電子收費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用研究

王浩

摘 要 傳統(tǒng)的人工收費(fèi)和半自動收費(fèi)方式越來越難以滿足收費(fèi)公路運(yùn)營和管理的要求，它不僅容易造成行車擁擠，而且由于頻繁啟動與剎車造成車輛磨損、燃油消耗和環(huán)境污染等問題，因此就需要智能交通系統(tǒng)來解決此類問題。而電子收費(fèi)系統(tǒng)理論上可以使車輛以最大160 km/h的高速通過收費(fèi)站，由計算機(jī)等設(shè)備自動完成對車輛通行費(fèi)的征收工作。

關(guān)鍵詞 電子 收費(fèi) 系統(tǒng) 研究

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1電子收費(fèi)系統(tǒng)的工作原理

當(dāng)車輛駛近收費(fèi)站時，收費(fèi)站的電子收費(fèi)系統(tǒng)開始工作。電子收費(fèi)車道的交通信號及標(biāo)志引導(dǎo)ETC用戶正確駛?cè)氩煌＼囀召M(fèi)車道，自動車輛識別系統(tǒng)被激活，安裝在門架或路側(cè)的ETC車道天線與車載電子標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。車道控制計算機(jī)根據(jù)電子標(biāo)簽中儲存的信息識別出道路使用者和既定車型，自動車型分類系統(tǒng)同時對當(dāng)前車輛類型進(jìn)行自動判別，并與電子標(biāo)簽內(nèi)置的車型數(shù)據(jù)進(jìn)行核對。如果一切正常，車輛自動識別系統(tǒng)將從電子標(biāo)簽中扣除相應(yīng)的通行費(fèi)或記錄下該電子標(biāo)簽中的賬號信息，車道控制計算機(jī)生成收費(fèi)記錄存入收費(fèi)站的計算機(jī)系統(tǒng)。如果發(fā)現(xiàn)非正常情況，車道控制系統(tǒng)將利用交通控制系統(tǒng)采取攔截或警報手段迫使違章車輛停下接受處理。

2電子收費(fèi)系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1車載單元

車載單元是一個裝載在車輛上的電子標(biāo)簽，用來攜帶出行車輛身份證明用的識別碼、授權(quán)證明、賬戶資料和其它方面的資料數(shù)據(jù)。

2.2路側(cè)單元

路側(cè)單元用于與車上電子標(biāo)簽進(jìn)行通信，并做好進(jìn)一步的校驗(yàn)工作，依據(jù)與車載單元間信息的傳輸功能，可分為單向式與雙向式。單向式路側(cè)單元在車輛通過通信區(qū)域時，識讀單元即讀取并辨別車載單元內(nèi)使用者與車輛的識別碼，再傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中心。雙向式則是識讀單元與車載單元需要進(jìn)行無線通信，并經(jīng)歷一個雙向溝通確認(rèn)的過程，由識讀單元發(fā)送扣除通行費(fèi)回傳車載單元。主要設(shè)備有：車輛探測器、車輛自動識別系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理器、信號燈、閉路電視設(shè)備、照明設(shè)備。

2.3收費(fèi)管理中心

原來存儲和處理交易記錄資料的計算機(jī)數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)，作為賬目稽查、轉(zhuǎn)賬、制作財務(wù)報表與賬單用，并且所有電子標(biāo)簽管理是用登記資料或是賬戶資料。

3車載電子標(biāo)簽技術(shù)

電子標(biāo)簽通常由電源單元、數(shù)據(jù)處理單元、通信接口單元、人機(jī)接口單元和微帶天線組成。主要包括以下三類：

（1）只讀電子標(biāo)簽：只讀電子標(biāo)簽屬于第一代電子標(biāo)簽。一般來說，儲存在電子標(biāo)簽內(nèi)的信息是只讀性的，不能修改，而且電子標(biāo)簽也基本不具備數(shù)據(jù)處理能力。無中央處理器，更類似于一片PROM只讀存儲器。

