高速公路ETC自由流收費(fèi)技術(shù)探討

楊勝龍

摘要：當(dāng)前，社會正呼喚高速公路在收費(fèi)后能提供更加高效、快捷的通行服務(wù)，高速公路從業(yè)者應(yīng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，以新時(shí)代交通發(fā)展?jié)M足人民群眾便捷出行的美好需求為目的，大力推動(dòng)諸如主線ETC自由流收費(fèi)等新興技術(shù)應(yīng)用。隨著國家法制和信用體系的不斷完善，也許在不遠(yuǎn)的將來，物理概念上的省界、匝道、端頭收費(fèi)站等都將不復(fù)存在，真正讓廣大車主在高速公路實(shí)現(xiàn)“無感通行”的機(jī)致體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：ETC自由流;智能交通;收費(fèi)技術(shù)

中圖分類號：P258 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著我國高速公路建設(shè)的不斷發(fā)展，ETC已成為各省高速公路重要的繳費(fèi)方式。ETC技術(shù)以其自動(dòng)化程度高、免停車快速通行等特點(diǎn)逐漸被高速公路營運(yùn)方、車輛用戶所接受，但我國ETC技術(shù)主要布局于收費(fèi)站車道，還沒有探索ETC自由流化收費(fèi)的大規(guī)模應(yīng)用實(shí)踐。

一、ETC發(fā)展存在的問題

（一）技術(shù)發(fā)展方面

ETC技術(shù)應(yīng)用于收費(fèi)公路，在歐美國家有超過二十多年的歷史，主要采取單片式電子標(biāo)簽（0BU）技術(shù)，簡單方便且成本低，但要求ETC車道覆蓋率很高，否則，起步階段用戶使用體驗(yàn)差。我國收費(fèi)公路ETC技術(shù)借鑒于日本，日本在本世紀(jì)初開始采用兩片式組合ETC收費(fèi)技術(shù)，即電子標(biāo)簽（OBU）+IC卡模式，該技術(shù)更安全、靈活，在起步階段ETC車道覆蓋率低的情況下，可取出1C卡作為通行介質(zhì)。廣東省最早于2002年引入基于5.8GHzDSRC的兩片式組合ETC收費(fèi)技術(shù)，并將其納入廣東省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)地方標(biāo)準(zhǔn)，2007年上升為交通運(yùn)輸部標(biāo)準(zhǔn)，2015年9月底全國ETC聯(lián)網(wǎng)完成，目前，全國建成超過2萬條ETC車道，發(fā)展兩片式組合ETC用戶近6500萬個(gè)。我國收費(fèi)公路ETC技術(shù)十多年沒有大的變革，兩片式組合收費(fèi)模式在發(fā)展初期適應(yīng)我國高速公路建設(shè)國情，在ETC車道覆蓋率極低的情況下可滿足ETC用戶通行需求，但目前全國ETC車道覆蓋率超過95%，主線和省界站已達(dá)到99%，大部分用戶在通行時(shí)通常不再需要取出1C卡，由此可見，現(xiàn)階段兩片式組合ETC收費(fèi)技術(shù)的靈活性特質(zhì)在我國ETC應(yīng)用中的表現(xiàn)不再突出，相反，因交易時(shí)與車載單元（0BU）和1C卡安全認(rèn)證帶來的多次通信握手、1C卡自身讀寫異常等通行問題越來越突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，ETC車道超過60%的通行異常問題與1C卡相關(guān)，國標(biāo)ETC核心交易時(shí)間是270ms，各省因交易復(fù)雜程度不一，ET（漱心交易時(shí)間普遍超過300ms，核心交易時(shí)間長、交易異常率高導(dǎo)致ETC通行速度慢（國標(biāo)為20公里/小時(shí)），用戶通行體驗(yàn)一般。

（二）車道建設(shè)方面

我國ETC車道建設(shè)規(guī)模不夠超前，曰本高速公路大部分為ETC收費(fèi)，每個(gè)收費(fèi)站僅保留一條人工自助收費(fèi)車道，而我國ETC車道級覆蓋率（ETC車道占總車道比例）不足三成，大部分收費(fèi)站僅有1入1出2條ETC車道。隨著車流量的不斷增長，單條ETC車道通行能力飽和，廣東珠江三角洲地區(qū)多條ETC車道日均通行量超過1萬車次，很多城市重要出入口收費(fèi)站ETC日均通行量超過5000車次，部分時(shí)段出現(xiàn)ETC洋道排隊(duì)情況。而ETC車流量占收費(fèi)站總車流量普遍不超50%，人工收費(fèi)仍是主流，在車道資源有限的情況下，ETC車道超前建設(shè)需求與MTC仍是主流車道之間的矛盾越發(fā)凸顯，ETC車道不可能無限建設(shè)下去，特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)重要城市出入口（如廣東珠江三角洲區(qū)域）受收費(fèi)站規(guī)模、物理車道條數(shù)等因素限制，必須依靠ETC自身技術(shù)突破。

