浅谈车路协同在高速公路运营服务中的应用

杂志论文

作者：刘旭，谷岩（交通运输部路网监测与应急处置中心）

摘要：自2020年5月6日高速公路恢复收费以来，基于ETC的全国高速公路联网收费系统基本稳定。随着ETC用户的迅猛攀升，ETC交易特情随之增加，给高速公路运营服务带来了极大挑战。本文在充分调研的基础上，分析了应用车路协同提升高速公路收费运营服务效率的方法和案例，提出了今后提升高速公路运营服务水平的重点工作方向，探讨了基于ETC系统构建车路协同服务体系的实施思路。

车路协同是保障交通安全、提高出行效率、加速自动驾驶落地的重要手段，也是智慧高速建设的核心内容。本质上，车路协同不是一种技术，而是通过现代化通信手段实现智慧高速的一种服务方式。车路协同在高速公路运营服务中的应用，核心是在动态交通信息采集和融合应用的基础上，通过车路实时信息交互解决运营服务中的具体问题，服务于管理者和出行者。所以，车路协同应用要以满足业务需求和解决业务问题为目标，不能一味追求最新的产品或技术。利用现有基础设施和技术手段，开展业务创新、技术创新，同样可以实现车路协同应用，进而有效提升高速公路运营服务水平，达到路网承载力倍增和安全性增强的目的。

一

车路协同应用

取消省界收费站后，ETC车辆在高速公路车流量中的占比大幅提升，各种各样的ETC收费特情也随之而来。为进一步提高收费效率和服务质量，一些高速公路运营管理单位积极探索车路协同应用，取得了良好的效果。

（一）广州三元里收费站

三元里收费站是广州机场高速的南大门，是进出白云机场及广州城区的要塞，日均出入口总车流量近10万，每天平均拥堵时长达到3.2小时。三元里收费站地处广州主城区，因没有条件征地扩建，于是拆除了ETC车道上的岗亭，将ETC车道收窄后，在原有空间上新增了一条ETC车道，以提升ETC车辆通行能力。同步在进入收费站前几百米处设置了一个ETC门架和信息诱导屏，对ETC车辆进行预交易和精准信息诱导。对于预交易失败的车辆，诱导屏提示人工车道和混合车道。通过提前筛选出特情车辆，避免了特情车辆进入ETC车道而导致车道拥堵，同时也提升了特情车辆的处置效率。

通过简单的车路协同应用，三元里收费站有效解决了收费站拥堵问题。改造前，每小时车流量达到600就会造成严重拥堵。改造后，三元里收费站的ETC交易成功率提升至99%以上，过车速度达到70km/h，即使每小时车流量800也基本不堵，大幅提升了车辆通行效率。

（二）广清高速庆丰收费站

庆丰收费站是广东省最繁忙、交通流量最大的收费站之一，主线连接城市快速路，旁边是物流园区。收费站车道按照一般布局，ETC专用车道在左侧，货运通行的ETC/人工混合收费车道在右侧，导致主线和匝道车流产生交织情况，引发收费站经常性的长时间、长距离拥堵。对此，庆丰收费站优化了车道布局，将左侧设置为ETC/人工混合收费车道、中间设置为ETC专用车道、右侧设置为人工收费车道，有效避免了车流交织问题。并在右侧开辟了一条货车ETC专用车道提升货车通行效率。同时，根据车流量动态调整车道布局，结合收费广场前的车道分布及开关闭提醒进行相应的车流诱导，保持良好的通行秩序，提升整个广场的运行效率。另一方面，还配备一些便携式移动终端，在收费站拥堵时作为移动车道快速增加收费能力，并在出现异常交易时通过移动终端到现场快速处理，进一步提高特情处理效率，增强收费站疏堵保畅能力。

庆丰收费站通过简单的优化调整，大幅提升了收费站通行效率，改善了此前严重的拥堵问题，改造后实现了0通报。

（三）河南高速“ETC管家”

ETC车辆各种各样的交易特情层出不穷，河南高速通过“ETC管家”细化梳理ETC特情处理流程，把每一个特情处理流程标准化，并置入到车道上的自助处理终端。当ETC交易失败时，用户通过自助终端上的按钮及操作指引自行快速解决。个别需要人工处理的，通过按键呼叫监控中心来远程快速处置。目前，河南“ETC管家”系统涵盖了常见的45种特情处置方案。自推出以来，ETC特情自助处理效率达到80%以上，初步实现了车道准无人化。通过这种方式，一方面加快了ETC特情处理速度，显著提升了用户体验；另一方面有力缓解了收费站人员紧张问题，也减少了人工处理来回穿行的安全隐患。

（四）江苏、福建、贵州试点“云收费”

