CN111270903A - 一种基于模块化结构建设的高速收费站系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于模块化结构建设的高速收费站系统，包括：收费广场、多个ETC专用车道、两个ETC/MTC混合车道、与ETC车道数量相同的ETC收费岛、两个ETC/MTC收费岛、ETC收费设备和收费亭，其中，多个ETC专用车道位于收费广场的中间；两个ETC/MTC混合车道位于收费广场的边侧；ETC收费岛和两个ETC/MTC收费岛均由岛头、岛身和岛尾组成，岛头和岛尾位于岛身的两端，岛头位于车道入口侧，岛尾位于车道出口侧，ETC收费岛上安装ETC收费设备，ETC/MTC收费岛上安装ETC收费设备和收费亭；岛身由多个预制岛体模块构建而成。本发明不仅工程投资小、建设周期短，且便于安装和拆除以及后期改造升级等。

Description

一种基于模块化结构建设的高速收费站系统

技术领域

本发明涉及收费站领域，具体为一种基于模块化结构建设的高速收费站系统。

背景技术

收费站是用来对通行车辆收取通行费用的设施。高速公路收费站是公路交通流的瓶颈，研究表明，车辆在高速公路上的延误时间中36％由停车收费造成的。因此研究收费站的通行能力、优化高速公路收费站设置是解决道路畅通的重要途径之一。

收费站建设应提高收费站通行能力，提升收费站服务水平，适应交通量持续增长形势，满足人民群众快速出行需求，保障高速公路的安全、畅通、快捷。

收费站建设应综合考虑设计、施工、养护、管理等成本效益，分析其安全、环保、运营等社会效益，选用综合效益最佳的方案。

然而，目前传统的高速收费站存在以下问题：

1、需考虑收费员工作环境，避免雨雪天气影响，需按收费广场场地大小建设收费天棚，收费天棚主要以钢结构为建设为主，同时考虑地方建筑特色进行设计，不仅工程造价昂贵，占地面积较大，且拆除工艺复杂，拆除危险系数较高。

2、收费岛由岛头、岛身、岛尾、收费亭基础、防撞柱、防撞护栏等组成。岛头、岛身、岛尾、收费亭基础均采用模具内植筋，现场水泥浇筑而成。防撞柱、防撞护栏均采用型钢加工而成，不仅钢材耗用量大，建设成本较高，且拆除内容多，拆除将会比较困难，同时拆除造价成本高。

3、高速公路收费站按传统的建设模式，主要内容包括收费广场、收费岛、收费亭、收费天棚、电缆管道及地下通道等，土建施工内容建设多，工作界面相互交叉，建设周期长。

收费站房土建，收费站监控室、通信机房，防雷保护接地，站房区管道综合布置，管道预留、预埋，供电照明等，建设内容多，建设周期长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模块化结构建设的高速收费站系统，旨在。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种基于模块化结构建设的高速收费站系统，其特征在于，包括：收费广场、多个ETC(Electronic Toll Collection，电子不停车收费系统)专用车道、两个ETC/MTC(Manual Tol l Col lection system，公路半自动车道收费系统)混合车道、与所述ETC车道数量相同的ETC收费岛、两个ETC/MTC收费岛、ETC收费设备和收费亭，其中，

所述多个ETC专用车道位于所述收费广场的中间，以便ETC车辆通过；

所述两个ETC/MTC混合车道位于所述收费广场的边侧，以便ETC车辆和MTC车辆同时通过；

所述ETC收费岛和两个ETC/MTC收费岛均由岛头、岛身和岛尾组成，所述岛头和岛尾位于所述岛身的两端，所述岛头位于车道入口侧，所述岛尾位于车道出口侧，所述ETC收费岛上安装所述ETC收费设备，所述ETC/MTC收费岛上安装所述ETC收费设备和收费亭；

所述岛身由多个预制岛体模块构建而成；

所述收费广场的入口还设置有入口治超系统。

进一步，所述ETC专用车道的顶部安装一体化门架，拆除了收费大棚，所述一体化门架的正上方安装有LED显示屏、RUS天线和抓拍摄像机。

进一步，所述ETC/MTC混合车道的顶部安装有收费大棚。

进一步，所述ETC专用车道和ETC/MTC混合车道的两侧均安装有红绿双色LED导光带，当车道开放时，采用绿色LED正常闪烁，进行车道的行车轮廓提示，当车道关闭时，采用红色常亮显示。

进一步，所述ETC专用车道和ETC/MTC混合车道上还安装有LED电子信息提示牌和/或可变情报板，用于显示交通安全信息提示标志。

进一步，所述预制岛体模块的中间预留走线管道，并预留立柱安装位，所述预制岛体模块的顶部预铺陶瓷地砖。

进一步，所述ETC专用车道的数量为4个。

进一步，所述系统还包括机房，所述机房内至少安装有RUS天线控制器、工控机、服务器，所述RUS天线控制器、工控机、服务器均采用冗余设计，避免单点故障，影响系统正常运行。

