ETC收費(fèi)系統(tǒng)在高速公路收費(fèi)中的應(yīng)用
2012-09-11 來源：作者：張卓森 來源：中國論文網(wǎng)
1、前言
隨著改革開放的不斷深入,國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,高速公路的建設(shè)正蓬勃開展,通車?yán)锍滩粩嘣黾?。截止?007年底,全國高速公路里程已達(dá)到5.4萬公里,許多地區(qū)路網(wǎng)已基本形成。在“貸款修路”的前提下,必須收費(fèi)還貸,因此收費(fèi)是高速公路建成后營運(yùn)管理的主要工作?，F(xiàn)階段的收費(fèi)模式基本上是人工收費(fèi)方式。人工收費(fèi)方式有許多弊端,主要是:效率低下,造成高速公路營運(yùn)成本高及收費(fèi)站交通堵塞和所造成的環(huán)境污染問題,可能造成資金流失,同時也給客戶帶來不便。所以,探索一種先進(jìn)的收費(fèi)方式—自動收費(fèi)是收費(fèi)技術(shù)的發(fā)展方向。而不停車電子收費(fèi)是當(dāng)前自動收費(fèi)技術(shù)中比較成熟的一種方式[1]。
2、ETC系統(tǒng)簡介
ETC系統(tǒng)是利用微波（或紅外或射頻）技術(shù)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、圖象識別技術(shù)等高新技術(shù)設(shè)備和軟件（包括管理）所組成先進(jìn)系統(tǒng),以實現(xiàn)車輛無需停車既可自動收取道路通行費(fèi)用。目前,大多數(shù)ETC系統(tǒng)均采用微波技術(shù),本文主要針對此類系統(tǒng)進(jìn)行綜述。
3、ETC車道的工作原理和系統(tǒng)構(gòu)成
某兩條高速公路分別由廣東省建設(shè)公司和江門市地方政府投資建設(shè),全長58公里,全線設(shè)置1個主線收費(fèi)站、6個匝道收費(fèi)站。自2005年起按照《廣東省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)實施方案》要求實行合建合管,并入珠三角區(qū)域聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。收費(fèi)制式為“自動+人工”方式,即ETC系統(tǒng)與MTC系統(tǒng)相結(jié)合的方式。在設(shè)計中,針對廣東地區(qū),尤其是珠三角地區(qū)的交通狀況,對整個路段的交通流進(jìn)行分析,有選擇性對1個主線收費(fèi)站和3個匝道收費(fèi)站分別設(shè)置一進(jìn)一出兩條ETC車道。本文就該合管路段使用ETC車道兩年來的營運(yùn)情況對ETC車道作簡要介紹。
3.1 ETC車道的工作原理
當(dāng)系統(tǒng)檢測到車輛進(jìn)入ETC車道的時侯,安裝在支架上的微波天線與車載單元（OBU）上的“電子標(biāo)簽”自動交換信息,ETC車道計算機(jī)根據(jù)電子標(biāo)簽中存儲的信息識別出車輛信息,根據(jù)車輛行駛情況從車主的銀行賬號或儲值中扣除通行費(fèi)。交易成功后,車道欄桿自動抬起,放行車輛;車輛通過后,欄桿自動降下。整個過程不需人工干預(yù),車輛不停車快速通過ETC收費(fèi)車道[3]。
3.2 ETC車道系統(tǒng)構(gòu)成
聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)是當(dāng)前收費(fèi)的主要方式,而ETC系統(tǒng)是聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的組成部分。ETC系統(tǒng)包括站級子系統(tǒng)和車道級子系統(tǒng)兩部分,其中車道級子系統(tǒng)負(fù)責(zé)實現(xiàn)ETC車道的電子不停車收費(fèi),站級子系統(tǒng)負(fù)責(zé)后臺的ETC交易數(shù)據(jù)服務(wù)、運(yùn)營參數(shù)管理以及系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控,并通過數(shù)據(jù)接口軟件,在站級實現(xiàn)ETC系統(tǒng)與聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理工作。
