基于射頻技術(shù)的電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)用研究

王 盟

(重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院， 重慶 400041)

0 前言

隨著我國高速公路建設(shè)的蓬勃發(fā)展，快速便捷的收費(fèi)方式可以有效緩解收費(fèi)站口的交通瓶頸，并且使管理變得標(biāo)準(zhǔn)化，防止工作人員貪污路費(fèi)，更減少了尾氣排放，保護(hù)了大氣環(huán)境。

1 射頻識別技術(shù)系統(tǒng)

1.1 射頻識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一般的射頻識別系統(tǒng)都包含有射頻標(biāo)簽和讀寫器兩個(gè)基本組件，射頻標(biāo)簽本質(zhì)為一種集成電路卡片，可存儲有關(guān)附著車輛的大量電子信息，且可嵌入識別車輛內(nèi)部，讀寫器與射頻標(biāo)簽不許接觸，讀寫器通過耦合方式即無線電波或信號感應(yīng)方式向射頻標(biāo)簽發(fā)送命令，射頻標(biāo)簽接受命令后做出一定的響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)存儲數(shù)據(jù)的讀出和寫入操作。射頻識別系統(tǒng)的其他一些部件，例如天線，用來傳遞讀寫器和射頻標(biāo)簽之間的信號，智能控制設(shè)備則需要完成射頻信號的處理和控制等。

1.2 處理成像

讀寫器周圍分布有一個(gè)微波通信區(qū)域，當(dāng)射頻標(biāo)簽進(jìn)入到這個(gè)工作區(qū)域后，安置在路側(cè)位置的讀寫器通過天線向外發(fā)射特定頻率的電磁波，安裝在識別車輛上的射頻標(biāo)簽成功接收到微波信號后被激活，由射頻標(biāo)簽內(nèi)部系統(tǒng)對接收到的信號進(jìn)行整合處理，并把數(shù)據(jù)信息回送到讀寫器，數(shù)據(jù)信息經(jīng)讀寫器處理，得到射頻標(biāo)簽內(nèi)部存儲的代碼信息，實(shí)現(xiàn)車輛的身份識別。射頻識別系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

圖1 射頻識別系統(tǒng)工作原理圖

2 射頻技術(shù)在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用

為適應(yīng)現(xiàn)代公路交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展要求，高速公路應(yīng)用射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不停車收費(fèi)，保證了收費(fèi)口處的無障礙通行，創(chuàng)造了便利的交通環(huán)境。當(dāng)車輛通過收費(fèi)口時(shí)，車道攝像機(jī)會對車輛圖像進(jìn)行采集，車道實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)會對車輛圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理，得出車輛實(shí)際牌照號，而過往車輛的車型，牌照號，車輛戶主和銀行所用賬號等數(shù)據(jù)信息可通過射頻技術(shù)獲得，將兩者進(jìn)行對比，若信息相符則通過車道實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)允許車輛通行，而通行費(fèi)則依據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和銀行后臺處理結(jié)果，從車主銀行所用專用賬戶中扣除，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)。不停車收費(fèi)系統(tǒng)建立有專門的管控中心，負(fù)責(zé)管理和監(jiān)控指定區(qū)域內(nèi)的不停車收費(fèi)站，在對收費(fèi)的數(shù)據(jù)信息分類整合后通過網(wǎng)絡(luò)與銀行整合的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行交換，銀行依據(jù)管控中心的數(shù)據(jù)信息從車主的專用賬戶扣取相應(yīng)費(fèi)用，并將銀行網(wǎng)絡(luò)整合出的黑名單下發(fā)至各個(gè)不停車收費(fèi)站，再經(jīng)由各不停車收費(fèi)站轉(zhuǎn)給各個(gè)車道子系統(tǒng)，如此保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 不停車收費(fèi)系統(tǒng)在我國的應(yīng)用問題