进一步，所述ETC收费岛的岛尾设有有高速自动栏杆机，所述高速自动栏杆机横拦ETC专用车道的出口。

进一步，所述系统还包括收费站站房，所述收费站站房的建设规模根据收费站规模进行建设，至少包括生活区、办公区、通信机房、监控机房、供配电室、发电机房中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、整体工程无论是建设收费站、改造收费站还是拆除收费站，其费用都较传统的收费站低，节约成本；2、收费岛采用模块化结构设计，便于安装和拆除；3、收费天棚采用翼状天棚结构，仅在两侧的ETC/MTC混合车道搭建天棚，中间的ETC专用车道不设置天棚，采用翼状结构大棚，大棚面积小，立柱结构简单，土建工程规模小，工程总体造价较低，实现节约工程投资，且便于拆除；4、建设周期短；5、收费站建设能节约建设投资，新建收费站能便于后期收费功能升级、改造和收费车道物理设施拆除；6、过将车道交安诱导电子化，可以更好地给司机提供信息服务，同时还更美观，能有效地提升收费站的整体形象；7、站房建设内容根据收费站规模适当减少房建建设规模，站房区域建设满足生活功能，以及系统供电功能即可。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本申请实施例的基于模块化结构建设的高速收费站系统的结构示意图；

图2为本申请实施例的收费岛的结构示意图；

图3为本申请实施例的翼状天棚结构示意图。

其中，1、收费广场；2、入口治超系统；3、ETC/MTC收费岛；4、ETC收费岛；5、ETC/MTC混合车道；6、ETC专用车道；7、收费亭；8、岛头；9、岛尾；10、岛身；11、一体化门架；12、天棚；13、立柱。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图3所示，本发明提供一种基于模块化结构建设的高速收费站系统，其特征在于，包括：收费广场1、多个ETC专用车道6、两个ETC/MTC混合车道5、与所述ETC车道数量相同的ETC收费岛4、两个ETC/MTC收费岛3、ETC收费设备和收费亭7，其中，

所述多个ETC专用车道6位于所述收费广场1的中间，以便ETC车辆通过；

所述两个ETC/MTC混合车道5位于所述收费广场1的边侧，以便ETC车辆和MTC车辆同时通过；

ETC/MTC混合车道5入口和ETC/MTC混合车道5出口采用传统模式建设，包括雾灯、手动栏杆、防撞柱、防护栏、收费亭7、通行信号灯、抓拍摄像机、费额显示器、天线立柱13、高速自动栏杆机均按收费站标准要求建设。

在本申请实施例中，收费广场1按传统收费站模式建设，收费广场1由水泥混凝土路面、通信设施及其附属单体组成。收费广场1和收费车道经场地平整夯实后，浇筑水泥而成，底部预留走线及排水的各项管道、管线。

雾灯安装在岛头8，手动栏杆安装在车道入口处，收费亭7安装在ETC/MTC收费岛3上，防撞柱安装在收费岛的岛身10上，位于收费亭7和岛头8之间，防护栏安装在收费亭7与车道之间，通行信号灯安装在车道岛头8位置处，抓拍摄像机安装在车道顶部，费额显示器、天线立柱13和高速自动栏杆安装在车道岛尾9处。

所述ETC收费岛4和两个ETC/MTC收费岛3均由岛头8、岛身10和岛尾9组成，所述岛头8和岛尾9位于所述岛身10的两端，所述岛头8位于车道入口侧，所述岛尾9位于车道出口侧，所述ETC收费岛4上安装所述ETC收费设备，ETC专用车道6均不再单独设置收费亭7，车道上的所有设备，例如LED显示屏、RUS天线、抓拍摄像机等采用集中管理模式，建设独立机房，机房内设置配电区和设备柜区，收费广场1至机房底部预留预埋多根通信管道，所有设备线缆均进入边侧设备柜中，实现收费车道设备集中管理功能。

在本申请实施例中，为便于后期收费站拆除及改造工作，收费岛采用模块化设计。收费岛头8沿用原有模式采用现场植筋一体成型浇筑，确保岛头8足够的强度，实现防撞功能。岛体则采用预制的模块进行现场铺设。预制模块中间预留走线管道，并预留立柱13安装位，顶部预铺陶瓷地砖。采用模块设计后，岛体模块在水泥品预制厂直接预制成型后，运输到现场，根据车道长度，铺设相应数量的岛体模块。

