高速公路ETC设备监控及综合评估系统的探究

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摘要：随着ETC系统的不断建设完善，ETC车道设备日常巡检及故障检修已经成为保障ETC系统稳定运行的一项重要工作。为了进一步提高ETC系统的服务水平确保ETC系统的可持续发展，通过构建高速公路etc设备监控及综合评估系统可以有效提高ETC设备巡检维护工作的水平和效果。

关键词：ETC；设备监控；综合评估

中图分类号：U412文献标识码： A

为了应对上海市高速公路路网交通量不断增长而造成的收费站拥堵问题，在路政各有关部门的大力推广和建设下，本市高速公路电子不停车收费系统已累计建成开通ETC车道264根，实现了本市高速公路路网全覆盖的目标，从而有效缓解了收费站道口拥堵的问题。

上海市ETC系统自2008年底开通运行至今，相关系统设备在运行过程中得到了不断的调整和改进，同时结合ETC车道完善工程等项目的实施，本市ETC系统的整体架构、技术标准及各项功能已趋于完善，整个系统的运行情况也趋于稳定。目前，上海市ETC系统经过三期完善工程的改造，通过在车道两侧增加3对光幕光电设备并配合7根车辆检测线圈，有效解决了初期ETC车道运行过程中存在的跟车感应及旁道干扰两大问题。

随着ETC系统功能的不断完善，相关车道设备的数量也不断增加，这就对ETC系统设备的日常维护和检修工作提出了更高的要求。原有在MTC收费车道上适用的人工巡检和排查故障等传统维护手段已难以满足ETC车道日常维护工作的要求，而目前ETC车道设备日常维护检修工作中存在的问题困难可归纳为以下几点：

1、ETC车道无人值守、设备故障难以及时发现；

2、ETC车道设备数量多、人工巡检耗时长、效果差；

3、ETC故障排查步骤繁琐、调试修复时间长；

4、ETC故障存在多设备综合故障因素，维修难度高。

针对以上问题困难，结合ETC系统设备特点，全面构建ETC设备实时监控及综合运行评估系统将有效解决ETC系统巡检及故障排查困难等相关问题，从而进一步提高ETC系统的运行稳定性。

一、系统要求

ETC设备监控及综合评估系统的构建，主要通过以下几方面的目标要求进行。

1、逐级监控、全面部署

系统分别通过在收费车道级别、收费站级别、收费分中心级别三个层面部署监控系统软件，根据不同级别的设备运行特点，结合收费监控员及设备维护技术人员的日常工作内容、逐级差异化部署、按需配置监控软件功能，实现全面高效部署。

2、实时传输、分级存储

系统监控软件实时采集设备运行关键数据，实时上传显示，使ETC设备运行状态实时体现。同时对于监控软件采集的设备运行状态数据分级存储、分类归纳，保证数据的存储安全性、分布合理性和调阅高效性。

3、定期分析、评估汇总

对于采集的设备运行数据，根据设备维护周期标准，定期由系统按需生成统计报表、数据图表等，设备维护人员根据分析报表及图表开展综合性评估工作，提出合理性、预防性缺陷整改措施并落实，有效提高ETC系统的整体运行稳定性。

二、系统总体架构

ETC设备监控及综合评估系统框图，如下图1：

（图1）ETC设备监控及综合评估系统框图

通过收费车道级别、收费站级别、收费分中心级别三个层面的监控系统软件的部署，全面评估逐级监控ETC系统的运行情况。

收费车道级别监控软件：主要负责车道工控机、设备等硬件设备运行情况监测以及操作系统、车道收费、数据库等软件的运行、通信情况的数据采集和上传，该级别监控软件由于需要占用收费车道系统资源，因此其只负责数据的采集和上传，并不具备数据存储和分析功能，从而将监控软件对车道运行的影响降到最低。

收费站级别监控软件：主要负责车道级别上传数据的接收和存储，配合监控软件界面实时显示各收费车道的运行情况，同时提供故障报警、记录功能，使收费站监控人员实时掌握ETC车道运行现状，及时发现设备故障并采取应急响应措施。

收费分中心监控软件：主要负责分析评估各收费站上传的车道运行情况汇总数据，通过软件界面实时显示站级ETC系统设备的总体运行情况，使分中心监控人员对整个路段的ETC系统运行情况有整体概览，并依据路段ETC车道正常运行比例、故障率评估路段ETC系统整体运行水平。

收费站及分中心级别监控软件可以通过配置专用的监控服务器用于存储分析监控数据，也可以在原有收费票务工作站及服务器上加装监控软件实现相同功能，从而进一步提高了ETC监控系统的适用性和经济性。