在各個設(shè)備中,電子標(biāo)簽讀寫天線通過RS232串行線直接到位于收費(fèi)亭的車道計算機(jī)上,讀寫天線與車載電子標(biāo)簽之間的信息交換由應(yīng)用程序直接控制;其它設(shè)備如自動欄桿、費(fèi)額顯示器、車道通行燈、車輛檢測器等設(shè)備通過車道控制器與車道計算機(jī)連接;視頻信號通過字符疊加器疊加在過車信息后傳遞到收費(fèi)站的監(jiān)視器上。在廣東地區(qū),現(xiàn)廣泛使用的是兩片式電子標(biāo)簽“粵通卡”,該高速公路ETC車道采用的電子標(biāo)簽為“粵通卡”。
4、ETC系統(tǒng)工作流程和收費(fèi)系統(tǒng)的特點
4.1 ETC系統(tǒng)工作流程
ETC出口車道的過車流程如下:
1）車輛進(jìn)入通訊區(qū)域時,壓到埋入地下的線圈,啟動讀寫天線;
2）讀寫天線與電子標(biāo)簽進(jìn)行通信,判別電子標(biāo)簽的有效性,有效則進(jìn)行交易,無效則報警并保持車道封閉,直到車輛離開檢測線圈;
3）如交易成功,車道控制欄桿抬起,車道交通信號燈變綠,費(fèi)額顯示器上顯示交易信息;
4）車輛通過抓拍線圈時,系統(tǒng)進(jìn)行圖像抓拍,字符疊加器將過車信息疊加到抓拍圖像中;
5）車輛通過落桿線圈后,欄桿自動回落,車道通信燈變紅;
6）系統(tǒng)保存交易信息,并上傳至收費(fèi)站服務(wù)器,一個收費(fèi)流程完成,等待下一車輛進(jìn)入。
4.2 ETC收費(fèi)系統(tǒng)的特點
4.2.1 技術(shù)先進(jìn)
系統(tǒng)采用5.8GHz頻段的微波專用短距離通信（DedicatedShort-Range Communication,簡稱DSRC）技術(shù),采用兩片式電子標(biāo)簽作為車載單元（OBU）,兼容人工半自動收費(fèi)和不停車收費(fèi),是目前國內(nèi)外應(yīng)用較多的收費(fèi)技術(shù)。
4.2.2 安全可靠性高
微波通信采用交通部指定的5.8GHZ頻段,CPU卡通過PBOC金融交易安全認(rèn)證,符合《中國金融集成電路（IC）卡規(guī)范》,與中國人民銀行金融安全交易標(biāo)準(zhǔn)相兼容,有效保證交易數(shù)據(jù)的安全性。
4.2.3 收費(fèi)效率高
單次收費(fèi)為3秒,每小時可處理1200輛繳費(fèi)車輛,是人工收費(fèi)的2-4倍。提高了收費(fèi)站的通行能力,解決了因人工收費(fèi)造成排隊而引起的交通堵塞、車輛延誤、能源消耗和環(huán)境污染等問題。
4.2.4 降低營運(yùn)成本
在運(yùn)行時無需人工干預(yù)、無人值守,最大限度減少營運(yùn)成本,有效避免了錯收、漏收及收費(fèi)作弊等行為。
4.2.5 適應(yīng)范圍廣
本系統(tǒng)適用于封閉式出入口收費(fèi)站、開放式收費(fèi)站等,不僅適用于公路收費(fèi)系統(tǒng),還適用于停車場、加油站、公路規(guī)費(fèi)的征集、車輛的年審檢測等交通管理的一體化服務(wù)。
5、結(jié)束語
該路段當(dāng)初設(shè)置的四條ETC收費(fèi)車道技術(shù)較先進(jìn),安全可靠性高。通過兩年多來的統(tǒng)計報表來看,還沒發(fā)生過大的故障,收費(fèi)效益大大高于其它人工收費(fèi)車道,收費(fèi)車輛等待時間大大低于其它人工收費(fèi)車道,現(xiàn)在ETC通行車流已占總車流的10%,使用率逐步上升。
隨著聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)路段的增多,ETC收費(fèi)的優(yōu)勢越來越突出,但其不足之處也顯現(xiàn)出來。由于采用短波通信,其傳送距離不能太遠(yuǎn),而且不能有阻擋物,造成誤報警較多,有些車輛需幾次進(jìn)出才能讀卡;跟車干擾時有發(fā)生;使用率的提高還有待統(tǒng)一電子標(biāo)簽的推廣普及。但隨著短波通信技術(shù)水平的不斷提高,其技術(shù)日漸成熟和難以比擬的靈活性和可擴(kuò)展性,其在交通建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用將會有更加廣闊的前景。
