高速公路收费智能化对降低高速公路营运成本的影响研究

何培培

摘要：高速公路建设为广大人民群众的出行提供了便利。在我国的交通运输体系中，高速公路是不可或缺的一部分。近年来，随着生活条件的改善，人们对高速公路的收费系统也提出了较高的要求，尤其是对智能化收费体系有了新的要求。高速公路收费智能管理可有效解决诸多业务和管理问题，可有效贯彻落实路段公司的智能收费方向和策略，为管理架构提供支撑。通过综合布线技术、网络与通信技术，可以将高速公路收费与各大支付平台联系起来，通过视频技术、自动控制技术等实现车辆通行信息的集成化，在缩短通行时间的同时，还能降低高速公路的运营成本。基于此，本文运用文献分析法、归纳总结法，探究了高速公路收费智能化对降低高速公路营运成本的影响，希望为该领域的工作人员提供参考与借鉴。

关键词：高速公路收费；智能化；运营成本

一、高速公路智能化收费模式概述

近年来，随着人们生活水平的提高，汽车数量不断增加，这使得高速公路行驶的车辆也在不断增加，不仅给节能减排工作的开展带来了挑战，也增加了交通管理的难度。与普通的城市道路不同，高速公路的路线更长，地形也更复杂，在出现交通拥堵时难以借助人力疏导。而智能化收费模式的应用，就是打破高速公路发展困境的重要途径。该模式融合了信息、通信、控制、图像识别等多样化的元素，同时运用了人工智能技术、大数据处理技术等现代化技术手段，形成了信息化平台，可实时采集与处理车辆缴费信息和流量信息，在此基础上实现车辆、人员及高速公路的稳定配合，实现了业务的集约化、信息化与智能化开展。实践证明，应用高速公路智能化收费模式，收费站拥堵率降低了35%，同时减少了尾气排放量，为双碳目标的实现提供了可靠的动力。

二、高速公路营运成本的影响因素

在高速公路运营过程中，关注成本因素是十分重要的。影响运营成本的主要因素为：第一是体制因素，主要是指运营体制。当前，我国高速公路在运营过程中坚持政企分离的原则，授权公司没有对工作人员的职责进行划分，也没有采取有效的管理和监督手段，导致高速公路管理效率不高，容易出现资源闲置与浪费的情况，增加运营成本。第二是经营因素，主要是指经营制度方面的因素。高速公路的经营活动与企业活动密切相关，无论是经营形式还是管理理念，都会对企业的运营成本产生影响。当前，很多高速公路的运营公司都没有形成完善的经营理念，盈利模式也存在不足，经营成本的控制意识比较弱。长此以往，企业难以在后期运营的过程中获得资金积累。第三是技术因素，这是高速公路运行的重要支撑。在高速公路收费环节，运用电子通信技术和监控技术可以提高收费效率，增强道路的畅通性。同时，整合现有资源，将高速公路收费系统与信息网络有机结合，可为高速公路收费业务和运营管理提供帮助，使运营变得更为科学合理。

三、高速公路收费智能化系统的构成

（一）收费系统

在高速公路收费智能化系统中，收费系统是核心，也是最主要的执行系统。在运行过程中，该系统可以按照预设的流程完成道路通信费用的收取。在现代化信息技术的支持下，收费系统可以同时运用多种模式，满足人们的多样化需求，电子收费、纸币收费、ETC自动扣费等都是比较常用的。同时，在互联网增值技术的辅助下，该系统可与银联系统相互融合，也可与支付宝、微信等可靠的平台相互配合，基于超短程射频识别技术对车辆的信息进行准确识别。在车辆通过时，系统会要求其提供唯一的证书信息，这些信息在被放置到识别区后，就会完成信息的识别，然后根据车辆类型和在高速公路中行驶的路程，扣除相应的费用。完成扣除后，系统会自动抬起止动杆，为车辆放行。这种便捷化的收费系统为车主提供了便利，实现了智能化快速通行的目标，同时减少了人工干预。

（二）监控系统

监控系统也是高速公路收费智能化系统中的执行系统之一。在设计该系统时，要坚持集中管理和分散工作的原则，将设备放置在收费站及其周边区域，确保两个相邻设备之间的距离超过300m，同时还要确保所有监控设备都经通信线路与管理终端连接，这样才能及时、有效地传递监控信息。但在实际应用的过程中发现，高速公路周边经常存在电磁干扰的问题。因此，为了取得信息传输的质量和效果，就要通过有线的方式实现监控系统与收费智能化系统的连接。通过这种方式，可以将高速公路系统中所有的监控设备相互连接、形成一个完整的监控网络，同时确保各节点的网络保持独立运作状态。在同一片区域内，要保证至少有两台的监控器作业，避免监控盲区。除此之外，还要在监控器中设置单片机，并确保单片机的缓存空间在500MB以上，以实现对监控图像和视频的实时储存。

（三）通信系统

通信系统的功能是确保智能化收费系统中信息的传输效率。在“互联网+”等现代化技术的支持下，通信系统可以同时采用长距离有线通信和超短距离无线通信这两种技术手段，它们可以全部被放在物联网管理系统中。具体来说，在人员、执行机构及管理终端这三者之间进行信息传递时，通常运用远程有线通信技术。在监控系统和管理终端之间，该技术手段可以直接应用；在人员和执行机构之间，则需要借助于计算机这一载体，使通信技术的作用得以发挥。工作人员可以利用计算机系统，对执行机构进行远程控制。如果某个监控器设备发出警报信号，值班人员可以在第一时间将监控器显示的画面或记录视频调取出来，基于此对警报的原因进行分析，并采取相应的措施解除警报。而在缴费系统和管理认证系统中，通常会运用超短距离无线射频通信技术。在该技术的应用过程中，为确保外来非法入侵对通信系统的影响，管理人员在对系统进行操作前，需要提供相关证件认证身份，在此之后才能获取相应的操作权限。

