試論高速公路ETC收費系統(tǒng)的應(yīng)用

黃湛

摘要：隨著我國高速公路的快速發(fā)展，ETC收費模式成為未來高速公路收費公路發(fā)展的重要方向。在這篇文章中，主要說明了ETC在高速公路上的當前優(yōu)點和缺點，并說明了ETC在高速公路上的前景。

關(guān)鍵詞：高速公路;ETC;應(yīng)用

近年來，隨著高速公路事業(yè)的快速發(fā)展，高速公路收費站的傳統(tǒng)手動收費模式越來越不適合交通發(fā)展的需要。收費站存在車輛擁擠、交通事故、環(huán)境污染等問題。這是排隊的車輛為了支付費用而引起的。事實證明，光靠擴建收費站基礎(chǔ)設(shè)施的方法，不僅需要大量的人力資源，資材、財源也有限，難以應(yīng)對日益增長的交通需求。作為一個重要的發(fā)展方向，高速公路收費系統(tǒng)的ETC可以達到高速公路交通的目的，將收費站內(nèi)車輛擁擠的問題降到最低。

一、ETC不停車收費系統(tǒng)的概念

ETC的正式名稱是電子不停車收費系統(tǒng)。通過安裝在車輛上的車載電子標簽，當應(yīng)收費的車輛通過收費車道時，收發(fā)天線發(fā)射射頻激勵信號，喚醒車載電子標簽設(shè)備（OBU），標簽與讀寫器之間經(jīng)過相互的認證，達到相互信任后，通過專用短程通信技術(shù)（DSRC） 實現(xiàn)天線和 IC 卡之間的信息交互。收費道口工控機能夠讀取IC卡中保存的車輛固有信息（車型、車牌號碼等）、道路交通信息、收費狀況信息，按照高速公路收費標準，扣除相應(yīng)的通行費。

二、ETC不停車收費系統(tǒng)的工作流程

在ETC不停車收費系統(tǒng)的特定工作流程中，工作原理如下。首先，處理對象的車輛進入系統(tǒng)感應(yīng)區(qū)域后，引起線圈回路電感量的變化，車檢器輸出相應(yīng)邏輯信號，讀取/寫入天線變?yōu)榛钴S。其次，讀取/寫入天線接收到命令后，立即發(fā)送電子標簽信號，接著發(fā)送信息反饋。反饋可讀取且有效時，進入下一步。無效時自動警告，并保持關(guān)閉狀態(tài)。第三，交易順利的話，車道控制器會向ETC自動欄桿機發(fā)出指示，在抬升自動欄桿欄桿的同時，車種和交易費用等信息會顯示在費額顯示器上。第四，當車輛進入車牌識別范圍時，抓拍設(shè)備自動對車輛圖像進行抓拍并保存。第五，車輛通過后線圈，系統(tǒng)發(fā)出自動欄桿落下指示，自動欄桿落。第六，車輛完全通過后，系統(tǒng)會自動保存信息，通過數(shù)據(jù)傳輸隊列及時上傳，整個過程完成。

三、ETC不停車收費系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)點

1.能有效提高收費工作效率

ETC實現(xiàn)了收費工作的完全自動化，收費操作在機器與機器之間通過電子信號以極快的速度進行，避免了人工收費帶來的速度慢、差錯多、營私舞弊等問題，極大地提高了收費工作的效率。

2.能有效緩解收費站擁堵問題

統(tǒng)計表明，ETC收費車道的通行能力可達2500輛/h，是人工收費的5-8倍，相當于增加5-8條人工收費車道，大大提升了高速公路收費車道的通行能力，從而有效緩解車輛在通過收費站時的擁堵現(xiàn)象。

3.能有效減少對環(huán)境的污染

根據(jù)研究，車輛在啟動、加速時油耗最高，對環(huán)境的污染也最大，由于ETC車道不需要車輛頻繁啟停，只需勻速通過即可，可避免車輛在怠速等待和啟動加速時排放大量的廢氣，起到節(jié)能減排的作用。

四、ETC不停車收費系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

ETC是1990年代中期首次導(dǎo)入我國的。1996年，廣東省在佛山、順德、南海等地設(shè)置并使用ETC通道。同年末，北京在首都機場高速公路實施了3個月的ETC收費公路的試運行，第2年開始試運行。自1996年以來，大部分的城市都開始了ETC服務(wù)。

