淺析高速公路ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)

黃支偉

摘要：目前，高速公路收費(fèi)站點(diǎn)所采用的ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)，和傳統(tǒng)的MTC收費(fèi)系統(tǒng)對(duì)比ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)具有很多優(yōu)勢(shì)，能夠有效地?cái)U(kuò)大收費(fèi)車道的快速通行能力，提高了收費(fèi)的速度；并減少了車輛剎車的時(shí)候所產(chǎn)生的機(jī)件損耗，而且減少車輛的尾氣排放污染；此外一卡就能通過多個(gè)收費(fèi)站，作為系統(tǒng)管理也表現(xiàn)為簡單高效和安全可靠。該收費(fèi)系統(tǒng)主要是由公路ETC收費(fèi)車道、ETC管理中心和收費(fèi)站管理系統(tǒng)以及專業(yè)銀行和專門的傳輸網(wǎng)絡(luò)而組成。ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)又可以分成前臺(tái)與后臺(tái)兩大系統(tǒng)。該電子收費(fèi)方式存在著全部自動(dòng)化操作和非現(xiàn)金交易以及快速便捷的諸多優(yōu)點(diǎn)，從而有效地提高了高速公路收費(fèi)管理的效率。

關(guān)鍵詞：高速公路；電子收費(fèi)系統(tǒng)；ETC；不停車收費(fèi)

中圖分類號(hào)：U412.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近年來，伴隨著高速公路中的快速發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的里程的也有了飛速增長，造成交通車輛的流量迅速加大，在各個(gè)高速公路的收費(fèi)站點(diǎn)，所有通過的車輛經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重的擁堵，并且產(chǎn)生了環(huán)境污染等很多問題，所以，怎樣才能提升道路的疏通能力與車道收費(fèi)的通過效率，已是迫在眉睫的工作。目前的高速公路收費(fèi)站點(diǎn)采用了ETC(ElectronicTollCollection)電子收費(fèi)系統(tǒng)，該收費(fèi)系統(tǒng)主要通過微波無線通信和計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)處理和傳感技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)手段，運(yùn)用通行車輛內(nèi)的電子標(biāo)簽自動(dòng)地和已經(jīng)安裝于門架或者是公路路側(cè)的微波天線實(shí)施數(shù)字信息的交換，最終實(shí)現(xiàn)了車輛不需要停車就能可自動(dòng)地來收取道路通行的費(fèi)用，通過車輛在不停車的情況下快速通過收費(fèi)站，這樣就能夠明顯地提高各個(gè)收費(fèi)站點(diǎn)的通行能力，并大大減少了因?yàn)檐囕v等待排隊(duì)和繳費(fèi)而產(chǎn)生的燃油消耗浪費(fèi)與尾氣排放污染，最終有助于改善全段高速公路的車輛交通擁擠狀況，從而有效提高了高速公路收費(fèi)管理的效率。

一、ETC 概述

ETC是英文（ElectronicTollCollectionSystem）首字母簡稱，中文意思——電子收費(fèi)系統(tǒng)（又稱不停車收費(fèi)系統(tǒng)）。ETC是利用計(jì)算機(jī)、傳感、圖像識(shí)別、通信等高新技術(shù)的設(shè)備和軟件所組成的一個(gè)高科技系統(tǒng)。有了這種系統(tǒng)，車輛不需要停車，就可以自動(dòng)收取道路通行費(fèi)用。ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)，具有非現(xiàn)金交易、全自動(dòng)、容量大、快速便捷等優(yōu)點(diǎn)。主要采用車輛AVI（自動(dòng)識(shí)別）技術(shù)，AVI技術(shù)主要通過路邊讀寫裝置來識(shí)別車輛車型及計(jì)算車輛的通行費(fèi)用，并在車輛的專用賬戶中自動(dòng)扣除通行費(fèi)用，如果沒有安裝車載器或車載器無效的車輛在使用ETC車道通行時(shí)則按照違章車輛，同時(shí)實(shí)施圖像抓拍和識(shí)別，會(huì)同交警部門進(jìn)行事后處理。

二、高速公路ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)

ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)屬于智能交通的電子管理系統(tǒng)。該電子收費(fèi)方式，存在著全自動(dòng)、非現(xiàn)金交易、和快速便捷等諸多優(yōu)點(diǎn)，該收費(fèi)系統(tǒng)主要通過微波無線通信和計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)處理和傳感技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)手段，運(yùn)用通行車輛內(nèi)的電子標(biāo)簽自動(dòng)地和已經(jīng)安裝于門架或者是公路路側(cè)的微波天線實(shí)施數(shù)字信息的交換，然后由控制計(jì)算機(jī)依據(jù)事先植入在車內(nèi)電子標(biāo)簽中已經(jīng)儲(chǔ)存的信息，迅速讀取道路使用者的數(shù)字信息，這樣就可以事先不需要過往司機(jī)的停車?yán)U費(fèi)，更不需要其他任何收費(fèi)人員的參與，就能自動(dòng)地完成整套的收費(fèi)與處理過程。和傳統(tǒng)的MTC收費(fèi)系統(tǒng)對(duì)比，ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)具有很多優(yōu)勢(shì)，首先是有效地?cái)U(kuò)大了收費(fèi)車道的快速通行能力，提高了收費(fèi)的速度；并減少了車輛剎車的時(shí)候所產(chǎn)生的機(jī)件損耗，而且降低了油耗，還減少車輛的尾氣排放污染；此外，一卡就能通過多個(gè)收費(fèi)站，對(duì)于駕車者來說提供了巨大的便利；作為系統(tǒng)管理也表現(xiàn)為簡單和工作的安全可靠，最后還杜絕了收費(fèi)過程中的貪污行為，因此有著很大的優(yōu)勢(shì)。

三、高速公路ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)的工作原理

該系統(tǒng)主要技術(shù)核心是實(shí)現(xiàn)對(duì)于過往車輛的自動(dòng)識(shí)別，一般都是通過安裝在門架或者路側(cè)車道上的控制系統(tǒng)，通過數(shù)字信號(hào)發(fā)射和自動(dòng)接收裝置，來自動(dòng)識(shí)別安裝在通行車輛內(nèi)的“電子標(biāo)簽”實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)目的，這時(shí)候ETC車道計(jì)算機(jī)就會(huì)依據(jù)車輛中“電子標(biāo)簽”內(nèi)所存儲(chǔ)的各類信息，來快速鑒別過往通行車輛所包含的各類基本數(shù)據(jù)，對(duì)于車輛所有人的儲(chǔ)值卡或者捆綁的銀行賬號(hào)中自動(dòng)地扣除掉通行費(fèi)用。在整個(gè)交易完成以后，ETC車道欄桿就會(huì)迅速自動(dòng)地抬起，并放行該車輛；并在該車輛通過以后，再自動(dòng)地降下。在整個(gè)車輛通行的過程中，根本不需進(jìn)行其他任何人工干預(yù)，從而實(shí)現(xiàn)車輛不停車收費(fèi)與通行。

四、高速公路ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)的主要構(gòu)成

該通行車輛電子收費(fèi)系統(tǒng)比較復(fù)雜，主要是由收費(fèi)站管理系統(tǒng)和ETC收費(fèi)車道以及ETC管理中心組成，還包括專業(yè)銀行支付系統(tǒng)和專門的傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。依據(jù)各系統(tǒng)職能分工的不同，該收費(fèi)系統(tǒng)又可以分成前臺(tái)與后臺(tái)兩大系統(tǒng)。系統(tǒng)的前臺(tái)主要是通過ETC車道收費(fèi)系統(tǒng)而完成通行車輛不停車就可以收費(fèi)的工作。該ETC車道設(shè)備由發(fā)射和接收天線和天線控制器、觸發(fā)與落桿線圈、車道攝像機(jī)和帶有余額顯示功能的費(fèi)額顯示器以及車牌識(shí)別系統(tǒng)與霧燈等組成。其后臺(tái)系統(tǒng)則是由各個(gè)收費(fèi)站點(diǎn)的管理子系統(tǒng)和專業(yè)銀行以及ETC管理中心三大項(xiàng)組成，后臺(tái)系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)系統(tǒng)正常運(yùn)行、ETC數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議和運(yùn)營參數(shù)的綜合分析并實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控，還可以通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)的接口協(xié)議，在某一站級(jí)就能完成ETC電子收費(fèi)功能，并且聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)中的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)接并完成處理任務(wù)。

