高速公路收费站运行效能数智化提优探索与实践

　　——广东省“效能医生系统”公路建设典型案例

　　摘要：为破解高速公路收费站评价难量化、管理偏被动、标准不统一等行业难题，本文以“收费站效能医生系统”为例，阐释以新质生产力赋能交通高质量发展的创新实践。系统利用大数据分析技术构建了涵盖压力、效率、服务能力三大维度的4级21项健康评价指标体系，落地“评价-诊断-治理-监测”闭环应用模式，实现对收费站运营状态的全面、实时、量化评价。目前系统已在广珠西线、广清高速、新博高速等多条路段规模化部署，为高速公路收费站从“经验管理”向“数据驱动管理”转型提供了可借鉴、可落地的数字化解决方案。

　　关键词：新质生产力;收费站效能医生系统;健康评价指标体系;评诊治监闭环;数据驱动管理

　　一、实施背景

　　在新一轮科技革命和产业变革的背景下，以新质生产力赋能交通运输高质量发展已成为行业共识。交通运输部发布的《交通强国建设评价指标体系》提出需充分发挥评价指标体系的“标尺”和“指挥棒”作用;《广东省交通集团数字化转型专项行动实施方案》及《收费站标准化专项试点技术方案》均对收费站数字化评价与标准化数据提出了明确要求。

　　然而，聚焦到高速公路收费站这一最基层运营单元，其管理模式长期面临诸多挑战：一是“难全局”，受限于传统单点评价方式，难以进行全局评价;二是“难精确”，人工获取误差约30%，评价结果不精确;三是“难管理”，集团现有收费站近700个、车道5500多条，管理者无法有效掌握运行效能;四是“标准缺乏”，缺乏科学、权威、客观、精细的评价标准体系;五是“业务脱节”，现有评价方法不即时、不全面，且与后续诊断、治理、监测工作脱节。

　　为破解这一行业痛点，研发团队依托先进的大数据分析技术与标准化数据底座，自主研发了“收费站效能医生系统”，旨在构建可量化的收费站健康评价体系，实现收费站“评价-诊断-治理-监测”的全流程闭环管理。

　　二、核心技术与主要创新做法

　　“收费站效能医生系统”的成功应用，得益于其在技术架构、运营模式以及数据治理层面的全面创新突破。

　　(一)技术创新：构建分层架构与统一数据底座

　　系统采用数据层、业务应用层和展示端的分层架构，各层职责清晰、松耦合。数据层负责接收车道日志事件数据、设备状态数据等;业务应用层建立压力、效率、服务能力评价指标体系，开展收费站营运状态评价，分析潜在问题并提出治理建议，同时对治理前后数据进行监测分析，形成评诊治监闭环;展示端通过可视化大屏、报表、报告等形式呈现评价结果。

　　系统基于收费站车辆通行日志事件、设备运营事件和收费特情事件，建立健康指数指标计算模型，采用4级21项指标的综合评价方法。A级健康度为总评分维度;B级包含压力指数、效率指数和服务能力指数3个二级维度;C级包含车道利用情况、负荷状态、交易效率、通行效率、特情状态、通行体验和设施可用性7个三级维度;D级为21项基础指标，涵盖车道空闲时间占比、平均过车时间、一次交易成功率、平均特情处置时间、车牌识别准确率等，形成立体化、可量化的健康评估体系。

　　(二)模式创新：首创“评价-诊断-治理-监测”闭环管理模式

　　系统全国首创集评价、诊断、治理、监测为一体的闭环管理模式，提出了“三标准+一体系”的全新运营管理模式。

　　评价标准化：构建覆盖压力、效率、服务3个维度7个类型21项指标的综合评价指标体系。指标经多轮数据校验与迭代优化，评价结果已基本与现场实际情况相符。

　　流程标准化：聚焦“管理+服务”理念，形成“看问题-找原因-给方案-效果对比(O-F-P-C闭环)”的标准化流程管理模式。系统支持对收费站指标数据进行深入分析，辅助发现潜在问题并提出治理措施;通过整改填写与查看功能，形成诊断-治理-整改的完整闭环。

　　数据标准化：基于部级标准化收费站统一标准，利用车道通行日志数据、设备状态数据、基础配置数据、收费数据等多源数据，实现数据从汇聚呈现到深度钻取的无缝衔接。

　　三级管理体系：系统面向路段管理者、收费站工作人员提供站级-路段级-集团级的三级管理体系支撑。

　　(三)全域可视化监测与深度解析架构：从“概览全局”到“洞察趋势”的一站式智能研判中枢

　　系统搭建了“全域可视化监测与深度解析架构”，基于可视化指挥大屏与精细化分析工作台双层设计，完成数据由聚合展示到下探剖析的全程贯通。

　　宏观总览屏(路段视角与收费站视角)：展示路段下所有收费站的效能评价结果，包括健康指数、压力指数、效率指数、服务能力指数、诊断列表、指数趋势、收费站排行、特情高发TOP5、地图可视化等。收费站视角展示具体收费站的效能评价结果，包括指数趋势、诊断列表、车道排行、特情高发车道TOP5、拓扑图等，支持异常车道展示与车流量分布查看。