三、系统功能

ETC设备监控和综合评估系统的功能主要由设备基本信息采集、实时运行情况监控、累计运行情况统计三大部分组成，以下就这三大部分的功能进行介绍：

1、设备基本信息采集

硬件信息采集：包括车道工控机CPU型号主频、内存容量、硬盘容量、主板型号等。

软件信息采集：包括操作系统版本、收费软件版本、数据库版本、杀毒软件及病毒库版本、系统补丁服务情况、IP地址等。

2、实时运行情况监控

硬件运行情况：车道工控机相关的包括CPU占用率、内存占用率、硬盘容量使用情况、工控机温度等。车道外部设备相关的包括感应天线的功率、车辆检测线圈的电感量、栏杆机抬落杆情况、红外线光幕校对情况、通行信号灯显示情况、车道信息屏提示及交易信息显示情况等。

软件运行情况：包括数据库运行状态情况（容量、使用空间）、数据库费率更新情况（通行费率、员工表、黑名单）、通信程序运行情况（收费流水上传情况、异常流水情况）等。

3、累计运行情况统计：包括工控机开机累计运行时间、硬盘累计使用时间、栏杆机累计抬落杆次数、信息屏像素管累计通电时间等。

通过以上ETC系统设备硬件、软件各方面信息状态数据的采集，配合定制相应级别监控软件界面和功能，从而使收费监控人员及设备维护人员能够按需全面掌握ETC系统的实施运行状态、历史运行记录、设备故障情况等信息。

四、系统的应用

ETC设备监控和综合评估系统在全面数据采集的基础上，通过数据的汇总分类显示、系统评估，使得ETC设备日常巡检、设备检修工作的效果得到了明显的提高。

1、设备自动巡检

相较于人工现场巡检的工作方式，ETC设备监控系统达到了全方位的设备巡检效果，从原先人工单一时间点的数据采集转变成了系统自动全时段的巡检数据采集，使设备巡检效果得到了显著的提高，使巡检数据更加充分完整，同时节约了人力物力，真正达到了事半功倍的效果。

2、设备故障报警

ETC设备监控系统实时反应每根ETC车道运行情况，能够及时发现设备运行过程中的故障缺陷并进行预警。使收费站监控人员能够第一时间发现车道故障并采取应急响应措施，避免了因ETC车道无人值守造成的故障发现维修不及时的问题。

3、设备故障原因分析判断

设备检修人员在接到故障报修后，可以通过调阅相关ETC车道的运行日志以及故障报警信息，对故障原因及故障设备进行分析判断，从而做好维修方案的制定和维修备品备件的准备工作，进一步提高故障维修的效率。

4、综合故障分析及调试

ETC系统由于自动识别检测车辆功能需要，相关检测设备数量较多，各设备之间关联性也更加密切，因此ETC系统设备故障常为多设备问题综合故障，对于一般人工调试检修造成很大困难。通过ETC设备监控系统对各设备部件运行情况的分别监控，可以有效节省人工检修、故障分析及调试的时间，提高故障修复的速度。

5、设备现状分析及综合评估

通过对ETC设备监控系统采集的各项数据进行综合评估分析，由系统自动生成设备故障率、设备完好率统计表、不同设备故障比例图表等统计信息，可以使ETC设备日常维护保养工作更加有针对性的开展，同时还可以根据评估信息实施预防性、周期性缺陷整改工作以及设备专项整治改造工程，从而进一步提高ETC系统的运行稳定性。

随着ETC收费系统的不断发展建设，其收费快捷、通行便利、节能环保的优点日益凸显且为人们所青睐，使其必然成为未来高速公路收费方式的发展趋势，可以预见MTC人工收费方式将逐步被ETC自动收费方式所取代。在ETC系统技术已经日渐成熟完善的今天，进一步做好ETC设备日常巡检及故障检修工作，确保ETC系统稳定运行、不断提升ETC服务水平是ETC持续发展的重要基础。而ETC设备监控及综合评估系统的应用也将成为实现ETC服务水平整体提升的一项重要措施。

参考文献：

[1]黄慰忠，陈洪.上海高速公路电子不停车收费(ETC)系统介绍[J].上海公路.2009(1)

[2]谭裕安,翦俊. 浅析基于车道事件的ETC服务性信息构建[J].现代交通技术.2012(9)

[3]陈燮奇,潘勇.国内ETC现存问题的解决方案研究[J].中国交通信息产业.2008(9)