高速公路不停車收費(fèi)車道運(yùn)行原理及技術(shù)綜述

蔣文政

摘要：目前不停車收費(fèi)是利用RFID技術(shù)并綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于解決當(dāng)前交通收費(fèi)效率低下情況而發(fā)展起來的。闡述高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)構(gòu)成，介紹高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)的原理、系統(tǒng)的組成和現(xiàn)階段存在的問題，針對存在的問題提出解決方案。

關(guān)鍵詞：高速公路；ETC 系統(tǒng)；收費(fèi)效率

本文論述的電子收費(fèi)系統(tǒng)指不停車收費(fèi)系統(tǒng)，以下簡稱 ETC 系統(tǒng)。在 ETC 系統(tǒng)運(yùn)行中，駛?cè)胧召M(fèi)車道的車輛必須安有電子標(biāo)簽（感應(yīng)卡），不停車，減速慢行、系統(tǒng)天線會和電子標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，車道欄桿自動抬起，車輛實(shí)現(xiàn)自動繳費(fèi)通行。某省高速公路在一些重點(diǎn)收費(fèi)站口已經(jīng)安裝了 ETC 收費(fèi)系統(tǒng)。隨著電子收費(fèi)技術(shù)的發(fā)展，必將全面實(shí)行快捷高效的 ETC 收費(fèi)系統(tǒng)。

一、不停車收費(fèi)（ETC）系統(tǒng)簡介

不停車收費(fèi)（ETC）介紹 ETC 是國際上正在努力開發(fā)并推廣的一種用于公路、大橋和隧道的電子自動收費(fèi)系統(tǒng)。ETC 技術(shù)在國外已有較長的發(fā)展歷史，美國、歐洲等許多國家和地區(qū)的電子收費(fèi)系統(tǒng)已經(jīng)局部聯(lián)網(wǎng)并逐步形成規(guī)模效益。我國以IC卡、磁卡為介質(zhì)，采用人 工收費(fèi)方式為主的公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)方式無疑也受到這一潮流的影響。

ETC 收費(fèi)系統(tǒng)是集成了微波、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、電子和軟件數(shù)據(jù)庫技術(shù)組成的高科技系統(tǒng)。該應(yīng)用有效地提高了收費(fèi)效率，增加了車輛通行能力，降低了收費(fèi)管理成本，減少了收費(fèi)站汽車尾氣污染。

二、不停車收費(fèi)（ETC）車道的工作原理和系統(tǒng)構(gòu)成

高速公路的收費(fèi)方式是自動收費(fèi)和人工收費(fèi)相結(jié)合的方式 ， 并用 ETC 系統(tǒng)與MTC（計(jì)算機(jī)輔助的人工收費(fèi)）系統(tǒng)。

（一）不停車收費(fèi)（ETC）車道的工作原理

當(dāng)預(yù)埋于車道地面以下的專用電子感應(yīng)線圈檢測到車輛駛?cè)?ETC 車道時候，安裝在支架的微波天線與安裝在汽車擋風(fēng)玻璃上的“電子標(biāo)簽卡”自動交換信息，ETC車道計(jì)算機(jī)根據(jù)車輛行駛情況從車主的銀行賬戶中扣除通行費(fèi)。交易成功后，車道欄桿自動抬起，放行車輛通過后，欄桿自動落下。整個過程不需要人工干預(yù) ， 車輛不需要停車，以較低的車速通過 ETC 收費(fèi)車道。

（二）不停車收費(fèi)（ETC）車道構(gòu)成

目前高速公路不論是 MTC 收費(fèi)方式還是 ETC 收費(fèi)方式都是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，ETC 系統(tǒng)是聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的組成部分，通過軟件對接和 MTC 系統(tǒng)很好的融為一體。ETC 系統(tǒng)包括站服務(wù)器系統(tǒng)和車道客戶端系統(tǒng)兩部分 ， 其中車道客戶端系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn) ETC 車道的電子不停車收費(fèi) ， 站服務(wù)器計(jì)算機(jī)進(jìn)行后臺的ETC 車道交易數(shù)據(jù)處理、各種參數(shù)管理以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，ETC 系統(tǒng)通過收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上傳和接收收費(fèi)中心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

ETC 系統(tǒng)設(shè)備主要有感應(yīng)線圈、讀寫天線、車載電子標(biāo)簽、自動欄桿、費(fèi)額顯示器、通信指示燈、輛檢測光柵、車道控制器、車道工控機(jī)。電子標(biāo)簽讀寫天線接口為 RS232，與收費(fèi)亭的車道工控機(jī)上串行連接，信息交換通過軟件系統(tǒng)來完成；通過車道控制器，車輛檢測光柵、車道通行燈、自動欄桿、費(fèi)額顯示器等設(shè)備與車道工控機(jī)連接；視頻信號通過字符疊加器疊加通過的車輛信息后傳遞到收費(fèi)站的監(jiān)視器上。各部件之間有序響應(yīng)完成整個收費(fèi)過程。

