高速公路電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）探析

謝毅

[摘 要]目前，我國(guó)絕大多數(shù)的高速公路收費(fèi)站都安裝了電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)，即通常所說(shuō)的ETC，作為目前世界上最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式，與傳統(tǒng)的MTC收費(fèi)系統(tǒng)相比，ETC收費(fèi)系統(tǒng)具有更多優(yōu)勢(shì)。本文圍繞ETC收費(fèi)系統(tǒng)，分析了ETC系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，闡述了高速公路ETC收費(fèi)系統(tǒng)的構(gòu)成部分、使用功能、工作流程以及ETC系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例。本文通過(guò)對(duì)高速公路電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行分析，旨在增加公眾對(duì)電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）的了解。

[關(guān)鍵詞]高速公路；ETC；收費(fèi)系統(tǒng)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.24.090

[中圖分類(lèi)號(hào)]U495 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2017）24-0-02

0 引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，車(chē)輛不斷增加，高速公路通行量也在不斷增長(zhǎng)，在高速公路收費(fèi)站出現(xiàn)了一些不良現(xiàn)象，如環(huán)境污染、車(chē)輛擁堵等。為了提高高速公路收費(fèi)站的通行效率、縮短交費(fèi)時(shí)間、提升智能服務(wù)水平，交通運(yùn)輸部門(mén)在絕大多數(shù)高速公路收費(fèi)站建設(shè)了ETC專(zhuān)用車(chē)道，并安裝了ETC軟件。ETC作為一個(gè)新型的智能交通電子系統(tǒng)，其主要涵蓋了信息化處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)和傳感技術(shù)等多個(gè)高新技術(shù)，代表著高速公路收費(fèi)未來(lái)的發(fā)展方向。應(yīng)用ETC就無(wú)需停車(chē)?yán)U費(fèi)，不僅提升了高速公路收費(fèi)站的通行效率，縮短了車(chē)輛的等候時(shí)間，改善了高速公路收費(fèi)站的擁堵現(xiàn)象，同時(shí)還減少了汽車(chē)尾氣的排放量，降低了汽車(chē)油耗。

1 高速公路電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）的優(yōu)點(diǎn)

ETC屬于智能的電子管理系統(tǒng)，主要是通過(guò)在門(mén)架或行車(chē)道路上設(shè)置微波天線(xiàn)，對(duì)車(chē)輛中的電子標(biāo)簽進(jìn)行采集，在計(jì)算機(jī)的幫助下自動(dòng)識(shí)別采集到的車(chē)輛信息，然后通過(guò)數(shù)據(jù)處理最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繳費(fèi)。ETC代替了部分人工收費(fèi)，與傳統(tǒng)MTC收費(fèi)系統(tǒng)相比較來(lái)說(shuō)，具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：第一，信息容量大；第二，非現(xiàn)金交易；第三，全自動(dòng)化；第四，交費(fèi)方便、快捷，使高速公路車(chē)輛通行能力得到了有效提升；第五，減少尾氣排放，改善環(huán)境質(zhì)量；第六，減少高速公路通行卡的使用和損耗。

2 高速公路電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）的構(gòu)成及使用功能

ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)屬于智能電子管理系統(tǒng)，主要通過(guò)在門(mén)架或行車(chē)道路上設(shè)置微波天線(xiàn)，來(lái)采集車(chē)輛中的電子標(biāo)簽信息，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的幫助下自動(dòng)識(shí)別采集到的信息，然后再通過(guò)數(shù)據(jù)處理最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繳費(fèi)。ETC系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，主要由前臺(tái)系統(tǒng)和后臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)成，二者各司其職，共同協(xié)作。

2.1 前臺(tái)系統(tǒng)

