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广州机场高速公路ETC与MTC混合车道收费系统的应用
发布时间: 2012/8/15  

广州机场高速公路ETCMTC混合车道收费系统的应用
肖慧
(广州快速交通建设有限公司)
 
应用背景
    2004年7月,广州机场高速公路的联网收费系统改造完成并投入使用。根据DB44以及广东省高速公路联网收费系统发展规划的要求,在联网收费系统的改造建设中,广州机场高速公路(以下简称机场高速)分别在最南端的三元里收费站和最北端的机场收费站建设了一入一出的不停车电子自动收费车道(ETC),方便安装了车载单元OBU和储值卡的车辆快速通过出、入口车道。随着机场高速的车流量不断上涨,虽然安装车载单元OBU和储值卡的车辆也越来越多,但相对于日益增长的普通现金收费车流量,安装车载单元OBU和储值卡的车辆的数量还是相对少很多,特别是在车道数量少、车流量大的三元里收费站、机场收费站,经常出现ETC专用车道没车经过,普通人工收费车道(MTC)车辆排长队通过的情况,造成车道资源浪费,甚至有不明原因的司机将机场高速投诉到相关管理部门和新闻媒体:在交通繁忙时段没有按政府部门要求开足收费车道,造成机场高速及相连接的内环路大塞车。这些问题给原本车道资源就很紧张的机场高速带来很大的压力。针对这种情况,机场高速管理者在2006年提出了基于ETC与MTC相结合的高速公路混合模式的联网收费系统(以下简称混合车道收费系统),并于2007年将三元里站、机场站的出入口ETC专用车道改造成ETC与MTC混合车道。
混合车道收费系统介绍
    ETC与MTC混合车道收费系统是指在一条收费车道上既安装ETC收费设备,又安装MTC收费设备,业主根据实际情况选择使用ETC收费模式或者MTC收费模式。ETC收费模式处理使用车载单元OBU和储值卡的车辆,MTC收费模式处理既可以处理使用车载单元OBU和储值卡的车辆,也可以处理没有安装车载单元OBU和储值卡的普通现金收费车辆,从而提高车道的利用率和使用效率。
混合车道收费系统既可以在原有的MTC车道系统上增加ETC收费设备改建完成,也可以在已建成的ETC车道系统上增加MTC收费设备改建完成。机场高速就是在已建成的ETC车道系统上增加MTC收费设备来实现的。
整个改造工作除了硬件集成外,收费流程也需要做相应的调整,从而实现ETC与MTC工作模式的相互切换,无缝对接。
混合车道收费系统硬件要求
    混合车道收费系统既要实现ETC电子不停车收费功能,又要进行MTC人工发卡、收费处理,因此在硬件方面必须安装满足ETC和MTC两种系统运作需要的收费设备。
入口混合车道设备
   1、ETC车道设备
(1)    路测单元RSU:安装路测单元RSU及其控制设备,实现与车载单元OBU的通信,完成ETC交易。
(2)    线圈:在车道不同位置敷设需要的线圈,对车辆的驶入、存在、离开进行检测,实现OBU交易流程控制。
(3)    费额显示牌:显示车型、交易金额、ETC交易信息等。
(4)    前置自动栏杆:控制ETC车辆通过车道。如果RSU和OBU之间的交易成功,自动栏杆打开,允许车辆通过,否则自动栏杆处于关闭状态。
(5)    车道控制机:负责对外部设备进行通信控制。
(6)    抓拍摄像枪:对过往车辆进行外形或车牌抓拍(与MTC车道设备共用)。
   2、MTC车道设备
(1)    后置自动栏杆:控制MTC车辆通过车道。人工发卡或刷储值卡成功后,自动栏杆打开,允许车辆通过,否则自动栏杆处于关闭状态。
(2)    线圈:在车道不同位置敷设需要的线圈,对车辆的驶入、存在、离开进行检测,实现人工操作流程控制。
(3)    车道控制机:负责对外部设备进行通信控制。
(4)    IC卡读写器:读写普通通行卡、身份卡、储值卡信息。
(5)    人工发卡机:为无车载单元OBU和储值卡的普通车辆发通行卡。
(6)    其他附属设备:、收费键盘、显示器等。
   出口混合车道设备
    1、ETC车道设备
与入口ETC车道设备一致
    2、MTC车道设备
除了入口车道所有设备外,还要配备以下设备:
(1)    人工收卡机:回收、保管现金交易车辆交回的通行卡。
(2)   票据打印机:为现金交易车辆打印通行票据。
混合车道收费系统收费流程
   入口混合车道设备
   1、ETC车道设备收费流程
(1)    车辆进入ETC车道的RSU检测区域,RSU搜索道OBU,通知车道系统检测到车辆。
(2)    系统获取OBU车辆信息,判断OBU有效性。
(3)    系统获取储值卡基本信息,判断储值卡有效性。
(4)    系统根据获取的OBU信息,按收费标准判定车型、车种,并将车型、车种、入口信息等写入储值卡。
(5)    系统通知前置自动栏杆打开,车辆通过线圈,自动栏杆关闭,等待下一辆车的到来。      
(6)    系统通知RSU,当前车辆操作结束。
2、MTC车道设备收费流程
(1)  车辆进入车道。
(2)  收费员判断车辆的车型、车种,按“确认”键。
(3)  如果是储值卡车辆,收费员刷储值卡,读写信息成功后,储值卡交还司机。如果是非储值卡车辆,收费员利用人工发卡机发卡,判断信息写入普通通行卡后,收费员将通行卡发给司机。
(4)  系统抓拍车辆外形或车牌,同时通知后置自动栏杆打开,车辆通过线圈,自动栏杆关闭。
