高速公路不停車收費的應用與發展前景

韓 飛 王海娜

(長安大學 電控學院，陜西 西安 710064)

1 不停車收費系統的發展前景

高速公路是社會經濟發展的必然產物。In recent years，with the rapid development of our economy，the growth of highway is becoming faster and faster.近年來，隨著我國經濟的快速發展，高速公路的發展變得越來越快，車輛的增加更為迅速，而現階段，高速公路的收費系統，基本上都要求停車排隊收費，在高峰期司機會面臨排隊付費的狀況，這嚴重降低了高速公路快捷、高效的功能;同時也造成了環境的污染和能源的浪費。這對日益增長的車輛和越來越高的工作效率要求來說，停車繳費系統已漸漸滿足不了發展的要求。不停車收費系統可以解決這些問題，它通過采取不用現金支付通行費，利用先進的電子支付方式，使車輛不需要停車，就可以準確的收取通行費。

不停車收費的主要優點是：自動化程度高，傳輸速率快，通行能力強，處理能力大;而且由于收費站人員不和現金直接接觸，可以避免人為因素造成的漏洞，帶來樂觀的經濟效益和社會效益，并減少了對環境的污染。

2 ETC收費系統

不停車收費系統(又稱電子收費系統Electronic Toll Collection System，簡稱ETC系統)：通過利用專用短程微波通訊技術(Dedicated Short Range Communication，DSRC)，經過路側單元(RUS)或收費車道與車載單元(OBU)的信息交換，自動識別車輛(Automatic Vehicle Identification簡稱AVI)的技術，采用先進的電子支付方式，可達到全自動收費，能高效完成對車輛通行時的自動扣費系統。是國際上正在努力開發，推廣普及的一種用于道路、大橋和隧道的電子收費系統。目前不停車收費的方式主要有2種：記賬式自動收費和IC卡扣除式自動收費。

ETC系統主要指標包括：車道通行能力：大于1200輛/車道·小時;車道通信速度：80～100公里/小時(理論)，20～30公里/小時(實際);車輛通行時間：不大于30秒;可靠性：每100，000次交易不多于3次的錯誤;車道信息保存：至少60，000車次過車記錄;MTBF：大于10，000小時。

不停車收費的車道控制系統由以下三大關鍵子系統構成。

(1)自動車輛識別(AVI)技術：完成車輛與收費站之間的無線數據通訊，進行車輛自動識別和有關收費數據的交換，通過計算機網路進行收費數據的處理，實現不停車自動收費的全電子收費系統。主要由車載設備(OBU：On-Board Units)和路邊設備(RSE：Road-Side Units)組成，兩者通過使用一種基于5.8GHz微波頻段短程通信 DSRC(Dedicated Short Range Communication)，路邊設備對車載設備信息完成一次讀寫，即完成收(付)費交易所必須的信息交換工作。

(2)自動車型分類(AVC)技術：利用安裝在收費車道上自動檢測設備，通過車型傳感器，檢測出通過收費站車輛的車型，以便按照車型實施收費 也有簡單的方式，即通過讀取車載器中車型的信息直接實施收費。

(3)違章車輛抓拍(VEC)技術：主要是用數碼相機或高速攝像機抓拍含有車牌的違章車輛圖像;通過相干算法找出違章的車牌區域;通過電話線或光纖等媒介將數據傳輸到車管中心，由車管中心進行違章信息的發布，實施通行費的補收手續，并對違章司機進行處罰。

一個簡單的車道控制流程如下圖所示。

ETC收費站比MTC收費站向前加長6～7米，主要的ETC車道設備均安裝在這加長的7米站頭上。

3 系統工作原理

車輛進入到通信范圍時，輪胎壓到觸發線圈，讀寫天線啟動;讀寫天線與電子標簽(車載機+CPU卡)進行通信，判別車輛電子標簽是否有效，如有效則進行交易，無效則報警并保持車道關閉，直到車輛離開檢測線圈為止;如交易成功，則系統控制收費欄桿抬升，通行信號燈變綠，費額牌上顯示交易金額;車輛通過抓拍線圈時，系統進行圖像抓拍，字符疊加器將過車信息疊加到抓拍圖像中;車輛通過落桿線圈后，欄桿自動回落，通行信號燈變紅;交易記錄被系統保存，并將其上傳至收費站服務器中，等待下一輛車進入。具體過車流程如下圖所示。

在中國交通繁忙的今天，ETC技術無疑是最終發展的趨勢，無論從智能運輸系統的角度還是從交通工程的角度來看，該電子收費技術對于我國公路通行服務水平和公路運營管理效率的提高都是有很大幫助。

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