探析高速公路ETC不停車收費(fèi)的技術(shù)應(yīng)用

時(shí)貴林

摘要：電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)也稱為ETC，其作為一種全新的高速公路收費(fèi)，在發(fā)達(dá)國家應(yīng)用十分廣泛，有效地解決道路擁堵問題，確保了出行效率的提高。當(dāng)前電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)也在我國的高速公路開始廣泛應(yīng)用，并取得了較好的成效。

關(guān)鍵詞：高速公路；ETC；不停車收費(fèi)

一、 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)現(xiàn)狀和ETC系統(tǒng)

（一）高速公路收費(fèi)系統(tǒng)現(xiàn)狀

在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的當(dāng)前社會，高速公路正在規(guī)?；w越發(fā)展。在我國90%以上的高速公路收費(fèi)還處在人工階段，收費(fèi)效率可見一斑?，F(xiàn)行的收費(fèi)管理方式一般是現(xiàn)金交易和磁卡交易，方式為入口進(jìn)行現(xiàn)金繳費(fèi)后放行和入口刷通行磁卡，在高速出口處上交，上位機(jī)系統(tǒng)按照磁卡和系統(tǒng)內(nèi)的記錄扣除費(fèi)用后放行或者通過駕駛員之前預(yù)存的充值卡交易。這些方式都比較浪費(fèi)時(shí)間，易造成車輛排隊(duì)阻塞交通。為了防止高速公路出入口排隊(duì)收費(fèi)交通阻塞，我國大力支持發(fā)展ETC系統(tǒng)。

（二） ETC系統(tǒng)概述

ETC即電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠讓帶有ETC裝置（OBU）的車輛通過高速公路ETC收費(fèi)道口時(shí)，由系統(tǒng)進(jìn)行繳費(fèi)，并能查看車輛違章情況。所謂的不停車收費(fèi)，是車輛在通過收費(fèi)站時(shí)由車載設(shè)備識別車輛，錄入信息，和銀行賬戶或者IC卡綁定實(shí)現(xiàn)車輛付費(fèi)的方法。車主在使用該系統(tǒng)時(shí)僅僅需要在車輛上安裝OBU，提前做好車輛和銀行卡的綁定即可。在交通日漸緊張的情況下，加強(qiáng)ETC不停車收費(fèi)技術(shù)的應(yīng)用是大勢所趨。

（三）建立ETC系統(tǒng)的意義

由于近年來車輛數(shù)量持續(xù)性增長，給高速路的正常通行帶來了很大壓力，高速公路擁堵成為備受關(guān)注的社會問題。建立不停車收費(fèi)系統(tǒng)能夠使司機(jī)在不停車的狀態(tài)下完成交費(fèi)，交費(fèi)消耗的時(shí)間幾乎可以忽略，使高速路收費(fèi)站的容量得以擴(kuò)展，工作效率得以提升。不停車收費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用是科技興交的重要體現(xiàn)方式之一。車輛不必在通行中頻繁剎車、起步，使車輛磨損得到有效控制，節(jié)省油耗，同時(shí)減少對大氣環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。此類智能系統(tǒng)的投用能夠解決人工收費(fèi)的諸多弊病，如票款丟失、效率低下等，使高速公路保持順暢，真正實(shí)現(xiàn)高速通行。

二、不停車收費(fèi)系統(tǒng)的組成、工作原理及關(guān)鍵技術(shù)

（一） ETC車道系統(tǒng)構(gòu)成

ETC系統(tǒng)包括2部分：站級子系統(tǒng)和車道級子系統(tǒng)。在車道設(shè)備中，讀寫天線位于收費(fèi)亭的車道計(jì)算機(jī)上，讀寫天線與車載電子標(biāo)簽之間的信息交換由應(yīng)用程序直接控制；其他設(shè)備如費(fèi)額顯示器、自動(dòng)欄桿、車輛檢測器、車道通行燈等設(shè)備通過車道控制器與車道計(jì)算機(jī)連接；攝像機(jī)采集到的視頻信號通過字符疊加器疊加后，一路傳到亭內(nèi)車道控制器，另一路通過遠(yuǎn)端光接入設(shè)備（R1000）上傳到收費(fèi)站本地光接入設(shè)備（L1000），最后顯示在監(jiān)控室的監(jiān)視器上。

