收费站智能化技术在道路收费管理中的应用研究

摘 要：随着社会经济的快速发展和交通网络的不断完善，收费站作为一个重要的交通管理环节，需要解决传统收费方式存在的诸多问题。而智能化技术的迅猛发展，为收费站的管理和运营带来了新的机遇和挑战。利用先进的技术手段，将传统的手工操作转变为自动化、便捷化的方式，能够有效提升收费效率、减少人为错误以及改善用户体验。因此，在收费管理领域大规模应用智能化技术具有重要意义，也是未来发展的必然趋势。

关键词：收费站;智能化技术;道路收费管理;车牌识别技术;智能识别设备

一、收费站智能化关键技术介绍

（一）ETC系统

ETC系统是一种利用专用短程通信技术，通过安装在车辆上的车载电子标签（OBU）与收费站ETC车道上的路侧单元（RSU）进行无线通信和信息交换，自动完成车辆识别、信息写入，并自动从预绑定的银行账户中扣除通行费的一种新的收费模式。ETC系统技术原理在于利用无线射频识别（RFID）技术实现车辆与收费站之间的非接触式信息交换。ETC系统具有高效、快捷、安全的特点，能够显著降低车辆等待时间，减少交通拥堵和尾气排放。此外，ETC系统还支持远程支付和自动扣费功能，提高了收费的便捷性和效率。ETC系统实现了车辆的无感支付，极大地提高了通行效率。

（二）“云—边—端”一体化协同架构

智慧收费站通常采用“云—边—端”实现收费业务与设备控制、业务管理的分离。在云侧，对收费业务进行上云处理，实现收费服务、运维监测、数据汇聚、移动支付、运营管理、远程值守、称重检测等功能;在边侧，对通信链路进行冗余设置，确保数据传输的稳定性和可靠性;在端侧，实现对收费车道、自助终端、ETC门架、匝道预交易等集中管理，同时与省中心、部中心相关业务进行交互，满足用户的访问需求。

（三）智能物联网关与设备集成化

智能物联网关集成了工控机、车控器、交换机等设备，以达到集中设备、简化车道布局的目的。而且物联网关还可以安装端侧操作应用软件对业务进行操作处理，提高车道设施的智能化水平。此外，设备化也是智慧收费站建设的重要方向，通过集成车牌识别摄像机、轴型检测设备、自动栏杆机等设备，减少运维成本，提高执行效率[1]。

（四）大数据与人工智能技术

收费站智能化技术将大数据技术与人工智能技术相结合，实现了收费站的智能化。通过对车辆通行数据的采集与分析，构建车辆画像，为道路收费稽核、车型识别等方面的研究提供重要的技术支持。同时，利用人工智能技术训练车型识别模型，提高车型识别的准确性和效率。此外，将大数据、人工智能等技术运用到特情车辆处理、远程过车等方面，使收费站管理更加智能化。

（五）自助取卡与缴费系统

对于非ETC车辆，智慧收费站一般都配备自助取卡与缴费系统。入口车道设置自助取卡机，出口车道设置自助缴费终端，以供车辆自助通行。在遇到通行卡丢失、无入口信息、支付失败等特情交易时，可以通过远程指导或者自助操作等方式来解决，从而提升了通行效率和用户体验。

二、收费站智能化技术在道路收费管理中的应用

（一）非接触式收费

非接触式收费作为智能化收费系统的一大亮点，它的核心价值就是通过减少现金与人工接触的频率，有效地降低了安全风险。在传统的人工收费模式中，驾驶员需要停车、递交现金、等待找零等步骤，这样既延长了交易时间，又给现金管理、假币识别以及人员接触带来了交叉感染等安全隐患。而非接触式收费是指利用车载电子标签（OBU）与收费站路侧单元（RSU）之间的无线通信技术，快速识别车辆信息，并对通行费用进行自动扣除。整个过程不需要停车，也不需要现金，可以极大地减少交易时间，也可以有效地规避现金交易可能产生的各类风险。同时，非接触式收费也提高了收费的准确度与效率。由于采用电子支付方式，有效地解决了因人为因素造成的计算误差、找零纠纷等问题，保证了道路收费的公平性、透明性[2]。同时，非接触式收费系统还可以实时记录每笔交易的数据，为后续的账务核对和管理提供了便捷。