（2）可讀寫智能電子標(biāo)簽：可讀寫智能電子標(biāo)簽屬于第二代電子標(biāo)簽。第二代電子標(biāo)簽的特點(diǎn)是兩個不同的數(shù)據(jù)區(qū)：只讀區(qū)和可讀/可寫區(qū)。只讀區(qū)的數(shù)據(jù)一旦在工廠或收費(fèi)公司編程后，一般是不可更改的。只讀區(qū)用于存放固定或不允許更改的信息，可讀/可寫區(qū)允許進(jìn)行多次讀寫或擦除操作，用于存放臨時數(shù)據(jù)。第二代電子標(biāo)簽的特點(diǎn)是適合于“封閉式”收費(fèi)系統(tǒng)。

（3）帶智能卡的電子標(biāo)簽：帶智能卡接口的電子標(biāo)簽屬于第三代電子標(biāo)簽。智能卡是一個包含微處理機(jī)和存儲器的集成電路卡片，它可以是ETC專用卡，也可以是銀行發(fā)行的信用卡或電子錢包，主要用于存儲賬戶余額信息。第三代電子標(biāo)簽內(nèi)部帶有微處理器，并具有更大容量的數(shù)據(jù)存儲空間。第三代電子標(biāo)簽包括的主要功能模塊有：

①微波信號發(fā)射與接收單元；

②信號調(diào)制與解調(diào)單元；

③數(shù)據(jù)編碼與解碼單元；

④中央控制微處理機(jī)器；

⑤IC卡通信接口單元；

⑥人機(jī)接口單元；

⑦看門狗電路和低功耗喚醒電路單元。

4電子收費(fèi)系統(tǒng)在國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

停車收費(fèi)產(chǎn)生的交通堵塞、資源浪費(fèi)、空氣污染及收費(fèi)資金失控等現(xiàn)象已成為政府和公眾關(guān)注的問題。為解決此類問題，“九五”期間，國內(nèi)先后建立了首都機(jī)場高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)、廣州七橋兩隧道電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)和德中公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)。2000年，交通部公路科學(xué)研究所研究并提出了適應(yīng)高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)新形式的組合式ETC聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)技術(shù)，即“主/被動雙片式電子標(biāo)簽+雙界面IC卡的組合式電子收費(fèi)系統(tǒng)技術(shù)方案”，提出了ETC技術(shù)和IC卡收費(fèi)技術(shù)緊密結(jié)合發(fā)展的新思路。

先進(jìn)的電子收費(fèi)技術(shù)對于公路運(yùn)營管理和公路通性服務(wù)水平的提高有很大潛力。近年來，與ETC集成技術(shù)相關(guān)的自動識別技術(shù)、計算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)與相應(yīng)的電子產(chǎn)品得到了迅速的發(fā)展，為我國ETC技術(shù)集成的應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化提供了技術(shù)和產(chǎn)品生產(chǎn)的保障。交通部科技司于1998 年把“網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下ETC 收費(fèi)系統(tǒng)研究與推廣應(yīng)用”作為聯(lián)合攻關(guān)項目。在此課題研究開發(fā)的基礎(chǔ)上，中國交通工程設(shè)施（公路）標(biāo)準(zhǔn)委員會和中國ISO/TC 204 技術(shù)委員會已完成對ETC收費(fèi)系統(tǒng)DSRC的標(biāo)準(zhǔn)化。

針對各種電子不停車收費(fèi)方式，交通部于2000年發(fā)布的《高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)技術(shù)要求》 中，完善了ETC 的規(guī)范化應(yīng)用，指出電子不停車收費(fèi)（ETC）是收費(fèi)技術(shù)的發(fā)展方向，建議有條件的省市宜采用以人工半自動收費(fèi)為主，電子不停車收費(fèi)為輔的組合方式，電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)宜采用雙片式電子標(biāo)簽，以實(shí)現(xiàn)電子不停車收費(fèi)方式與IC半自動收費(fèi)方式的兼容與互補(bǔ)，儲值卡方案設(shè)計必須符合國家有關(guān)金融卡交易的安全規(guī)定。