ETC混合車道收費(fèi)中RFID技術(shù)的應(yīng)用

韋永浩 文 盧

（江西省高速公路投資有限責(zé)任公司宜春管理中心，江西 宜春 336000）

一、概述

ETC即不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，是目前國(guó)際上在公路、大橋以及隧道的收費(fèi)系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛且研究較深的技術(shù)。其基礎(chǔ)采用的便是射頻識(shí)別技術(shù)，通過(guò)這種雙向的非接觸通信，從而對(duì)車輛進(jìn)行識(shí)別，并同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)完成交換。不同于接觸識(shí)別，射頻卡同讀寫設(shè)備不需要接觸，識(shí)別設(shè)備便能夠完成對(duì)射頻卡的識(shí)別。

當(dāng)前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的ETC系統(tǒng)在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用大多都適用于自由流，或者在收費(fèi)站開(kāi)辟出專用的收費(fèi)車道，但是這種模式會(huì)令原本已經(jīng)很擁堵的交通狀況變得更加糟糕，并且，高速公路需要對(duì)現(xiàn)有的收費(fèi)車道數(shù)量盡可能的減少，因此交通擁堵?tīng)顩r會(huì)更加嚴(yán)重，并且需要考慮的是車輛中使用電子標(biāo)簽的數(shù)量不多，在整個(gè)高速公路的車流量中，并沒(méi)有分流出多少車輛，反而會(huì)更加影響交通，所以，混合車道的開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為了當(dāng)前高速公路收費(fèi)系統(tǒng)必須要著手研究的課題，真正實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)，。這種混合車道不但能夠?qū)崿F(xiàn)不停車收費(fèi)，同時(shí)又能夠進(jìn)行電腦發(fā)卡收費(fèi)，可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行收費(fèi)模式的更改。

二、設(shè)計(jì)

在車道識(shí)別控制區(qū)域中，任何車輛在此都能夠被車檢器檢測(cè)到，當(dāng)車輛到位后，系統(tǒng)會(huì)判斷車輛是否帶有標(biāo)簽，針對(duì)有標(biāo)簽的車輛，標(biāo)簽會(huì)發(fā)出信號(hào)，由識(shí)讀天線接收到信號(hào)后，將信號(hào)船只控制器，經(jīng)過(guò)解碼器對(duì)信息解碼后，能夠獲得車輛標(biāo)簽的ID；如果車輛不具有電子標(biāo)簽，那么就不會(huì)有ID，只會(huì)給出一個(gè)到位信號(hào)。

當(dāng)ID信息傳至計(jì)算機(jī)中，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的比對(duì)以及分析能夠看出電子標(biāo)簽是否合法，混合車道控制設(shè)備能夠接收到來(lái)自不同標(biāo)簽的不同信息，若電子標(biāo)簽非法那么車輛會(huì)被歸為無(wú)標(biāo)簽車輛類型。

車輛的相關(guān)信息，即到達(dá)信息和特征信息會(huì)在控制器的處理下按順序排列，正確的排序是進(jìn)行有效控制的基礎(chǔ)保障。車流表要隨著車輛的進(jìn)入和離開(kāi)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。

當(dāng)車流中第一輛具有電子標(biāo)簽，那么欄桿會(huì)自動(dòng)抬起，若是正在過(guò)車，那么車輛通過(guò)后欄桿不落，當(dāng)再次有電子標(biāo)簽車經(jīng)過(guò)后再落桿。

電子標(biāo)簽合法的車輛其ID以及收費(fèi)站編號(hào)會(huì)提前廣播到車輛前進(jìn)方向的各個(gè)收費(fèi)站，以便該車的計(jì)費(fèi)能夠按照車型以及行車距離進(jìn)行合理的計(jì)算。通過(guò)上述分析可以看出，不停車混合車道收費(fèi)需要充分考慮信號(hào)收發(fā)器的遮擋問(wèn)題，以及車道的邏輯控制和系統(tǒng)的自動(dòng)切換問(wèn)題。

三、技術(shù)實(shí)現(xiàn)

這種混合車道屬于雙重功能車道，不但能夠?qū)](méi)有電子標(biāo)簽的車輛的正常通行提供MTC服務(wù)，同時(shí)針對(duì)具有電子標(biāo)簽的車輛可以為其通行提供不停車收費(fèi)服務(wù)。同時(shí)還能夠作為專用ETC車道，因此可以說(shuō)該種混合車道包含了MTC以及ETC的雙重功能。ETC的構(gòu)成主要有以下幾方面。

