高速公路ETC自由流收费智能运维平台设计与研究

发布时间：2021-07-28T10:26:38.417Z 来源：《中国科技信息》2021年9月上 作者： 戴华

[导读] 由于高速公路路上的ETC自由流门架设施布设位置难以人工维护，使得系统维护难度大，并且标识的路径被参与通行的计算，标识准确性要求很高，为此需设计高效稳定的ETC自由流收费系统运行状态监测系统，来确保收费能力的可靠性和系统维护的及时性，是至关重要的，基于此本文研发了一款高速公路ETC自由流收费智能运维平台，可实时监测ETC门架设备的状态。浙江省交通运输科学研究院 戴华 浙江杭州 311300

摘要：由于高速公路路上的ETC自由流门架设施布设位置难以人工维护，使得系统维护难度大，并且标识的路径被参与通行的计算，标识准确性要求很高，为此需设计高效稳定的ETC自由流收费系统运行状态监测系统，来确保收费能力的可靠性和系统维护的及时性，是至关重要的，基于此本文研发了一款高速公路ETC自由流收费智能运维平台，可实时监测ETC门架设备的状态。关键词：高速公路，自由流，ＥＴＣ，运维平台 0引言

随着电子信息技术的发展，高速公路收费站依托电子不停车快捷收费（ETC）技术实现不停车快捷收费非常常见，ETC可以大大减少拥堵、便利车辆通行［１－２］。目前，交通运输部结合我国高速公路建设、运营和收费技术发展现状，明确提出实现电子不停车快捷收费（ETC）、辅以车牌图像识别、多种支付手段融合应用的技术路径，特别是在取消省界收费站后，ETC自由流技术收费方式将逐步开始被应用于全国高速公路。而由于ETC自由流收费方式采用在高速公路省界、每个互通立交和入/出口之间均设立ETC自由流门架系统，实现ETC车辆和MTC车辆分段计费。因此，保证ETC自由流门架系统所属设备的正常和高效运行显得尤为重要。本文将通过研究ETC自由流收费设施的通信协议，调研相关设备厂商，建立产品协议库；研究和设计数据传输方式，设计和开发后台运行状态监测软件平台，实现数据存储、分析、展示功能，最终实现ETC自由流收费设施实时在线运行状态监测，分析统计状态数据，对设备运行状态分级管理，监测到故障设备可实现备用设备的实时切换，保障系统的稳定运行［３－４］。 １方案设计

１.１监测指标与参数研究

结合高速公路的ＥＴＣ门架的实际情况，ＥＴＣ自由流智能收费平台设备监测的指标、参数主要由监测设备的运行状态，包括车道控制器、战级别服务器CPU、内存、硬盘的占用率，关键设备包括RSU、车牌图像识别设备在线状态及工作状态包括RSU发射、接收工作状态,机柜温度、湿度、防盗，供电和通信网络工作状态等。机柜工作状态可与华为后台软件对接。后期可加入异常状态的报警等功能。设备版本信息、工控机计费模块状态等。

收费数据监测的主要指标有，各门架的ETC交易流水、ETC通行记录、CPC卡通行记录、图像流水记录等。根据路公司需要现阶段所需数据统计内容主要包括门架捕获数、单一门架时间段流量数据、单一门架时间段车型分类合计数量数据、路公司门架时间段流量数据、路公司门架时间段车型分类合计数量数据、 图片捕获数、图片识别数、单一门架时间段牌识数据、路公司门架时间段牌识数据、图像识别率、OBU收费金额、 CPC卡收费金额、总收费金额、单一门架时间段计费数据、单一门架时间段车型分类收费数据、路公司门架时间段计费数据、路公司门架时间段车型分类收费数据、门架交易成功数、OBU交易总量、OBU 交易成功量、ETC交易成功率、CPC计费总量、CPC成功量、CPC计费功功率。 １.２数据传输方式研究

ETC自由流收费设备、运行监测设备和运维管理系统系需要实现数据互联互通，为了确保设备信息能不间断、稳定的传输，通过对前端设备与后台系统数据传输方式的研究对互联互通的数据类型、接口等进行统一规范，设计一套带边缘计算能力的接口协议解析器，实现专网与公网双链路备份，保障网络通信安全可靠，实现运行及监测设备数据与后台运维管理系统的互联互通。 ２.运维平台总体设计 ２.１需求分析

根据《高速公路ETC门架系统技术要求》（交办公路函〔2019〕856号）的要求，建设一套自由流收费运行监测系统，对所有ETC门架情况进行数据统计分析和监测管理。系统旨在提高新收费模式下运行的稳定性、可靠性，协助路公司提高对关键设备的运行状态管理，以及通过数据统计和分析增强路公司对收费运行情况的了解，门架上下行各设置一主一备如图１所示。

平台功能框架总体设，计整体框架结构如下图２所示。

２.２总体方案

平台软件技术架构是基于JAVA平台的B/S架构。支持常见浏览器软件，如IE，FIREFOX，Chrome等。当前的应用软件主要有两种架构方式：浏览器/服务器架构（简称为B/S架构），和客户机/服务器架构（简称为C/S架构）。随着互联网应用的普及，以及java、.net、php等软件开发技术的发展，B/S架构已成为主流的应用软件架构，当今主流的分布式应用系统体系统结构主要有J2EE和.NET两种。因为J2EE的成熟性和跨平台特性，我们采用J2EE体系结构搭建。就系统内部而言，可以划分为用户层、服务器层、数据库层等多个层面，并分布于多台服务器上，如图３所示。

运行总览是对各种异常进行实施预警，以及统计预警信息；计费核查包含通行数据查询、计费数据查询、统计分析；收费稽查该功能按照查询条件查询出未识别牌照的车辆列表信息；设备运行状态设备监控该功能展示出各路段各设备的运行状态信息，包含预警信息，可以点击查看详情查看具体信息；系统管理包括：公路信息管理、路网信息管理、基础数据管理，该功能对公路的基础信息实现增删改查操作。

３ 结语

通过研发的智能运维平台实时采集ETC门架、收费站的交易、牌识等信息，通过大数据分析技术对异常车辆行为进行建模，需要在车辆未出高速时完成模型的快速决策，准确识别出可疑逃费车辆，提升稽查效果和效率。参考文献

［１］靳泰. ETC电子不停车收费系统工程运行解决方案探讨[J]. 建材发展导向, 2020, 018(006):54. ［２］颜佳玲. RFID在ETC电子不停车收费系统中的应用[J]. 金田(励志), 2012, 12(No.299):379-379.

［３］肖宾杰, 陈洪. 一种ETC电子不停车收费系统提高车道通过率的优化方法[J]. 中国科技成果, 2012(6):35-38. ［４］袁军. 浅析ETC电子不停车收费技术在国民生活中的重要作用[J]. 现代经济信息, 2014, 24(24):414-414. 作者简介：戴华，１９７７年9月，男，浙江杭州人，本科学历。