五、國內(nèi)ETC系統(tǒng)的缺陷

目前，國內(nèi)ETC系統(tǒng)仍然存在著未解決的問題，存在的問題主要有：

5.1長通信區(qū)的跟車干擾問題：不停車收費(fèi)系統(tǒng)的通信區(qū)約為自動(dòng)欄桿前的2-10之間，而在長通信區(qū)因?yàn)橥ㄐ欧秶?，?jīng)常有多輛車同時(shí)出現(xiàn)的情況，在前面的車輛不能正常交易而后車可交費(fèi)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)前車被放行，后車被攔截的失誤。

5.2短通信區(qū)的通行速度低的問題：短通區(qū)的ETC通信區(qū)域大約是自動(dòng)欄桿前的1米-6.6米之間，待收費(fèi)交易時(shí)，車輛離欄桿近，必須減速慢行，緩慢通過，這方面對(duì)通行效率有很大影響。

5.3自動(dòng)欄桿存在通信盲區(qū)的問題：目前系統(tǒng)設(shè)備天線位于欄桿前大概2米的地方，因車載OBU和設(shè)備天線具有接收方向特性，導(dǎo)致車載OBU在到達(dá)設(shè)設(shè)備接收天線下方時(shí)已經(jīng)不能正常通信。通信區(qū)位于欄桿前2米左右，當(dāng)車輛車速過快，或者其它原因?qū)е略谕ㄐ艆^(qū)沒有完成交易而行駛到欄桿前時(shí)，此時(shí)欄桿不能自動(dòng)抬起，則收費(fèi)無法完成，從而使得車輛通行變慢。

5.4ETC車道內(nèi)需要倒車的嚴(yán)重問題：因?yàn)镺BU存在的性能差異以及車輛行駛行為的復(fù)雜性，所以在實(shí)際應(yīng)用中頻繁出現(xiàn)需要倒車的情況。交通高峰時(shí)期，易引起ETC車道堵塞。5.5貨車不適用。

5.6投資成本高。

5.7各種ETC系統(tǒng)間的兼容問題：目前電子收費(fèi)系統(tǒng)在我們國家應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，但是由于國內(nèi)各高速公路管理公司各自引進(jìn)的ETC系統(tǒng)互不兼容，導(dǎo)致ETC系統(tǒng)不兼容的矛盾勢(shì)必會(huì)妨礙ETC的健康發(fā)展。

六、總結(jié)

伴隨著高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)路段的不斷增多，ETC收費(fèi)系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的MTC系統(tǒng)來說，其優(yōu)勢(shì)也是日趨明顯，也代表了未來的智能化收費(fèi)方向。但是在目前正在使用的ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)，也存在著諸如通信技術(shù)受限和通行車輛跟車干擾以及貨車無法適用；經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)警現(xiàn)象等諸多問題，并且其投資成本比高，因?yàn)楦鱾€(gè)密鑰體系的制定標(biāo)準(zhǔn)沒有完全統(tǒng)一，所以各聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的運(yùn)營管理機(jī)制存在很大的差異，隨著現(xiàn)代通信技術(shù)與跨區(qū)域ETC收費(fèi)技術(shù)的快速提高，先進(jìn)的ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)一定會(huì)體現(xiàn)其靈活性和可擴(kuò)展性的優(yōu)點(diǎn)，在高速公路的收費(fèi)管理工作中得到最為廣泛的推廣與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]王瑛，張輝宜，金仁才．高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)及其研究進(jìn)展【J】．計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)．2009(06)

[2]張建棟，趙麗紅，王海峰．高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J]．物流科技．2008(12)

[3]謝超，萬泉全．基于RFID技術(shù)的不停車收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【J】．山西電子技術(shù)．2011(01)