(5)  收费界面恢复道正常的收费状态,可以处理下一辆车。
出口混合车道设备
1、ETC车道设备收费流程
(1)车辆进入ETC车道的RSU检测区域,RSU搜索道OBU,通知车道系统检测到车辆。
(2)系统获取OBU车辆信息,判断OBU有效性。
(3)系统获取储值卡基本信息,判断储值卡有效性。
(4)系统根据获取的OBU信息,按收费标准判定车型、车种,并提取储值卡入口信息,计算路费。
(5)系统扣款,清空储值卡内入口信息,改写储值卡流通状态标记。
(6)语音报价,费额显示牌显示路费等信息。
(7)    系统通知前置自动栏杆打开,车辆通过线圈,自动栏杆关闭,等待下一辆车的到来。      
(8)    系统通知RSU,当前车辆操作结束。
  2、MTC车道设备收费流程
(1)车辆进入车道。
(2)收费员判断车辆的车型、车种,按“确认”键。
(3)如果是储值卡车辆,收费员刷储值卡,读写信息成功后,系统计算路费并扣款,清空储值卡内入口信息,改写储值卡流通状态标记,收费员将储值卡交还司机。如果是非储值卡车辆,收费员将司机递交的通行卡收入人工收卡机,系统通过IC卡读写器提取通行卡入口信息并计算路费。
(4)语音报价,费额显示牌显示路费等信息。
(5)收费员收取路费。
(6)收费结束后,收费员按“确认”键,票据打印机打印发票。
(7)系统抓拍车辆外形或车牌,同时通知后置自动栏杆打开,车辆通过线圈,自动栏杆关闭。
(8)收费界面恢复道正常的收费状态,可以处理下一辆车。
ETC与MTC模式之间的切换
    由于ETC车辆收费流程是不停车电子收费流程,而MTC车流收费流程是人工收费流程,因此如果想让一条车道同时具有ETC和MTC功能,就要选择一种切换方式,从而实现两种收费模式的相互切换,无缝对接。
在建设混合车道收费系统前,机场高速管理者就提出了两种切换方案:一种是上班时选择收费模式,另一种是收费过程中切换收费模式。两种切换方案各有优缺点。
   1、上班时选择收费模式
    ETC车道设备与MTC车道设备是两套独立的设备,不会互相干扰影响。两套设备使用不同的车道号和IP地址,只是物理地址是在同一条车道内。
    ETC收费模式
(1)MTC车道模式下收费员下班。
(2)雨棚信号灯由绿灯转换成红灯。
(3)前置自动栏杆关闭,后置自动栏杆断电打开。
   MTC收费模式
(1)ETC车道软件下班。
(2)雨棚信号灯由红灯转换成绿灯。
(3)前置自动栏杆断电打开,后置自动栏杆关闭。
(4)收费员上班。
优点:
(1)现有车道软件不需要修改,只要在新增车道控制机内安装另一种车道软件就可以了。
(2)监控软件、业务软件基本不需要修改。
(3)收费站根据车流状况选择上班模式,一般情况下采用ETC收费模式,保证ETC车辆快速通过车道。车流量大、车道紧张时采用MTC收费模式,缓解其它MTC车道发卡、收费压力,快速疏导交通。
缺点:
MTC模式下,RSU被停用,影响ETC车辆的通行速度,不能达到ETC车道设计时车辆快速通过收费站的目的。
    2、收费过程中切换收费模式
(1)一般情况下,系统按ETC收费流程对ETC车辆进操作缴费。
(2)如果ETC车辆无法自动缴费成功,收费员立刻上班进入MTC模式。前置自动栏杆打开,后置自动栏杆关闭。收费员对ETC车辆进行刷储值卡收费。收费成功,后置自动栏杆打开,ETC车辆通过车道。
(3)MTC车辆误闯ETC车道,收费员立刻上班进入MTC模式,按MTC收费流程对MTC车辆进操作缴费。前置自动栏杆打开,后置自动栏杆关闭。收费员对MTC车辆进行车型、车种判断,并刷通行卡收费。收费成功,后置自动栏杆打开,MTC车辆通过车道。
    优点:
    车道同时具有ETC和MTC收费功能,方便业主根据需要随时切换收费模式。
    缺点:
(1)车道程序、业务软件修改较多。
(2)如果收费车道正在进行MTC收费,此时有ETC车辆驶入车道,在处理完当前车辆后,ETC车辆很可能已经行驶超过前置自动栏杆的位置,从而错过ETC交易区,要么ETC车辆倒车,要么按MTC模式收费。
(3)MTC模式下,RSU被停用,影响ETC车辆的通行速度,不能达到ETC车道设计时车辆快速通过收费站的目的。
(4)收费站需要增加收费员在车道上班,不能充分发挥收费员的工作效率。
机场高速管理者根据优缺点对两种切换方式进行可行性分析,从改造方便性、成本投入、工作效率、人员配备、系统安全性等方面进行综合比较,最后采用了“上班时选择收费模式”的切换方式。在车流较大的上午9点至晚上10点之间,混合车道采用MTC收费模式,车流较少的晚上10点至次日上午9点之间,混合车道采用ETC收费模式。
结束
    ETC/MTC混合收费车道在机场高速的投入使用,是在完整保持ETC车道处理能力的同时,增加处理MTC车道处理能力,提高了车道的利用率,有效缓解了车流量大、车道资源紧张的三元里站、机场站疏导车流的压力,得到了过往司乘人员和上级管理部门的赞赏。
 
    作者简介:
肖慧,女,1979年5月生,2001年毕业于长沙交通学院计算机科学与技术专业,职称为电子中级工程师。现工作单位为广州快速交通建设有限公司(广州机场高速公路营运管理有限公司),通讯地址:广州市白云区蚌湖镇高翔路一号,邮编:510475。  联系电话 13822220005
 
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