基于ETC技術在高速公路收費系統中的應用研究

摘 要：本文主要通過闡述我國高速公路ETC系統應用的基本情況，進而在研究ETC系統工作原理、結構的基礎上，建構了ETC技術在高速公路收費系統中的應用方案與實踐模型，最后還就相關問題研究了ETC系統改建方案，及其未來的研究發展前景。

關鍵詞：ETC技術 高速公路 收費系統 應用

中圖分類號：U495 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（a）-0017-02

1 我國高速公路ETC系統概述

1.1 發展現狀

我國高速公路最早在1996年就將ETC技術應用于部分地方收費高速公路的ETC車道，而真正脫離“點式收費”，將ETC技術用于聯網收費系統則始于2003年的粵卡通工程。同時，廣東省斥巨資在全省廣泛開通ETC車道，成功應用雙界面雙片式ETC聯網收費技術，并實施“統一收費，系統分賬”的聯網收費系統。這種聯網模式秉持統一的“規劃-發卡-收費-結算”的基本原則，經過長期試運營，系統反應良好，并于近幾年在全國各大省份得到廣泛應用試行。各地政府批準設立了相應的區域性聯網高速公路收費專營公司，與公路經營單位簽訂合作協議，實現分級管理和中心結算。

1.2 優勢分析

與傳統的人工化點式收費模式相比， ETC收費系統既免去了現金與磁卡的交易環節，也節省了道路通行時間，有效規避因收費環節造成的交通阻塞現象。在完全聯網環境下將ETC技術應用于高速公路收費系統中，可充分利用網絡資源，發揮其較強的擴展性，有利于實施統一規范的運營管理。對用戶而言，可有效提高收費站的通行能力和服務水平，如使得通行環境更為通暢，環境污染更少，付費服務更便捷，以及運營數據更準確等。對于業主而言，基建投入相對減少（按2條ETC車道加6條MTC車道等于14條MTC車道的通行能力標準來算可節約40%基建費），運營成本也相應減少。

1.3 問題分析

目前我國高速公路ETC收費系統仍處于探索發展階段，在應用的過程中仍存在接口不標準、功能不規范、設備不統一以及管理不科學等諸多問題。這尤其體現在ETC收費結算系統中，其收費結算范圍仍存在著局限性，收費結算體系也還無法做到全國性的規范統一，特別是收費結算流程方面，大多按照當地的實際情況而各施其政。我國大部分ETC收費系統利用有線電子支付安全系統進行賬務數據結算，而安全系數較高的無線開放系統還未得到普及，使得收費數據安全傳輸系統的安全性不夠；同時鑒于ETC系統在安全性、實時性與完整性等方面要求較高，在進行車輛通行費賬務數據處理時，尤其應該注意數據存儲與差額分賬等問題。

2 ETC技術在高速公路收費系統中的應用

2.1 ETC系統工作原理與總體結構

ETC是一種適用于高速公路、隧道、大橋等交通線路的，在運營管理過程中對通行車輛進行自動收費結算的智能電子不停車收費系統。該系統綜合應用了計算機、電子、微波、通信與信息、互聯網、圖像識別與傳感等高新技術，并結合專業軟件構成較為先進的系統。

2.1.1 工作原理與流程

ETC系統基本工作原理是分別通過在收費站的ETC車道和通行車輛車載系統中設置無線信號收發設備RSU和OBU，在車輛通行時運用車輛自動識別技術、自動車型分類技術與違章車輛抓拍技術，使RSU和OBU進行無線通信協商獲取通信信息[1]。其基本工作流程如圖1所示。

2.1.2 總體結構

ETC系統是以網絡為載體，通過ETC車道控制系統、收費站設備、賬務結算與資金清算機構等多方協作構成的實時完整的自動控制系統，在系統運行過程中各機構發揮其職責，并提供相應的服務支持，使收費結算系統正常運行。系統的總體結構如圖2所示。

