高速公路不停車收費的應(yīng)用與發(fā)展前景

韓 飛 王海娜

(長安大學(xué) 電控學(xué)院，陜西 西安 710064)

1 不停車收費系統(tǒng)的發(fā)展前景

高速公路是社會經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物。In recent years，with the rapid development of our economy，the growth of highway is becoming faster and faster.近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，高速公路的發(fā)展變得越來越快，車輛的增加更為迅速，而現(xiàn)階段，高速公路的收費系統(tǒng)，基本上都要求停車排隊收費，在高峰期司機會面臨排隊付費的狀況，這嚴重降低了高速公路快捷、高效的功能;同時也造成了環(huán)境的污染和能源的浪費。這對日益增長的車輛和越來越高的工作效率要求來說，停車繳費系統(tǒng)已漸漸滿足不了發(fā)展的要求。不停車收費系統(tǒng)可以解決這些問題，它通過采取不用現(xiàn)金支付通行費，利用先進的電子支付方式，使車輛不需要停車，就可以準確的收取通行費。

不停車收費的主要優(yōu)點是：自動化程度高，傳輸速率快，通行能力強，處理能力大;而且由于收費站人員不和現(xiàn)金直接接觸，可以避免人為因素造成的漏洞，帶來樂觀的經(jīng)濟效益和社會效益，并減少了對環(huán)境的污染。

2 ETC收費系統(tǒng)

不停車收費系統(tǒng)(又稱電子收費系統(tǒng)Electronic Toll Collection System，簡稱ETC系統(tǒng))：通過利用專用短程微波通訊技術(shù)(Dedicated Short Range Communication，DSRC)，經(jīng)過路側(cè)單元(RUS)或收費車道與車載單元(OBU)的信息交換，自動識別車輛(Automatic Vehicle Identification簡稱AVI)的技術(shù)，采用先進的電子支付方式，可達到全自動收費，能高效完成對車輛通行時的自動扣費系統(tǒng)。是國際上正在努力開發(fā)，推廣普及的一種用于道路、大橋和隧道的電子收費系統(tǒng)。目前不停車收費的方式主要有2種：記賬式自動收費和IC卡扣除式自動收費。

ETC系統(tǒng)主要指標包括：車道通行能力：大于1200輛/車道·小時;車道通信速度：80～100公里/小時(理論)，20～30公里/小時(實際);車輛通行時間：不大于30秒;可靠性：每100，000次交易不多于3次的錯誤;車道信息保存：至少60，000車次過車記錄;MTBF：大于10，000小時。

不停車收費的車道控制系統(tǒng)由以下三大關(guān)鍵子系統(tǒng)構(gòu)成。

(1)自動車輛識別(AVI)技術(shù)：完成車輛與收費站之間的無線數(shù)據(jù)通訊，進行車輛自動識別和有關(guān)收費數(shù)據(jù)的交換，通過計算機網(wǎng)路進行收費數(shù)據(jù)的處理，實現(xiàn)不停車自動收費的全電子收費系統(tǒng)。主要由車載設(shè)備(OBU：On-Board Units)和路邊設(shè)備(RSE：Road-Side Units)組成，兩者通過使用一種基于5.8GHz微波頻段短程通信 DSRC(Dedicated Short Range Communication)，路邊設(shè)備對車載設(shè)備信息完成一次讀寫，即完成收(付)費交易所必須的信息交換工作。

(2)自動車型分類(AVC)技術(shù)：利用安裝在收費車道上自動檢測設(shè)備，通過車型傳感器，檢測出通過收費站車輛的車型，以便按照車型實施收費 也有簡單的方式，即通過讀取車載器中車型的信息直接實施收費。

(3)違章車輛抓拍(VEC)技術(shù)：主要是用數(shù)碼相機或高速攝像機抓拍含有車牌的違章車輛圖像;通過相干算法找出違章的車牌區(qū)域;通過電話線或光纖等媒介將數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰嚬苤行?，由車管中心進行違章信息的發(fā)布，實施通行費的補收手續(xù)，并對違章司機進行處罰。

一個簡單的車道控制流程如下圖所示。

ETC收費站比MTC收費站向前加長6～7米，主要的ETC車道設(shè)備均安裝在這加長的7米站頭上。

3 系統(tǒng)工作原理

車輛進入到通信范圍時，輪胎壓到觸發(fā)線圈，讀寫天線啟動;讀寫天線與電子標簽(車載機+CPU卡)進行通信，判別車輛電子標簽是否有效，如有效則進行交易，無效則報警并保持車道關(guān)閉，直到車輛離開檢測線圈為止;如交易成功，則系統(tǒng)控制收費欄桿抬升，通行信號燈變綠，費額牌上顯示交易金額;車輛通過抓拍線圈時，系統(tǒng)進行圖像抓拍，字符疊加器將過車信息疊加到抓拍圖像中;車輛通過落桿線圈后，欄桿自動回落，通行信號燈變紅;交易記錄被系統(tǒng)保存，并將其上傳至收費站服務(wù)器中，等待下一輛車進入。具體過車流程如下圖所示。

在中國交通繁忙的今天，ETC技術(shù)無疑是最終發(fā)展的趨勢，無論從智能運輸系統(tǒng)的角度還是從交通工程的角度來看，該電子收費技術(shù)對于我國公路通行服務(wù)水平和公路運營管理效率的提高都是有很大幫助。

[l]伍佑成.淺談電子不停車收費系統(tǒng)[J].中國公共安全，2007(9).33-35

[2]趙紅英，鄭國強.不停車收費系統(tǒng)概述[J].浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2005(3).39-42