（三）新技術(shù)挑戰(zhàn)方面

隨著手機(jī)移動(dòng)支付技術(shù)發(fā)展，各行各業(yè)無現(xiàn)金支付比例越來越高，而高速公路收費(fèi)長期以來只有現(xiàn)金和ETC支付兩種模式，車輛用戶要求高速公路行業(yè)兼容手機(jī)移動(dòng)支付的呼聲不斷提高。近年來，采用后臺綁定移動(dòng)支付賬戶、前端借助高清圖像識別+地圖信息技術(shù)（GIS）實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)的創(chuàng)新實(shí)踐在很多省份如火如荼開展，特別是在大型互聯(lián)網(wǎng)公司的推動(dòng)下，如支付寶在河南等地推出的無感支付，微信在山東推出的ITC支付等，ETC技術(shù)發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)。而公安部電子車牌技術(shù)（基于RFID技術(shù)）已在多地開展試驗(yàn)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已出臺，同為車輛身份的微波識別技術(shù)，如果在全國機(jī)動(dòng)車中推行實(shí)施并與支付打通，可能直接取代現(xiàn)有ETC收費(fèi)技術(shù)。同時(shí)，國家大力推行北斗高精度導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用，交通運(yùn)輸部也要求高速公路行業(yè)研究該技術(shù)在收費(fèi)、道路拯救、養(yǎng)護(hù)等方面的應(yīng)用，這也將對ETC技術(shù)產(chǎn)生威脅。總而言之，如果ETC技術(shù)不能適應(yīng)新技術(shù)、新業(yè)態(tài)發(fā)展，將很有可能被其他新型收費(fèi)技術(shù)跨界取代。

二、ETC創(chuàng)新發(fā)展思路

（一）匝道ETC自由流+匝道收費(fèi)站聯(lián)動(dòng)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路：在收費(fèi)站匝道以龍門架方式部署ETC設(shè)備，將ETC收費(fèi)提前到匝道進(jìn)行，相當(dāng)于預(yù)設(shè)一條自由流化ETC交易車道。對低速（80km/h）經(jīng)過匝道的ETC車輛提前交易，而收費(fèi)廣場的ETC和MTC車道只需要進(jìn)行交易車輛名單核對和補(bǔ)充二次冗余交易（一次交易未成功前提下），即可快速完成車輛收費(fèi)。該技術(shù)通過“匝道交易、車道驗(yàn)證”模式，極大提升了收費(fèi)站ETC車道通行能力，通過與MTC車道聯(lián)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)收費(fèi)廣場ETC化的目標(biāo)，達(dá)到提升收費(fèi)廣場整體車輛通行能力的目的。匝道ETC自由流車道布局。

（二）主線ETC自由流+主線收費(fèi)站聯(lián)動(dòng)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路：在匝道ETC自由流技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高ETC車輛在高速行駛（100km/h）條件下的一次交易成功率，同時(shí)，革新ETC天線技術(shù)，探索單個(gè)ETC天線管理多條車道（2條或以上）的可靠性，降低主線ETC自由流建設(shè)成本。

三、技術(shù)驗(yàn)證

某省在2017年開展匝道ETC自由流技術(shù)研究，并在2017年底至2018年初先后開通東新南浦站、廣珠西石洲站和廣清新華站三套匝道ETC自由流收費(fèi)系統(tǒng)，整體試點(diǎn)達(dá)到預(yù)期效果，單條ETC車道通行速度理論值提升3倍以上，整個(gè)收費(fèi)站廣場通行效率提升30%。

核心指標(biāo)驗(yàn)證一：匝道一次交易成功率。即匝道ETC交易成功次數(shù)占整個(gè)收費(fèi)站ETC通行次數(shù)的比例，通過測試，面道一次交易成功率超過98%。核指標(biāo)驗(yàn)證二：ETC車道核心交易時(shí)間。艮P在匝道完成ETC交易后在收費(fèi)站ETC車道驗(yàn)證時(shí)的核心交易時(shí)間，由原來的約300ms大幅下降至目前的15-30ms。核心指標(biāo)驗(yàn)證三：MTC車道通行能力。即沒有采用匝道ETC自由流完成預(yù)交易前的ETC用戶進(jìn)入MTC車道完成交易的時(shí)間，與采用匝道ETC自由流技術(shù)后已完成匝道預(yù)交易的ETC車輛進(jìn)入聯(lián)動(dòng)的MTC車道的交易時(shí)間對比，MTC車道通過車牌識別驗(yàn)證預(yù)交易名單庫，可實(shí)現(xiàn)道準(zhǔn)快速通行。

結(jié)束語

本文在對國內(nèi)高速公路ETC收費(fèi)技術(shù)發(fā)展瓶頸分析的基礎(chǔ)上，研究ETC朝自由流化演進(jìn)的可行性和主要技術(shù)形態(tài)，并通過介紹廣東省匝道ETC自由流收費(fèi)技術(shù)驗(yàn)證取得的成果，探討未來智能交通中高速公路ETC自由流收費(fèi)技術(shù)的發(fā)展趨勢。

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