取消省界收费站背景下高速公路协同化运营运维系统研究--中国期刊网

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取消省界收费站背景下高速公路协同化运营运维系统研究

发表时间：2021/3/26 来源：《中国科技信息》2021年3月作者：韦璇

[导读] 经济的发展，城镇化进程的加快，促进公路建设项目的增多。

广西交科集团有限公司广西南宁韦璇 530021

摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进公路建设项目的增多。随着2019年全国高速公路取消省界收费站工程的实施，29个联网收费省份共建设了24588套ETC门架系统、48211条ETC收费车道，高速公路收费模式由原来的MTC为主ETC为辅、取卡缴费的模式，转变为ETC为主MTC为辅、所有车辆分段计费、出口统一收费的模式，这标志着我国高速公路开始迈向了全国收费一体化、自由流不停车收费阶段。收费模式的转变，同时也带来了新的需求和挑战，传统的高速运营方式难以支撑全新收费系统的长效运营和智能化收费设施的高效运维。本文就取消省界收费站背景下高速公路协同化运营运维系统展开探讨。
关键词：ETC门架系统；设备运维；路网运营
        引言：随着我国高速公路的里程正日益增加，我国的车流量也在此过程中不断地得以增加。在我国建设的过程中，势必对高速公路的运营和维护提出更高的要求。而如何在此过程中通过更好地提高管理的效率来降低运营的成本，并在此过程中从根本上减轻劳动者的管理强度，从而有效地缩短应急响应。目前已经成了大家都急需要解决的问题。
        1取消省界收费站带来的社会效益和经济效益
        高速公路省界收费站取消之后，ETC门架系统将在之后的高速公路收费系统中扮演积极重要的角色，那么智慧化运维管控就变得尤为重要，利用预测性维护工作和硬件带外方式进行管控，可以大大降低系统停机风险。并且，系统MTTR(平均修复时间)能够缩短至少90%诊断时间，站级服务器维修关闭的时间不会超过十分钟，使高速公路车辆通行效率大幅度提升，具有非常显著的社会效益和经济效益。除此之外，优势包括：减少人工成本、节约能源、减少环保投资、缓解交通拥堵、提高通行速度、降低物流成本、提高运输效率以及改善服务水平、提升社会形象。
        2新型收费模式下的运营运维需求分析
        新型收费模式下，路网收费门架系统和出口ETC收费车道承载了最为核心的计费扣费工作，高清车牌图像识别设备、路侧单元RSU等ETC门架关键设备的无故障运行直接影响着通行交易数据的正常采集和计费扣费的准确性。另一方面，随着收费门架、ETC收费车道的建设，高速公路机电设备数量呈指数级增长，且设备广泛分布于整个高速路网，运维复杂度显著增加，传统依靠人工及以个人经验驱动的方式难以适应新的运维需求。同时车辆通行交易等运营需求的转变又对设备无故障运行时长提出了更高的要求，高速公路路网运营、设备运维交互影响，且面临着联动的严峻压力。在这样的需求下，本文提出将高速公路自由流收费场景下的路网运营与设备运维有机联动起来，将运营、运维间的相互制约转化为相辅相成，根据关键设备运行状态、关键运营评价指数构建协同联动的监测指标体系，以达到收费设备无故障运行、路网通行交易长效稳定运营的联动提升效果。
        3取消省界收费站背景下高速公路协同化运营运维系统
        3.1基于“GIS+BIM”三维空间场景多源数据融合和场景拟合
        以“BIM+GIS”技术为基础构建三维空间场景，在场景空间内融合各监测主体的实时、多源监测数据，实现真实高速路网场景的拟合还原和实时路网运行态势的展现交互，提高高速路网监测场景下的异常、故障、告警事件的探测灵敏度，提供更为高效的消息可得性，是有效保障和提升设备运维响应速度的关键手段。
        3.2运管模式的变化
        取消省界收费站实施后，ETC高速公路不停车收费率要求达到90%，相应的运营维护重点由车道设备转变为ETC门架系统。信息运维人员在做好信息机电系统维护的前提下，重点加大对网络安全和供用电安全管理，确保ETC门架正常运行。