模块化收费岛由两头两个固定的岛头8和中间几个预制岛体模块构建而成。后期拆除车道工作时，可以非常方便地搬走中间的岛体模块，仅需破除两个岛头8即可，拆站工艺简单，拆站成本大幅度降低。

所述ETC/MTC收费岛3上安装所述ETC收费设备和收费亭7。

所述岛身10由多个预制岛体模块构建而成；采用模块化设计，便于后期拆除，雾灯设置于岛头8，高速自动栏杆机设置于岛尾9。

所述收费广场1的入口还设置有入口治超系统2。收费广场1入口治超与ETC/MTC混合车道5入口车道相结合，实现大货车入口治超功能。

进一步，所述ETC专用车道6的顶部安装一体化门架11，拆除了收费大棚，所述一体化门架11的正上方安装有LED显示屏、RUS天线和抓拍摄像机。

在本申请实施例中，ETC专用车道6顶部不再设置收费大棚，采用一体化门架11设计，横跨整个收费广场1。根据收费站规模和车道数量进行门架强度计算，设计相应的门架支撑立。在一个示例中，试点建设收费站规模选择3入3出口车道。

进一步，所述ETC/MTC混合车道5的顶部安装有收费大棚。

在本申请实施例中，按取消省界收费站建设模式，收费站车道中间为ETC专用车道6，只有两侧保留部分ETC/MTC混合车道5，因此，收费大棚简化为左右两侧两个独立的翼状伸出结构，伸出部分仅需遮挡ETC/MTC混合车道5。采用最边侧安装足够强度的钢结构立柱13，单边支撑面积较小的一片翼状伸出棚顶。

相对于传统收费大棚设计，翼状结构大棚，大棚面积小，立柱13结构简单，土建工程规模小，工程总体造价较低，实现节约工程投资。

进一步，所述ETC专用车道6和ETC/MTC混合车道5的两侧均安装有红绿双色LED导光带，当车道开放时，采用绿色LED正常闪烁，进行车道的行车轮廓提示，当车道关闭时，采用红色常亮显示。当大雾天气时，配合岛头8的黄色雾灯，通过高频的黄色闪烁，提示行车安全。

进一步，所述ETC专用车道6和ETC/MTC混合车道5上还安装有LED电子信息提示牌和/或可变情报板，用于显示交通安全信息提示标志。

在本申请实施例中，交通安全信息提示标志除按标准ETC车道建设外，可采用LED电子信息提示牌进行显示，能更醒目、更好地给司机提供信息服务。同时，可以将各类信息进行优化组合后，利用可变情报板的形式，进行信息提示。

通过将车道交安诱导电子化，可以更好地给司机提供信息服务，同时还更美观，能有效地提升收费站的整体形象。

进一步，所述预制岛体模块的中间预留走线管道，并预留立柱13安装位，所述预制岛体模块的顶部预铺陶瓷地砖。

进一步，所述ETC专用车道6的数量为4个。

在本申请实施例中，通过设置4个ETC专用车道6和两个ETC/MTC混合车道5，实现了3入3出。

进一步，所述系统还包括机房，所述机房内至少安装有RUS天线控制器、工控机、服务器，所述RUS天线控制器、工控机、服务器均采用冗余设计，避免单点故障，影响系统正常运行。

进一步，所述ETC收费岛4的岛尾9设有有高速自动栏杆机，所述高速自动栏杆机横拦ETC专用车道6的出口。

进一步，所述系统还包括收费站站房，所述收费站站房的建设规模根据收费站规模进行建设，至少包括生活区、办公区、通信机房、监控机房、供配电室、发电机房中的一种或多种。

在本申请实施例中，站房建设内容可根据收费站规模适当减少房建建设规模，站房区域建设满足生活功能，以及系统供电功能即可。

通过本申请的设计方案，高速收费站能够实现以下功能：

(1)收费站机电系统应结合取消省界收费站系统经验，门架建设和设备选型能与现有ETC虚拟站系统实现兼容。

(2)交安设施应符合标准化ETC车道交安标志标牌的相关要求。

(3)房建应减小天棚建设规模，能满足基本的ETC/MTC混合车道的覆盖。

(4)土建部分，收费广场按传统模式建设，收费广场底部预埋通信管道，收费车道采用模块设计，节约投资成本，方便后期拆除及改造工作。

下面对本申请的模块化收费站与现有传统的收费站的建设方案进行对比分析。

1、机电系统对比分析

结论：从节约投资，收费站设备集中管理及维护等方面考虑，建议选择收费站ETC门架机电系统。

2、交安设施对比分析

结论：可按业主投资及需求，选择电子化标志、标牌提升收费站整体品质。

3、土建内容对比分析

结论：从节约投资，后期拆除考虑，建议采用模块化收费车道设计。

4、房建内容对比分析

结论：从节约投资成本，收费站建设工期考虑，建议采用翼状大棚设计。

5、建设投资对比分析

5.1建设投资分项对比

(1)机电系统投资

(2)交安设施投资

(3)土建投资

(3)房建投资

5.2、拆站投资对比分析

5.3、改造投资对比分析

5.4、总投资对比分析

6、收费站运营成本对比分析

6.1、收费站人员配置对比分析

(1)模块化收费站(3入3出)

