沿江高速ETC车道改造混合车道方案探讨

【摘 要】江苏省高速公路规模较小、车道较少的收费站开通ETC专用车道后，给MTC车道带来了运营压力。提出采用ETC+MTC的混合收费车道模式；兼容了ETC和MTC两种收费功能。作为实例，通过江苏省沿江高速所属收费站ETC专用车道的升级改造，对ETC专用车道的改进提供了解决方案。

【关键词】高速公路；ETC车道；混合车道

目前，江苏省沿江高速公路下属12个收费站已全部拥有ETC（Electronic Toll Collection ）专用车道。ETC专用车道的广泛应用，大大地提高了沿江高速公路的通行能力；收费电子化降低了收费管理成本，利于提高车辆的营运效率；最大限度地缓解各个收费站的交通瓶颈，避免因收费效率低而引起的交通堵塞和车辆延误，达到了高速公路通行快速、便捷的目的；同时也可以降低收费口的噪声水平和废气排放。

由于高速公路上某些收费站规模较小，车道数较少，ETC专用的开辟难免造成普通MTC（Manual Toll Collection）车道的车辆排队。同时，在ETC专用车道流量密集的收费站，也因为ETC交易的失败容易造成ETC专用车道拥堵。针对此种情况，提出基于ETC和MTC组合的高速公路混合收费模式（以下简称EMTC混合车道收费系统）。[1][2]

1 混合收费车道系统概述

EMTC混合车道收费系统即可以在原有MTC车道系统上增加ETC设备改建完成，也可以在已建成的ETC车道系统中增加MTC设备来实现；建设方式比较灵活，本文探讨的是在ETC专用车道基础上改造EMTC混合车道。EMTC混合车道收费系统通过ETC和MTC两者的功能互补来提高车道的通行效率，既有ETC车道收费的快速便捷，也兼容了MTC车道人工收费的灵活性和机动性。

建设EMTC混合车道，能够在收费高峰时、车辆误闯或者ETC多次交易不成功时，用户不需要变换车道，而是继续驶入当前的车道，借助人工收费模式来完成此次车辆通行，从而简化收费员处理流程，降低车道拥堵。混合车道比MTC车道的优势是，ETC车辆通行时，不需停车刷卡；但是由于车道限制必然减速慢行。[3]

2 混合收费车道系统功能

EMTC混合车道收费系统通过同一主控制机，控制ETC和MTC设备，支持ETC（仅客车）和MTC（客车、货车）2种收费模式；自主识别来车的收费类型，建立车辆队列；并完成车辆通行费的征收、车道外设的控制、收费数据的产生、计费参数的更新、黑名单的控制以及与上级机构间的消息通讯等功能。

EMTC混合车道收费系统应具备以下功能：

（1）具备完整的ETC收费功能和MTC收费功能。

（2）既支持ETC专用收费模式，又支持ETC+MTC的混合收费模式。

（3）在EMTC混合收费模式下，系统能够在ETC收费和MTC收费之间自由灵活的转换；对于有车载电子标签（以下简称OBU）的车辆通行时，系统能够通过RSU和OBU交互，自动完成ETC交易；对于ETC收费失败和无OBU的车辆，系统也能够及时、准确的响应MTC人工收费；在MTC收费成功完成后，系统又能够自动处理下一笔ETC交易或MTC交易。

3 江苏省高速公路ETC车道模式

江苏省高速公路ETC车道布局大部分采用都栏杆岛头模式（有转MTC旁道的开口）和岛中模式（无转MTC旁道的开口）、小部分高速则是栏杆岛尾模式。

栏杆岛头模式：收费岛被沿长，栏杆机和RSU天线都在收费亭前方；ETC交易失败或社会误闯车辆可通过转MTC旁道开口转入MTC车道，避免ETC专用车道拥堵。

栏杆岛中模式：收费岛无改动，栏杆机和天线都在收费亭前方，较靠近收费亭；ETC交易失败或社会误闯车辆ETC，需要倒出车辆才可驶离ETC车道。

栏杆岛尾模式：与道中模式区别是栏杆机在收费亭后方，ETC交易失败倒车距离较长。

4 混合收费车道布局改造

混合车道在现有ETC车道上进行改造，需要充分需要考虑到ETC专用车道布局，保证ETC车辆的顺畅通行，又要能充分利用原有收费系统的车道架构和逻辑。目前，针对现有ETC车道布局有以下两种改造模式：

