高速公路ETC電子收費系統(tǒng)的技術(shù)原理與具體應(yīng)用

畢景榮 牟凱

摘要：高速公路ETC電子收費系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛的自動識別，同時其中也應(yīng)用到了專用短程通信技術(shù)，提高了對數(shù)據(jù)信息的處理效率。此外，ETC系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛的分類識別，ETC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢也相對較大能夠進一步減少收費時間，提高收費站的通行效率。但是ETC技術(shù)的應(yīng)用也存在相應(yīng)的弊端，例如對網(wǎng)絡(luò)要求相對較高，同時相應(yīng)的ETC系統(tǒng)也存在蹭刷或盜刷的現(xiàn)象。當前我國需要及時完善現(xiàn)有的交通安全法律法規(guī)，對ETC技術(shù)的使用進行嚴格規(guī)范，并且開發(fā)各類全新的管控技術(shù)來提高ETC系統(tǒng)的使用維度和廣度。

關(guān)鍵詞：ETC電子收費;技術(shù)原理;應(yīng)用

引言：在新時期道路交通通行中，結(jié)合ETC電子收費系統(tǒng)的使用具備較大的現(xiàn)實意義，結(jié)合相關(guān)系統(tǒng)能夠完成對車輛的有效識別以及快速實現(xiàn)交通收費，避免交通擁堵，但是在對相關(guān)技術(shù)進行具體使用的過程中也需要進一步完善相應(yīng)的安全管控技術(shù)，對其中所存在的盜刷、蹭刷現(xiàn)象進行嚴格管控，保障各方的合法權(quán)益。

一、ETC電子收費技術(shù)原理分析

（一）車輛自動識別技術(shù)

ETC系統(tǒng)中設(shè)置有車輛自動識別系統(tǒng)，其中包含車載電子標簽即OBU，此類標簽放置在車輛擋風玻璃上，在標簽內(nèi)部存放有車輛的基本信息，而對應(yīng)的路邊單元則稱之為RSU，且通常架設(shè)在收費站的最高處，而在車輛通行道路上還放置有相應(yīng)的感應(yīng)線圈，同時相應(yīng)的收費站中央計算機系統(tǒng)需要連接到服務(wù)器，及時調(diào)取數(shù)據(jù)庫中的用戶信息和車輛信息。

在ETC系統(tǒng)中要實現(xiàn)對車輛信息的有效識別，其作為整個系統(tǒng)的核心部分具備多種識別方案，但是不同的識別方案會對ETC系統(tǒng)的性能會產(chǎn)生相應(yīng)的影響，具體來說，高速公路收費站通常結(jié)合微波非接觸式識別技術(shù)，借助微波更加強悍、強勁的穿透性能，且滿足高速路口收費站露天作業(yè)的需求，同時結(jié)合微波識別技術(shù)即便在惡劣的氣候環(huán)境下也能夠?qū)崿F(xiàn)與RSU以及相應(yīng)的OBU系統(tǒng)穩(wěn)定、高效地通信，同時微波通信的有效距離可高達10m，并且車輛在行駛過程中也能夠完成對車輛信息的識別。

當車輛經(jīng)過ETC通道時，車輛會觸及到埋放在道路上的感應(yīng)線圈，并且感應(yīng)線圈會將車輛的信息資料及時上傳給RSU，最后再由RSU向OBU發(fā)出信號，OBU在接收到RSU的信號之后完成信息回饋，之后RSU再讀取OBU中的信息資料并且上傳到數(shù)據(jù)庫中完成信息驗證，從而根據(jù)車輛的信息類型來生成不同的管控指令，如扣費、輔助等相應(yīng)的指令，之后再通過輔助裝備控制升降器，并且打開監(jiān)視儀，完成交通信號燈的變色。

（二）專用短程通信技術(shù)

