高速公路ETC電子收費系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用

蔡艷良

摘要：隨著高速公路聯(lián)網(wǎng)收費的推廣，交通流量日益增加，高速公路收費站的車輛擁堵問題越來越嚴(yán)重，影響了交通線路順暢運行，以及行車安全問題，提高交通疏通能力和收費站處理效率刻不容緩。目前，國內(nèi)外使用ETC電子收費系統(tǒng)取代傳統(tǒng)人工收費方式，利用多項高新電子技術(shù)實現(xiàn)車輛無需停車即可收取道路通行費用，大大減少了因排隊造成的交通擁堵狀況，促進了高速公路收費管理發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高速公路；ETC電子收費系統(tǒng)；技術(shù)應(yīng)用

引言

就目前的狀況來看，我國高速公路的利用率很高，車流量一直居高不下，從而極大地加重了高速公路收費環(huán)節(jié)的任務(wù)。同時，由于車流量大，人工收費具有延遲性以及其他人為因素等，造成高速公路常用路段交通嚴(yán)重堵塞，極大程度上影響了高速公路正常運營，耽誤車輛行程。除此之外，擁堵的車輛往往容易排放更多尾氣，進而日益加劇環(huán)境污染。綜上所述，高速公路收費問題亟待解決。ETC系統(tǒng)，即電子不停車收費系統(tǒng)，通過車輛的IC卡，實現(xiàn)IC數(shù)據(jù)與收費系統(tǒng)的計算機相連接，它將微波通信、自動化控制、傳感技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)及信息處理等多項先進技術(shù)有機有效地結(jié)合在一起，是人類智慧的結(jié)晶，對于高速公路收費任務(wù)具有重要意義。不僅節(jié)約了人力物力，同時節(jié)約了收費時間，進一步推動了高速公路發(fā)展新進程。

1 ETC電子收費系統(tǒng)概述

ETC電子收費系統(tǒng)是一個多技術(shù)集合的高速公路收費體系，通過高速的微波無線傳輸進行兩個收費站點之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合及信息交流，再利用發(fā)達(dá)的電子計算機系統(tǒng)快速處理龐大的電子數(shù)據(jù)，具有圖像傳輸功能和自動控制的特點。與傳統(tǒng)的高速公路收費方式相比，ETC電子收費系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：①可以縮短高速公路車輛出站的通行時間，提高高速公路收費效率；②車輛出高速公路時不需要再減速停車，減少對車輛剎車系統(tǒng)的損耗，并減少車輛重新啟動時浪費的汽油，降低車輛排放廢氣對空氣的污染；③ETC收費卡，即“一卡通”，能通行多個收費點，給車主帶來很大的便利；④管理較為簡便，并且操作簡單、使用安全；⑤采用網(wǎng)絡(luò)繳費，避免收費站點人員貪污收取的通行費。

2 ETC電子收費系統(tǒng)工作原理

電子收費系統(tǒng)作為一項新興的應(yīng)用技術(shù)，其研究正越來越深入。ETC電子收費系統(tǒng)主要利用車輛自動識別技術(shù)，對電子標(biāo)簽中的信息進行有效識別。通過路側(cè)車道或門架上控制系統(tǒng)的信號發(fā)射與接收裝置讀?。ㄔ谧x寫卡中還可以寫入）標(biāo)簽信息，識別車輛上的由耦合元件及芯片組成的車載單元“電子標(biāo)簽”。標(biāo)簽含內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進行通信。ETC車道計算機根據(jù)“電子標(biāo)簽”中存儲的信息識別出車輛的基本信息，為后臺業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供強大支撐。根據(jù)車輛行駛情況從車主的銀行賬號或儲值中扣除通行費，能夠在多個收費站同時使用，起到快速便捷的效果。

3 ETC電子收費系統(tǒng)的基本組成

整個ETC電子收費系統(tǒng)的基本組成設(shè)備大致可以分為ETC收費車道、收費站點分管理系統(tǒng)、總ETC管理系統(tǒng)、銀行處理系統(tǒng)和微波傳輸通信系統(tǒng)。根據(jù)行使功能的不同，我們可以將這些設(shè)備再分類，即分為前臺接收信息系統(tǒng)和后臺發(fā)送信息管理系統(tǒng)。前臺接收信息系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)識別出站車輛，并將信息傳送到后臺管理中心，再通過銀行收費系統(tǒng)實現(xiàn)通行費用的扣除；后臺系統(tǒng)則是主要負(fù)責(zé)處理整個ETC電子收費系統(tǒng)的龐大數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)一的調(diào)度工作。

