，應(yīng)當(dāng)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(guò)力矩把手緊固螺母。第四，檢查機(jī)柜垂直度與平整度，如果發(fā)現(xiàn)存在異常，需要做好調(diào)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(jī)柜底座，不得存在縫隙。

4.1.2 防雷接地

對(duì)于一體化機(jī)柜，要全部?jī)?nèi)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(mén)架接地扁鋼，采用上述方式實(shí)現(xiàn)對(duì)門(mén)架系統(tǒng)的防雷接地，并且要做好接地電阻控制，電阻值不得超過(guò)1Ω，避免由于電阻值過(guò)大導(dǎo)致防雷接地效果達(dá)不到預(yù)期。

4.1.3 安裝門(mén)架上端關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備

門(mén)架上端RSU天線，包含應(yīng)急車道在內(nèi)，每一條車道都需要安裝1套R(shí)SU天線在具體安裝作業(yè)時(shí)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(shè)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(lái)說(shuō)要將角度控制在30°～45°。位于同一門(mén)架上的RSU天線必須都為同一廠家生產(chǎn)的相同型號(hào)，以免安裝不同廠商生產(chǎn)的RSU天線在應(yīng)用期間不同信號(hào)相互影響，降低其性能。同時(shí)，為了避免安裝出的天線發(fā)生反向干擾，對(duì)于道路兩側(cè)背向門(mén)架間距需要超過(guò)30 m。

在包含應(yīng)急車道的情況下，如果單項(xiàng)車道為單數(shù)，應(yīng)當(dāng)在除應(yīng)急車道之外全部車道，在每?jī)蓚€(gè)車道之間都要余留一個(gè)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(yīng)急車道，單項(xiàng)車道為雙數(shù)，應(yīng)當(dāng)對(duì)于包含應(yīng)急車道的全部車道，在每?jī)蓚€(gè)車道中間都預(yù)留出一個(gè)天線抱箍安裝位置，以備后續(xù)應(yīng)用。

4.1.4 安裝識(shí)別車牌信息設(shè)備

針對(duì)門(mén)架迎車流一側(cè)，應(yīng)當(dāng)包含應(yīng)急車道內(nèi)，將識(shí)別車牌信息設(shè)備安裝在每一個(gè)車道內(nèi)，在安裝作業(yè)時(shí)，要將每個(gè)安裝位置都設(shè)置在兩車道相交界標(biāo)線，具體安裝時(shí)，應(yīng)當(dāng)在每?jī)膳_(tái)中間區(qū)域都預(yù)留出安裝天線抱箍位置。安裝的每套攝像機(jī)需要能對(duì)兩條車道內(nèi)行駛車輛進(jìn)行抓拍，而對(duì)于應(yīng)急車道，其最少要能夠被一套識(shí)別車牌信息設(shè)備覆蓋，保證所有車輛的信息都能夠被獲取。

安裝識(shí)別車牌信息設(shè)備時(shí)，安裝人員要利用鋼扎帶或抱箍將設(shè)備固定在欄桿上，固定必須牢固，不得出現(xiàn)松動(dòng)，避免發(fā)生脫落，導(dǎo)致設(shè)備損壞。同時(shí)，為了避免補(bǔ)光等頻率不同對(duì)識(shí)別設(shè)備性能造成不良影響，安裝在相同門(mén)架上的識(shí)別車牌信息的設(shè)備都應(yīng)當(dāng)來(lái)自同一廠家生產(chǎn)相同型號(hào)的設(shè)備。目前，較為常見(jiàn)的識(shí)別車牌信息設(shè)備要求與補(bǔ)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(yán)格依據(jù)這一規(guī)范進(jìn)行，若不嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范安裝，將會(huì)對(duì)識(shí)別車牌設(shè)備的應(yīng)用造成不良影響，導(dǎo)致識(shí)別率偏低。

4.2 安裝后端系統(tǒng)

4.2.1 切換交換機(jī)

在實(shí)際安裝作業(yè)時(shí)，如果需要將交換機(jī)拆除，要先明確原有站級(jí)交換機(jī)的具體配置狀況，對(duì)配置文件進(jìn)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(jī)。切換收費(fèi)交換機(jī)時(shí)，會(huì)對(duì)車道第三方收費(fèi)造成影響，因此進(jìn)行交換機(jī)切換時(shí)，需要維護(hù)站技術(shù)全員參與，相互協(xié)作，切換時(shí)應(yīng)當(dāng)先將舊交換機(jī)拆掉，再用新交換機(jī)替換，對(duì)于應(yīng)用交換機(jī)的網(wǎng)口的各項(xiàng)設(shè)備，都要按照新增IP進(jìn)行重新規(guī)劃，做好配置，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，確定沒(méi)有任何異常后再開(kāi)展下一步操作。

如果在安裝作業(yè)時(shí)不需要拆除掉舊交換機(jī)，應(yīng)當(dāng)從原視頻交換機(jī)、收費(fèi)系統(tǒng)中分別引出一根網(wǎng)線，將其引入新交換機(jī)，而且要針對(duì)舊交換機(jī)引出網(wǎng)口進(jìn)行新增IP規(guī)劃。對(duì)于ETC門(mén)架系統(tǒng)在規(guī)劃時(shí)需要采取新增IP，規(guī)劃應(yīng)當(dāng)在保留原收費(fèi)站IP規(guī)劃上進(jìn)行，具體規(guī)劃需要依據(jù)區(qū)域內(nèi)設(shè)備的具體情況進(jìn)行。

4.2.2 安裝與調(diào)試服務(wù)器

對(duì)于采用的數(shù)據(jù)服務(wù)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(fèi)站機(jī)房?jī)?nèi)，若收費(fèi)機(jī)房?jī)?nèi)機(jī)柜空間足夠，可直接上架，一旦空間小，無(wú)法滿足安裝要求，要新增機(jī)柜。上架之后，必須要介入雙供電電源，確保不會(huì)因?yàn)閿嚯姸绊戇\(yùn)機(jī)柜運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

高速公路ETC門(mén)架系統(tǒng)機(jī)電安裝作業(yè)要嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范開(kāi)展，保證安裝順利進(jìn)行，確保設(shè)備系統(tǒng)投入應(yīng)用后作用能夠得到合理發(fā)揮。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性也得到了人們關(guān)注，因此在安裝高速公路ETC門(mén)架系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備期間，要注重網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)，以免由于網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題而引發(fā)事故。

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