（二） 系統(tǒng)工作原理

當(dāng)車輛到達(dá)檢測線圈時(shí)，讀寫天線被啟動(dòng)，開始與車載電子標(biāo)簽（車載機(jī)+CPU卡）進(jìn)行通信，若車載電子標(biāo)簽無效則報(bào)警并保持車道關(guān)閉，若有效則通行信號燈變綠，費(fèi)額顯示器上顯示交易信息，自動(dòng)欄桿機(jī)抬起，直到車輛離開檢測線圈，交易成功；當(dāng)車輛通過抓拍線圈時(shí)，車道攝像機(jī)會對車輛進(jìn)行圖像抓拍，將抓拍信息傳到字符疊加器，依次上傳到收費(fèi)站磁盤陣列。車輛通過落桿線圈后，欄桿自動(dòng)回落，通行信號燈變紅；系統(tǒng)保存交易記錄，等待下一輛車進(jìn)入。

（三）系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

ETC系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要有四項(xiàng)：①自動(dòng)車輛識別（AVI）技術(shù)，即把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識別和管理；②自動(dòng)車型分類（AVC）技術(shù)，測量和感知通過車輛的物理特點(diǎn)，測算車型；③短程通信（DSRC）技術(shù)，即較長距離的RFID射頻識別分辨技術(shù)，是ETC智能系統(tǒng)運(yùn)輸領(lǐng)域中專門用于機(jī)動(dòng)車輛在高速公路等收費(fèi)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)不停車自動(dòng)收費(fèi)的專用技術(shù)；④逃費(fèi)抓拍系統(tǒng)（VES），主要利用了拍照技術(shù)、視頻錄像攝像技術(shù)、數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)、車牌識別技術(shù)等加以實(shí)現(xiàn)。ETC系統(tǒng)由后臺系統(tǒng)、車道控制器、RSU和OBU等組成。ETC車道與傳統(tǒng)的MTC車道建設(shè)相似，主要由ETC天線、車道控制器、費(fèi)額顯示器、自動(dòng)欄桿機(jī)、車輛檢測器等組成。

三、 高速公路ETC不停車收費(fèi)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

（一）提高車輛通行能力

車輛裝了車載單元后，當(dāng)行駛至ETC車道時(shí)，安裝在車道上方的路側(cè)天線接收到車載單元發(fā)射的信號后，欄桿自動(dòng)抬起，讓車輛通過。因?yàn)槭軝z測器讀寫速度限制，車輛需以15km/h的速度通過為最佳。這樣算來，每輛車通過收費(fèi)站進(jìn)口和出口只要約3s。而人工收費(fèi)口，每輛車進(jìn)入車道經(jīng)減速、停車、付錢、找零、起步等程序，約需30s。

（二） 降低運(yùn)營成本

高速公路運(yùn)用電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)后，收費(fèi)站不需要更多的人員就能夠完成收費(fèi)工作，由于工作人員數(shù)量的減少，有效地實(shí)現(xiàn)了高速公路收費(fèi)站管理成本和運(yùn)營成本的降低，而且相較于傳統(tǒng)高速公路收費(fèi)系統(tǒng)，在相同時(shí)間內(nèi)，一條電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)車輛通過率為傳統(tǒng)系統(tǒng)的4倍，有利于經(jīng)濟(jì)效益的提高，能夠更快的實(shí)現(xiàn)投資成本的回收。

四、高速公路ETC不停車收費(fèi)技術(shù)應(yīng)用建議

（一）按照規(guī)律，有張有弛地展開

日本在推行電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的過程中，就因?yàn)闆]有對市場進(jìn)行充分調(diào)查和研究，電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)推出后，受到市場的冷落，主動(dòng)安裝電子標(biāo)簽的車輛數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于管理者的預(yù)期，導(dǎo)致電子不停車專用車道利用率極低，而因人工收費(fèi)車道的塞車現(xiàn)象更為嚴(yán)重。

（二） 有機(jī)結(jié)合，多種方式并存

電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)是高速公路收費(fèi)方式發(fā)展的必然趨勢。但仍需要與人工、半自動(dòng)收費(fèi)方式并存，結(jié)合使用。電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)需要購買專用電子標(biāo)簽并走專用車道才能使用，而高速公路上行駛的車輛來自全國各地，不可能每輛車都有高速IC卡和讀卡器。因此人工、半自動(dòng)收費(fèi)方式還是必不可少的。

五、結(jié)束語

ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)已經(jīng)在我國高速公路中得到了廣泛的應(yīng)用。實(shí)踐證明，這種電子收費(fèi)技術(shù)極大限度的緩解了傳統(tǒng)排隊(duì)停車收費(fèi)造成交通阻塞的狀況，為高速公路用戶節(jié)省了時(shí)間，完善了高速公路的運(yùn)輸功能。我們應(yīng)該認(rèn)識這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并不斷在此基礎(chǔ)上研發(fā)出更加先進(jìn)的產(chǎn)品，為實(shí)現(xiàn)智能交通運(yùn)輸而繼續(xù)努力。

參考文獻(xiàn)：

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