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取消省界站特情入口查询系统设计与优化

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第10期作者：蒙敏刚

[导读] 摘要：取消高速公路省界收费站是我国交通行业的一次大改革。

        广西交科集团有限公司广西南宁 530007
        摘要：取消高速公路省界收费站是我国交通行业的一次大改革。省界收费站取消以来，民众提高了对高速公路新收费系统的关注度，社会对高速公路收费服务质量提出了更高的要求。车辆通行高速公路时会遇到各种特殊情况，因此匝道收费站对特情处理的准确性和合理性成为评判高速公路收费服务质量的重要标准。本文在部中心处理特情的入口查询系统的基础上，提出一种基于省中心的补充和优化方案，通过统计广西高速公路15天的交易数据，优化后入口查询成功率提高2.80%，查询结果准确性提升29.00%。
        关键词：取消省界站；点亮费显；特情处理；入口查询
        2019年3月，《政府工作报告》中提出“两年内基本取消全国高速公路省界收费站，实现不停车快捷收费，减少拥堵、便利群众。”2020年1月1日，全国顺利取消所有实体省界收费站；2020年5月6日，“点亮费显”工程顺利上线，对取消省界站工程中遗留问题进行全面整改和优化。高速公路收费系统是一个复杂庞大的系统，包括车道系统、入口治超系统、门架系统、清分结算系统、稽查系统、数据传输系统、费率系统等，在取消高速公路省界收费站的大背景下，全国高速公路整合成一张网，整个系统牵一发而动全身。“点亮费显”上线后，全国收费系统有条不紊地运行。
        收费车道计算车辆通行费时需要准确的入口信息、路径信息和出口信息，在某些特殊情况下，出口收费车道无法直接从通行介质（CPC卡、ETC卡或纸券）中读取准确的入口信息，无法完成计费，例如无卡、坏卡、车牌信息不一致等特情，此时需要做入口查询操作，以获取车辆本次通行的入口信息用于计费。
        入口查询的结果完全取决于部中心数据的完整性和算法的可靠性，对部站链路和部省链路的网络有很大的依赖性，因此基于部中心的入口查询系统有较大局限性。本文在部中心查询的基础上，提出省中心对入口查询的补充与优化机制，充分利用部站链路和省站链路的数据冗余特性，提高入口查询的成功率和准确率。
        1.基于部级平台的入口查询系统
        1.1.功能描述
        当出口站无法通过通行介质获取入口信息时，车道向省中心发起入口查询请求，省中心转发请求到部中心，可向部中心传入介质编号、车牌号、进高速时间范围等关键信息，部中心根据全网在途数据匹配入口站信息返回至省中心，由省中心将结果转发至出口站，以完成计费。
        部中心如可准确查到入口流水，返回入口站信息至出口站，现场收费员可与司机确认入口站信息；部中心如查不到准确的入口流水，根据第1个在途点，通过各省提供的连通性参数查找相近的最多10个入口站信息清单，返回至出口站。现场收费员可与司机确认后选择一个入口站。

        图1基于部中心的入口查询系统
        1.2.问题描述
        （1）部站链路异常导致的问题
        部中心入口查询系统基于车辆通行时产生的入口交易流水、入口牌识流水、门架交易流水和门架牌识流水，车辆通行时产生上述流水产生，通过部站链路由收费站和门架上传到部中心，部中心得以利用这些数据。当部站链路异常时，上述流水无法及时上传到部中心，则请求部中心入口查询返回的结果是不可靠的。
        （2）部省链路异常导致的问题
        车道收费遇到特情时，车道向省中心发起入口查询请求，省中心转发请求至部中心，并且将部中心的结果返回给车道，供车道使用。当部省链路异常时，省中心无法转发车道的请求到部中心，即无法通过部级入口查询系统获取车辆的入口信息，导致车道入口查询失败。
        2.省中心入口查询辅助系统
        为了使入口查询系统获取的结果更加精确，提高入口查询功能的可用性，更好地应用于高速公路收费服务，在部中心入口查询系统的基础上，增加省中心入口查询辅助系统，按照“部中心平台返回信息为主，省中心为辅”的原则，省中心平台对部中心平台返回的入口信息进行必要的判断、补充和修正。