前臺(tái)系統(tǒng)主要是通過(guò)ETC收費(fèi)車(chē)道實(shí)現(xiàn)在不停車(chē)的情況下就可以進(jìn)行收費(fèi)。控制器、自動(dòng)欄桿、天線(xiàn)、通行信號(hào)燈、攝像頭、識(shí)別系統(tǒng)和顯示器等設(shè)備是ETC收費(fèi)車(chē)道的主要設(shè)備。可以說(shuō)，前臺(tái)系統(tǒng)基本包含了該收費(fèi)系統(tǒng)的全部硬件。

2.2 后臺(tái)系統(tǒng)

后臺(tái)系統(tǒng)則由3個(gè)部分組成，分別是ETC結(jié)算管理中心、收費(fèi)站子系統(tǒng)以及合作銀行。后臺(tái)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行、交易數(shù)據(jù)的處理和資金的清分結(jié)算。

ETC的使用功能可以劃分為以下幾個(gè)方面：第一，確定車(chē)輛是否安裝電子標(biāo)簽，對(duì)安裝電子標(biāo)簽的車(chē)輛進(jìn)行車(chē)輛信息采集、錄入；第二，在車(chē)輛進(jìn)入ETC車(chē)道時(shí)，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行抓拍后，對(duì)車(chē)牌進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)保存獲取的信息；第三，車(chē)輛的基本信息在進(jìn)入ETC入口車(chē)道時(shí)，就已經(jīng)被錄入系統(tǒng)，當(dāng)車(chē)輛出高速公路行駛到ETC出口車(chē)道時(shí)，車(chē)輛通行的費(fèi)用會(huì)根據(jù)前臺(tái)系統(tǒng)采集的基本信息進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算、核對(duì)，然后完成收費(fèi)功能；第四，車(chē)輛如果存在異常情況，ETC車(chē)道不會(huì)對(duì)其自動(dòng)放行，需要工作人員進(jìn)行人工操作放行該車(chē)輛。

3 高速公路電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）的工作流程

高速公路ETC收費(fèi)系統(tǒng)的工作流程，具體包括以下流程。

（1）車(chē)輛在進(jìn)入識(shí)別范圍內(nèi)后，地底下的觸發(fā)線(xiàn)圈就會(huì)及時(shí)反饋，然后再啟動(dòng)前臺(tái)系統(tǒng)的天線(xiàn)。

（2）通過(guò)信息交換的方式，實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)和電子標(biāo)簽通訊，電子標(biāo)簽的信息有多種，主要有車(chē)型、車(chē)輛標(biāo)示等，天線(xiàn)在接收這些信息過(guò)后，會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)判斷。當(dāng)電子標(biāo)簽處于無(wú)效狀態(tài)時(shí)，就會(huì)封閉車(chē)道，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，提醒工作人員對(duì)該車(chē)輛進(jìn)行引導(dǎo)，如果是正常狀態(tài)，則會(huì)放行。

（3）在檢測(cè)車(chē)輛信息的過(guò)程中，出現(xiàn)無(wú)卡或無(wú)效卡車(chē)輛時(shí)，工作人員則應(yīng)該采用應(yīng)急方案，快速啟動(dòng)攔截車(chē)輛的欄桿，及時(shí)疏通收費(fèi)車(chē)道，避免出現(xiàn)沖卡的現(xiàn)象。

（4）數(shù)據(jù)核對(duì)無(wú)誤并完成交易后，系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)打開(kāi)攔截車(chē)輛的連桿，信號(hào)燈此時(shí)也會(huì)變?yōu)榫G燈，顯示器上也會(huì)顯示出車(chē)輛的交易信息、費(fèi)用等。

（5）車(chē)輛在通過(guò)抓拍區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)對(duì)該車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)抓拍，然后在將車(chē)輛的基本信息與抓拍的圖像通過(guò)字符疊加器進(jìn)行疊加。

（6）車(chē)輛在通過(guò)落桿圈線(xiàn)后，攔截車(chē)輛的欄桿就會(huì)自動(dòng)落下，ETC系統(tǒng)車(chē)道的信號(hào)燈由綠色變?yōu)榧t色。