人员配置

收费员：8人(4班3运转)；值班站长：2人(正/副)；卡票数据员4人；应急救援队员6人，路段监控员4人，桥隧监控4人，后勤人员：5人(电/炊/财/办)。总计：35人。

人员运营费用

按收费员、卡票管理员4000元/人/月；站长5000元/人/月；应急、监控人员4000元/人/月；后勤人员4000元/人/月，计算：(4000×8+5000×2+4000×23)×12＝134,000×12＝1,608,000元。

(2)传统收费站(3入3出)

①人员配置

收费员：20人(4班3运转)；值班站长：3人(正/副)；卡票数据员6人；应急救援队员6人，路段监控员4人，桥隧监控4人，后勤人员：9人(电/炊/财/办)。总计：52人。

②人员运营费用

按收费员、卡票管理员4000元/人/月；站长5000元/人/月；应急、监控人员4000元/人/月；后勤人员4000元/人/月，计算：(4000×20+5000×3+4000×29)×12＝211,000×12＝2,532,000元/年。

6.2、收费站营运成本对比分析

7、结论

收费站按3入3出建设，建设时间缩短30％，建设难度减少30％，建设资金投入减少133万，运营人员减少17人，营业费用减少94.2万/年，拆除恢复简便，拆除费用减少34万。

以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于模块化结构建设的高速收费站系统，其特征在于，包括：收费广场、多个ETC专用车道、两个ETC/MTC混合车道、与所述ETC车道数量相同的ETC收费岛、两个ETC/MTC收费岛、ETC收费设备和收费亭，其中，

所述多个ETC专用车道位于所述收费广场的中间，以便ETC车辆通过；

所述两个ETC/MTC混合车道位于所述收费广场的边侧，以便ETC车辆和MTC车辆同时通过；

所述ETC收费岛和两个ETC/MTC收费岛均由岛头、岛身和岛尾组成，所述岛头和岛尾位于所述岛身的两端，所述岛头位于车道入口侧，所述岛尾位于车道出口侧，所述ETC收费岛上安装所述ETC收费设备，所述ETC/MTC收费岛上安装所述ETC收费设备和收费亭；

所述岛身由多个预制岛体模块构建而成；

所述收费广场的入口还设置有入口治超系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于模块化结构建设的高速收费站系统，其特征在于，所述ETC专用车道的顶部安装一体化门架，拆除了收费大棚，所述一体化门架的正上方安装有LED显示屏、RUS天线和抓拍摄像机。

3.根据权利要求2所述的一种基于模块化结构建设的高速收费站系统，其特征在于，所述ETC/MTC混合车道的顶部安装有收费大棚。

4.根据权利要求的1所述的一种基于模块化结构建设的高速收费站系统，其特征在于，所述ETC专用车道和ETC/MTC混合车道的两侧均安装有红绿双色LED导光带，当车道开放时，采用绿色LED正常闪烁，进行车道的行车轮廓提示，当车道关闭时，采用红色常亮显示。

5.根据权利要求1所述的一种基于模块化结构建设的高速收费站系统，其特征在于，所述ETC专用车道和ETC/MTC混合车道上还安装有LED电子信息提示牌和/或可变情报板，用于显示交通安全信息提示标志。

6.根据权利要求1所述的一种基于模块化结构建设的高速收费站系统，其特征在于，所述预制岛体模块的中间预留走线管道，并预留立柱安装位，所述预制岛体模块的顶部预铺陶瓷地砖。

7.根据权利要求1所述的一种基于模块化结构建设的高速收费站系统，其特征在于，所述ETC专用车道的数量为4个。

8.根据权利要求1所述的一种基于模块化结构建设的高速收费站系统，其特征在于，所述系统还包括机房，所述机房内至少安装有RUS天线控制器、工控机、服务器，所述RUS天线控制器、工控机、服务器均采用冗余设计。

9.根据权利要求1所述的一种基于模块化结构建设的高速收费站系统，其特征在于，所述ETC收费岛的岛尾设有有高速自动栏杆机，所述高速自动栏杆机横拦ETC专用车道的出口。

10.根据权利要求1所述的一种基于模块化结构建设的高速收费站系统，其特征在于，所述系统还包括收费站站房，所述收费站站房的建设规模根据收费站规模进行建设，至少包括生活区、办公区、通信机房、监控机房、供配电室、发电机房中的一种或多种。

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