收費設施是交通工程，特別是高等級公路、橋梁、隧道及停車場等系統中的關鍵組成部分。它不僅是資金回收、實現項目經濟可持續性的重要手段，也對交通流的組織、管理與服務水平產生直接影響。本章將系統闡述收費設施的設計原則、類型以及核心的交通收費設備。

一、收費設施設計的基本原則與目標

收費設施的設計首要目標是實現高效、安全、公平的收費過程，同時最小化對主線交通流的干擾。其核心原則包括：

1. 通行能力匹配：收費車道的數量與通行能力必須與收費站的預測交通量相適應，避免成為路段瓶頸。
2. 安全至上：合理布局收費廣場、漸變段和分隔設施，確保車輛減速、停車繳費、加速駛離全過程的安全，特別是人員（收費員、駕駛員）的安全。
3. 用戶友好：繳費流程應清晰、簡便、快速，提供多種支付方式（如現金、ETC、移動支付），并設置明確、提前的指示標志。
4. 經濟性與可擴展性：在滿足當前需求的基礎上，設計應兼顧未來交通量增長和技術升級的可能性。

二、收費制式與收費站布局

收費制式決定了收費站在路網中的布局形式，主要分為：

• 均一制收費：全線按次統一費率收費，收費站通常設置在道路的入口或出口。布局簡單，但長途短途收費相同，不夠公平。
• 開放式收費：在主線設置若干收費站，按區間收費。需設置主線收費站，對交通流有直接阻斷影響。
• 封閉式收費：車輛在入口領卡（或記錄信息），在出口根據行駛里程繳費。這是高速公路最常用的制式，需在所有互通立交的匝道出入口設置收費站。
• 混合式收費：結合上述多種方式。

收費廣場是車輛完成繳費操作的區域，其設計包括足夠的漸變段長度、足夠的收費島寬度與長度、安全島、以及排水、照明、監控等配套設施。

三、核心交通收費設備詳解

收費設備是收費系統的“硬件”核心，其技術水平直接影響收費效率和系統可靠性。主要設備包括：

1. 車道級設備：

• 電子不停車收費（ETC）設備：這是現代收費系統的主流。包括車載單元（OBU） 和路側單元（RSU）。RSU通過5.8GHz專用短程通信（DSRC）技術與行駛中的車輛OBU進行快速數據交換，自動完成扣費。具有通行效率極高（車輛可保持20-60km/h速度通過）、節約人力、減少排放等優勢。

• 人工半自動收費（MTC）設備：車輛需停車繳費。核心設備包括：

• 收費員終端（操作臺）：集成計算機、票據打印機、讀卡器、顯示器等，是收費員的工作平臺。

• 車輛檢測器：通常采用環形線圈或地磁傳感器，用于感知車輛到達、離開，觸發抓拍和控制系統。

• 自動欄桿機：受控抬起或落下，控制車輛通行。

• 費額顯示器：向駕駛員顯示應繳金額。

• 車牌自動識別（ANPR/LPR）系統：通過高清攝像機和圖像處理軟件，自動抓拍并識別車牌號碼，是稽查逃費、匹配入口信息（封閉式收費）的關鍵。

• 自助繳費設備：如無人值守的自助取卡/繳費機，常用于停車場或流量較小的收費站。

1. 站級與中心級設備：

• 站級服務器/計算機：收集、處理本站所有車道的數據，并進行初步存儲和管理。

• 視頻監控系統：覆蓋收費廣場、車道、票亭，用于安全監控、交易糾紛處理和運營管理。

• 對講與報警系統：保障收費員與監控中心的通信暢通和緊急求助。

• 供配電與防雷系統：確保收費設備7x24小時穩定運行。

四、發展趨勢與挑戰

隨著技術進步，交通收費設施與設備正朝著 “無感支付”、“一體化集成” 和 “智能化” 方向快速發展：

• 多技術融合支付：ETC與車牌付、二維碼支付、基于北斗的自由流收費等互為補充，滿足多樣化需求。
• 自由流收費：取消收費站物理設施，通過高精度定位、車路通信等技術在車輛行駛中完成計費扣款，實現真正的不停車通行，這是未來的終極形態。
• 數據深度應用：收費系統產生的海量交通流數據，可用于路網運行監測、出行服務、養護管理等領域。

面臨的挑戰主要包括：不同系統間的互聯互通與標準統一、網絡安全與數據隱私保護、舊系統升級改造的成本與兼容性問題，以及應對逃費、欺詐等不法行為的稽查技術需要不斷強化。

****：收費設施設計是一項融合了交通工程、土木工程、電子信息技術和管理的綜合性工作。合理的布局規劃與先進、可靠的收費設備選型，共同構成了一個高效、公平、安全的收費運營體系，對于提升路網整體運行效率和服務質量至關重要。