电子收费(ETC)系统概论

摘 要本文首先介绍了国内ETC系统的发展历史、特点和分类。接着介绍ETC系统的设计思路和结构功能。最后介绍了国内ETC系统存在的缺陷。

关键词ETC 设计

一、ETC系统的简介

1.1 ETC系统

所谓的电子收费系统（ElectronIC TollCollection，简称ETC）是利用当代各种先进的短程通信技术（DedICated Short RangeCommunICation，简称DSRC）、自动车辆识别技术（AutomatIC Vehide IdentifICation，简称AVI）、自动车辆分型技术（AutomatIC VehICleClassifICation System，简称AVCS）和视频稽查系统（Video Enforcement System，简称VES）等先进的技术手段，加上用来进行数据处理的计算机软硬件以及收费管理中心实现不停车自动收取道路通行费的系统。

1.2国内不停车收费系统的发展

不停车收费主要应用在美国、日本、意大利、法国及新加坡等国家，由于ETC 技术已有较长的发展历史，美国以及欧洲许多国家和地区的电子收费系统已经局部联网，并逐步形成规模效益。

我国的ETC系统的研究和实施取得了一定进展，部分项目已进入运行阶段。2000 年6 月，提出了适合国情的组合式公路电子收费的技术方案――“两片式电子标签+双界面IC 卡的组合式电子收费系统方案”。为解决中心城市的环城公路网及区域经济圈内城间公路网收费站的交通瓶颈提供了一种有效手段。国内比较成功的ETC 车道系统普遍采用频率为5.8GHz 的两片式电子标签+双界面CPU 卡的模式，实行兼容ETC 与MTC 的组合式收费方案，达到以最经济、最有效的手段实现准确收费、疏导交通、提供服务等综合目标。

1.3国内ETC系统的特点

一是系统成本高。目前，ETC车道系统的设备投入比较大，远远高于传统MTC收费车道的投资。

二是设置常闭式自动栏杆。在ETC车道的车道检测器之后十几米左右，安装常闭式自动栏杆。如果将栏杆设置为常开式，仅当非法车辆闯入时才将栏杆放下的话，那么由于ETC车道通行车辆的速度快，故非常容易发生交通事故，而且一旦客户增加、交通量增大时，会造成正常收费通行秩序的混乱。

1.4 ETC系统分类

我国的ETC系统按天线通信覆盖区域的大小，可分为长通信区ETC系统和短通信区ETC 系统两种。长通信区域ETC系统天线响应早，能保证车辆通行速度较快，但是当有两部车同时停在通信区域内时，会引起车道逻辑错误，车道交易发生混乱。而短通信区域ETC系统通信区范围小，几乎只能容纳一辆车，因此车道逻辑比较清晰，不易引起交易混乱。

二、ETC系统的设计及实现

2.1设计思路

其主要设计思路如下：利用ETC 车道信息诱导屏的信息优势，及时向车主或车道人员车道的运行状态信息，使其能更好地了解车道运营状况，及时做出反应；通过ETC 车道系统的车辆检测功能，检测车辆、系统、设备等运行状况，以此触发外场信息设备；构造动、静态相结合的交通信息体系。

2.2系统结构

该系统主要包括以下3 个组成部分：第一部分是车道运行状态信息源，主要是指存在于ETC 车道系统中的多类状态信息，包括系统、设备的工况信息，车辆的通行信息，系统对车辆的处理信息等，这些信息多源、复杂，是系统运行状态的体现，也是信息的依据。第二部分是信息联动控制模块，主要包括信息处理、状态评估两个大组成部分。信息处理，指系统状态原始信息在进行状态评估处理前，所进行的信息清洗、整合和规约等工作，以保证数据的真实性和有效性；状态评估，指从上述所处理的数据中抽取相关特征，从而评估ETC 车道系统的运行状况，如系统状态、车辆到达情况等。第三部分是信息，主要是指通过信息联动控制模块的处理结果，生产的信息内容即方式，并且触发相应的信息设备，如诱导屏、费显、声光报警器、扬声器等，按要求相关的信息。

2.3系统功能

系统功能包括以下几方面：利用ETC 车道系统的检测设备、检测模块，实时获取车道系统的运行状态，得出准确的状态评估结果，根据各类评估结果，自动或人工生成的信息内容，及选择的方式，从而实现向车道人员、驾驶员与车道事件相对应的提示信息；具备完善的日志查询管理功能，当系统完成信息后，系统自动对此进行记录，以便日后查询管理；可在系统后台中实时监控车道的信息作业状况，特别是信息过程所产生的异常事件信息将直接显示在后台的管理界面中。

2.4系统处理流程

首先通过ETC车道系统已有的车辆检测模块，获取车辆相关的运营状况信息，并对这些信息进行预处理操作，以确保数据的有效、可靠、规范。然后利用系统的状态判别模型，评估ETC车道的设备、系统、车道等运行状况，并以此构成相应的信息，通过外场信息设备传至给车道用户，确保其能及时接收、读取和反应。

三、国内ETC系统的缺陷

目前国内ETC系统仍然存在的问题主要有：

（1）长通信区ETC系统跟车干扰严重：对于长通信区的ETC系统的通信区约为自动栏杆前2～10 米之间，由于通信区域范围大，经常有多辆车同时处于天线通信区内的现象，当前面的车辆不能正常交易而后车可进行交易时，就会出现前车被放行而后车被拦截的错误，即跟车干扰问题。

（2）短通信区ETC系统车辆通行速度低：对于短通信区的ETC系统的通信区约为自动栏杆前1 米～6.5 米之间，进行交易时，车辆离自动栏杆较近，因此只能慢速通过，从而降低了ETC 车道的通行效率。

（3）自动栏杆附近存在通信盲区：现有的车道布局中，天线位于栏杆前2 米左右，由于天线和OBU的方向特性，OBU在到达天线下方时已不能正常通信。因此栏杆前约有2 米以上的通信盲区，当车辆在通信区内没有完成交易而行驶到自动栏杆前时，无法继续进行交易，从而影响车辆通行。

（4）ETC车道内需要倒车的情况严重：由于OBU的性能差异及车辆行驶行为的复杂性，实际应用中频繁出现需要车辆倒车的情况。交通繁忙时，倒车十分困难，容易引起ETC 车道堵塞。

（5）恶意旁道插队逃费现象无法解决：即车辆停留于ETC与相邻车道间的隔离带缺口处，当ETC车道自动栏杆抬起时，快速插入到ETC车道中抢先通过，达到逃费的目的。由于此隔离带缺口是为引导不能正常交易的车辆离开ETC车道所用，不可以封闭，所以无法有效阻止这种恶意插队的逃费现象。

（6）各类ETC系统间的兼容问题：电子收费系统目前在我国应用已越来越广，市场日渐扩大，但是，国内各高速公路管理公司各自引进的ETC系统互不兼容，在高速公路联网收费的趋势下，ETC系统互不兼容的矛盾势必会阻碍ETC的健康发展。

参考文献

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