（四）辅助系统

高速公路收费智能化系统的辅助系统主要包括硬件设备系统、应急操作系统、不间断电源系统等多个子系统。受收费系统自身特点的影响，如果运用开放式网络，系统的安全难以得到保证，因此，可以搭载物联网或使用安全性高的网络平台。同时，为了避免因为断电而出现系统停止运行的情况，在收费智能化辅助系统中，可以运用“常规电源+太阳能+蓄电池”的系统作为供电电源。正常情况下，系统用电是由常规电源提供的。如果该电源出现异常，就会自动启动蓄电池供电。同时，在太阳能发电系统的支持下，该蓄电池可以持续获得能源补充，从而延长系统的运行时间。

四、高速公路收费智能化对降低高速公路营运成本的影响

（一）提高收费效率，降低人工成本

在收费智能化系统的支持下，车辆在驶入高速公路后，不需要停车就可以完成缴费。系统在识别到车辆信息后，会自动计费。而对于货运车辆等营利性车辆，系统还会通过电子信息判断车辆是否超载。在车辆行驶的过程中，ETC还会持续计费与拍照，并自动累计费用。车辆驶离高速公路后，这些费用会通过用户的预存账户或用户授权的第三方平台完成扣费，并为用户提供单据。在此过程中，机器代替了繁杂、重复的人工劳动，这不仅提高了收费效率，还降低了人工成本，同时也为财务汇总准确度的提高和资金的安全性提供了保障。长此以往，高速公路收费口车辆拥堵问题可以得到有效缓解，费用征收业务的运行成本也能得到进一步降低。

（二）实现单一设备的多样化功能，修补收费漏洞

在高速公路收费智能化系统中，收费系统、监控系统、调度系统等多个系统实现了相互融合，这使得设备的功能变得更为丰富和多样。在图像识别技术的支持下，该收费智能化系统可以准确计算高速公路的车流量。在对各时间段的车流量进行记录的情况下，可找到其中的规律，并为未来的车流量进行预测，这有利于提高年折旧额的计算精度。同时，多车道自由收费，不仅能通过分段计费的方式修补传统收费模式中存在的漏洞，还可以对车辆的违规变道、压线等违法行为进行识别。除此之外，收费智能化系统还可以针对车辆用户的行为构建用户画像，对用户的出行习惯和出行要求进行分析，并在路线规划、费用预测、交通状况预报等方面提供个性化服务，满足不同用户的需求。

（三）收费监控，开展公路的预防性养护

收费智能化系统中包含多个监控系统，这些监控设备可以搜集高速公路路面和沿线设备的状态，并对这些状态信息进行分析，在此基础上对道路进行全面化地预防性养护，这也是降低道路运营成本的重要途径。在此环节中，PCI路面状况指数是对预防性养护工作开展状况进行评估的重要指标。基于监控系统提供的信息，收费智能化系统可以计算得到PCI指数，预设养护策略并将其发送给路政单位。

（四）构建车辆大数据库，降低事故救援成本

在现代化信息技术的支持下，可以基于收费智能化系统构建高速公路车辆数据库，以此实现对公路的分段管理。具体来说，基于公路各个路段的特点，系统可以导入车流量等数据和信息，并将其提供给交管部门，交管部门可以针对易拥堵路段制定分时管控和精细调控的方案和策略。对于事故多发路段，也可以通过收费监控实时分析事故特征，并将相关信息以视频、照片等形式提供给应急救援单位，由该单位到事故现场开展疏散与撤离工作，第一时间排除险情，从而显著降低事故的救援成本，缩短救援时间。

（五）构建智能化收费系统，完善收费方案

通过构建智能化的高速公路收费系统，可以实现对车辆的集约化管理，并对业务和信息进行自动化管理。在此基础上，可以实现管理机制的改革与创新，为运营成本的管控提供新的手段和思路。对于系统运行中形成的信息和数据，可以按照预设的格式被自动化地存储到相应的单元中，对于其中的图像、视频、收费信息等非结构化数据，还可以做到合理归类。除此之外，大数据分析结果可以将数据模态和变化规律充分反映出来，帮助管理人员获取精准的资料，为收费方案的修订和优化提供依据。

五、结束语

综上所述，在高速公路系统运行过程中，智能化收费是一个重要的发展趋势，它不仅可以提高道路的通行效率，还可以减少事故的发生，降低运营成本。高速公路收费智能化系统由收费系统、监控系统、通信系统以及辅助系统构成，研究发现，这些系统的协调运作可以减少人工成本，修复收费漏洞，对收费过程进行监控，降低事故的救援成本，使收费方案变得更加完善。

参考文献：

[1]姚舒戈，伊力扎提·艾热提，樊东萱，林晓言.从计重到按轴：我国高速公路货车收费升降机理研究[J].交通运输研究，2021（05）：62-69+79.

[2]宗清华.高速公路运营企业成本管理中降本增效的探究——以山东高速四川产业运营公司为例[J].财经界，2021（08）：63-64.

[3]董军，钟亮文，何军，汤海天，温英杰，肖慧，柯辉，庄成桂，黄童，陈羽洁.以疏解高速公路堵点为目标的AR可视化智能收费管理模式[J].国企管理，2021（02）：54-61.

[4]闫丹丹，刘拥华，秦雅琴，缪应锋，姚逸豪.基于两部制的高速公路收费定价方法[J].昆明理工大学学报（自然科学版），2020（06）：168-174.

[5]刘庆斌，高杰，孙绍云，鲁振华.通行费收入支出结构宏观经济指标分析——基于灰色关联分析模型[J].中国科技信息，2021（23）：126-128.