探究ETC技術在高速公路機電系統(tǒng)中的應用

武昊

西交通科學研究院集團有限公司 山西太原 033000

1 ETC技術在高速公路機電系統(tǒng)中應用的必要性

我國很多高速公路收費都是以人工進行，收費的效率較低，一般收費管理方式包括現(xiàn)金交易與磁卡交易，繳費方式是在高速公路入口進行現(xiàn)金繳費或者在入口進行刷卡放行，如果是在高速公路出口處繳費，高速公路的上機位系統(tǒng)會按照系統(tǒng)記錄扣除費用，或者通過之前預存的充值卡進行交易，但這些方式相對比較浪費時間，極容易造成車輛阻塞，引起交通不便。ETC技術的創(chuàng)新，有效緩解了高速公路車輛交通阻塞問題，ETC系統(tǒng)也可以稱之為不停車收費系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可以讓裝有ETC的車輛在通過高速路口收費站時，通過ETC系統(tǒng)直接繳費，并可以查看車輛是否違章。ETC技術簡單來說，就是在車輛通過高速公路收費站時，能夠通過車輛識別技術與信息存儲技術等，在入口處自動從預先綁定的銀行賬戶中扣除繳費資金，是國際上正在推廣與普及的技術。車主在車窗上安裝感應并預先存一部分費用，在收費站時即可不必人工繳費，也無需停車處理，會自動扣除。利用ETC技術實現(xiàn)不停車收費，可以有效節(jié)約人力物力資源，并且提高收費效率，是一項智能交通服務技術，尤其適合在高速公路幾點系統(tǒng)中的使用，能夠有效緩解交通堵塞情況，在經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下，在高速公路機電系統(tǒng)中應用ETC技術勢在必行。

2 ETC技術在高速公路機電系統(tǒng)中的應用

2.1 自動識別技術應用

自動識別技術的本質是利用物體之間的感應作用，ETC系統(tǒng)首先要通過微波天線技術進行車輛識別，然后再完成收費任務。自動識別技術作為ETC技術的核心，其正確的識別以及判斷是系統(tǒng)正常運行的保障，自動識別技術通過具有識別作用的裝置，與微波天線、車輛產(chǎn)生一定的感應，從而獲取車輛的信息，然后將這些信息傳遞給下一個系統(tǒng)，協(xié)同配合完成任務。作為一種數(shù)據(jù)收集技術，自動識別技術所收集信息的方式與傳統(tǒng)收集方式有一定的差異，此種技術是人工智能化和全自動化的信息收集方式，是一項偉大的科研成果。車輛識別技術與車牌識別技術是在高速公路機電系統(tǒng)中常用的兩個技術，車輛識別技術是指，在無需停車的情況下，利用射頻天線來自動識別車輛出入信息，是實現(xiàn)ETC技術的關鍵步驟，不同的車輛所裝載的車輛信息芯片不同，這也是車輛識別技術應用的原理，目前比較常用的車輛識別技術是射頻識別技術。車牌號對車輛來講是至關重要的，每個車輛都有特定的車牌號，在交通運行中車牌號也有明確規(guī)定，不得被遮擋，所以車牌識別技術也是ETC技術中不可或缺的重要技術。當車輛通過高速公路時，射頻天線可以根據(jù)車牌號對車輛進行辨別，利用車牌識別技術，高速公路機電系統(tǒng)就可以自動識別車輛出入信息，并將其反饋到管理計算機中[1]。

2.2 ETC專用車道與混合車道的應用

在ETC系統(tǒng)中有站級子系統(tǒng)、車輛級子系統(tǒng)，站級子系統(tǒng)負責后臺交易數(shù)據(jù)服務、參數(shù)管理和運行監(jiān)控，車道級子系統(tǒng)負責實現(xiàn)不停車收費。通過串聯(lián)的方式將電子讀寫天線與高速公路機電系統(tǒng)相連接，利用應用程序控制天線和車載信息的交換，利用視頻信號將過車信息傳遞給高速公路收費監(jiān)視器上，自動欄桿、通行燈、顯示器、檢測器等需要通過車道控制器與高速公路機電系統(tǒng)計算機連接。在實際設置中，結合交通狀況，對高速公路交通路段進行詳細分析，可以有選擇性的設置ETC專用車道和混合車道。ETC專用車道比較適用于車流量比較大、電子標簽車輛比較多以及車道比較多的高速公路收費站，ETC系統(tǒng)檢測到車輛進入專用車道后，微波天線與車載電子標簽進行信息交換，專用車道中的計算機根據(jù)電子標簽中的存儲信息進行車輛識別，然后結合車輛行駛情況扣除通行費，交易完成后，欄桿抬起放行車輛，在這個過程中減少了人工干預，既有效緩解了交通延誤現(xiàn)象，又有效提高了收費效率。混合車道具有雙重功能，適用于電子標簽車輛比較少和車道比較少的高速公路收費站，ETC和MTC混合的車道中有帶電子標簽的車輛和不帶電子標簽的車輛，對無電子標簽的車輛提供MTC服務，對有電子標簽的車輛提供ETC服務。這樣在通行時，無電子標簽的車輛正常通過MTC車道時不會延長通行時間，有電子標簽的車輛可以以一定的車速通過車道，能夠有效節(jié)省時間，提高了通行效率，所以混合車道在高速公路機電系統(tǒng)中的應用能夠提高車輛通行效率，有效緩解交通阻塞情況[2]。

2.3 信息存儲與專用短程通信的應用

信息存儲系統(tǒng)能夠將車輛信息存儲在大數(shù)據(jù)庫中，然后根據(jù)存儲信息，判斷高速公路中車輛信息，包括車輛型號識別碼、車輛年審有效時間、車主信息等，當車輛進入高速公路機電系統(tǒng)的監(jiān)控區(qū)域，感應卡的數(shù)據(jù)信息就會傳輸至系統(tǒng)內(nèi)部，從而識別車輛信息，主要涉及到繳費數(shù)據(jù)[3]。短程通信技術主要應用于機動車輛，在通過高速公路機電系統(tǒng)時實現(xiàn)不停車自動收費，能夠保障通信鏈路的低延時，是一種無線通信技術，在車道和車輛之間建立信息傳輸。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，高速公路都實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，各個機電系統(tǒng)相互關聯(lián)、協(xié)同工作，需要良好的溝通，因此，專用短程通信技術的應用具有較高的價值，有效提高了溝通效率。

3 結語

總而言之，國民經(jīng)濟的發(fā)展，使得高速公路的里程在逐漸增加，人們的出行需求也不斷的增多，ETC技術與傳統(tǒng)的收費技術相比具有較多優(yōu)勢，利用多項先進技術，有效提高高速公路的利用率，即使車流量比較大時，也能保障收費環(huán)節(jié)有序進行，使高速公路能夠正常運行，ETC技術是人類智慧的結晶，促進著高速公路系統(tǒng)的發(fā)展。