两地智慧高速“准自由流”收费模式探索

湖北鄂州机场高速公路一期工程起点位于鄂州花湖机场，设枢纽互通连接汉鄂高速，终点连接武黄高速，全长13.0415公里，双向六车道。作为湖北省第一条智慧高速试点路段，它主要服务于鄂州花湖机场与高速路网的公空联运，具有通行时间需求长、物流集散速度要求快、紧急状况应急处置效率要求高等特点。有必要依托准自由流收费系统，提高ETC车辆交易效率和车道通行速度，实现对ETC车辆特情的精准判别和引导，进而提升收费站通行效率，保障车辆快速通行。

据悉，该系统基于高速动态称重技术、自由流ETC技术、数据匹配技术三方面关键技术，主要包括入口匝道自由流高速称重系统与出口匝道自由流预交易系统。

·入口匝道自由流高速称重系统^[1]

匝道自由流高速称重系统由三大系统构成，包括高速不停车动态称重系统、ETC自由流门架预写系统、智慧引导系统。

在系统流程方面，入口预交易系统支持对ETC客车和不超限的ETC货车前置交易流程，并将交易信息共享至预交易服务器，由数据中台服务转发至ETC车道、MTC车道和自助发卡机车道，由车道进行信息订阅。已经进行预交易的车辆到达收费车道后，系统通过车牌号码或者OBU的MAC信息确认其身份后，直接抬杆进入。同时，ETC车道软件支持货车快速通行。安装有ETC且不超限的货车进入ETC车道后，系统查询该车辆是否超限，若不超限则直接抬杆放行。

· 出口匝道自由流预交易系统^[1]

ETC自由流门架预交易系统在收费站匝道设置ETC龙门架（距离收费站出口900米及以上为宜），将ETC收费提前到匝道进行。系统对经过匝道的ETC车辆进行提前交易，收费广场的ETC和MTC车道只需要核对交易车辆名单和补充交易，可快速完成车辆收费。由于特殊情况而无法在匝道完成交易的车辆，在广场任一ETC和MTC车道均可进行补充交易，确保系统安全、稳定和可靠。

据悉，系统在ETC自由流门架下游约200米、400米处，分别建立一级提示门架式情报板和二级提示F型情报板。系统对于ETC正常的车辆，提前进行预交易，并将其导流至ETC车道快速通行；对于异常车辆（含OBU设备异常、无OBU设备、大车小标等），则给予其相应提示，将其引导至人工混合车道或进行其他处理。

在系统流程方面，匝道预收费软件能对ETC车辆进行提前扣费交易，还能实现多OBU并行交易、交易记录实时存储与上传、交易流水与牌识流水匹配等功能。后端数据中台主要完成匝道预交易流水数据的接收、存储、转发等工作。ETC车道、MTC车道和自助缴费机软件订阅接收消息，完成匝道预交易记录接收和预交易结果车道验证功能，对交易成功车辆进行验证后放行，对匝道漏交易车辆进行正常交易后放行，对预交易失败车辆进行重取TAC验证或人工处理放行。

为探索“一张网”下新收费、监控、稽核的运营管理模式，江苏宁沪高速以五峰山过江通道为基础，实施准自由流模式的营运管理，优化收费车道布局、重构新系统收费模式，运用“云-管-边-端”技术，搭建高速公路扁平化、在线化的收费系统架构，促进了收费系统架构和业务的融合，形成了新一代准自由流模式管理标准^[2]，取得了显著成效。据悉，五峰山大桥的准自由流模式，是江苏首次实现的全路段准自由流通行模式。

在“准自由流”收费架构上，引入“云-网-边-端”技术架构及理念，可实现收费站机房、收费广场上的机电设备布设进行调整优化，为江苏开展新基建背景收费新技术、新设备应用研究提供了良好条件。^[3]准自由流新架构如下图所示。

准自由流新架构示意图^[3]

江苏在准自由流收费管理中，采取了取消ETC车道收费亭措施，入/出口最外侧收费岛各保留1个收费亭用于CPC卡通行。

江苏将准自由流收费站平台设计为“云管边端”中的“边缘计算云平台”。通过虚拟化技术，虚拟出多个车道收费系统，车道的交易大部分通过站级支撑服务完成，边缘计算云平台将为站级收费提供收费交易支撑。

在网络与安全方面，江苏省借助SD-WAN实现了高速公路多层级架构向极度扁平的互联网架构的转变，实现了基于SD-WAN的云网一体化基础架构，该架构有效支撑协同指挥调度系统、云车牌识别、情报板信息安全发布、云值机系统，同时支持各种主流加密方式，保障网络安全。^[3]