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中国智能交通协会

广东高速公路收费新形态的探索与实践

2022-07-19   来源:赛文交通网


  一、高速公路收费新变化
  1.行业新变化
  产业规模化:全国高速公路16万公里一张网运营,ETC用户达到2.16亿,使用率67%;促进高速收费技术和服务标准一体化,为产业化发展提供有效支撑。
  建设&运营并重:传统基建投资放缓,运营服务质量和要求提升,整体进入建设与运营并重的阶段;建设需求侧减弱,运营服务需求增加。
  “快干”到“提质”:新基建汹涌而至,建设交通强国提出更高要求,进入优化交通基础设施建设”窗口期“;逐步从“以加快建设”到“提高质量效率”为导向,推动交通转型升级。
  行业变革孕育期:撤站项目推动收费公路制度深化改革,行业已具备新技术新模式迭代演进基础;自由流收费技术和里程费改革是今后公路行业发展的重要方向。
  2.政策新变化


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  3.营运业务新变化
  从营运需求看:是从单一性的收费管理到融合性品质出行服务的转变。
  高速大流量高位运行将是“十四五”的新常态,路网节假日大流量造成拥堵日趋严重,全国高速“一张网”融合发展的趋势下,营运管理不再仅仅是单一的收费管理。公众对出行服务便捷性提出更高要求,迫使高速运营管理者提供更精细、更主动的融合式、实时的、在线的品质出行服务。
  从营运体系看:营运体系由封闭式自我管控体系转变为开放式生态服务体系。
  外部环境对营运业务影响日趋加大,包括收费政策、区域经济结构、高速公路综合治理模式等等,因此必须坚持“一张网”融合运行新思维,用“双循环”视角看高速营运发展,建立一路多方协作新模式,对内提升上下协同,对外增强区域融合,形成开放式的服务生态。

  二、高速公路收费新趋势
  1. 自由流收费落地难点
  以单一技术路线(ETC、北斗等)的应用试点为主,在落地过程中都遇到了各类问题和挑战,缺少对公路自由流收费体系的全局性研究。
  现状主要落地难点为:业务系统不成体系、商业模式不明确、用户推广难度大。
  2. 自由流收费研究情况
  (1)ETC技术路线
  江苏:江苏联网中心的基于国家1号智慧公路示范项目试点自由流收费,研究路线为:ETC准自由流-->北斗、电子车牌等其他介质的收费系统研究-->诚信体系研究,目前润扬大桥以匝道ETC自由流应用试点为主。

  浙江:浙江交控的基于舟岱大桥试点研究“ETC自由流”交易系统。

  广西:广西交科集团申报广西科技计划项目631.7万元,基于ETC技术的高速公路全网自由流收费系统研究。

  其他:河南、山西、山东等省份亦有提出ETC匝道自由收费的方案试点。
  (2)其他技术路线
  海南:海南交通厅的海南省里程费改革项目,正在比选北斗、ETC、视觉识别三种技术路线方案。

  江西:江西省高速集团,新一代国家交通控制网和智慧公路试点之一,探索开展基于北斗高精度定位的高速公路通行费收费应用研究。

  广东:利通科技基于广乐智慧高速项目试点研究北斗自由流收费技术可行性;基于“一站一策”项目试点实施ETC匝道自由流收费研究。深高速基于机荷(水官)高速自由流收费应用的综合性课题研究(2021年5月设计招标70万)。
  3. 收费新趋势
  当前趋势:收费技术以ETC为主,车牌图像辅助,多种支付手段融合应用;稽核技术为基于大数据、以图搜图、视频分析、AI识别等技术的综合应用;清分结算为流式架构实时校验处理,大数据统计分析,具备T+0资金归集、分账能力;营运业务从2020年之前路段自己管自己,到目前已建立统一路段综合管理平台。
  趋势展望:收费技术向智能化、自动化、无人化的方向发展,自由流收费+信用治理的收费体系,前装ETC、北斗、网联汽车等多种收费介质会得到应用发展;对于稽核技术,将极大完善交通诚信系统建设,自由流下基于AI智能化稽查技术得以应用;在清分结算中,路网运力不均衡及社会要求降低高速公路收费标准的压力长期存在,差异化收费相关技术(如后台打折、错峰出行、个性化结算)将会得到大力发展;对于营运业务,基础设施数字化,业务平台智慧化、SaaS化是未来发展交通新基建的核心路线之一。

  三、高速公路收费探索与实践
  场景1:无人值守收费站
  (1) 发展背景
  ETC交易比重增加:2019年撤消省界站项目后,ETC用户量大幅上升,收费站ETC交易使用率约7成。
  非现金支付基本普及:随着移动支付普及,非ETC车辆传统的现金支付占比越来越少,人工参与收费的必要性逐步降低。
  人工车道占比减少:根据撤销省界站的总体技术方案要求以及ETC用户增长后带来的业务变化,目前很多收费站只保留了1-2条ETC/MTC混合车道。
  顺应ETC用户增加、现金支付减少的业务趋势,以及运营降本增效的需要,无人值守是当前形势下收费站建设发展的热点。
  (2) 建站思路
  无人值守收费站建站总体思路是利用自助化设备替代传统人工,实现入口发卡、出口收卡缴费、云上监测回控、智能稽核等业务功能,从而达到降本增效的目的。具体功能有车道无人值守、云上收费厅回控、事后智能稽核和数字化运行监测。
  (3) 主要技术
  前端收费:包括自助车道、ETC自由流、ETC快速车道、移动收费车道和现场取证服务等技术。
  后台支持:包括交通组织诱导、站级收费管理、云上收费厅、收费效能监测和智能感知防逃等技术支持。
  技术产品:包括自助终端、ETC智慧柜、移动车道终端、AI车型识别仪和特情处理终端等标准化设备。
  场景2:预称重
  (1) 发展背景
  智能化水平不足,称重效率低:超载超限检测系统智能程度低,货车治超称重过磅速度慢,经常引起车道排队拥挤。

