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【机电一体化毕业论文】ETC车道机电设备改造实践

2015年01月05日 机电一体化毕业论文 ⁄ 共 2283字 ⁄ 字号 暂无评论 ⁄ 阅读 3,386 views 次

摘要:本文结合京秦高速公路ETC车道机电设备改造实践工作,从收费运营管理方面提出了 ETC车道存在的两大问题,同时针对每个问题给出了相应的简易有效的解决方案。

关键词:ETC车道 机电设备 预警装置 防闯口装置

   随着电子不停车收费(ETC)在我国逐步推广应用,其高效通行、减少环保等优势日趋明显。2010年8月10日河北省高速公路正式开通ETC运营模式,截止2013年年底,京秦高速公路已拥有ETC收费车道22条,覆盖比例达12.6%。

   一、ETC车道收费系统基本功能

   ETC车道收费系统主要包括车辆识别系统、车辆检测系统、设备控制系统、计费系统、通信系统、图像抓拍系统等六部分,当设备检测到车辆进入ETC车道的时候,安装在天线架上的微波天线结合车辆识别来判断来车是否有电子标签。如果通行车辆未安装电子标签,或电子标签故障,车道自动栏杆将拦截该车辆,不允许通过,系统不再对该车辆进行处理,需由站内疏导人员引导至旁边的人工收费车道通过。如果是已安装电子标签的车辆,当车辆通过车道时,安装在天线架上的微波天线与安装在汽车上的“电子标签”自动进行信息交换,抓拍设备自动对车道图像进行抓拍并保存。在入口车道将入口收费站、车型等上道行驶信息写入非现金支付卡中,在出口车道,根据车辆经过的入口收费站、车型等行驶信息,查费率表,计算通行费金额,从车主的预付费卡中扣除通行费,交易成功后,车道栏杆自动升起,放行车辆,车辆通过后栏杆自动落下,整个收费过程无需人工干预,用户可不停车快速通过ETC收费车道。

   二、京秦高速ETC车道机电设备布设简介

   合理布置ETC车道设备是保证ETC车道通行流畅的一个关键因素,如果ETC车道设备布置不合理,就无法体现ETC收费系统的优势和可靠性。

   京秦高速ETC车道设置在收费广场中央,通过一定的标志标线进行引导,属于专用车道模式,即不允许未安装电子标签的车辆进入,只允许装有电子标签的车辆通过,一般为无人值守车道。ETC车道设备布设采用自动栏杆前置方案,即车道设备布设在ETC收费车道前部,包括天线、自动栏杆、通行信号灯等设备,ETC车道比相邻的人工收费车道向前延伸至少10m的距离,在自动栏杆前方设有误入车辆驶出的缺口,当车辆进入ETC车道出现交易异常后,可以不需要倒车即可顺利驶入旁边的人工收费车道,最大限度地保障了ETC车道的通畅。具有提高误入ETC车道的非ETC车辆快速驶出的优点,

   三、ETC车道机电设备创新

    ETC车道给收费运营带来便利的同时也伴随而生了两大问题:收费员的人身安全问题和通行费流失问题。在实际使用过程中,通过不断总结经验,每个问题的相应解决方案如下:

   (一)收费员人身安全问题解决方案

   ETC车道设置在收费广场中间的位置,每个班收费员要数次穿过该车道。与ETC车道相邻的收费亭及排满缴费车辆的人工收费车道,又阻碍了收费员观察ETC车辆的视线,形成相互的视线死角。收费员只有走到ETC车道安全岛的边缘探头去看才能看清,对其人身安全造成重大隐患。

   由于京秦ETC车道是在原有人工收费车道基础上改建的,车道宽度维持原有3.2m的宽度。同时受ETC系统收费处理时间和自动栏杆动作时间等因素制约,车辆通过ETC车道的最大时速可达20~40KM/H。在安装有减速带的情况下,根据现场实际观测,多数车辆通过ETC车道的时速可达15~25KM/H,前后所花时间只需3~5S左右。

   为了最大限度的保障收费员的人身安全,除了在ETC车辆行车方向安装“减速慢行”的警告牌等ETC车道安全设施,结合京秦处实际情况,专门为ETC车道量身定制了一套预警装置(电路接线图详见图1),在ETC车道收费亭一侧玻璃正上方亭壁上安装黄闪报警器(详见图2),将行程开关固定在ETC自动栏杆机内部合适位置(详见图3),使报警器与ETC车道的前置栏杆联动。自动栏杆一抬起,报警器就开始报警,利用栏杆到收费亭12米的距离差实现提前3~5秒报警,提醒收费员注意,并给收费员提供足够的反应时间,有效降低了安全事故的发生。

   

   图1 ETC车道预警装置电路接线图

   

   图2 黄闪报警器安装效果图

   

   

   图3 行程开关安装位置图

   (二)通行费流失问题解决方案

   京秦高速公路所处地理位置独特,是连接华北与东北的通运输主干线。自1999年正式开通运营至今已有15年的时间,京秦处的车流量日进激增。尤其赶上节假日等特殊时段,班长、收费员忙前忙后,难免会对ETC车道放松警惕。由于ETC车道无人值守,现有的自动栏杆机栏杆臂轻轻一推,栏杆臂就会被推倒,栏杆机就形同虚设,造成通行车辆可以免费通行,这就存在通行费流失的问题。

   为了避免造成通行费流失,结合京秦处实际情况,通过反复试验,我们利用两根螺栓和可折叠铁板,制作了ETC栏杆防闯口装置(详见图4),将该装置安装于栏杆机摆臂卡口位置(详见图5)将长杆螺丝穿与孔中安装完成后的效果(详见图6)。该装置不影响栏杆臂上下方向的正常抬起和落下,只是限制栏杆臂左右方向的活动,也就避免了掰杆偷逃费情况的发生。

   

   图4 防闯口装置材料

   

   图5 防闯口装置安装位置

   

   图6 防闯口装置效果图

   总之,高速公路ETC收费的快捷、高效、安全、低碳等优势正在随着ETC的深入建设和广泛使用体现出来。简易有效的预报警装置和防闯口装置不仅为收费员的人身安全提供了一个安全的工作环境,堵塞了偷逃费漏洞,而且进一步为提高收费站通行效率,改善高速公路通行环境提供了基础保障。

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