现在车道收费软件基本都是本地离线部署，要升级维护必须到现场逐个车道升级，耗时耗力。江苏、福建、贵州等省份开展了“云收费”试点，远程部署，在版本更新时，通过省中心远程配置就可直接更新到每一个收费站；将车道交易和外场控制分离，把收费软件做到站级。这样收费交易直接从站级生成，一方面减少了交易数据从车道上传站级的环节，提高了传输及时性，很大程度减少了交易数据逾期、状态名单变化争议的产生。另一方面，规避了因车道软件独立部署，在ETC车道已经扣费但没有抬杆的车辆转到人工车道后重复扣费的问题。并且基于云收费，通过移动收费终端可以支持移动收费、车道验证的复式收费，进而显著提升收费效率、缓解车道拥堵。

以上在高速公路运营服务中的车路协同应用，主要聚焦在路和车的信息交互，核心是通过情报板、自助服务终端等方式加强与司乘人员的协同，实现道路服务信息精准、快速触达，从而提升运营服务能力，增强用户出行体验。

二

联网收费运营服务重点工作

现在，全国联网收费一张网运营、一体化服务格局初步形成，仍然需要在业务运营、系统运维、客户服务等方面强化提升。

（一）基础信息一张图

收费站、收费单元、门架信息等采集的基础信息是高速公路通行费的基本计费数据，目前由于基础设施的连通性等问题，依然存在个别车辆无法完全按照实际路径计费的问题。在面对收费争议时，运营服务系统又缺乏清晰有力的依据呈现用户实际行驶轨迹，极易滋生用户不满。因此，首要工作是将基础信息再一次进行精细化梳理，将路段编号、收费单元、收费车道、门架、交易信息、介质信息，甚至是监控采集信息都汇聚到一张图上。基于基础信息一张图，每一笔交易都图形化展示，可以更准确及时地支撑联网收费和其他运营服务。而且当用户途中有部分门架点缺失需做路径拟合时，可以直观地在图上标注出来，清楚地向用户进行展示和确认。

（二）收费业务准在线

高速公路联网收费机制最主要的目标是确保通行费应收不漏、应免不收。目前收费准确性最大的焦点是相同路径收费不同。造成这个问题的原因主要有3种计费方式：一是通过ETC和CPC卡内的信息进行计费；二是在线计费；三是在路径无法还原时，按照兜底计费。所以下一步的重点工作是推动计费在线化，正常情况全部采用在线计费，只有在断网时才通过介质收费，取消兜底计费，充分保障收费的一致性和准确性。依托在线计费，能够进一步优化收费业务和车道服务。

（三）提升用户服务水平

用户对收费服务的感知，最主要体现在ETC系统稳定可靠和应急处置效率两个方面。因此，需要以提高收费成功率、保障收费准确性、提升应急处置效率为导向，按照“一站一策”的设计思路，深入分析运营服务具体问题的产生原因，因地制宜开展收费模式创新、工程改造和软件优化提升等业务；并结合基础信息一张网、收费准在线，构建保障有力、协同高效、便捷优质的收费运营服务体系，保障用户快速顺畅通行。

撤销省界收费站，全网建成2.6万套ETC门架，累计推广发行ETC用户2.26亿，形成了高速公路领域规模最大、用户数最多的车路通信网络。以ETC系统为基础，可以快速构建车路协同服务体系，实现高速公路全过程伴随式的动静态交通信息服务。

三

车路协同实施路径

ETC门架已部署高清摄像头、RSU等设备，具有一定的信息采集、边缘计算和车路通信能力。通过打通收费系统和监控系统数据，将监控系统采集到的交通事件信息，通过上游ETC门架RSU发送给车载OBU，结合情报板信息发布，为用户提供车路协同服务。

传统后装OBU设计的出发点是用于收费，人机交互比较简单。现阶段ETC车路协同主要通过OBU的连续蜂鸣来提醒车主前方有事件，再利用情报板告知车主具体事件内容，以实现基础的车路协同服务。下一步将依托ETC前装，推进ETC与汽车CAN总线通信，实现与车机连通。这样当车载OBU收到信息后，就可以通过车载音响或车载屏幕进行语音播报或图文显示，实现更丰富、更直观的高级别车路协同服务。并且对于自动驾驶车辆，ETC车载OBU还可以作为车路通信的载体，将收到的超视距信息传递到车辆计算决策平台，为自动驾驶规划决策提供数据支撑。

基于ETC实现车路协同，能够充分发挥既有基础设施的效能，进一步巩固撤站成果；成本更低，可以快速覆盖全网ETC用户，形成大规模的示范应用，为高速公路车路协同应用全面推广积累经验。

四

结束语

车路协同的三大核心要素是感知、计算和通信，高速公路现有业务系统已经具备一定的实施基础。在实际建设过程中，高速公路车路协同应用仍需围绕强化高速公路运营服务的目标，充分利用既有基础设施，发挥现有系统聚合效应。通过应用创新和技术赋能，从根源上、从业务需求上解决实际问题，提升高速公路运营服务水平，保障高速公路安全、高效、畅通。

（原文刊载于2021年第9期《中国交通信息化》）

---

微信编辑 | 户利华

责任编辑 | 崔雪薇

---