  治超劝返掉头难:有部分收费站广场位置空间小,现场治超超重劝返后,车辆掉头易引发拥堵和安全事故。
  货车治超称重是目前影响收费站入口过车效率的短板之一。
  (2) 发展思路
  入口预称重的发展思路是利用智能化非现场治超系统,对超载超限车辆进行预称重、预检测和预交易,同时利用后续的诱导系统对异常车辆进行管控和劝返,降低异常车辆进入车道导致拥堵的概率。其核心功能包括高速不停车称重检测、ETC入口预交易、车型不符稽核捕获、智能诱导车辆分流、超限车辆实时管控和智能设备语音播报。
  (3) 解决方案
  预称重解决方案流程为:首先通过预称重,采集货车重量,判断其是否可进入高速公路;接着进行预交易,对可进入高速的货车提前进行交易;通过诱导屏对车辆进行实时诱导,对于不可进入高速的货车要求其在广场掉头,引导交易成功货车走ETC车道,其他货车走人工车道;管控车辆,对超重超限货车进行预警,警告通知站场拦截劝返未调头的超重超限货车;最后,快速通行预交易成功货车,拦截劝返超重超限货车,对其他车辆进行人工处理。
  场景3:自由流收费
  (1) 发展背景
  社会背景:货畅其流,人畅其行是人民美好出行的向往。进一步推进信息化、智能化、数字化发展,满足人民群众的多样化、个性化、高品质的出行需求,是每个公路人的使命;“货畅其流,人畅其行”的通行体验,是每个驾乘人员对美好出行的向往。

  经济背景:消站项目所取成效表明,省界自由流综合经济效益明显。对于效率,省界收费站拥堵彻底消除,跨省运输效率显著提升;2021年拥堵缓行500米且拥堵时长5分钟以上收费站数量同比2019年降低81.8%;对于节能,2020年5月至2021年6月,累计节约车辆燃油约32.17万吨,减少有害气体排放3300吨(数据来源:2021年公路机电展王刚主任汇报)。

  政策背景:“新基建”指导意见,“提效能、扩功能、增动能”为发展导向。围绕加快建设交通强国总体目标,以技术创新为驱动,以数字化、网络化、智能化为主线,以促进交通运输“提效能、扩功能、增动能”为导向,推动建设交通运输领域新型基础设施。
  撤销省界站项目表明,高速公路自由流通行可以带来较大的社会、经济正面效益,自由流收费未来将是我国在公路收费领域重点关注、探索和研究的内容。
  (2) 技术路线
  自由流收费包括车辆定位技术、车辆识别技术和车辆联网通信技术三大技术问题。其中车辆定位技术为记录车辆行驶里程,包含北斗卫星定位、ETC卡口定位、视频卡口定位和电子标识卡口定位等定位技术;车辆识别技术为识别车辆关键信息,包含BTC(北斗)介质、ETC介质、AI视觉识别车辆特征和RFID介质;车辆联网通信技术实现无感支付和其他应用,包含4G/5G蜂窝网、DSRC、C-V2X车路协同和汽车电子标识等通信技术。
  (3) 未来发展
  自由流收费体系需要从技术、信用、业务、商业模式进行全方位探索和构建,明确收费技术路线,构建交通诚信体系和模型,建设自由流收费模式下业务流程和业务系统,落地商业闭环。
  场景4:全息管控
  (1) 核心理念
  通行效率提升:实现高峰车流预警、车道精准诱导、潮汐车道、收费特情联动、突发事件报警及处置、收费站效能监测与管控、车流拥堵研判。

  车流全息感知:包括收费车辆精准管控和重点车辆管控。

  收费状态监测:包括预交易失败车流精准诱导、超重车流诱导和收费设备感知管控。
  (2) 应用体系
  对收费站的收费数据和监控数据、感知设备的感知数据以及ETC预交易数据进行融合数据分析后,反馈于智慧管控大脑,智慧管控大脑基于多源数据融合、三维高精度GIS地图和智慧公路操作系统,形成车流的动态管控策略,并将策略发送至全息管控后台,实现车辆的精准诱导,提升通行效率。具体如下图所示。


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  (3) 核心技术
  基于智慧管控大脑核心理念,包括三维高精度GIS地图、多源数据融合算法、边缘设备状态感知算法和智慧公路操作系统四大核心技术。
  其他探索与实践方向
  设备集约化智能化:车道上不同功能的设备有很多,目前行业在涌现各种集约化智能化的设备,实现了多功能的融合,智能化水平也在提高,设备集约化和智能化可以有效降低部署运维成本、提高业务效率,是收费技术发展的一大趋势。

  信创国产化:在贸易战的大背景下,IT供应链的自主可控关乎各行各业的稳定和发展。高速公路收费应用中的计算机系统、通信设备、存储设备、视频设备等相关硬件软件的国产化替代是行业发展的大势所趋。

  收费业务云化:传统车道收费系统采用”云-站-车道“三级架构,随着技术发展和业务的需要,构建”云-节(边)-端“的收费系统,实现收费业务上云,可以有效提高业务效率和质量,降低部署运维成本,是实现数字化、无人化收费站的关键技术路径。

  移动终端应用:目前移动终端在收费站的移动收费、特情处置、移动稽核、智慧管控等业务上得到越来越多的应用,它的灵活性可以有效提高收费站的工作效率。

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