電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的出現(xiàn)增加了高速公路運(yùn)輸管理的科技含量，最大限度的提高了人們的出行質(zhì)量，但電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)營的時(shí)候卻存在著這樣或那樣的問題，出現(xiàn)問題時(shí)不僅會導(dǎo)致交通堵塞，而且低效的通行還會對用戶心理感受造成不良影響，降低用戶對電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的信心。我國在高速公路電子不停車領(lǐng)域方面缺乏統(tǒng)一高效的管理與協(xié)調(diào)，投入使用收費(fèi)車站本就不多，卻擁有繁多的投資主體，各自使用技術(shù)不一，分散的管理使規(guī)?；?jīng)營變得愈加困難。此外，我國規(guī)模龐大的高速公路路網(wǎng)導(dǎo)致不停車收費(fèi)系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用更加復(fù)雜，投資高，建設(shè)時(shí)間長等等這些問題都成了電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的推廣所需面臨的。大致可分為三種類型，既系統(tǒng)本身技術(shù)問題，外界干擾因素影響和人為因素。

3.1 系統(tǒng)本身技術(shù)問題

射頻標(biāo)簽電量不足或內(nèi)部電路連接等方面出現(xiàn)問題等都會影響射頻標(biāo)簽接收微波信號，進(jìn)而使整個(gè)通信過程失敗。故在系統(tǒng)配制設(shè)計(jì)過程中需全面考慮，尤其是配電，不僅要做到日常電能的充足供應(yīng)，更應(yīng)考慮在特殊條件，不利情況下的供電儲備，以保證高速公路的實(shí)時(shí)服務(wù)水平。

3.2 外界因素干擾

收費(fèi)口處的微波通信區(qū)域有時(shí)會受到附近其他頻率信號的干擾，當(dāng)雜散金屬物體反射微波信號時(shí)會出現(xiàn)多徑干擾問題，在相鄰卻不同車道運(yùn)行的車輛有時(shí)會出現(xiàn)同頻干擾問題，甚至車輛內(nèi)部的一些無線電設(shè)施也會干擾通信過程

3.3 人為因素干擾

發(fā)達(dá)國家國民整體信用度較高，司機(jī)駕駛習(xí)慣相對較好，而我國的情況則較為復(fù)雜，車輛非法闖關(guān)現(xiàn)象屢見不鮮，這與國民對高速公路的認(rèn)知理念有關(guān)，若解決不當(dāng)則會使問題進(jìn)一步嚴(yán)重化。

4 建議與展望

雖然高速公路電子不停車收費(fèi)技術(shù)在各方面都還有很多不足之處，但任何事物都需要不斷完善，技術(shù)層面的核心問題需要領(lǐng)域內(nèi)人員繼續(xù)探索，管理規(guī)范的問題則需要相關(guān)部門加緊制定，為此，基于個(gè)人理解提出以下幾點(diǎn)意見及建議：

（1）系統(tǒng)成功運(yùn)行的前提是各類設(shè)施正常工作，所以在硬件設(shè)施上我們首先要嚴(yán)格按照ETC車道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)ETC車道，其次要保證ETC各項(xiàng)設(shè)施指標(biāo)合格，車道建成后，定要依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)試行，確保整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，無故障隱患，且要全面考慮各種可能情況，做好應(yīng)急措施。

（2）組件維修部門，指定專人負(fù)責(zé)區(qū)域，并對維修人員進(jìn)行專業(yè)知識及實(shí)踐操作的培訓(xùn)，分發(fā)維修技術(shù)指導(dǎo)手冊，確保在意外情況發(fā)生后快速恢復(fù)收費(fèi)站的運(yùn)行秩序，把各種不良影響降到最低。

（3）面向公眾做好ETC宣傳工作，解除公眾思維限制，確保公眾無障礙享受服務(wù)，避免因無知而造成不必要隱患。

智能交通在我國起步較晚，ETC更是處于萌芽階段，未來發(fā)展空間還很廣闊，現(xiàn)階段我們既要注重他的發(fā)展效率更要兼顧質(zhì)量，盡量不改建，最大限度做到ETC系統(tǒng)全壽命周期成本最低。

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