高速公路不停車收費(fèi)車道運(yùn)行原理及技術(shù)綜述

高 星

（遼寧高速公路管理局鐵嶺管理處，遼寧 鐵嶺112000）

本文論述的電子收費(fèi)系統(tǒng)指不通車收費(fèi)系統(tǒng)，以下簡(jiǎn)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(huì)和電子標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，車道欄桿自動(dòng)抬起，車輛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繳費(fèi)通行。遼寧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)。

1 不停車收費(fèi)（ETC）系統(tǒng)簡(jiǎn)介1994年我國(guó)第一個(gè)電子收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）在廣東佛山誕生以后，國(guó)內(nèi)的不停車收費(fèi)系統(tǒng)如雨后春筍在我國(guó)各地迅猛發(fā)展起來(lái)。2005年美國(guó)針對(duì)電子收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）減少收費(fèi)站害氣體排放過(guò)了專項(xiàng)研究，結(jié)果顯示最高可減少收費(fèi)車道尾氣排放60%?；贓CT系統(tǒng)的諸多優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的國(guó)家都很重視其技術(shù)的開發(fā)和運(yùn)用，在高速公路上的應(yīng)用也越來(lái)越普及。目前，無(wú)論是歐美、日本還是澳大利亞，電子收費(fèi)系統(tǒng)在技術(shù)和應(yīng)用都已經(jīng)相當(dāng)成熟。電子收費(fèi)系統(tǒng)已經(jīng)成為智能交通的一大支柱產(chǎn)業(yè)。

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(kù)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。

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

遼寧高速公路的收費(fèi)方式是自動(dòng)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)。

（1）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(cè)到車輛駛?cè)隕TC車道時(shí),安裝在車道一側(cè)的微波天線發(fā)出信號(hào)與車載單元上的“電子標(biāo)簽卡”進(jìn)行通信,車道計(jì)算機(jī)讀出該車電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù),根據(jù)車輛行駛?cè)肟谡拘畔?、費(fèi)率表以及行駛時(shí)間等參數(shù)從車主的儲(chǔ)值賬號(hào)中扣除通行費(fèi)。車輛通過(guò)以后,欄桿自動(dòng)落下。整個(gè)收費(fèi)交易過(guò)程中沒(méi)有人工干預(yù),車輛不需要停車，以較低的車速通過(guò)ETC收費(fèi)車道。

（2）不停車收費(fèi)（ETC）車道構(gòu)成

目前遼寧高速公路不論是MTC收費(fèi)方式還是ETC收費(fèi)方式都是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，ETC系統(tǒng)是聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的組成部分，通過(guò)軟件對(duì)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(tái)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(guò)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(dòng)欄桿、費(fèi)額顯示器、通信指示燈、輛檢測(cè)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(guò)軟件系統(tǒng)來(lái)完成;通過(guò)車道控制器，車輛檢測(cè)光柵、車道通行燈、自動(dòng)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(hào)通過(guò)字符疊加器疊加通過(guò)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(gè)收費(fèi)過(guò)程。在遼寧地區(qū),現(xiàn)廣泛使用的電子標(biāo)簽為“遼通卡”。

3 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(shí),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(hào),車道計(jì)算機(jī)自動(dòng)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(wú)效則保持車道封閉并報(bào)警,直到車輛離開檢測(cè)線圈，如果交易成功,車道控制欄桿抬起,車道交通信號(hào)燈變綠,費(fèi)額顯示器上顯示相應(yīng)的信息，當(dāng)車輛通過(guò)連接抓拍系統(tǒng)的感應(yīng)線圈時(shí),系統(tǒng)進(jìn)行圖像抓拍, 車輛信息通過(guò)字符疊加器疊加到抓拍圖像中，當(dāng)車輛通過(guò)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(guò)收費(fèi)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)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)

1 ）提高了通行效率

單車交易時(shí)間為2秒,是人工收費(fèi)的4-8倍。大大提高了收費(fèi)站的車輛通行能力，有效緩解了能源消耗、嚴(yán)重尾氣排放等問(wèn)題。

2 ）更加安全可靠

通信微波采用是交通部指定的頻段,交易流程通過(guò)PBOC金融交易認(rèn)證，嚴(yán)格符合金融安全標(biāo)準(zhǔn)和《 中國(guó)金融集成電路（IC）卡規(guī)范》有效保證了交易數(shù)據(jù)的安全性。

3 ）大幅度降低了管理成本

該系統(tǒng)24小時(shí)不間斷運(yùn)行，無(wú)需人工干預(yù),減少營(yíng)運(yùn)成本,有效避免了漏收、錯(cuò)收及收費(fèi)作弊等現(xiàn)象。

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(chǎng)等其他領(lǐng)域。

結(jié)語(yǔ)

就遼寧高速公路ETC應(yīng)用實(shí)踐來(lái)看,ETC收費(fèi)的優(yōu)勢(shì)越來(lái)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(guò)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(huì)有反應(yīng)，這樣車輛必須減速到比較低的程度，慢速通過(guò)，給系統(tǒng)留足夠的響應(yīng)時(shí)間。還有就是會(huì)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(guó)高速公路路網(wǎng)管理模式上看，國(guó)內(nèi)的電子收費(fèi)系統(tǒng)還沒(méi)有達(dá)到全國(guó)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，比如遼寧的遼通卡、廣東的粵通卡和香港的路通卡。雖然有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是要真正達(dá)到全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)及清算還存在一定的困難。不過(guò)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(guó)聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)會(huì)逐漸成為現(xiàn)實(shí)，高速公路會(huì)變得越來(lái)越快捷、方便。人們將會(huì)不斷體會(huì)科技給生活帶來(lái)的便利。

[1]楊詳妹，等.長(zhǎng)三角聯(lián)網(wǎng)ETC在滬蘇浙高速的應(yīng)用[J].中國(guó)交通信息產(chǎn)業(yè)，2009（05）：66-70.