基于射頻技術的電子不停車收費系統(tǒng)應用研究

王 盟

(重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400041)

0 前言

隨著我國高速公路建設的蓬勃發(fā)展，快速便捷的收費方式可以有效緩解收費站口的交通瓶頸，并且使管理變得標準化，防止工作人員貪污路費，更減少了尾氣排放，保護了大氣環(huán)境。

1 射頻識別技術系統(tǒng)

1.1 射頻識別系統(tǒng)結構

一般的射頻識別系統(tǒng)都包含有射頻標簽和讀寫器兩個基本組件，射頻標簽本質(zhì)為一種集成電路卡片，可存儲有關附著車輛的大量電子信息，且可嵌入識別車輛內(nèi)部，讀寫器與射頻標簽不許接觸，讀寫器通過耦合方式即無線電波或信號感應方式向射頻標簽發(fā)送命令，射頻標簽接受命令后做出一定的響應，從而實現(xiàn)存儲數(shù)據(jù)的讀出和寫入操作。射頻識別系統(tǒng)的其他一些部件，例如天線，用來傳遞讀寫器和射頻標簽之間的信號，智能控制設備則需要完成射頻信號的處理和控制等。

1.2 處理成像

讀寫器周圍分布有一個微波通信區(qū)域，當射頻標簽進入到這個工作區(qū)域后，安置在路側(cè)位置的讀寫器通過天線向外發(fā)射特定頻率的電磁波，安裝在識別車輛上的射頻標簽成功接收到微波信號后被激活，由射頻標簽內(nèi)部系統(tǒng)對接收到的信號進行整合處理，并把數(shù)據(jù)信息回送到讀寫器，數(shù)據(jù)信息經(jīng)讀寫器處理，得到射頻標簽內(nèi)部存儲的代碼信息，實現(xiàn)車輛的身份識別。射頻識別系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

圖1 射頻識別系統(tǒng)工作原理圖

2 射頻技術在高速公路收費系統(tǒng)中的應用

為適應現(xiàn)代公路交通運輸?shù)陌l(fā)展要求，高速公路應用射頻技術實現(xiàn)了不停車收費，保證了收費口處的無障礙通行，創(chuàng)造了便利的交通環(huán)境。當車輛通過收費口時，車道攝像機會對車輛圖像進行采集，車道實時控制子系統(tǒng)會對車輛圖像進行數(shù)據(jù)化處理，得出車輛實際牌照號，而過往車輛的車型，牌照號，車輛戶主和銀行所用賬號等數(shù)據(jù)信息可通過射頻技術獲得，將兩者進行對比，若信息相符則通過車道實時控制子系統(tǒng)允許車輛通行，而通行費則依據(jù)計算機網(wǎng)絡和銀行后臺處理結果，從車主銀行所用專用賬戶中扣除，進而實現(xiàn)不停車收費。不停車收費系統(tǒng)建立有專門的管控中心，負責管理和監(jiān)控指定區(qū)域內(nèi)的不停車收費站，在對收費的數(shù)據(jù)信息分類整合后通過網(wǎng)絡與銀行整合的數(shù)據(jù)信息進行交換，銀行依據(jù)管控中心的數(shù)據(jù)信息從車主的專用賬戶扣取相應費用，并將銀行網(wǎng)絡整合出的黑名單下發(fā)至各個不停車收費站，再經(jīng)由各不停車收費站轉(zhuǎn)給各個車道子系統(tǒng)，如此保證整個系統(tǒng)的正常運行。

3 不停車收費系統(tǒng)在我國的應用問題

電子不停車收費系統(tǒng)的出現(xiàn)增加了高速公路運輸管理的科技含量，最大限度的提高了人們的出行質(zhì)量，但電子不停車收費系統(tǒng)在實際運營的時候卻存在著這樣或那樣的問題，出現(xiàn)問題時不僅會導致交通堵塞，而且低效的通行還會對用戶心理感受造成不良影響，降低用戶對電子不停車收費系統(tǒng)的信心。我國在高速公路電子不停車領域方面缺乏統(tǒng)一高效的管理與協(xié)調(diào)，投入使用收費車站本就不多，卻擁有繁多的投資主體，各自使用技術不一，分散的管理使規(guī)模化經(jīng)營變得愈加困難。此外，我國規(guī)模龐大的高速公路路網(wǎng)導致不停車收費系統(tǒng)技術的應用更加復雜，投資高，建設時間長等等這些問題都成了電子不停車收費系統(tǒng)的推廣所需面臨的。大致可分為三種類型，既系統(tǒng)本身技術問題，外界干擾因素影響和人為因素。

3.1 系統(tǒng)本身技術問題

射頻標簽電量不足或內(nèi)部電路連接等方面出現(xiàn)問題等都會影響射頻標簽接收微波信號，進而使整個通信過程失敗。故在系統(tǒng)配制設計過程中需全面考慮，尤其是配電，不僅要做到日常電能的充足供應，更應考慮在特殊條件，不利情況下的供電儲備，以保證高速公路的實時服務水平。

3.2 外界因素干擾

收費口處的微波通信區(qū)域有時會受到附近其他頻率信號的干擾，當雜散金屬物體反射微波信號時會出現(xiàn)多徑干擾問題，在相鄰卻不同車道運行的車輛有時會出現(xiàn)同頻干擾問題，甚至車輛內(nèi)部的一些無線電設施也會干擾通信過程

3.3 人為因素干擾

發(fā)達國家國民整體信用度較高，司機駕駛習慣相對較好，而我國的情況則較為復雜，車輛非法闖關現(xiàn)象屢見不鮮，這與國民對高速公路的認知理念有關，若解決不當則會使問題進一步嚴重化。

4 建議與展望

雖然高速公路電子不停車收費技術在各方面都還有很多不足之處，但任何事物都需要不斷完善，技術層面的核心問題需要領域內(nèi)人員繼續(xù)探索，管理規(guī)范的問題則需要相關部門加緊制定，為此，基于個人理解提出以下幾點意見及建議：

（1）系統(tǒng)成功運行的前提是各類設施正常工作，所以在硬件設施上我們首先要嚴格按照ETC車道標準建設ETC車道，其次要保證ETC各項設施指標合格，車道建成后，定要依照相關標準試行，確保整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，無故障隱患，且要全面考慮各種可能情況，做好應急措施。

（2）組件維修部門，指定專人負責區(qū)域，并對維修人員進行專業(yè)知識及實踐操作的培訓，分發(fā)維修技術指導手冊，確保在意外情況發(fā)生后快速恢復收費站的運行秩序，把各種不良影響降到最低。

（3）面向公眾做好ETC宣傳工作，解除公眾思維限制，確保公眾無障礙享受服務，避免因無知而造成不必要隱患。

智能交通在我國起步較晚，ETC更是處于萌芽階段，未來發(fā)展空間還很廣闊，現(xiàn)階段我們既要注重他的發(fā)展效率更要兼顧質(zhì)量，盡量不改建，最大限度做到ETC系統(tǒng)全壽命周期成本最低。

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