基于ETC技术在高速公路收费系统中的应用研究

摘要：在经济高速发展的当前社会，高速公路正在规模化飞越发展。本文主要研究ETC技术的内容、功能、作用以及操作规程等方面，对ETC高速公路不停车收费技术进行分析。

关键词：高速公路；不停车收费；ETC

中图分类号：U412.36+6文献标识码： A 文章编号：

高速公路是经济发展的必然产物,它的问世拉近了人们之间的距离。我国目前是世界上拥有使用高速公路第三位的国家,高速公路的数量日渐增多。在这样的背景下，高速公路收费问题成了公路建设的难点，车多拥挤，排队守候的缴费方式既浪费时间又阻塞交通，因此不停车缴费技术应运而生。国家“十五”重点推进项目中，智能交通系统是科技部创新基金主要支持的研发项目，是现代化交通体系必不可少的领域，高速公路不停车收费系统功能详尽，操作便捷，深受公路管理部门和广大汽车用户的欢迎。

1高速公路收费系统现状和ETC系统简介

在我国90%以上的高速公路收费还处在人工阶段，收费效率可见一斑。现行的收费管理方式一般是现金交易和磁卡交易，方式为入口进行现金缴费后放行和入口刷通行磁卡，在高速出口处上交，上位机系统按照磁卡和系统内的记录扣除费用后放行或者通过驾驶员之前预存的充值卡交易。这些方式都比较浪费时间，易造成车辆排队阻塞交通。

为了防止高速公路出入口排队收费交通阻塞，我国研制成功了ETC系统（改为我国大力支持发展ETC系统），即高速公路不停车收费系统。该系统能够让带有ETC装置的车辆通过高速公路ETC收费道口时，由系统进行缴费，并能查看车辆违章情况。不停车收费系统，是指车辆在通过收费站时，通过车载设备实现车辆识别、信息写入入口并自动从预先绑定的IC卡或银行帐户上扣除相应资金出口，是国际上正在努力开发并推广普及的一种用于道路、大桥和隧道的电子收费系统。使用该系统，车主只要在车窗上安装感应卡并预存费用，通过收费站时便不用人工缴费，也无须停车，高速费将从卡中自动扣除。虽然此系统能实现不停车收费，但一般来说车辆还是需要以较低速度通过。这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5到10倍。电子不停车收费系统（ETC）是目前世界上最先进的收费系统，是智能交通系统服务功能之一，它特别适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下使用。在提高缴费效率、缓解运输交通阻塞、发展经济的要求下，发展高速公路不停车收费技术势在必行。

2 ETC收费系统实施规范

高速公路不停车收费系统的实施要遵循国家和地方制定的高速公路建设及电子消费交易的相关规范。①ISO/TC204为核心的DSRC标准化体系；②《高速公路联网收费暂行技术要求》；③《电子收费专用短程通信》等。车道系统应该满足的性能指标一般为①每小时大于等于800辆车的通行能力；②车辆分辨距离最小不会大于1.1米；③信息数据保存次数大于10万次。

3 ETC系统基本组成和功能

近几年我国电子不停车收费系统的研究和实施取得了一定进展。和传统的人工收费系统不同，ETC技术是以IC作为数据载体，通过无线数据交换方式实现收费计算机与IC卡的远程数据存取功能。计算机读取IC卡中存放有关车辆的固有信息（如车辆类别、车主、车牌号等）、道路运行信息、征费状态信息。按照既定收费标准，通过计算，从IC卡中扣除本次道路使用通行费。当然，ETC也需要对车辆进行自动检测和自动分类。

ETC系统的关键技术主要有四项：①自动车辆识别（AVIAutomaic Vehicle Idenification）技术，即把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理；②自动车型分类（AVI Automatic Vehicle Classification）技术，测量和感知通过车辆的物理特点，测算车型；③短程通信（DSRCDedicated Short Communication）技术，即较长距离的RFID射频识别分辨技术，是ETC智能系统运输领域中专门用于机动车辆在高速公路等收费点实现不停车自动收费的专用技术；④逃费抓拍系统（VESVideo Enforcement System），主要利用了拍照技术、视频录像摄像技术、数字摄像技术、车牌识别技术等加以实现。ETC系统由后台系统、车道控制器、RSU和OBU等组成。ETC车道与传统的MTC车道建设相似，主要由ETC天线、车道控制器、费额显示器、自动栏杆机、车辆检测器等组成。

ETC系统中入口车道的主要功能是负责车载设备和缴费计算机读卡设备的双向认证、控制RSU以及它的信区域的OBU的链路层；能够自动检测并记录车道内通过车辆的基本信息，包括车牌号码，违章记录等，并且通过无线装置上传到计算机管理中心进行数据储存；控制外部设备例如信号灯、栏杆、显示器等的状态，便于拦截或放行过往车辆；自动识别系统设备出现的故障，并进行报警提示，将故障信息及时反馈到收费中心处理；对于一些特殊车辆如黑名单、灰名单车辆要及时记录并严格拦截报警。出口车道的主要功能是按照交易结果数据和信息，严格执行对于车辆的拦截或放行命令，同时记录放行或拦截车辆的基本信息，并进行拍照、储存数据；控制RSU和OBU的链路层，双向认证后进行钱包交易，扣除通行费用，显示器显示通行卡内余额；实时通讯，负责数据的双向传输；异常情况进行信息储存和报警提示。

4 ETC系统操作流程

ETC系统允许时速在几十到几百公里的车辆瞬时通过并缴费，详细工作流程如下：ETC车道接收到车辆进入信号以后，进入自动收费车道的前两辆车通过车辆感测器，将被系统检测到车身的长度、车身轴距、车辆高度等基本信息，系统根据这些基本信息立即判断车的类型和收费标准，并在收费站的显示屏上显示出来。在这期间车载设备天线将与收费站的天线进行通讯，收费站的无限系统将识别出车载记录数据，将它与ETC车载单元记录的信息进行对比，数据结果相同，证明车辆信息正常，可以通过，拦截栏杆将自动抬起放行，同时，车内显示屏显示出来缴费金额和日期等。当车道感应到第三辆车通过时，系统的显示器将调整为待机等待状态，直到下一辆车载信息录入。这时，设备天线已经将该次车辆通过和缴费信息传送到车载数据单元内。当车道感应出第四辆车通过时，拦截栏杆将自动恢复放下状态，这样自动缴费过程就结束了。

对于特殊情况下逃费车辆的处理，主要是通过数字录像系统与车辆本身信息加以对比，如果车辆信息属于记录的违章车辆，自动栏杆将接收拦截命令，不能放行。以此类推，ETC车道可以全天候自动收取过往车辆的高速公路使用费用。

5结语

在我国高速公路已经进入高速发展阶段，ETC不停车收费系统已经在高速公路中应用。实践证明，这种电子收费技术极大限度的缓解了传统排队停车收费造成交通阻塞的状况，为高速公路用户节省了时间，完善了高速公路的运输功能。我们应该认识这种技术的优点，并不断在此基础上研发出更加先进的产品，为实现智能交通运输而继续努力。

参考文献：

[1] 韩鹰,李宁.高速公路联网收费问题思考[J].中国交通信息化2011(02)

[2] 周北燕.中国高速公路及路网详查：地图集[M].中国地图出版社.2009.

[3] 徐科挺,徐琼.浅谈高速公路收费系统的有效构建[J].科技传播2011(03)