ETC收費(fèi)系統(tǒng)在高速公路收費(fèi)中的應(yīng)用分析

尹楊

摘 要：為了提高ETC系統(tǒng)建設(shè)的整體水平，使得新疆地區(qū)新建ETC系統(tǒng)的使用效率和應(yīng)用水平得到保證，對(duì)當(dāng)前大部分地區(qū)ETC收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中存在的主要問(wèn)題進(jìn)行論述的基礎(chǔ)上，ETC電子收費(fèi)技術(shù)極大地緩解了排隊(duì)停車收費(fèi)造成的交通阻塞狀況，方便了高速公路車輛通行，并在一定程度上完善了高速公路的運(yùn)輸功能，以實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸?shù)闹悄芑?/p>

關(guān)鍵詞：ETC收費(fèi)系統(tǒng)；高速公路；收費(fèi)；應(yīng)用

引言：如今，傳統(tǒng)的人工收費(fèi)模式也越來(lái)越不適應(yīng)交通發(fā)展的需要。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，當(dāng)高速公路交通量增長(zhǎng)到一定水平，在收費(fèi)站因車輛排隊(duì)停車交費(fèi)帶來(lái)的交通延誤矛盾和交通堵塞日益突出，對(duì)高速公路的運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生十分不利的影響。解決這一問(wèn)題的有效途徑就是采用非現(xiàn)金支付方式，利用先進(jìn)的電子手段，使車輛不需要停車就可以收取通行費(fèi)的自動(dòng)收費(fèi)技術(shù)——— ETC收費(fèi)技術(shù)，這也是社會(huì)發(fā)展的迫切需要。可以這么說(shuō)，要最大限度地提高收費(fèi)站的通行效率，大力發(fā)展ETC收費(fèi)技術(shù)是必由之路。

1.ETC技術(shù)介紹

ETC系統(tǒng)是采用專用短程無(wú)線通信（Dedicated Short-Range Communication）（簡(jiǎn)稱DSRC）技術(shù)來(lái)完成整個(gè)收費(fèi)過(guò)程，保證車輛的整個(gè)收費(fèi)過(guò)程中保持行駛狀態(tài)而不用停車。為此它需要在收費(fèi)點(diǎn)安裝路邊設(shè)備（RSU），在行駛車輛上安裝車載設(shè)備（OBU），采用DSRC技術(shù)完成RSU與OBU之間的通信。DSRC技術(shù)在交通領(lǐng)域中除了應(yīng)用于電子收費(fèi)以外，還可以在停車場(chǎng)付費(fèi)、公交專用車道優(yōu)先管理、擁擠收費(fèi)、車隊(duì)管理等得到應(yīng)用，DSRC技術(shù)是專用于ITS領(lǐng)域中的先進(jìn)通信技術(shù)之一，利用信息技術(shù)將道路、交通和車輛連接起來(lái)。圖1為RSU與OBU之間通信的示意圖，要求車輛在通信區(qū)域內(nèi)行駛期間完成與路旁設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。

2.高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)的組成與功能

2.1車道控制系統(tǒng)

車道控制系統(tǒng)是ETC中前段的基礎(chǔ)的系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)包括各項(xiàng)硬件裝置設(shè)備，如專用供電模塊等。其能夠管理路側(cè)裝置與車載機(jī)開(kāi)展讀寫(xiě)聯(lián)系，同時(shí)可以進(jìn)行車輛信息輔助裝置的工作，形成并且管理ETC的基本數(shù)據(jù)信息，并且將其傳送至收費(fèi)站管理系統(tǒng)中。主要的工作內(nèi)容就是采集和處理ETC收費(fèi)系統(tǒng)中的繳費(fèi)信息，實(shí)時(shí)對(duì)車輛的通行能力進(jìn)行有效的控制；抓拍繳費(fèi)過(guò)程中的違章車輛圖像，作出簡(jiǎn)單的預(yù)處理，并及時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)；其具備自檢功能，可以在通信中斷時(shí)支持ETC系統(tǒng)繼續(xù)工作。

2.2收費(fèi)站管理系統(tǒng)

高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)已經(jīng)逐漸普及應(yīng)用，其交易方式的智能化管理具有人工收費(fèi)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，車輛通過(guò)高速公路的效率大大提升，同時(shí)也相應(yīng)的減少了收費(fèi)站的管理開(kāi)支，可謂一舉兩得。收費(fèi)站管理系統(tǒng)是一個(gè)十分完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)統(tǒng)一管理與控制收費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)的所有情況，對(duì)所有的收費(fèi)車道進(jìn)行輪流的巡視，并實(shí)時(shí)對(duì)每一條車道上的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以便及時(shí)與收費(fèi)管理的控制中心進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息數(shù)據(jù)交換，從而保證ETC系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.3車輛通過(guò)ETC車道的速度過(guò)于太快

如果通過(guò)ETC車道車輛的速度過(guò)快，后臺(tái)管理系統(tǒng)與車載電子標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)就無(wú)法完全的進(jìn)行交換，這樣也很容易導(dǎo)致交易的失敗。因此，在通過(guò)ETC車道的時(shí)候，必須限制車輛通行的速度，在反復(fù)的測(cè)試之后，將車輛允許通行的最高速度計(jì)算出來(lái)，具體可以通過(guò)以下的公式來(lái)加以明確，其中，S表示的是車道自動(dòng)欄桿與觸發(fā)線圈之間的實(shí)際距離；t1表示的是車輛剛剛進(jìn)入到線圈，然后到系統(tǒng)檢測(cè)到車輛時(shí)的響應(yīng)時(shí)間；t2表示的是一次正常的交易完成所需要花費(fèi)的時(shí)間；t3表示的是系統(tǒng)在抬桿指令發(fā)出之后到完全將欄桿抬起所需要花費(fèi)的時(shí)間。