三、不停車收費(fèi)（ETC）系統(tǒng)工作流程及特點(diǎn)

1.ETC 系統(tǒng)工作流程車輛駛?cè)胲嚨狼岸送ㄓ崊^(qū)域時，感應(yīng)線圈向車道計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)送車輛到達(dá)信號，車道計(jì)算機(jī)自動發(fā)出天線寫指令，車道天線與電子標(biāo)簽進(jìn)行通信，判別車輛信息的有效性，有效則進(jìn)入繳費(fèi)程序，無效則保持車道封閉并報(bào)警，直到車輛離開檢測線圈，如果交易成功，車道控制欄桿抬起，車道交通信號燈變綠，費(fèi)額顯示器上顯示相應(yīng)的信息，當(dāng)車輛通過連接抓拍系統(tǒng)的感應(yīng)線圈時，系統(tǒng)進(jìn)行圖像抓拍，車輛信息通過字符疊加器疊加到抓拍圖像中，當(dāng)車輛通過落桿感應(yīng)線圈后，欄桿回落，車道指示燈變紅，系統(tǒng)保存交易信息，并上傳至收費(fèi)站服務(wù)器，再通過收費(fèi)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)實(shí)時傳送到收費(fèi)中心服務(wù)器，完成本次交易。

2.不停車收費(fèi)（ETC）系統(tǒng)的特點(diǎn)。到目前為止，國內(nèi)已經(jīng)有一大批省市采取了ETC系統(tǒng)來取代原先的人工收費(fèi)系統(tǒng)，包括北京、上海、江蘇、福建、江西等。在實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)ETC能夠充分體現(xiàn)它非接觸、長距離識別的優(yōu)勢，使得車輛在高速通過收費(fèi)站的同時自動完成收費(fèi)，解決交通擁堵的問題?？偟膩碚f，ETC具有的特點(diǎn)如下：

（1）提高了通行效率

收費(fèi)效率高—單次收費(fèi)為3秒，是人工收費(fèi)速度的5-6倍，這可以有效 防止高速公路收費(fèi)口交通擁堵的問題，保證了通行效率，降低了環(huán)境污染和能源損耗。

（2）大幅度降低了管理成本

降低運(yùn)營成本—在運(yùn)行時無需人工干預(yù)、無人值守，最大限度減少營運(yùn) 成本，有效避免了錯收、漏收及收費(fèi)作弊等行為。

（3）安全可靠性

抗干擾性好—通過采用5.8GHz的通信頻段和無線射頻識別技術(shù)，能夠有效防止其他信號的干擾，能夠適應(yīng)惡劣的天氣環(huán)境。必須在安全可靠性高—在收費(fèi)過程中會進(jìn)行交易安全認(rèn)證，保證收費(fèi)系統(tǒng)的安全可靠性。

（4）應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

ETC 系統(tǒng)除了應(yīng)用于公路收費(fèi)方面，還適用于加油站、停車場等其他領(lǐng)域。

四、結(jié)語

就某高速公路 ETC 應(yīng)用實(shí)踐來看，ETC 收費(fèi)的優(yōu)勢越來越突出 ， 大幅度提高了收費(fèi)站通行能力，有效降低了收費(fèi)站車流通行的瓶頸現(xiàn)象，克服了人工收費(fèi)的諸多弱點(diǎn)。不過該技術(shù)也出現(xiàn)了明顯的不足，普遍使用的微波通信傳送距離有一定限制，車輛必須行駛到距離天線較近的區(qū)域系統(tǒng)才會有反應(yīng)，這樣車輛必須減速到比較低的程度，慢速通過，給系統(tǒng)留足夠的響應(yīng)時間。還有就是會出現(xiàn)誤報(bào)警等情況，技術(shù)的提高和完善還有很大空間。

從全國高速公路路網(wǎng)管理模式上看，國內(nèi)的電子收費(fèi)系統(tǒng)還沒有達(dá)到全國聯(lián)網(wǎng)的水平，即使部分地區(qū)實(shí)現(xiàn)了區(qū)域的聯(lián)網(wǎng)，也往往局限于同一公司的電子標(biāo)簽及其有合作公司的電子標(biāo)簽，比如廣東的粵通卡和香港的路通卡等。雖然有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是要真正達(dá)到全國聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)及清算還存在一定的困難。不過隨著電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、進(jìn)入支付安全技術(shù)的不斷發(fā)展，全國聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)會逐漸成為現(xiàn)實(shí)，高速公路會變得越來越快捷、方便。人們將會不斷體會科技給生活帶來的便利。

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