4.1 单栏杆车道改造模式

此种模式是将现有的ETC车道栏杆岛中布局和栏杆岛尾布局改造成EMTC车道单栏杆岛尾布局。具体车道改造内容包括：

（1）将原ETC系统使用的工控机进行升级，扩展串口数量，以接入MTC设备。

（2） 将原MTC系统使用的费显、打印机，接至混合车道系统。

（3）将原ETC系统使用的ETC天线、费显、车牌识别及车辆检测器接至混合车道系统，封闭原转入MTC车道的开口。

（4） 将原ETC用的收费岛前高速栏杆移收费亭后岛尾。

（5） 无论使用ETC+MTC收费模式或ETC专用收费模式、MTC专用收费模式，启用收费亭后方栏杆。

单栏杆改造优点：在车道设备正常情况下，减少了因ETC交易不成功或是误闯车辆造成的堵塞的概率，提高了通车效率。系统有MTC专用模式、ETC专用模式、混合模式，各模式之间切换简单。此方案的缺点：如果系统因MTC设备出现故障，而只能使用纯ETC模式情况下，出现ETC交易不成功的车辆或是误闯车辆，倒车比较困难，此时，需要收费员将CPU卡拿到旁边的MTC车道进行人工刷卡，然后人工抬杆放行或是人工指挥车辆倒车。

4.2 双栏杆车道改造模式

此种模式是将现有的ETC车道栏杆岛头布局改造成EMTC车道双栏杆布局。具体车道改造内容包括：

（1）将原ETC车道系统使用的工控机进行升级，扩展串口数量，以接入MTC设备。

（2）将原MTC系统使用的栏杆机、费显、车牌识别、打印机、车道摄像机及车辆检测器移出，接至混合车道系统。

（3）将原ETC系统使用的ETC天线、栏杆机、费显、车牌识别及车辆检测器接至混合车道系统，封闭原转入旁MTC车道的开口。

（4）使用ETC+MTC收费模式或MTC专用收费模式下，岛头栏杆将自动抬起停用，启用收费亭后方栏杆。

（5）使用ETC专用收费模式，启用岛前栏杆，收费亭后方栏杆自动抬起停用。

双栏杆方案优点：保留了原纯ETC车道各种特性和优点；在混合模式下，减少了因ETC交易不成功或是误闯车辆造成的堵塞的概率，提高了通车效率。当MTC设备出现故障时，系统可切换至纯ETC车道，对车辆的通行无影响。此方案缺点：混合模式、MTC专用模式和ETC专用模式的切换时，因前后栏杆的抬落，需要收费员注意，车道内不能有车，以避免人为误砸车辆。

5 建议和总结

针对目前江苏省沿江高速公路各个收费站ETC车道实际情况，考虑到ETC车道改造变动较小，且对原ETC车道影响不大，保持原ETC车道的业务处理习惯，提高原ETC车道的通行效率；建议改造方案如下：

（1）原收费站ETC车道是栏杆岛中模式布局改造成EMTC车道单栏杆岛尾布局模式。

（2）原收费站ETC车道是栏杆岛头模式布局改造成EMTC车道双栏杆布局模式。

参考文献：

[1]温炳.不停车收费系统（ETC）及其应用[J].山西交通科技，2003，（1）.

[2]许宏科，赵祥模，关可.高速公路收费系统理论及应用.北京：电子工业出版社，2003.

[3]东南大学教育部ITS 工程研究中心，江苏省苏南高速公路ETC 应用研究[R].东南大学，2004.