“准自由流”收费模式的探索情况

智慧交通发展风口下，高速公路“智慧”升级已成为必然趋势。近年，多省市启用准自由流等新一代收费系统，力求以点带面推动全国高速“一张网”建设。准自由流收费系统主要应用于特大城市出入口，以及客车流量大、比重大的站所。以下梳理了润扬大桥世业洲收费站和鄂州机场智慧高速花湖机场收费站对“准自由流”收费模式的探索情况。

润扬大桥世业洲收费站

刘继等[1]介绍了5G通信传输网络条件下的准自由流收费模式。据介绍，根据准自由流收费通行特点，在润扬大桥世业洲收费站搭建5G专网，通过对收费平台的逻辑架构、车道布局及收费系统进行优化，制定了多车道协同和特情处置机制，充分响应了收费站少人化管理的发展趋势。

当前，“5G+工业互联网”的建网模式主要包括基于5G切片技术的虚拟专网模式、基于UPF/MEC下沉部署的混合组网模式以及基于频谱资源专享的独立专网模式等。由于世业洲是长江中的独岛，考虑到其独特的地理环境因素，选择基于频谱资源专享的独立专网模式搭建5G专网。基于5G专网的收费站准自由流收费系统包含预交易门架系统、收费站预交易ETC系统和手持终端收费系统。

5G设备点位布设需满足收费数据、视频的接入，在收费站提供专用5G基站、频率设备，5G覆盖范围包括世业洲收费站端、匝道预交易门架、收费ETC车道和混合车道，在收费站专网网络资源支持专用的5G通信设备接入使用，实现与收费站内收费系统互通，通过5G网络的大带宽、低时延、高可靠性对收费站的视频数据及收费数据进行备份和转发，保证收费数据安全及运营管理需求。

在此条件下，ETC无杆准自由流收费系统[1]由匝道预交易系统、ETC无杆车道系统、入口自助发卡系统、移动式便携终端等组成。

· 匝道预交易系统

匝道预交易门架点位布设。匝道ETC预交易设备安装位置原则上需在互通立交、入/出口之间设立L型/T型立柱或龙门架，世业洲收费站互通匝道均为桥梁段，且出口收费广场渐变端距离收费站较近，无法满足预交易ETC系统直线段的布设要求。结合现场情况，将预交易门架设置于距离出口合流端桥梁伸缩缝28m处，同时为了保证预交易失败或异常的车辆在进入收费车道前告知司机交易情况，在收费广场前设置一套LED诱导屏，可通过号牌进行文字显示或通过图形化方式诱导至对应的收费车道。

匝道预交易流程。当ETC车辆途经匝道预交易门架时，匝道预交易系统会提前对该车进行计费、扣费的整个交易过程，在电子标签内记录交易状态，并通过5G网络将交易流水实时保存到收费站收费系统，当车辆到达出口车道时直接无杆放行。

· ETC无杆车道系统

在世业洲收费站出口1号车道设置自由流试点，取消自动栏杆机，其他外设设备不变，对原有ETC车道软件和入口收费软件进行定制化改造，增加入口追缴功能。无论ETC交易成功或失败或CPC卡的用户行驶至该车道，一律抬杆正常放行。系统后台自动将ETC交易失败或持CPC卡通行该车道的车辆进行记录，在下次驶入入口时，收费系统自动拦截报警，人工干预进行通行费补缴。

出口模式。车辆驶离主线进入匝道，由匝道预交易天线识别相关车辆信息。匝道预交易系统对ETC及CPC卡车辆提取车牌、车型、卡号、入口时间、入口站等信息并记录。ETC车辆由预交易系统自动扣费，并将交易车辆信息进行记录。车辆通过出口车道时，由车道ETC判别该车是否已交易，并记录相关车辆信息。

入口模式。车辆驶入入口车道时，入口车道对车辆进行判别，若判断为入口追缴车辆，则收费系统将拦截并自动报警，提示收费人员干预并进行追缴操作。

· 入口自助发卡系统

入口自助发卡系统支持全车型自助通行、ETC快速过车交易、车型和车牌智能比对校验、特情车辆自动拦截、入口车型识别放行，两客一危，超限自动拦截，ETC牵引车货车自动轴数确认等，同时也支持自助发卡系统和人工模式一键切换。

· 移动式便携终端

移动式便携终端主要处理现场移动业务、特情等，可以通过收费广场的5G网络进行数据传输，提供车道应急处置能力。其具备车牌图片信息采集、介质信息采集、入口操作、收费、车道外设控制、数据共享等多种功能，可以与自助/ETC混合车道、MTC/ETC混合车道、匝道门架、邻近的ETC门架系统共享交易数据；同时与收费云平台对接，完成在线交易并生成交易数据，返回交易信息，实现对车道栏杆机、费显等设备的控制。

鄂州机场智慧高速花湖机场收费站

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。

罗如意等[2]介绍的“准自由流收费系统”已在鄂州机场智慧高速花湖机场收费站出入口建设试点工程进行应用。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

匝道自由流高速称重系统[2]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

ETC自由流门架预交易系统[2]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。

参考文献

[1] 刘继,郭晓春,周洁等.基于5G的ETC无杆准自由流收费系统[J].中国交通信息化,2023(6).

[2] 罗如意,代永涛,卢沙等.智慧高速“准自由流”收费新模式探索[J].中国交通信息化,2023(4).