以福建省為例，“十三五”末全省高速公路的通車里程已突破6000公里，覆蓋了全省84個縣（市、區(qū)），鄉(xiāng)鎮(zhèn)通高速公路覆蓋率高達80%以上，路網(wǎng)密度已達發(fā)達國家水平，目前該省建設(shè)并運營280余個收費站，均包含至少一進一出ETC車道，覆蓋率達100%。同時，為了鼓勵使用ETC電子不停車收費系統(tǒng)，福建省高速公路對ETC電子不停車收費系統(tǒng)的用戶實行5%通行費的優(yōu)惠政策。截至2019年12月9日，福建省ETC用戶總量達514.07萬輛。同時，福建省高速公路入口與出口ETC使用率分別達到了71.19%和72.8%，連續(xù)數(shù)月排全國第1位。

五、ETC不停車收費系統(tǒng)存在的問題

ETC不停車收費系統(tǒng)有許多優(yōu)勢，在高速公路收費方面做出了巨大的貢獻，但從近幾年ETC系統(tǒng)建設(shè)和運營經(jīng)驗來看，此階段的ETC系統(tǒng)還存在以下一些問題：

1、長通信區(qū)的跟車干擾問題

不停車收費系統(tǒng)的通信區(qū)約為自動欄桿前的2-10之間，而在長通信區(qū)因為通信范圍大，經(jīng)常有多輛車同時出現(xiàn)的情況，在前面的車輛不能正常交易而后車可交費時，就會出現(xiàn)前車被放行，后車被攔截的失誤。

2、短通信區(qū)的通行速度低的問題

短通區(qū)的ETC通信區(qū)域大約是自動欄桿前的1米-6.6米之間，待收費交易時，車輛離欄桿近，必須減速慢行，緩慢通過，這方面對通行效率有很大影響。

3、自動欄桿存在通信盲區(qū)的問題

目前系統(tǒng)設(shè)備天線位于欄桿前大概2米的地方，因車載OBU和設(shè)備天線具有接收方向特性，導(dǎo)致車載OBU在到達設(shè)設(shè)備接收天線下方時已經(jīng)不能正常通信。通信區(qū)位于欄桿前2米左右，當車輛車速過快，或者其它原因?qū)е略谕ㄐ艆^(qū)沒有完成交易而行駛到欄桿前時，此時欄桿不能自動抬起，則收費無法完成，從而使得車輛通行變慢。

六、ETC不停車收費系統(tǒng)的發(fā)展方向

1.加大ETC的宣傳和推廣力度

目前，ETC業(yè)務(wù)還處于發(fā)展階段，作為一種新事物，還不能夠被部分車主所認知，以福建省為例，ETC使用率已達到了72.8%，還有提高空間。為了吸引更多的用戶辦理ETC，應(yīng)當加大宣傳力度，必要時可增加優(yōu)惠幅度，利用經(jīng)濟杠桿，來吸引車主安裝ETC設(shè)備，車主和社會的認可反過來可推動ETC事業(yè)的發(fā)展。

2.提升ETC技術(shù)

條件齊全的情況下，可以將ETC電子標簽“前裝”。也就是說，汽車制造商在車輛出廠前會先把ETC電子標簽放在平臺上，汽車會向電子標簽供電。解決電子標簽電池壽命短的問題。用戶直接購買車。去最近的高速公路管理部門或指定的合作銀行申請儲值卡。

結(jié)語

ETC收費方式積極推進了ETC收費技術(shù)，有效解決了高速公路收費站排隊和停車費造成的當前交通延遲矛盾和堵車問題，大大提高了收費站的容量。高速公路的運營管理水平和交通服務(wù)水平起著重要的作用。隨著ETC收費技術(shù)的成熟，ETC收費系統(tǒng)被認為是健康、迅速發(fā)展的，在高速公路和其他行業(yè)中越來越普及和應(yīng)用。

參考文獻

[1]石永紅.高速公路監(jiān)控系統(tǒng)在ETC收費中的應(yīng)用研究[J].中國設(shè)備工程，2021（13）：255-256.

[2]許婷琴，鄔亮.高速公路通信系統(tǒng)的收費與監(jiān)控應(yīng)用解析[J].運輸經(jīng)理世界，2021（12）：1-3.