ETC混合车道收费中RFID技术的应用前景

摘 要：高速公路目前ETC不停车收费系统多采用设立专用车道，根据目前交通流量和道路状况分析，作者认为采用专用车道进行ETC不停车收费存在不足，阐述了利用RFID技术建设混合车道ETC不停车收费系统的技术方案，即弥补设立专用车道带来的不足，又解决了在专用车道中的遮挡、车辆逻辑控制、系统自动切换等几个关键的问题，有一定的借鉴意义。

关键词：RFID；ETC；混合车道；收费系统

中图分类号：TP29 文献标识码：A

一、开发研究混合车道收费系统的重要意义

随着经济的快速发展，交通基础建设也日趋完善，以高速公路为主的高等级公路网络已经覆盖全国，随着交通流量的增大，高速公路通过能力却渐渐不能满足需要，经常出现交通拥挤和堵塞现象，尤其是在高速公路收费站口的拥挤现象较为突出。如何对各类车辆进行有效指挥，协调管理成为目前交通管理部门面临的一个重要问题。经过长期研究，目前主要从采用高科技技术改造现有公路通行能力入手，已见成效。如何实现各类车辆的有效指挥、协调控制和管理已经成为交通运输和安全管理部门面临的一个重要问题。ETC电子不停车收费系统应运而生，ETC系统虽然提高了收费站通行效率，但是这种设备比较适合专用车道收费方式，这就需要在原有车道基础上减少车道来实现专用车道的设置，对那些交通流量比较大，车道较少，规模较小，经常堵车的收费站来说不太适用，而且使用电子标签的车辆毕竟有限，不能分流更多的车辆，因此研究开发一种既能进行不停车收费，又能实现正常停车收费的混合车道显得很有必要，混合车道不停车收费系统可以实现电脑发卡收费和不停车收费两种收费方式，还可以根据交通实际流量按需要设成ETC专用车道或是在电子车辆通过较少时混合使用，还可以进行常规电脑发卡车道的收费。

二、混合车道收费系统设立思路

混合车道收费系统简称EMTC，即通过同一主机控制，对ETC和MTC两种设备进行控制，实现两种收费模式，自主识别车辆类型，建立车辆顺序，完成车辆通行费的征收等功能。在车辆识别区和控制区内，当有车载电子标签的车辆通过时，电子标签会发出一种信号，识读天线接收到信号后再传输给混合车道控制器，混合车道控制器会对电子标签进行解码得到电子标签的ID ，电子标签的ID上传至计算机，进行数据分析对比然后再返回到混合车道控制器。合法的电子标签ID和收费站编号会向车辆前方各收费站进行广播，以确定该车在出口处可按车型、车行驶距离进行计费。如果是非电子标签车辆通过，那么就不会有ID号码，只会采集到车辆到位信息。混合车道控制器将车辆到达信息和车辆相关的特征信息进行排序，一定要保证排序的正确性，这是实现正确控制的前提和保障。

三、混合车道收费系统需解决的问题

1 首先要解决遮挡问题。电子标签的安装位置一般都在高度1m以内，如小型车安装在前牌照后面，大车一般安装在车头下面。为了避免遮挡，识读天线漏读车辆信息，我们将系统天线埋在车道路面下方2cm处，可以识别高度在1m左右的电子标签。

2 其次是解决车辆逻辑控制问题。因为进入车道的车辆并不是都是车载电子标签车辆，因此我们要对进入车道的车辆进行识别排序，然后对栏杆进行调节控制，以实现以下逻辑控制过程：车载电子标签车辆到达时，栏杆自动抬起，如果后车仍然是车载电子标签车辆则不落杆，如果无车辆或非车载电子标签车辆则自动落杆。

3 再次实现两个系统自动切换问题。系统工作后，MTC和ETC均处于备用状态，如果有车辆进入识读区，识别出车辆为带电在标签车辆则系统自动切换至ETC模块，由ETC系统控制栏杆抬起，等车载电子标签车辆全部通过后再自动落杆；如果通过的车辆为无电子标签车辆，那么系统自动切换至MTC系统，由MTC系统来提供相关通行服务。

四、技术方案确定

根据以上分析出的几个关键问题，相关部门共同研究，确定了关键技术的解决方案，经过试验成功的开发了混合车道不停车收费系统（以下简称混合车道），并已经在国内很多新修高速公路道路收费系统中进行应用，混合车道是一种富有双重收费功能的车道。车道ETC部分包括以下软、硬件，即电子标签、识读天线、混合车道控制器、车道指示牌、车辆牌照显示牌、车检器、显示控制软件、实时联网广播软件、亭内显示屏、工控机，下面分别做简单说明：

1 电子标签。是安装在车辆上的识别标签，被用来发送信号，传递车辆信息。

2 识读天线。识读天线是负责接收电子标签信息，它可以通过水泥等介质，来激发电子标签发出ID信号。

3 混合车道控制器。接收来自识读天线的信息，对电子标签进行解码，得到ID信号，将信号传至工控机，确定正确的车辆排序。

4 车道指示牌。向驾驶员指明车道为电子收费车道，一般位于车道内收费亭前。

5 车辆牌照显示牌。显示正在通行的车辆牌照。

6 车检器。车检器可以实时检测车道内车辆信息，并将信息发送给混合车道控制器。

7 显示控制软件。用于监控通行车辆牌照显示，方便稽查。

8 实时联网广播软件。将入口处识别到的电子标签ID向各个收费站广播，在出口处识别到ID信号，根据对ID的查询可以知道车辆从哪个收费站来的，作为收费依据。

9 亭内显示屏。显示进入车道控制区车辆牌照信息。

10 工控机。负责对混合车道控制器传来的电子标签ID进行分析查询，确认该ID的合法与否，然后将查询结果反馈给混合车道控制器，实现对栏杆机的正确控制。

结语

混合车道收费系统建设比较灵活，可以在原有MTC车道上增加ETC设备改建完成，也可以在ETC车道系统中增加MTC设备进行改造，通过两者互补来提高通行效率，既有人工收费的灵活性，又有自动收费的快捷性。该系统经过实践应用表明有很大的适应性，应用识读天线特殊彻底解决了遮挡问题；采用多种探测技术进行误差自动修正，使系统可靠性正确性大大提高，具有较高的性价比，功能完备，既减少土地资源的投入，又能节约资金，有着广阔的推广前景。

参考文献

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