2.2 ETC技術在高速公路收費系統中的應用方案

2.2.1 收費關鍵技術方案

為了使高速公路以最經濟有效手段實現準確收費、交通疏導和較高的服務質量等綜合目標，所采用的收費關鍵技術方案應結合現有的收費方式，從技術領域突破， 選用ETC的實施方案應堅持“經濟適用， 保證系統穩定、兼容和可擴展性”的原則， 既要符合ETC的發展方向和國家有關ETC標準，還要確保實現ETC收費系統穩定與兼容。本文主要介紹一種適合我國國情的新型收費方案—— 雙片式ETC電子標簽和雙界面IC卡的預付卡的組合式方案[2]。

采用雙界面IC卡（同時支持接觸與非接觸讀寫方式）作為雙片式ETC電子標簽的擴展數據存儲介質，前者存儲賬號、金額、交易記錄、如出口編號等信息，可以接觸式和非接觸式形式讀寫訪問。

當車輛駛入ETC收費車道入口天線的發射區，處于休眠的電子標簽受到微波激勵而蘇醒，轉入工作狀態。電子標簽通過微波發出電子標簽標識和車型代碼；天線接收確認電子標簽有效后，以微波發出入口車道代碼和時間信號等，寫入電子標簽的存儲器內。當車輛駛入收費車道出口天線發射范圍，經過喚醒、相互認證有效性等過程，天線讀出車型代碼以及入口代碼和時間，傳送給車道控制機，車道控制器存儲原始數據并編輯成數據文件，上傳給收費站管理子系統并轉送收費結算中心。

2.2.2 收費結算管理方案

在ETC收費系統運作過程中，最關鍵的環節是收費結算管理模式，該模式是實現各項ETC收費目標的保障。ETC收費結算應秉持“準確、及時、公正、公平”的基本原則來進行通行費的拆分和結算，在運作時還要做到“交易數據采集、結算賬戶、結算管理、結算時間與結算資金劃撥”的“五個統一”。在我國高速公路ETC收費系統中主要存在現金結算與電子結算兩種模式，分別以現金和儲值卡形式繳納通行費拆分后的資金結算總額，兩者的資金流向不同。在進行拆分結算后，ETC系統還可以自動實施賬戶劃撥，系統在進行劃撥時主要分為全額劃撥和差額劃撥，前者主要將全路網的收費全額上繳到結算專用賬戶，再由結算中心統一清分后劃撥到各業主收益賬戶；而后者則直接將收費資金存入業主收益賬戶，再根據結算中心的數據拆分信息， 在各業主間進行差額劃撥。

3 高速公路收費系統中ETC技術改建

隨著ETC技術與國家相關規范的不斷完善，為了提高ETC系統使用效率，筆者根據自身在ETC系統的項目經驗，針對高速公路ETC收費系統運行中的車道類型選擇與設備布設方案，系統操作與協調，用戶推廣等方面提出改建方案[3]。首先要大力推廣ETC專用車道，并限制非ETC車輛的混行；合理布置欄桿位置，科學布設收費廣場，設定適當的車道通行速度標準，制定邏輯嚴密的交易流程。其次通過修改軟件或增設新ETC設備，改造并完善車道系統，使其與現有系統相協調，保證收費系統整體正常運行。最后還可通過設置ETC快速專用通道，并借鑒國外用戶推廣經驗，改善我國當前存在的ETC用戶推廣的問題。

4 結語

我國高速公路ETC收費系統的應用還不夠成熟，為了使系統更進一步分規范化， 還需通過不斷地研究和深化，研究出適用于適用于不同運營需求的高速公路ETC收費系統。

參考文獻

[1]葉穎.基于ETC的高速公路收費結算系統的設計[D].浙江工業大學碩士學位論文，2011（4）：8-21.

[2]陳愛英.長三角高速公路ETC聯網收費管理模式研究[D].東南大學碩士學位論文，2005（3）：9-23.

[3]邱曉東.收費系統的ETC技術改建[D].第五屆中國智能交通年會暨第六屆國際節能與新能源汽車創新發展論壇優秀論文集（上冊）-第2部分智能交通技術，2009：371-373.