1 電子標(biāo)簽。電子標(biāo)簽對(duì)于外界的干擾具有一定的抗性，不用的時(shí)候一般處于休眠狀態(tài)，一旦汽車進(jìn)入檢測(cè)去，就會(huì)被喚醒，對(duì)識(shí)別區(qū)收發(fā)天線發(fā)射ID信號(hào)。

2 識(shí)讀天線。水泥以及水無(wú)法阻擋濕度天線的工頻，主要用于喚醒電子標(biāo)簽，并對(duì)電子標(biāo)簽的信息進(jìn)行接受，其結(jié)構(gòu)主要為線路板和銅線，寬度約1米，長(zhǎng)度約2米。

3 控制器。用于對(duì)天線發(fā)送的信息進(jìn)行接受，并對(duì)電子標(biāo)簽ID進(jìn)行解碼，將信息進(jìn)行上傳，并對(duì)車輛予以有效的排序。

4 指示牌。在收費(fèi)亭前設(shè)置車道指示牌，用以明示該車道種類。

5 牌照顯示牌。主要用來(lái)顯示車輛牌照。

6 車檢器。對(duì)車輛信息進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至控制器。

7 顯示控制軟件。是監(jiān)控計(jì)算機(jī)必備軟件，用于顯示通過(guò)車輛車牌信息，便于稽查。

8 廣播軟件。與各個(gè)收費(fèi)站進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，將入口處識(shí)別的電子ID廣播至所有出口，根據(jù)這個(gè)ID信息能夠查詢車輛來(lái)自哪站，以便于計(jì)費(fèi)。

9 亭內(nèi)顯示屏。亭內(nèi)顯示屏用于顯示進(jìn)入車道控制區(qū)有電子標(biāo)簽車的牌照。

10 工控機(jī)。它接收混合車道控制器上傳的電子標(biāo)簽的ID，并根據(jù)此ID進(jìn)行查詢，確認(rèn)是否合法ID并將結(jié)果返回混合車道控制器，以便對(duì)欄桿機(jī)進(jìn)行正確的控制。

四、系統(tǒng)特點(diǎn)

1 系統(tǒng)由于識(shí)讀天線特殊徹底解決了遮擋問(wèn)題。

2 本不停車收費(fèi)系統(tǒng)有很大的適應(yīng)性，可與任何MTC系統(tǒng)集成，使MTC車道成為混合不停車收費(fèi)車道。

3 當(dāng)收費(fèi)站的通行車輛較少時(shí)就可只開(kāi)一入口道，一出口道混合車道，而不必像專用ETC車道那樣，任何時(shí)候都必須開(kāi)放二入口道，二出口道。（其中一入口道，一出口道為MTC車道；一入口道，一出口道為ETC車道）。

4 系統(tǒng)采用了多種探測(cè)技術(shù)，誤差自動(dòng)實(shí)時(shí)修正技術(shù)，使系統(tǒng)具有極高的可靠性，系統(tǒng)正確性達(dá)99.9%以上。

5 系統(tǒng)具有極高的性價(jià)比，功能完備，價(jià)格不到其他ETC系統(tǒng)的50%。

結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)有效解決了遮擋、實(shí)時(shí)識(shí)讀以及自動(dòng)切換和排序、原收費(fèi)廣場(chǎng)設(shè)計(jì)過(guò)小，收費(fèi)車道不足等問(wèn)題，是現(xiàn)代科技應(yīng)用在高速公路收費(fèi)工作中的體現(xiàn)，具有創(chuàng)新性，對(duì)于我國(guó)ETC收費(fèi)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，是一大進(jìn)步。并且該技術(shù)的應(yīng)用能夠使得ETC占地面積有效減少，同時(shí)能夠降低投入，因此在推廣上具有更加廣闊深遠(yuǎn)的意義。

[1]李倩，楊曉明，朱建紅.RFID技術(shù)在路橋收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用及安全風(fēng)險(xiǎn)分析[J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)，2009（S1）.

[2]王康年，李常春，劉紅云，林婭，嚴(yán)鑫.RFID技術(shù)應(yīng)用中的安全問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略[D].重慶市電機(jī)工程學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2010.

[3]RFID在中國(guó)發(fā)展加速[N].人民郵電，2009.