2.4出現(xiàn)微波通信相互之間的干擾

微波通信中出現(xiàn)的相互干擾，主要是從ETC車道向鄰近的車道經(jīng)過(guò)的車輛與ETC車道系統(tǒng)微波天線之間出現(xiàn)了錯(cuò)誤的通信，或者是同后面的車輛之間做出了錯(cuò)誤的通信，甚至是交易發(fā)送出現(xiàn)了錯(cuò)誤。這主要是因?yàn)槲⒉ㄍㄐ疟旧韺儆诎l(fā)散性的。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試之后，將相互之間的干擾排除的方式有兩個(gè)類型：第一，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試天線具體的安裝位置以及相對(duì)的角度，考慮到收費(fèi)站臺(tái)之間存在的不同，采取相應(yīng)的改善措施；第二，對(duì)微波通信的實(shí)際功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，還可以利用天線被動(dòng)觸發(fā)啟動(dòng)的方式，一旦檢測(cè)到ETC車道有車輛的進(jìn)入，才將微波通信啟動(dòng)，這樣也可以避免相互之間的干擾出現(xiàn)。

3.高速公路新建ETC收費(fèi)系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用的具體策略

3.1基于技術(shù)應(yīng)用提高系統(tǒng)兼容性

由于當(dāng)前大多應(yīng)用的ETC系統(tǒng)當(dāng)中，其主要包括通信收費(fèi)系統(tǒng)、車輛識(shí)別系統(tǒng)以及車載設(shè)備等，其通常來(lái)自于不同的設(shè)備供應(yīng)商和技術(shù)提供服務(wù)上。雖然其在設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中都基于對(duì)應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)，但是在部分細(xì)節(jié)方面依然存在著標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問(wèn)題，在使用的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不兼容的先喜愛(ài)那個(gè)，導(dǎo)致信息不能夠正常的交換，使得ETC最終的功能不能得到實(shí)現(xiàn)。所以，提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性，對(duì)相關(guān)的細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)予以一一規(guī)范，保證技術(shù)的相互兼容是未來(lái)ETC應(yīng)用改革的重要內(nèi)容。

3.2確保區(qū)域范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

對(duì)于ETC系統(tǒng)而言，其在運(yùn)行過(guò)程中必須得到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相關(guān)支持，通過(guò)建立全國(guó)范圍內(nèi)的高速公路收費(fèi)站通信網(wǎng)絡(luò)互連才能夠?yàn)镋TC系統(tǒng)的推廣及應(yīng)用提供完善的技術(shù)支持。但是，當(dāng)前我國(guó)還有部分地區(qū)的高速公路系統(tǒng)依然實(shí)現(xiàn)區(qū)域化的互聯(lián)網(wǎng)連接，尤其是在西部區(qū)域，該現(xiàn)象較為明顯。這時(shí)，通過(guò)完善移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的管理機(jī)制，將ETC系統(tǒng)納入到GSM網(wǎng)絡(luò)中，使得高速公路通信網(wǎng)絡(luò)的全方位覆蓋將是一個(gè)有效的方式。

3.3保證用戶信息安全程度

在ETC系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，RFID數(shù)據(jù)的保密性和安全性逐步成為了人們所關(guān)注的問(wèn)題。同時(shí)，在車載電子標(biāo)簽當(dāng)中，因?yàn)槠渲斜４嬷陨淼幕拘畔ⅰ④囕v詳細(xì)信息等，具備對(duì)應(yīng)的隱私性。同時(shí)，由于電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)讀取工作主要是通過(guò)閱讀器完成的，其發(fā)射的無(wú)線射頻具有出發(fā)功能，若使用相同頻率的閱讀器發(fā)射頻率，對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽都將會(huì)作出對(duì)應(yīng)的反應(yīng)，并進(jìn)行對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸。從當(dāng)前ETC系統(tǒng)使用的加密方法來(lái)看，并不能保證其在非正常狀態(tài)下所發(fā)射的數(shù)據(jù)信號(hào)得到保密。因此，如何保證數(shù)據(jù)的安全性以及用戶信息的隱私將是未來(lái)數(shù)據(jù)安全管理的重要方向。

4.結(jié)語(yǔ)

ETC收費(fèi)方式有效的解決了目前高速公路在收費(fèi)站因車輛排隊(duì)停車交費(fèi)帶來(lái)的交通延誤矛盾以及交通堵塞等問(wèn)題，最大限度地提高了通行能力。因此，應(yīng)結(jié)合高速公路的實(shí)際情況，科學(xué)地應(yīng)用ETC收費(fèi)技術(shù)，這對(duì)于提高我國(guó)高速公路營(yíng)運(yùn)管理水平和通行服務(wù)水平具有重要作用。相信隨著ETC收費(fèi)技術(shù)的日漸成熟和顯著的優(yōu)越性，ETC收費(fèi)系統(tǒng)必將在我國(guó)得到健康快速的發(fā)展，在高速公路甚至整個(gè)交通建筑領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛，值得推廣應(yīng)用。

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