RFID在ETC电子不停车收费系统中的应用

作者简介：颜佳玲，女，（1988.01-），民族：汉，籍贯：浙江杭州，现供职单位：成都理工大学管理科学学院，学位：硕士研究生，研究方向：采购与供应链管理。

摘要：RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。本文通过对ETC的介绍引出RFID在ETC中的应用。

关键词：收费系统ETCRFID

一、引言

不停车收费技术特别适于在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下采用。实施不停车收费，公路收费走向电子化，可以允许车辆高速通过，可大大提高公路的通行能力、降低收费管理的成本，有利于提高车辆的营运效益。同时由于通行能力得到大幅度的提高，不仅缩小收费站的规模，节约基建费用和管理费用。另外其还是一种通过经济杠杆进行交通流调节的切实有效的交通管理手段。

二、ETC系统及RFID概述

（一）ETC系统简介

不停车收费系统（简称ETC）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。其中5.8G产品应用于高速公路的电子不停车收费系统中，使广大的车主实现不停车付费。

国外的ETC主要有三个技术分支：以挪威瑞典厂商Qfree和康比特为代表的欧洲技术，以日本丰田电装三菱为代表的日本技术，还有以无线局域网技术为基础的美国技术。三种技术各具特色，尤其日本和欧洲的技术都比较成熟，得到了大规模的应用。日本采取的是接触式CPU卡加两片式电子标签和双ETC天线的方案，其不停车收费系统（ETC）有很高的安全性和车道通行能力，有完善的密钥扩散机制和电子标签发行流通体系。但其ETC车道系统投资和电子标签成本都较高，成为制约其广泛推广的瓶颈。法国高速公路不停车收费系统采用非接触式IC卡计程收费的方式，其中费率可依车辆种类、大小区分为五级，与一般预付的方式有所不同，法国不停车收费系统收费的方式是采用每月寄发账单来缴费，该系统使用者比率为20%以下，且只具有道路费用的收取功能，尚无其它功能可以应用。除了欧美日等发达国家外，在一些新兴的国家中已逐渐开始运用ETC技术，如新加坡、马来西亚等，

目前，我国已实施的ETC收费系统主要有广东粤通卡系统、江苏苏通卡系统、北京速通卡收费系统、深圳高速公路系统等。另外还有很多处于试运行或在建的系统。这些系统在方便用户的同时解决了很多交通和环境问题。

（二）RFID概念及工作原理

RFID（Radio Frequency Identification），即无线射频识别，俗称电子标签，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。最初在技术领域，应答器是指能够传输信息回复信息的电子模块，近些年，由于射频技术发展迅猛，应答器有了新的说法和含义，又被叫做智能标签或标签。

RFID是一种简单的无线系统，其由标签、阅读器、天线三个部分组成。标签：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器：读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线：在标签和读取器间传递射频信号。

一套完整的RFID系统，是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部分所组成，其工作原理是阅读器发射一特定频率的无线电波能量给应答器，用以驱动应答器电路将内部的数据送出，此时阅读器便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。以RFID卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成：感应耦合及后向散射耦合两种。一般低频的RFID大都采用第一种式，而较高频大多采用第二种方式。

三、RFID在ETC中的应用

（一）车辆识别

将存储有车型、车号、金额、有效期等信息的射频电子标签卡安装在汽车前方挡风玻璃内侧的左下角。当持卡车辆进入不停车收费车道时，车辆感应器的“ENTER LOOP”线圈产生来车信号，激发射频自动识别读写器读取该车射频电子标签卡上的信息，同时光栅、高度检测器和轴数检测器等车型差别设备，自动检测来车的实际车型，利用微波自动识别技术，完全通过设备本身来完成对通行车辆的收费工作，而不再需要设置专门的收费员。

（二）电子标签判别与处理

从车载射频电子标签卡采集到的数据均被送意到车道控制计算机内进行分析比较，如电子卡中所记录的车型与设备所判别的车型一致、卡中车号不在黑名单内、应缴金额小于等于剩余金额、车辆通过时间在卡的有效期范围内，则该卡被认为是有效卡，如其中有一项不符合，则该卡被认为是无效卡。如来车所持射频电子标签卡为有效卡，则通行信号灯由红色变为绿色，偏叉信号灯呈绿色直行标志，自动栏杆抬起。当来车驶离EXIT LOOP 的检测范围后，通行信号灯由绿色变为红色，偏叉信号灯熄灭，自动栏杆关闭。驶离EXIT LOOP的检测范围后，通行信号灯由绿色变为红色，偏叉信号灯熄灭，自动栏杆关闭。

如来车所持射频电子标签卡为无效卡，则通行信号灯呈红色，偏叉信号灯呈黄色左转通行标志，自动栏杆关闭。当来车左行驶离无卡车辆转向人工收费车道的车辆感应器的“ESC LOOP”线圈的检测范围后，偏叉信号灯熄灭；如来车没有转向人工收费道（有些场合不设此转向旁道），而依然向前行驶，当其抵达车辆感应器线圈“ENTER LOOP”的检测范围时，警铃报警，将有收费员前来人工收费处理后，人工放行。

（三）电子标签卡结算类别

射频电子标签卡的销售和费用结算均在收费中心进行，为适应不同用户的需要，一般发行两种电子卡：预付费和信用式电子标签卡。前者是必须先付费后通行的电子卡，用户仅需直接到购卡中心购买存有一定金额的电子卡，即可使用不停车收费车道，在每次使用时，系统将自动从电子卡中扣除该车的应缴金额，该电子卡可以重复使用，当卡中剩余金额很少或没有时，用户可以到购卡中心重新存入一定的金额到电子卡中，以保证其继续有效；后者是一种允许用户先通行后付款的电子卡，该卡的发行对象主要是一些由银行信用卡为结算手段的用户，费用结算采用银行托收的方式。

四、结束语

在当今这个发展的社会中，RFID技术不仅在ETC中有着重要的应用，而且在物联网中的应用也是相当巨大的。无线射频技术的发展给人们创造了更加快捷和更加便利的生活，使得我们的生活更加丰富。虽然在中国RFID技术的使用还是有一定的局限性，但是在未来快速的发展中，RFID技术将在更多的领域中应用与发展。（作者单位：成都理工大学管理科学学院）

参考文献：

[1]朱恒毅，马新春，郑煜.基于RFID的不停车收费系统研究[J.电子设计工程.2011，19（13）：11-13.

[2]刘志伟，程琳.不停车收费系统（ETC）的概括研究[J].科技创新导报，2008（2）：11-14.

[3]王娇蕾，郭皓.电子不停车收费系统（ETC）的设计与应用[J].黑龙江交通科技，2007，5（12）：133-136.