（二）智能识别技术

将智能识别技术引入道路收费管理工作中，使收费工作更加准确、高效。其中车牌识别技术应用将利用高清摄像头捕捉车辆行驶过程中的车牌图像，利用先进的图像处理及模式识别算法，对车牌号码进行自动识别和记录。智能识别技术的应用不但可以在车辆高速行驶过程中精确捕获汽车牌照，而且还可以有效应对恶劣天气、夜间照明不足等复杂环境，保证识别结果的稳定性和可靠性[3]。另外，车型识别也是智能识别领域的一个重要方面。车型识别技术是基于对汽车外形轮廓、尺度等特征的分析，利用机器学习、深度学习等算法对车辆车型进行分类和识别。在收费站管理体系中，采用车型识别技术可以对不同车型的车辆进行自动判别，从而确定相应的收费标准，有效避免了人工判断可能产生的误差与争议。在收费站管理中，能够自动判断车辆类型。同时，该技术还能为交通管理部门提供车辆流量分析、交通规划等决策支持，进一步提升了道路收费管理的智能化水平。

（三）智能化管理系统

智能化管理系统是现代收费站管理的中枢大脑，采用先进的数据采集、处理和分析技术，实时全面掌握收费站运营状态。利用智能化管理系统在收费站各个重要节点上的传感器和摄像头等设备，持续不断地收集交通流量、车辆通行记录、收费金额、设备运行状态等海量数据信息。在此基础上，通过大数据处理技术、人工智能算法等方法，对所采集到的数据进行深层挖掘和分析，从中提取出有价值的信息和规律，为管理决策提供一定的参考。在实时监控方面，智能管理系统可以实时展示交通流量的动态变化，帮助管理人员直观了解当前道路拥堵情况，为决策提供科学依据。智能化管理系统能够通过数据分析与预测模型系统提前预判未来一段时间内的交通拥堵趋势，为及时采取应对措施提供预警。例如当预测到即将到来的高峰时段，系统可以自动触发应急预案，如增加收费车道、调整信号灯配时等，以缓解交通压力。同时，智能化管理系统还具备强大的设备监控与故障预警功能。通过对设备运行状态数据的实时监测与分析，系统能够及时发现并诊断设备故障，提前预警并通知维护人员进行处理。这种主动式的维护模式不仅降低了设备故障对收费站运营的影响，还延长了设备的使用寿命，从而减少维修费用。

（四）自助服务终端

随着社会经济的发展，人们生活节奏不断加快，自助服务终端在收费站管理中的应用越来越广泛。这些自助服务终端集自助缴费、发票打印、信息查询等多项功能于一体，为广大驾驶人员提供了更加方便快捷的服务。在自助缴费方面，驾驶员只要按照显示屏上的指示操作，很快就能完成通行费用的支付，整个流程不需要排队等候，有效缩短了等待时间。同时，自助服务终端还支持银行卡和手机支付等多种支付方式，以满足不同驾驶人员的支付需求。另外，自助服务终端还可以进行相关信息查询。驾驶员可在终端上查询自己的通行记录、账户余额等相关信息，从而达到对车辆的自我管理与监督，这样既提高了用户的满意度，又提高了收费站管理工作的透明度与可信度。

（五）信息共享与协同工作

处于信息化时代，信息共享与协同工作已成为提升管理效率的重要途径。通过构建开放兼容的信息共享平台，智能化管理系统实现了与交警部门、气象预报部门等有关部门的无缝连接。通过建立跨部门信息共享机制，实现了对道路交通状况、事故信息、天气变化等外部因素信息的全面、准确掌握，进而做出更科学、更合理的决策。比如通过与交警部门的联网，智能化管理系统实现了对道路交通事故及车辆违章行为的实时监控。同时，可以实时获取道路事故信息。这些信息不仅有助于收费站管理人员及时调整保通预案，疏导交通流，还能为交警部门提供有力的数据支持，共同维护道路交通秩序。同时，通过与气象部门联网，系统可以根据天气情况自动调整交通管制措施，如在大雾、雨雪等恶劣天气下启动应急预案，确保道路通行安全。

（六）故障自检与远程诊断

为保证收费系统的正常运转和高效服务，智能化管理系统还配备了故障自检与远程诊断功能，通过内置的传感器和智能算法，实时监测设备的运行状态和性能参数。当检测到异常状态或潜在隐患时，系统将立刻启动自我检测机制，并对故障做出初步的定位与评价。对于不能自我检测的故障，也可以通过远程诊断功能把故障信息传送到后台维修中心。维修人员能够通过获取的故障信息，迅速确定问题的原因，制定出相应的对策[4]。必要时，也能通过遥控方式对设备进行修复或调试，从而避免了因现场检修而造成的交通中断和人力成本。该方法的成功实施，大大提高了计费的可靠性、稳定性，减少了维修费用，减少了人工投入。同时，这种智能化的维护模式也为收费站管理带来了更加便捷、高效的运维体验。