4 ETC電子收費工作流程

在ETC電子收費系統(tǒng)工作中，還應(yīng)遵循一定的流程，當(dāng)車輛進入車道無線短程通信范圍。工作流程如下：a.首先壓到埋入車道地下的觸發(fā)線圈，啟動門架上的讀寫天線；b.讀寫天線發(fā)送微波讀取車輛電子標(biāo)簽的信息和車型代碼，判斷電子表現(xiàn)的有效性，標(biāo)簽有效即進行交易處理，標(biāo)簽無效則立即發(fā)出報警并關(guān)閉車道；c.一旦出現(xiàn)違規(guī)車輛企圖高速跟車而過，逃避收費識別，讀寫天線確認(rèn)無效的同時，將快速啟動自動欄桿，關(guān)閉收費車道，當(dāng)場攔截沖卡車輛；d.完成交易后，通過車道控制，將欄桿抬起，車道信號燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈，交易信息費顯示在顯示器上，可以在顯示器上進行查詢；e.通過抓拍線圈時，對車輛的圖像進行抓拍，同時通過字符疊加器，在抓拍圖像中呈現(xiàn)車輛信息；f.待車輛安全通過后，欄桿自動回落，信號燈變回紅色；g.最后系統(tǒng)的交易信息上傳至收費站服務(wù)器，一個收費流程完畢。

5 ETC電子收費系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用

5.1自動識別技術(shù)

自動識別技術(shù)的核心是一種物體之間的感應(yīng)作用。通過之前的敘述，我們知道，電子收費系統(tǒng)首先是要通過微波天線技術(shù)識別車輛信息，從而才能完成之后的收費任務(wù)。所以說，自動識別技術(shù)是整個收費系統(tǒng)中的核心技術(shù)，正確的識別與判斷是收費工作正常進行的首要保證。具體來說，這項技術(shù)是利用具有識別作用的裝置，通過微波天線與車輛之間的感應(yīng)作用，獲取車輛的相關(guān)信息，之后將這部分信息輸送到下一級中以完成收費工作?？傮w來說，自動識別技術(shù)其實是一種數(shù)據(jù)收集的重要方式，只是這種收集信息的方式不同于傳統(tǒng)的收集方式，這是一種高人工智能化的、全自動的收集方式，是科學(xué)進步的產(chǎn)物。通常情況下，在電子收費系統(tǒng)中常用的識別技術(shù)有車輛識別技術(shù)和車牌識別技術(shù)。車輛自動識別技術(shù)。車輛識別技術(shù)就是說能夠在車輛不停車的情況下，射頻天線自動識別車輛負(fù)載的出入信息的技術(shù)，這對于電子收費系統(tǒng)是關(guān)鍵步驟。通常來說，不同的車輛識別技術(shù)的不同之處在于車輛要裝載的包含有車輛信息的芯片不同。據(jù)此，常見的識別技術(shù)有射頻識別等。車牌自動識別技術(shù)。車牌號對一個車輛的重要性不言而喻，每輛車有自己的車牌號以區(qū)別于其他車輛，在交通守則中有不得遮擋車牌號的嚴(yán)格規(guī)定。這項技術(shù)也同樣是電子收費系統(tǒng)中一個不可或缺的技術(shù)活動。當(dāng)車輛通過收費站時，射頻天線對車牌號進行辨別。這樣，通過車牌自動識別技術(shù)，電子收費站可以自動識別車輛出入高速公共的信息，并將該信息傳輸給管理計算機。

5.2專用短程通信技術(shù)

專用短程通信技術(shù)，又稱DSRC電子收費技術(shù)，是近幾年國際上比較成熟的收費技術(shù)，是ITS職能運輸系統(tǒng)中用于車輛在高速公路收費點實現(xiàn)不停車收費的技術(shù)方法。通過對DSRC技術(shù)的運用，不僅能夠能夠?qū)崿F(xiàn)車與路信息的雙向傳輸，同時還可以實現(xiàn)車與車之間信息的雙向傳輸，利用路邊設(shè)備RSU與行駛車輛的車載裝置OBU聯(lián)系起來，DSRC具有高速的電子數(shù)據(jù)傳輸通道，能夠有效降低通信線路中常有的延時時差，是高速公路不停車收費準(zhǔn)確、高效、可靠運行的保證。

結(jié)語

ETC電子收費系統(tǒng)是國內(nèi)外普遍推廣使用的自動收費系統(tǒng)，對交通路段繁忙的橋梁、隧道和高速公路都有非常高的使用價值。ETC電子收費系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)車輛通過收費站點時不需要停車?yán)U費，就能夠達(dá)到自動收取費用的目的。ETC電子收費技術(shù)在我國還需要進一步的推廣發(fā)展，充分利用電子收費技術(shù)取得經(jīng)濟效益和社會效益，提高我國高速公路現(xiàn)代化管理水平。

參考文獻

[1]程暉.基于高速公路電子不停車收費系統(tǒng)（ETC）的設(shè)計與研究[J].電子制作，2017（09）：78-79.

[2]劉睿健.貨車也便捷之ETC新時代！———看高速公路貨車ETC如何實現(xiàn)[J].中國交通信息化，2017（8）：22-23.

[3]程暉.基于高速公路電子不停車收費系統(tǒng)（ETC）的設(shè)計與研究[J].電子制作，2017（9）：78-79。

（作者單位：南京蘇河電子科技有限責(zé)任公司）