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收费站监控人员24小时值守，实时监控本站所管辖ETC门架以及相邻高速公路互通附近的收费站的ETC门架的交易情况(包括门架连通率、交易成功率、交易上传及时率、车牌识别率等)，对ETC门架交易情况形成报表逐级上报，同时，实时监控ETC门架的运行情况，与信息运维部门形成联动，对非正常运行的ETC门架及时维护维修。
        3.3服务器运维管控措施
        基于带外管理方式可以实现深度的远程管控手段，该管控措施主要针对核心收费业务设备以及ETC门架系统。首先，远程接入控制。基于IPMIRemoteKVM的功能，当系统死机时，工程师可通过远程进行故障诊断、数据恢复，使事件处理效率大大提升，减少了成本费用；并且，恢复系统故障的时间一般不会超过30分钟。其次，精准定位故障。依靠上百个部件传感器获取的设备信息，可以实时监测设备部件的运行状态，实现诊断自动化。再次，智慧分析与决策。基于IPMI的大数据分析系统，配置了不同类型的预警方案，可以有效防止系统停机、电路过载事件以及热点事件的发生，为各种应急预案提供数据支撑。
        3.4以数据为基础，以模型为保障的智慧化运维
        智慧化运维的一个重要特点是强调数据采集和数据分析在运维工作中的重要性。通过物联网平台感知监测数据、构建基于历史数据的设备运行态势分析、基于指标权重的量化评估以及基于自主学习的贝叶斯故障诊断模型实现智慧化设备运维闭环管理。基于工作流引擎，实现维修工单关键流程节点的灵活可配置和工单流转管理。通过维修日志、流转审核等形式实现维修工单的进度跟踪与维修质量管控。根据紧急程度、维修难度的差异以及交通运输部对门架系统关键设备无故障运行时间的规定，差异化定义设备故障响应时间，跟踪故障维修进度，并实现限定时间内的任务督办。
        3.5面对车辆进行监控
        在进行高速公路运维体系的建设过程中，尤其需要加强对车辆的监控，其最根本的就是通过利用路面和路旁的数据采集功能来对道路交通状况、路面情况和天气状况进行全盘的观察和监测，并及时将有关的通信信息输送到监控中心。之后，尤其需要在迅速响应的基础上进行全方位的紧急服务，只有快速地排查事故，才能够将事故引发的延误值控制到最小。
        4加强BIM在高速公路运维管理中的应用
        （1）可视化管理。BIM提供三维模型实现信息可视化管理、监控定位可视化管理、应急预案可视化管理。如应急预案可视化管理以BIM三维模型为主，预警装置、射频技术为辅，为救援人员提供帮助。（2）数据集成及协同共享管理。BIM技术将项目的策划阶段、设计阶段、施工阶段、运维交接阶段等整个周期内的所有建筑信息和建筑模型相结合，经过系统整合分类，实现数据集成，便于运维的工作人员通过信息库更有效率准确地获取设备运行状态及设备其他性能信息，保证运维高效运作。同时数据集成以数字化的形式存储起来，通过相关人员将信息上传到同一系统，形成信息共享平台，各个用户能登录系统查看此项目运行状态，避免信息孤岛问题。
        结语
        综上所述，在当前国家实施取消高速公路省界收费站政策背景下，高速公路中的虚拟收费站和标识站点会越来越多，要提高车辆通行效率，就必须对智慧化运维管控方案进行持续优化改进，利用先进的科学技术手段，实现具有针对性、系统性的高速公路机电设备运营维护。
参考文献
[1]交通运输部《取消高速公路省界收费站总体技术方案》[s].2019.
[2]交通运输部《取消高速公路省界收费站工程建设方案》[s].2019.
[3]取消省界收费站背景下省ETC运行监测系统设计.黄来荣，2019(S1):102-104+107.
收稿日期：2021-3-4
作者简介：韦璇（1993-），女，壮族，广西南宁人，本科，助理工程师主要从事高速公路机电设备运维工作。