（7）最后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)保存車(chē)輛的交易信息，并傳到收費(fèi)服務(wù)器，最終完成收費(fèi)流程。

4 高速公路電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）的應(yīng)用

4.1 應(yīng)用路段

當(dāng)前，我國(guó)高速公路收費(fèi)站基本都設(shè)有ETC專(zhuān)用車(chē)道。截止到2017年6月，除西藏和海南外，全國(guó)已實(shí)現(xiàn)高速公路ETC聯(lián)網(wǎng)，我國(guó)ETC用戶(hù)數(shù)量已超過(guò)5 000萬(wàn)。以寧夏高速為例進(jìn)行說(shuō)明，寧夏位于中國(guó)的西部地區(qū)，其面積達(dá)到6萬(wàn)多平方千米，是中國(guó)唯一的省級(jí)回族自治區(qū)。寧夏自2012年分期分批實(shí)施高速公路ETC全國(guó)聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，于2015年8月31日實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，正式接入全國(guó)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。目前，寧夏高速有收費(fèi)站74個(gè)，共207條ETC車(chē)道，ETC覆蓋率100%，擁有的ETC用戶(hù)已達(dá)21萬(wàn)。

4.2 應(yīng)用效果

經(jīng)相關(guān)部門(mén)測(cè)算，全國(guó)ETC聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行一年，共節(jié)約車(chē)輛燃油8萬(wàn)噸，能源節(jié)約效益約7億元，減少氮氧化物排放190噸、減少碳?xì)浠衔锱欧?34噸、減少一氧化碳排放2.38萬(wàn)噸。ETC技術(shù)在提高通行效率、節(jié)約出行消耗的同時(shí)，還能夠改善環(huán)境質(zhì)量；在大幅度提升站點(diǎn)和高速公路的整體通行能力的同時(shí)，還具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。ETC不僅僅是不停車(chē)，出行使用ETC更是一種環(huán)保、節(jié)儉的生活方式。隨著ETC的廣泛使用和ETC用戶(hù)的不斷增加，它對(duì)經(jīng)濟(jì)和生活環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

4.3 前景與展望

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的迅猛發(fā)展，一批互聯(lián)網(wǎng)金融企業(yè)紛紛進(jìn)入高速公路的一些領(lǐng)域，包括支付寶、騰訊、微信和銀行等。在此基礎(chǔ)上，可以順勢(shì)推進(jìn)“ETC+應(yīng)用”的發(fā)展生態(tài)圈，即“ETC+”?！癊TC+”就是通過(guò)集成互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云技術(shù)等搭建一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)，包括個(gè)人信息、物流信息、消費(fèi)信息和金融信息，然后提供交通、物流、出行等各種服務(wù)。全國(guó)各省積極響應(yīng)及“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的全面革新，最后必定能夠搭建一個(gè)屬于ETC發(fā)展的生態(tài)圈。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著我國(guó)交通的發(fā)展和高速公路里程的不斷增加，聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)路段不斷增多，在這樣的情況下，就需要一種應(yīng)用范圍更為廣闊、快捷、方便跨區(qū)收費(fèi)的自動(dòng)化收費(fèi)系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)效率高、速度快的收費(fèi)工作。ETC和傳統(tǒng)的MTC收費(fèi)系統(tǒng)相比具有更多的優(yōu)勢(shì)，ETC的自動(dòng)化水平更高，信息處理的速度較快，同時(shí)還能確保車(chē)輛信息采集的準(zhǔn)確性。在不斷完善ETC跨省收費(fèi)技術(shù)及通信技術(shù)的背景下，ETC將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，只有進(jìn)一步完善，才能夠完全地發(fā)揮出ETC本身的優(yōu)勢(shì)，切實(shí)提升高速公路收費(fèi)站的通行效率，進(jìn)而提升用戶(hù)體驗(yàn)和服務(wù)水平。

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