淺議高速公路ETC電子收費系統的技術運用

周國驥

摘要：由于我國高速公路建設工程的不斷增加，不同路段進行系統聯網，最后統一收費的情況越來越多；再加上車流量過大，高速公路出口收費處的排隊等待時間大大延長，降低了我國高速公路的通行效率。因此，提高高速公路的通行效率，縮短車輛通行等待時間，加強ETC電子收費系統技術的應用是現階段的首要任務。

關鍵詞：高速公路；ETC電子收費系統；技術研究

一、ETC電子收費系統構成

ETC電子收費系統結構體系總體可以分為三級：路網級、路段級和收費站級，見圖1所示。收費系統主要包括以下步驟：數據采集—數據上傳至收費站—信息處理—信息上傳至路段管理中心—按時段分類—上傳至結算中心。具體講就是電子收費系統通過微波天線及時采集收費數據，之后將這些數據輸送至收費站，收費站經過信息處理后，及時輸送到路段管理中心，這時路段管理中心根據計費時段以及計費規則，最后將繳費信息輸送至結算中心。

二、ETC電子收費系統的功能

ETC電子收費系統具有以下幾個功能：①通過收費車道上的信號接受裝置探測進出站的車輛數量，并進行數量的統計，合并每輛車上的信息并上傳到后臺管理中心；后臺管理中心通過處理數據，判定該車輛是否具有車載識別電子單元，并將這一信息下發到收費站點的處理系統上。②具有視頻監控的功能，能實時進行圖像的抓拍和保存，還能識別車牌。也就是說，當某輛車通過收費車道時，ETC電子收費系統能夠采集和保存其圖像數據，識別車牌號碼并對車輛信息和圖像信息進行配套。③在高速公路的進站通道上，通過對車輛的識別，將車輛信息寫入“一卡通”，每經過一個通道即可寫人一條信息；在高速公路的出站通道上，根據“一卡通”內的信息以及相關的計費方式統計通行費用。④車道欄桿控制系統部能夠根據后臺傳來的指令判斷是否將欄桿抬起或者拒絕車輛的通行。同時車道欄桿旁的顯示屏幕會將車輛的行駛通行總費用顯示出來，包括余額不足、不具有ETC電子通信設備等信息。⑤能夠直接完成兩個站點之間的數據信息交流，降低總管理控制中心的負荷，節約信息傳輸通道。⑥車輛通過時，如果車輛信息識別失敗或者出現其他不能識別的錯誤，車道欄桿會接收到不給予通過的命令指示，拒絕車輛通過，再由相關工作人員引導到旁邊的傳統收費出站口。

三、ETC電子收費系統車道過車流程

（一）ETC電子收費系統入口車道流程

ETC入口車道主要對裝有電子標簽和預付IC卡的車輛進行寫入入口信息（站號、車型、車牌、時間等）的操作。流程如下：1）車輛壓上觸發線圈，激活ETC天線，ETC天線開始同電子標簽進行通訊，當車輛壓上抓拍線圈時，車道軟件同時抓拍車輛圖像，并獲取自動識別車牌信息。2）ETC天線將獲取的OBU以及車輛信息發送上位機，系統接收到天線發送的OBU信息后，對OBU進行有效性判斷（是否插卡、OBU黑名單、拆卸狀態等）。3）當OBU驗證通過后，系統返回天線繼續處理請求，天線繼續上送預付IC卡基本信息。4）系統繼續對預付IC卡進行有效性驗證（發卡方有效性驗證、黑名單檢查、是否過期等）；5）驗證通過后，系統寫入入口收費站信息，欄桿抬起，通行信號燈變綠，等待車輛放行，車輛離開后，欄桿落下，通行燈變紅，系統等待處理下一輛車。OBU如果驗證失敗，系統進行相應信息報警，并在費額顯示器上顯示相應警報信息。

（二）ETC電子收費系統出口車道流程

ETC出口車道主要完成根據預付IC卡記錄的入口信息計算和扣除通行費并生成交易流水的功能，具體處理流程如下：1）車輛壓上觸發線圈，激活ETC天線。ETC天線開始同電子標簽進行通訊。車道軟件同時抓拍車輛圖像，并獲取自動識別車牌信息，ETC天線將獲取的OBU以及車輛信息發送上位機。2）系統接收到天線發送的OBU信息后，對OBU進行有效性判斷（是否插卡、OBU黑名單、拆卸狀態等）。3）如果驗證失敗，系統進行相應信息報警，并在費額顯示器上顯示相應警報信息，提示轉入人工車道處理，當OBU驗證通過后，系統返回天線繼續處理請求。4）系統繼續對預付IC卡進行有效性驗證（發卡方有效性驗證、黑名單檢查、是否過期等）。當驗證失敗時，系統啟動聲光報警，并在費額顯示器上顯示相關報警信息，提示轉入人工車道處理。5）卡片基本信息驗證通過后，系統對預付IC卡入口信息進行有效性驗證（入出標志檢查、入口站信息檢查等）。6）入口信息校驗失敗后，系統啟動聲光報警，并在費額顯示器上顯示相應報警信息，并提示轉入人工車道處理。7）入口信息校驗成功后，系統根據入口站以及車型信息計算出通行費，并從電子錢包中扣款。8）如果扣款不成功，系統重新進行扣款操作，連續三次扣款失敗后，系統提示轉入人工車道進行處理。9）扣款成功后，系統在費額顯示器上顯示通行費以及余額信息，并生成交易流水上送收費站，此時通行信號燈變綠，欄桿抬起，等待車輛離開。車輛離開后，欄桿落下，通行信號燈變紅，系統等待處理下一輛車。

四、結語

隨著我國高速公路網格系統的構建，聯網統一進行收費的高速公路路段也在不斷增加。在此情況下，傳統收費系統的缺陷逐漸暴露出來，同時，ETC電子收費系統也展現了極大的優勢。但是，ETC電子收費系統由于應用了較多的電子通信設備進行處理，信號接收受到干擾的情況較為普遍，并且不同地區的高速公路收費標準存在差異，因此，還需要對ETC電子收費系統技術的應用進行更深入的研究。

參考文獻：

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