        图2增加省中心优化的入口查询系统
        2.1.省中心数据库设计
        省中心入口查询相关的数据表有入口交易流水表，入口牌识流水表，出口牌识流水表，门架交易流水表，门架牌识流水表。这些数据均在车辆通行时产生，并通过省站链路实时数传到省中心数据库。
        2.2.判断部级返回的有效性
        出现部站链路传输不及时的情况时，会导致部中心返回的入口信息不是本次通行的入口信息。为避免这种情况，省中心接收到部中心返回的入口信息时，需要做必要判断，即利用省中心出口交易流水表对部级返回的入口信息做有效性判断：部中心返回的入口信息，在省中心数据库中是否存在对应的出口，如果存在，则说明该入口对应的行程已经于先前某时刻结束，该入口不能直接返回给车道使用。此时，触发省中心入口查询功能。
        2.3.省级平台入口查询功能
        （1）触发条件
        匝道收费站根据业务需求请求入口查询服务，省中心首先转发请求到部中心，获取部中心的入口查询结果。如部中心返回成功并且省中心判断该入口信息有效时，则直接将结果返回给车道；如部中心返回失败或返回入口信息无效，则启用省内入口查询功能，省内查询成功，则返回省内查询结果，省内查询失败，则返回失败给车道。
        （2）功能设计
        当触发省中心入口查询功能时，省中心以车道请求参数中的车牌、车牌颜色、出口时间作为条件，查询在给定的出口时间前，完全匹配车牌号和车牌颜色的最新的入口交易流水或者入口牌识流水，同时该入口时间到出口时间之间，如果车辆未经过任何出口收费站或者省界出口门架，则该入口交易流水或牌识流水中对应的入口信息有效，返回给车道使用。
        当省中心入口查询功能触发，并且通过上述方式无法再入口交易流水和入口牌识流水中获取到可用的入口信息，则以车道请求参数中车牌号、车牌颜色和出口时间作为条件，查询给定的出口时间之前，完全匹配车牌号和车牌颜色的最新门架交易流水，在该门架交易时间到给定的出口时间之间，如果车辆未经过任何出口收费站或者省界出口门架，则该门架交易流水中对应的入口信息有效，返回给车道使用。
        2.4.修正部中心返回内容
        由于部站链路原因导致数据缺失，使部中心响应的入口信息中缺失车道交易所需的关键字段，如MediaNo（通行介质编号），通过省中心门架交易流水和入口交易流水，利用车牌号码和车牌颜色以及部中心返回的入口时间和入口站编号去匹配门架交易流水或者入口交易流水，获取正确的MeidaNo，连同部级返回的信息一起返回给车道。通过这个方法，使入口信息更加准确。
        3.数据统计
        省中心入口查询辅助功能上线后，入口查询成功率和准确率得到了较大的提升。以下统计功能上线后，广西省中心统计的2020年6月15日至6月30日的生产环境数据。
        3.1.省中心查询效果
        2020年6月15日至6月30日全区一共请求入口查询21813次，其中部级返回查询成功20011次（未修正），部级返回查询失败1802次。失败的1802次触发省中心入口查询，其中省中心成功612次。部中心查询成功率为91.74%，省中心优化后，整体成功率提高到94.54%，成功率提高2.80%。

        图3查询成功率图示
        3.2.省中心修正效果
        部级返回成功数量20011次，其中省中心修正关键参数5804条，省中心拦截6272条。修正占比达到29.0%，即准确率提升了29.00%。

        图4省中心修正与拦截图示
        4.总结与展望
        省中心对入口查询系统的补充和优化功能上线后，入口查询成功率和准确率有明显提升，由此提高了匝道收费站处理特情交易的能力、减少现场纠纷、提升匝道过车体验，高速收费服务质量稳步提升。
        生产环境的数据显示，入口查询功能成功率和准确率有明显的提升，但部中心响应中有一部分入口为外省的车辆，省中心判定若为无效只能进行拦截，无法获取准确的入口信息，针对这种情况，可以采取以下措施：提高部站链路和部省链路的可靠性，采用主备双链路。增加预警机制，在部站链路和部省链路出现问题时及时处理。
        参考文献
        [1]中华人民共和国国务院.深化收费公路制度改革取消高速公路省界收费站实施方案[Z].国办发〔2019〕23号，2019.
        [2]中华人民共和国交通运输部.2019年取消高速公路省界收费站总体技术方案[Z].交办公路函〔2019〕320号，2019.
        [3]中华人民共和国交通运输部.2019年高速公路ETC门架系统技术要求[Z].交办公路函〔2019〕856号，2019.