除此之外，在ETC系統(tǒng)中也設(shè)有相應(yīng)的DSRC技術(shù)，其實作為RSU與OBU之間的通信協(xié)議，其具備較大的信息傳輸帶寬，并且也具備多種工作頻段，而為了有效地避免民用頻段給整個ETC系統(tǒng)的通信帶來相應(yīng)的干擾，通常收費站需要結(jié)合5.8GHZ作為ETC專用頻段，而相應(yīng)的DSRC工作方式也分為主動式和被動式兩類，在主動式的工作運行模式下，RSU和OBU自身發(fā)送電子信號，此類通信距離相對較長;而被動式則是通過半雙工通信方式，此類通信方式不具備較長的通信距離。

（三）車輛分類技術(shù)

高速公路通常會沿用不同的計費標準，不同車輛、不同車型也具備不同的收費方式，而結(jié)合ETC系統(tǒng)在收費過程中則必須要實現(xiàn)對相關(guān)車型、車類的有效細分。具體來說，先由對應(yīng)的收費系統(tǒng)讀取OBU中的車輛信息，再結(jié)合CCD攝像機以及各種感應(yīng)器，完成對車輛重量、圖像以及車牌信息的識別、收集，之后再通過人工智能算法對車輛信息進行綜合驗證，最后再完成對車輛車型的驗證。

二、ETC的應(yīng)用

（一）ETC的應(yīng)用優(yōu)勢

通過上述的分析探討可以看出，ETC在當前道路交通通行過程中具備較大的優(yōu)勢，車主需要在車輛上安裝身份識別卡，并且在到達相應(yīng)的高速公路收費站之后結(jié)合專項ETC通道便能夠避免在人工窗口進行繳費排隊。除此之外，高速路口收費站在實現(xiàn)對車輛身份信息識別過程中也能夠在車輛不減速或?？康臓顩r下完成對各項信息的識別以及對相關(guān)高速路費的計算扣取。在此過程中，車主需要將相關(guān)信息資料與銀行卡進行綁定，以此來提高收費的效率。因此結(jié)合ETC技術(shù)的使用能夠減少收費站的人力投入，同時還能夠最大限度地改善過往人工收費排隊的現(xiàn)象。除此之外，由于ETC電子收費系統(tǒng)結(jié)合自動化、智能化的運作方式，能夠減少車輛排隊等候的時間，也能夠進一步減少車輛在減速、怠速過程中的尾氣排放量，能夠?qū)崿F(xiàn)當今的綠色減排。

（二）ETC應(yīng)用的弊端

雖然ETC具備顯著的優(yōu)勢，但是ETC的弊端也相對較多，首先，ETC電子收費系統(tǒng)對于整個計算機網(wǎng)絡(luò)具備較強的依賴性，一旦相關(guān)區(qū)域出現(xiàn)通訊異常的狀況則會導致整個ETC系統(tǒng)無法正常、穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)，雖然出現(xiàn)交通通信中斷的現(xiàn)象相對較為少見，但是一旦發(fā)生相關(guān)故障問題也會帶來嚴重的后果，影響整個道路交通的通行效率和通行安全性。其次，辦理相應(yīng)的收費憑證和發(fā)票還較為困難，雖然ETC系統(tǒng)能夠最大限度地節(jié)約收費時間，但是也會導致車主無法快速獲取相應(yīng)的費用信息，如收費發(fā)票等。因此，當前我國在完善ETC系統(tǒng)的過程中，也需要同步完成對現(xiàn)有收費系統(tǒng)以及電子發(fā)票的設(shè)定，最大限度地給予車主相應(yīng)的便捷。

三、結(jié)束語

總體來說，在當前高速公路ETC電子收費系統(tǒng)的具體使用過程中，我國應(yīng)當加大立法管控，對其中的收費標準、收費安全進行嚴格規(guī)范，同時在結(jié)合ETC電子收費系統(tǒng)的使用過程中，我國還應(yīng)當實現(xiàn)相應(yīng)的技術(shù)創(chuàng)新，保障用戶的信息安全，提高道路交通通行的效率。

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課題：吉林省2021年度大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目“信息技術(shù)在交通運輸工程中的應(yīng)用研究”（S20211304073X）