三、收费站智能化技术面临的挑战与对策

（一）设备兼容与升级

1.挑战分析

一是新旧设备兼容性问题。随着技术的不断进步，新的硬件设备与软件应用层出不穷。然而，这些新设备或软件往往难以与旧有系统实现无缝对接，导致兼容性问题频发。这不仅影响了系统的整体性能和稳定性，还增加了运维成本和难度。二是技术更新换代速度加快。在科技日新月异的今天，技术的更新换代速度越来越快。为了保持系统的先进性和竞争力，必须不断引入新技术、新设备。然而，这也带来了技术选型、系统集成、人员培训等一系列问题。

2.对策措施

一是制定兼容性标准与规范。在系统设计之初，就应充分考虑未来可能涉及的设备兼容性问题，制定统一的兼容性标准和规范。这有助于减少新旧设备之间的冲突和矛盾，提高系统的整体性能和稳定性。二是定期进行设备检修与维护。为了确保设备的正常运行和延长使用寿命，应制定定期的设备检修与维护计划。通过定期检查、清洁、校准和更换磨损部件等措施，保持设备的良好状态。同时，对于发现的兼容性问题，应及时进行处理和解决。三是积极拥抱技术升级。面对技术的快速更新换代，应积极拥抱新技术、新设备。在充分评估技术成熟度和市场需求的基础上，适时进行硬件和软件升级。这不仅可以提升系统的性能和功能，还可以降低长期运维成本。在升级过程中，应注重系统的稳定性和兼容性测试，确保新旧设备之间的无缝对接。

（二）人员培训与管理

1.挑战分析

智能化管理系统的引入，不仅改变了传统的工作模式，也对人员的知识结构、技能水平和管理能力提出了新的要求。一方面，系统操作、数据分析、故障排查等专业技能的掌握成为必备条件;另一方面，对新技术、18d2cd0153b3299bd5c3cbd0f294041052abaa2f1614e50b6c9b14f601e973bf新理念的快速学习和应用能力也成为衡量人员专业素质的重要标准。此外，智能化管理还强调团队协作、信息共享和快速响应等能力，这对人员的管理水平和综合素质也提出了更高的要求。

2.对策措施

一是建立健全的激励机制。为了激发人员的学习热情和工作积极性，应建立健全的激励机制。这包括设置合理的薪酬体系、发展通道和奖励制度，让人员感受到自己的付出得到了应有的回报。同时，还应注重精神激励，如表彰优秀个人和团队、营造积极向上的工作氛围等，以增强人员的归属感和荣誉感。二是加强专业培训与技能提升。针对智能化管理对人员专业素质的要求，应定期组织专业培训和技能提升活动。培训内容应涵盖系统操作、数据分析、故障排查等专业技能，以及新技术、新理念的学习和应用。培训方式可以多样化，如内部培训、外部培训、在线学习等，以满足不同人员的学习需求。通过培训，不断提升人员的专业技能和综合素质，为智能化管理提供有力的人才保障[5]。三是实施绩效考核与持续改进。为了确保人员培训与管理工作的有效性和针对性，应实施绩效考核制度。通过设定明确的考核标准和指标，对人员的工作表现进行定期评估。根据考核结果对人员进行奖惩和激励，以激发其工作积极性和创造力。同时，针对考核中发现的问题和不足，及时制定改进措施并进行跟踪落实，以实现持续改进和不断提升的目标。

结束语

将收费站智能化技术广泛应用于收费管理领域，具有显著的效益和促进作用。面对智能科技的快速发展，深入推广收费站智能化技术已成为当务之急。高速公路运营管理机构应进一步加大投入，加强多方合作，强化专业支持，共同致力于推进收费站智能化技术的研发和应用，为交通管理的现代化进程贡献力量。只有不断追求创新和进步，才能更好地满足人民群众对高效、便利交通的需求。

参考文献：

[1]薛欢欢.浅谈高速公路收费机电系统维护与管理[J].科技经济市场，2017，2（04）：66-67.

[2]聂欢.高速公路收费站智能运维系统构建研究[J].交通科技与管理，2024，5（08）：183-185.

[3]吴峻.智能化技术在高速公路通行卡综合管理中的应用[J].中国交通信息化，2017（06）：114-116.

[4]陈铃.浅谈自助缴费技术在高速公路全自动收费站中的应用[J].中国交通信息化，2022（11）：109-112.

[5]孟兆武.高速公路ETC电子收费系统的技术应用[J].企业科技与发展，2021（08）：180-182.