高速公路收费站混合车道OBU套装车辆快速放行系统

　　随着我国社会经济的迅猛发展和机动车保有量的急剧增长，高速公路交通量呈现出持续增长的趋势，给道路交通带来了巨大的挑战。为了有效应对这一挑战，提升道路通行效率并降低交通拥堵，我国广泛引入了电子不停车收费系统(ETC)。而混合车道(即同时兼容ETC与人工收费的车道)是自2019年取消省界收费站建设时提出，在人工车道的基础上增加ETC车辆通行能力。由于江苏基本是收费岛内称重，考虑到货车称重后需要进行超限劝返、轴数复核等需求，采用后置天线的交易模式。同时，多数混合车道是在原有人工车道的基础上增加ETC后置天线，在布局上受制于现场道面基础、顶棚、立柱、走廊等其他物理环境制约，且由于混合车道岗亭、称台、大货车等金属物导致的干扰因素较多，综合造成混合车道一次性交易成功率不高，多数车辆需要开到栏杆处才能抬杆，OBU(车载单元)套装车辆在混合车道通行时通过效率会略低于专道，通行体验感不佳。结合对部分典型收费站的现场调研，这一套后置牌识车道控制系统在使用下来存在以下问题：天线感应区与车牌识别抓拍区较近，交易成功后牌识信息上报的较慢，导致车辆往往在栏杆处等待5-10秒的时间才能抬杆，通行体验差，放行效率低。因此，当前亟待解决的关键问题是如何优化混合车道中OBU套装车辆的通行效率。我公司经长期多次的实际调研、分析，发现延长天线感应区与车牌抓拍区的距离，提前抬杆时间，可以达到提升车辆通行效率的目标，遂决定在车道岛头处新增一套牌识装置，并优化车道系统控制策略，以提前感应车辆并创建车辆通行队列，达到更为准确和快速的放行效果。

　　一、总体介绍

　　1.现状分析

　　图 混合车道布局示意图

　　基于混合车道的现实情况，多数车道为避免旁道干扰交易、后车跟车交易等特情造成的通行费流失或投诉，开启了牌识比对放行模式。此模式是在ETC完成交易后，车道间进行数据共享，车辆实际通行的道口牌识上报后系统判断该车已交易则控制栏杆抬起。

　　经调研分析，ETC天线的有效交易范围是在7-12米之间，车牌识别的有效识别范围在6-8米之间;ETC在感应到OBU并完成交易所需的时间是500ms左右，车牌识别自车辆进入触发区域到牌识结果上报需要500ms至1500ms不等，具体效率受制于设备性能或跟车情况。

　　基于以上情况，在识别错误时车辆将无法正常抬杆放行，且多数车辆实际已经提前完成交易，但牌识上报速度慢将直接影响ETC车辆的抬杆速度。另外，由于ETC牵引车货车以轴数计费，车辆在入口需要进行轴数复核，岛内称重的混合车道采用人工确认轴数的方式进行轴数复核，在车辆完成称重人工复核确认后车辆已经接近栏杆位置(脱离最佳交易区域)，车道ETC天线无法感应到OBU时，车辆需要倒回一定距离才可以完成信息写入，这类情况也容易造成混合车道通行效率降低。

　　2.解决方案

　　为不断提高高速公路车辆通行速度，优化收费现场营运秩序，拟对各收费站岛头位置增加具备车牌识别的设备，对进入本车道的车辆提前进行队列创建：即通过在收费现场开展收费站系统前端改造，并在车道内实施OBU套装工程，保障拟经过ETC车辆车牌信息可以一次性批量读取，改变目前一车一牌照一读卡的方式，提高车辆过车速度。

　　二、主要做法

　　通过在岛头位置增加具备车牌识别的设备，对进入本车道的车辆提前进行队列创建，以空间换时间，保障车辆在ETC完成交易且满足放行条件的第一时间立即作出抬杆动作。

　　本方案主要是需要通过车牌提前识别完成车辆队列提前创建：

　　ETC天线的一次性交易成功率也是影响通行效率的关键因素，尤其多数车道在2019年取消省界收费站安装天线后，感应范围、角度或设备需要保养、检修都可能影响ETC天线的工作效率。

　　此前部分车道实施通行效率分析时，发现ETC天线相邻车道间的信号同步线存在脱落影响OBU检测效率，也有天线识别范围发生变化需要重新校准的情况。

　　三、取得成效

　　双抓拍增设后，从车辆压到达检测线圈到栏杆机过车检测线圈的间隔时间，由原来的5秒左右缩减至2秒左右，保守估计抬杆距离由原来的3米左右提升到6米左右。95%以上ETC套装车辆不用踩刹车即可匀速通过车道。理论上，混合车道原先一小时能通行720辆ETC套装车辆，应用新系统后能通行1800辆车，通过的车辆数约是原来的2.5倍，通行效率比原先提升1.5倍。