　　微观分析台(数据挖掘与报表统计)：评价数据看板展示指定收费站或车道的评价数据结果，包含健康度、各维度指数得分、排名、平均值及20项指标详情，支持导出PDF。监控模块提供各类数据报表，支持按时间、空间、业务维度灵活切换与导出。

　　(四)智能创新：打造问题诊断与智能归因分析体系

　　项目团队将智能诊断技术引入站务管理场景，构建了以算法服务层为“智能大脑”的问题诊断与智能归因分析体系。

　　诊断指标计算：构建了120余项细分维度的诊断指标体系，通过阈值判定、趋势分析、同比环比对比等方法，识别指标异常波动，定位问题发生的时段、站点、车道乃至具体设备。

　　诊断治理策略匹配：系统内置丰富的诊断策略规则库，涵盖效率优化、服务提升、设备维护等多种场景。当检测到特定异常模式时，系统自动匹配对应的治理策略。除技术层面治理方案外，系统还提供管理政策层面的优化建议，如车道配比调整策略、人员排班优化建议、高峰时段应急预案等。

　　(五)先进性引领：补齐行业短板与加密核心专利布局

　　该系统的研发成果整体水平达到了行业领先，项目首次构建了“部—省—路段—站—车道”链条中的站级健康评价体系，弥补了长期以来收费站缺乏科学、权威、客观、精细评价标准的空白，实现了从“无标准可依”到“有标尺可量”的跨越。

　　在知识产权方面，项目团队已获得《利通收费站效能评价系统V1.0》国家计算机软件著作权(登记号为2024SR0919929);相关技术交底书涵盖“基于效率评价的收费站设备控制方法、装置、设备及介质”等创新方向，为技术成果的转化与推广奠定了坚实基础。

　　三、规模化应用与成效分析

　　经过运行验证，“收费站效能医生系统”展现出了极高的系统稳定性与产品成熟度，有效解决了基层业务数据“收集难、整理难、分析难”的痛点。

　　(一)规模化推广情况

　　自2024年6月起，系统已实现从单点试点到规模化部署的跨越。试点阶段，系统在南二环高速-榄核站、广珠西线二期-南丫站和广惠高速-南香山站完成应用试点，覆盖出/入口ETC车道、自助混合车道、人工混合车道的车道级效能评价和收费站整体效能评价。

　　路段推广阶段，系统在广珠西线公司下辖14个收费站、204条车道全面部署上线，核心建设模块涵盖收费站评价、车道异常诊治报告、报表统计等板块。此外，系统在广清高速、新博高速等路段也已完成部署并投入运行，经多轮深入研讨与协同开发、持续迭代升级，保障了系统的平稳运行。

　　规模化部署阶段，截至2025年底，“效能医生系统”完成了从单点试点到全省普及、乃至跨省推广的战略跨越。在广东省内，该系统已全面覆盖广清、肇花、广乐、广珠西线、新博、南环、广珠东、江中、江罗等28条高速公路的所有收费站，成功由“可选项”升级为广东高速数字化转型的“必选项”，筑牢了全省高速公路站级管理的数字化根基。此外，其影响力已辐射至广西、福建等周边省份，并在多条路段实现全线落地应用，“广东样板”正加速向“全国方案”迭代升级。

　　(二)降本增效成果量化分析

　　应用系统后，各路段在精细化管理与提质降本方面取得了积极成效。

　　评价精度大幅提升：经过多轮数据校验及系统迭代优化，健康评价体系中21项精细化指标的评价结果已基本与现场实际情况相符。以广珠西线为例，特情指标误差率由20%降至3%，评价结果具备较高的科学性与公信力。

　　问题核查效率显著改善：系统为管理人员直观呈现各车道运行状态、精准定位异常问题、清晰梳理治理措施，现场问题的核查效率得到了实质性提高。

　　典型治理案例：案例一(中山西出口59#混合车道)：系统监测该车道6月车牌识别率为86.32%，经更新车道摄像机后提升至97.86%;案例二(南屏洪湾出口51#ETC车道)：系统监测该车道8-9月天线交易成功率为97.52%，经排查该车道天线已使用多年，更换天线后10月一次抬杆率达到99.85%，通行效率显著改善。

　　四、结语与未来展望

　　“收费站效能医生系统”的创新实践，是交通运输行业积极拥抱数字化变革、培育新质生产力的生动缩影。该项目依托先进的大数据分析技术、标准化数据底座与“评价-诊断-治理-监测”闭环应用模式，成功破解了收费站长期存在的评价难量化、管理偏被动、标准不统一等难题，为高速公路收费站运营管理插上了“数字翅膀”。未来我们将持续深化“AI+交通运输”的应用探索,推动自然语言交互、智能归因诊断与治理策略推荐向更高精度、更广场景演进;启动数转范围外项目推广，向集团外、省外高速公路网络辐射，形成可复制、可推广的数字化转型范式。“效能医生”将不断释放新质生产力的强劲动能，为加快建设交通强国、构筑安全韧性且高效的现代交通网络贡献更为强大的“新质”力量。