探析高速公路ETC不停車收費的技術應用

時貴林

摘要：電子不停車收費系統也稱為ETC，其作為一種全新的高速公路收費，在發達國家應用十分廣泛，有效地解決道路擁堵問題，確保了出行效率的提高。當前電子不停車收費系統也在我國的高速公路開始廣泛應用，并取得了較好的成效。

關鍵詞：高速公路；ETC；不停車收費

一、 高速公路收費系統現狀和ETC系統

（一）高速公路收費系統現狀

在經濟高速發展的當前社會，高速公路正在規模化飛越發展。在我國90%以上的高速公路收費還處在人工階段，收費效率可見一斑。現行的收費管理方式一般是現金交易和磁卡交易，方式為入口進行現金繳費后放行和入口刷通行磁卡，在高速出口處上交，上位機系統按照磁卡和系統內的記錄扣除費用后放行或者通過駕駛員之前預存的充值卡交易。這些方式都比較浪費時間，易造成車輛排隊阻塞交通。為了防止高速公路出入口排隊收費交通阻塞，我國大力支持發展ETC系統。

（二） ETC系統概述

ETC即電子不停車收費系統。該系統能夠讓帶有ETC裝置（OBU）的車輛通過高速公路ETC收費道口時，由系統進行繳費，并能查看車輛違章情況。所謂的不停車收費，是車輛在通過收費站時由車載設備識別車輛，錄入信息，和銀行賬戶或者IC卡綁定實現車輛付費的方法。車主在使用該系統時僅僅需要在車輛上安裝OBU，提前做好車輛和銀行卡的綁定即可。在交通日漸緊張的情況下，加強ETC不停車收費技術的應用是大勢所趨。

（三）建立ETC系統的意義

由于近年來車輛數量持續性增長，給高速路的正常通行帶來了很大壓力，高速公路擁堵成為備受關注的社會問題。建立不停車收費系統能夠使司機在不停車的狀態下完成交費，交費消耗的時間幾乎可以忽略，使高速路收費站的容量得以擴展，工作效率得以提升。不停車收費系統的應用是科技興交的重要體現方式之一。車輛不必在通行中頻繁剎車、起步，使車輛磨損得到有效控制，節省油耗，同時減少對大氣環境的污染，實現節能環保。此類智能系統的投用能夠解決人工收費的諸多弊病，如票款丟失、效率低下等，使高速公路保持順暢，真正實現高速通行。

二、不停車收費系統的組成、工作原理及關鍵技術

（一） ETC車道系統構成

ETC系統包括2部分：站級子系統和車道級子系統。在車道設備中，讀寫天線位于收費亭的車道計算機上，讀寫天線與車載電子標簽之間的信息交換由應用程序直接控制；其他設備如費額顯示器、自動欄桿、車輛檢測器、車道通行燈等設備通過車道控制器與車道計算機連接；攝像機采集到的視頻信號通過字符疊加器疊加后，一路傳到亭內車道控制器，另一路通過遠端光接入設備（R1000）上傳到收費站本地光接入設備（L1000），最后顯示在監控室的監視器上。

（二） 系統工作原理

當車輛到達檢測線圈時，讀寫天線被啟動，開始與車載電子標簽（車載機+CPU卡）進行通信，若車載電子標簽無效則報警并保持車道關閉，若有效則通行信號燈變綠，費額顯示器上顯示交易信息，自動欄桿機抬起，直到車輛離開檢測線圈，交易成功；當車輛通過抓拍線圈時，車道攝像機會對車輛進行圖像抓拍，將抓拍信息傳到字符疊加器，依次上傳到收費站磁盤陣列。車輛通過落桿線圈后，欄桿自動回落，通行信號燈變紅；系統保存交易記錄，等待下一輛車進入。

（三）系統的關鍵技術

ETC系統的關鍵技術主要有四項：①自動車輛識別（AVI）技術，即把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理；②自動車型分類（AVC）技術，測量和感知通過車輛的物理特點，測算車型；③短程通信（DSRC）技術，即較長距離的RFID射頻識別分辨技術，是ETC智能系統運輸領域中專門用于機動車輛在高速公路等收費點實現不停車自動收費的專用技術；④逃費抓拍系統（VES），主要利用了拍照技術、視頻錄像攝像技術、數字攝像技術、車牌識別技術等加以實現。ETC系統由后臺系統、車道控制器、RSU和OBU等組成。ETC車道與傳統的MTC車道建設相似，主要由ETC天線、車道控制器、費額顯示器、自動欄桿機、車輛檢測器等組成。

三、 高速公路ETC不停車收費技術應用優勢

（一）提高車輛通行能力

車輛裝了車載單元后，當行駛至ETC車道時，安裝在車道上方的路側天線接收到車載單元發射的信號后，欄桿自動抬起，讓車輛通過。因為受檢測器讀寫速度限制，車輛需以15km/h的速度通過為最佳。這樣算來，每輛車通過收費站進口和出口只要約3s。而人工收費口，每輛車進入車道經減速、停車、付錢、找零、起步等程序，約需30s。

（二） 降低運營成本

高速公路運用電子不停車收費系統后，收費站不需要更多的人員就能夠完成收費工作，由于工作人員數量的減少，有效地實現了高速公路收費站管理成本和運營成本的降低，而且相較于傳統高速公路收費系統，在相同時間內，一條電子不停車收費系統車輛通過率為傳統系統的4倍，有利于經濟效益的提高，能夠更快的實現投資成本的回收。

四、高速公路ETC不停車收費技術應用建議

（一）按照規律，有張有弛地展開

日本在推行電子不停車收費系統的過程中，就因為沒有對市場進行充分調查和研究，電子不停車收費系統推出后，受到市場的冷落，主動安裝電子標簽的車輛數遠遠低于管理者的預期，導致電子不停車專用車道利用率極低，而因人工收費車道的塞車現象更為嚴重。

（二） 有機結合，多種方式并存

電子不停車收費系統是高速公路收費方式發展的必然趨勢。但仍需要與人工、半自動收費方式并存，結合使用。電子不停車收費系統需要購買專用電子標簽并走專用車道才能使用，而高速公路上行駛的車輛來自全國各地，不可能每輛車都有高速IC卡和讀卡器。因此人工、半自動收費方式還是必不可少的。

五、結束語

ETC不停車收費系統已經在我國高速公路中得到了廣泛的應用。實踐證明，這種電子收費技術極大限度的緩解了傳統排隊停車收費造成交通阻塞的狀況，為高速公路用戶節省了時間，完善了高速公路的運輸功能。我們應該認識這種技術的優點，并不斷在此基礎上研發出更加先進的產品，為實現智能交通運輸而繼續努力。

參考文獻：

[1]高速公路ETC不停車收費系統進入快速發展期[J].柳小毛.中國新技術新產品.2016（16）

[2]基于高速公路電子不停車收費系統（ETC）與設計的研究[J].羅志偉.通訊世界.2014（03）endprint